淺議配網(wǎng)規(guī)劃之中負荷預測的方法

【摘要】隨著社會的不斷發(fā)展，國家目前正在大力對城鄉(xiāng)電網(wǎng)進行改造，通過網(wǎng)絡(luò)不斷開拓更大的市場。國家電力企業(yè)與地方電力企業(yè)都在積極地準備著電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃。在對電網(wǎng)進行充分規(guī)劃前需要對電網(wǎng)的負荷進行準確的預測。準確的負荷預測將會直接決定著電網(wǎng)與電力系統(tǒng)的技術(shù)指標，是我國電力發(fā)展的基礎(chǔ)。本文通過對負荷預測的幾種方法進行描述，為電網(wǎng)負荷的準確預測提供更多的方案與依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】配網(wǎng)規(guī)劃；負荷預測；電力系統(tǒng)

1.引言

要以電網(wǎng)負荷進行準確地預測，就需要在電網(wǎng)區(qū)域的電力使用規(guī)模進行準確的調(diào)查，通過對數(shù)據(jù)進行分析后，得到每個行業(yè)的發(fā)展信息，來對歷史數(shù)據(jù)進行充分研究，之后才能準確地判斷出發(fā)展趨勢與未來走向。目前負荷預測的方法主要有兩種方法，第一是通過電量預測來對負荷進行預測，一般來講在高壓配網(wǎng)中應用較為廣泛，目前的配網(wǎng)電量負荷預測方法主要有單耗法、彈性系數(shù)法與綜合用電水平法、外推法。另外一種是對目前的負荷密度進行計算分區(qū)，最后演算出總體負荷。

2.單耗法預測

單耗法預測主要是指根據(jù)產(chǎn)值來對用電量進行推算，得出年用電量，主要是適合于工業(yè)企業(yè)或部分農(nóng)業(yè)用電，它是單耗指標的工業(yè)經(jīng)常使用的一種方法。首先需要根據(jù)當?shù)卣纳鐣?jīng)濟發(fā)展規(guī)劃目標，利用每年的工業(yè)產(chǎn)值指標與產(chǎn)量目標，通過對國民經(jīng)濟部門在每種產(chǎn)品的生產(chǎn)過程的單耗量計算，同時根據(jù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，發(fā)現(xiàn)存在的規(guī)律問題，得出綜合單耗數(shù)值。[1]

根據(jù)某城市的發(fā)展規(guī)劃，它的第一產(chǎn)業(yè)發(fā)展向優(yōu)化結(jié)構(gòu)與現(xiàn)代化經(jīng)營推進，通過預測，第一產(chǎn)業(yè)的電耗為0.07KWH/元左右，而第二產(chǎn)業(yè)主要是技術(shù)型的密集企業(yè)，在未來的五年用電量將會在0.24KWH/元左右，而第三產(chǎn)業(yè)所占比例將會不斷增加，在未來五年用電量約在0.12KWH/元左右。居民用電每年都會不斷增加，未來五年間約為0.9KWH左右。根據(jù)這樣的用電單耗預測，可以計算出此城市的用電量約為123億KWH。目前我國的經(jīng)濟發(fā)展不斷迅速，城與鄉(xiāng)鎮(zhèn)的工業(yè)用電不斷增大，單耗法是一項重要方法。

3.彈性系數(shù)法預測

彈性系數(shù)是把某地區(qū)的總體用電的平均增長率比工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值年增長率的值，能夠很好地反映出經(jīng)濟發(fā)展情況。

K=Vw/VWh=（1+KV）nWo

其中Wo是在周期的開始用電量，Wh結(jié)束后的用電量；K指的是電力彈性系數(shù)；V指目前國內(nèi)生產(chǎn)總值的增速；Vw指用電的增速；n指是在發(fā)展規(guī)劃中的年限

由于是基礎(chǔ)設(shè)施，電力工業(yè)在社會經(jīng)濟發(fā)展過程中會提前于工業(yè)發(fā)展，這時的彈性系數(shù)應該不低于1，這個數(shù)值會隨著所在地區(qū)的負荷結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的不同而大為不同，需要結(jié)合歷史數(shù)據(jù)進行趨勢分析后確定。彈性系數(shù)法主要用于中期或遠期的宏觀負荷預測。在某城市中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)適應國家發(fā)展，不斷進行優(yōu)化調(diào)整，產(chǎn)業(yè)升級不斷更新，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)與第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢明顯，未來的彈性系數(shù)有可能會不斷下降，未來五年的電力彈性系數(shù)為0.9左右。[2]

4.外推法

外推法主要是根據(jù)歷年的數(shù)據(jù)與資料進行延伸預測未來幾年的用電量的方法。一般分為回歸分析法與平均增長率法?；貧w分析主要是指把時間與人口等信息作為變量，根據(jù)每年的變化規(guī)律計算出一定的數(shù)學模型，通過順勢延伸，不斷算出每一年的用電量；平均增長率法是把歷年的數(shù)據(jù)與未來的國民經(jīng)濟發(fā)展相結(jié)合，來對平均增長率進行估算，采用統(tǒng)一的增長率，同時也可以分階段的不同增長率來進行預測。[3]

