荊州電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)特性分析及應(yīng)對(duì)策略

袁琴 張力

摘 要：本文根據(jù)荊州電網(wǎng)實(shí)際負(fù)荷變化及發(fā)展?fàn)顩r，認(rèn)真分析了荊州電網(wǎng)負(fù)荷特性、影響負(fù)荷預(yù)測(cè)因素，結(jié)合負(fù)荷預(yù)測(cè)基本理論原理、計(jì)算公式及實(shí)踐方法，旨在探索如何提高荊州電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)指標(biāo)的有效措施。

關(guān)鍵詞：荊州電網(wǎng)；負(fù)荷；預(yù)測(cè)；方法；對(duì)策

荊州電網(wǎng)的負(fù)荷類型分為工業(yè)負(fù)荷、季節(jié)性排澇負(fù)荷、城鄉(xiāng)居民用電負(fù)荷、商業(yè)負(fù)荷及其它負(fù)荷。

1 荊州電網(wǎng)負(fù)荷特性分析

（1）荊州電網(wǎng)工業(yè)負(fù)荷中的高能耗負(fù)荷是近年來(lái)增長(zhǎng)最快的行業(yè)。如煉鋼、化肥等受市場(chǎng)行情看好的影響，紛紛擴(kuò)建、增容；如果市場(chǎng)一旦向壞的方向變化，它們將避峰生產(chǎn)或長(zhǎng)期停產(chǎn)，負(fù)荷下降的幅度將會(huì)比較大。工業(yè)中的其它負(fù)荷增長(zhǎng)比較平穩(wěn)。

（2）季節(jié)性排澇負(fù)荷主要是指每年的七、八月間，暴雨成災(zāi)，大、中型排灌設(shè)施紛紛開(kāi)啟排澇增加的負(fù)荷。這部分負(fù)荷在2003年最高時(shí)達(dá)到25萬(wàn)KW左右，約占當(dāng)時(shí)荊州電網(wǎng)最高負(fù)荷的20%左右。排澇負(fù)荷受天氣影響較大，受荊州市地理?xiàng)l件的影響，如果連續(xù)下三天的大雨，所有排灌設(shè)施將開(kāi)啟；雨過(guò)天晴后，中、小型泵站繼續(xù)排一、兩天就會(huì)停下來(lái)，但洪湖市的幾個(gè)大型泵站將會(huì)繼續(xù)開(kāi)機(jī)一周左右。

（3）城鄉(xiāng)居民用電負(fù)荷總體增長(zhǎng)比較平穩(wěn)。影響它的主要因素是天氣。荊州市地處長(zhǎng)江中游，冬季寒冷，夏季炎熱，居民家中或辦公室中很少有集中供暖設(shè)施。降溫或取暖主要靠空調(diào)。2003年荊州電網(wǎng)最高降溫負(fù)荷達(dá)30萬(wàn)KW左右，約占當(dāng)時(shí)荊州電網(wǎng)最高負(fù)荷的25%。

（4）商業(yè)負(fù)荷及其它負(fù)荷增長(zhǎng)比較平穩(wěn)，且每天的變化較有規(guī)律可循。

2 影響荊州電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的因素

對(duì)于荊州電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，影響其負(fù)荷預(yù)測(cè)精度的主要因素有：

2.1 氣象條件的影響

氣象條件對(duì)荊州電網(wǎng)負(fù)荷的影響主要表現(xiàn)在：連續(xù)幾天暴雨或大雨過(guò)后，泵站開(kāi)機(jī)排澇導(dǎo)致負(fù)荷增加，負(fù)荷增加的大小和持續(xù)時(shí)間視雨量而定；冬季氣溫降低或夏季氣溫升高對(duì)居民或辦公場(chǎng)所空調(diào)負(fù)荷的影響；惡劣天氣引起電網(wǎng)設(shè)備故障，也對(duì)負(fù)荷有較大影響，如暴風(fēng)雨雪、冰凍會(huì)導(dǎo)至農(nóng)村大量10KV線路跳閘。

天氣信息是負(fù)荷預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)，其精度直接影響負(fù)荷預(yù)測(cè)的結(jié)果，天氣預(yù)報(bào)包括天氣狀況、氣溫、風(fēng)向、風(fēng)速、濕度及降雨量等。電視臺(tái)的天氣預(yù)報(bào)值與天氣實(shí)況值相差往往較大，尤其在夏、冬兩季，并且氣象數(shù)據(jù)量不全或不及時(shí)。應(yīng)當(dāng)與荊州氣象部門建立聯(lián)系制度，及時(shí)收集完善各類天氣基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，開(kāi)展天氣對(duì)負(fù)荷影響因素分析研究。如遇有特殊天氣，除采用現(xiàn)有預(yù)測(cè)程序預(yù)報(bào)外，還應(yīng)采取人工干預(yù)的辦法進(jìn)行調(diào)整。

2.2 大用戶的影響

客戶管理工作開(kāi)展的好壞直接影響到預(yù)測(cè)合格率的高低，因此，應(yīng)加強(qiáng)客戶管理工作，特別是大電力用戶的管理。當(dāng)然，這需要相關(guān)部門的通力合作才能開(kāi)展好。

做好用戶管理工作有利于了解用戶負(fù)荷特點(diǎn)，并能及時(shí)了解到負(fù)荷變化的趨勢(shì)，有利于調(diào)度部門進(jìn)行預(yù)測(cè)工作。所以，我們?cè)谂c用戶簽訂的調(diào)度協(xié)議中應(yīng)詳細(xì)明確、介紹負(fù)荷預(yù)測(cè)的意義、目的、作用，明確用戶應(yīng)上報(bào)負(fù)荷的時(shí)間、數(shù)據(jù)，使客