5.綜合用電水平法

綜合用電水平法主要是通過人口用電量來進行計算的，也稱為人均用電法，它是根據(jù)這一地區(qū)的人口每年的用電量來進行計算的，每一戶或每一個人的平均用電量代表著這一區(qū)域的城市生活用電量，而工業(yè)用電則可以根據(jù)每一個企業(yè)單位或是每一臺設(shè)備的裝機容量來進行推算的。針對于目前的綜合用電水平，可以通過資料分析與用戶的信息進行測算。另外由于外來人口多，流動人口比例較大，結(jié)合大區(qū)域的未來發(fā)展規(guī)劃，可以確定出增長趨勢。這種方法適合于近期與中期的用電負荷預測。[4]

6.負荷密度法

負荷密度法是種相對計算精確的預測法，它一般不會直接對城市的用電量進行預測，而是對每平方公里的平均負荷用電進行預測，對城市進行分區(qū)處理。第一步計算出目前或前一階段的區(qū)域內(nèi)的負荷密度，之后規(guī)劃對不同的分區(qū)負荷特點進行把握，推算出目標年的負荷密度預測值。對于用電大戶，需要對負荷進行單獨計算。由于城市的不斷發(fā)展，電力負荷可能會出現(xiàn)跳躍的現(xiàn)象，負荷密度法是一種直接的辦法，在使用時要對區(qū)域內(nèi)的特點進行全面掌握。

7.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非常復雜，其中有大量的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，而且組成的是非線性的系統(tǒng)，功能與結(jié)構(gòu)由簡單到復雜，具有非常強的借鑒意義。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠較強的記憶能力、學習能力與計算能力，目前對于其中的多層感知器、自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法。目前在電力系統(tǒng)的負荷預測過程中，前饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應用較為廣泛，通過輸入、輸出與隱層組成。將與之相關(guān)的數(shù)據(jù)進行輸入，通過有效計算得出預測值。

8.時間序列法

時間序列法與外推法類似，都是通過借鑒歷史資料數(shù)據(jù)進行分析。不過時間序列法是通過不同的時間對資料進行整合，建立一個新的數(shù)學模型，通過這個模型能夠反映出電力負荷在不同的時間段內(nèi)的隨機變化規(guī)律，從中發(fā)現(xiàn)趨勢；從數(shù)學模型入手，建立負荷變化的數(shù)學語言，再輸入未來的變量，進行預測。目前有自回歸、滑動平均與二者綜合三種形式。通過時間序列法，可以在少量的歷史數(shù)據(jù)中就能夠發(fā)現(xiàn)存在的模型規(guī)律。但并沒有完全考慮到突發(fā)事件的影響，適用于短期預測，對長期預測沒有明顯的作用，而且精確度不高。

9.配網(wǎng)規(guī)劃之中負荷預測影響因素分析

通過對以上幾種電力負荷預測的方法進行介紹，在現(xiàn)實應用中需要根據(jù)不同的實際情況使用最恰當?shù)姆椒?。在建立?shù)據(jù)分析與模型時，要更多考慮主要因素，同時也要對不確定因素提前進行準備，避免出現(xiàn)失真的情況。由于個人的經(jīng)驗不足，對電力系統(tǒng)的負荷預測存在著一些片面性，所以在模型的建立中，要把環(huán)境因素充分考慮周全，充分利用相關(guān)專家的經(jīng)驗與機構(gòu)的數(shù)據(jù)，充分為模型的建立提供依據(jù)。

10.結(jié)語

電力能源是我國工業(yè)發(fā)展與民生發(fā)展的主要能源，在國民經(jīng)濟正常運行中起著重要的作用。同時負荷預測則是電力系統(tǒng)合理調(diào)度、實時控制與發(fā)展規(guī)劃的基礎(chǔ)，只有進行準確預測，才能制定出合理的規(guī)劃與布局。通過基本的信息支持讓電力系統(tǒng)的運行更加合理。在實際操作中不斷提高電力負荷預測的準確度，對于計劃用電管理與合理安排好電網(wǎng)的運行方式，制定出合理的維護計劃，都有著重要的參照意義，同時更能夠節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本，與國家節(jié)能方針保持一致，提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。負荷預測已經(jīng)成為電力系統(tǒng)管理現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，發(fā)揮著越來越大的作用，促進了電力企業(yè)與國民經(jīng)濟的共同進步，實現(xiàn)科學規(guī)范、可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]樂歡.城市配網(wǎng)規(guī)劃中基于空區(qū)推論的空間負荷預測方法研究[D].重慶大學，2009.

[2]趙晨旭，康海平，韓瑜.西部中小城市配網(wǎng)規(guī)劃中負荷預測的方法研究[J].中國電力教育，2010，S1：539-542.

[3]朱鳳娟.中壓配電網(wǎng)規(guī)劃實用方法研究[D].重慶大學，2012.

[4]么軍.城市配電網(wǎng)規(guī)劃理論研究與應用[D].天津大學，2012.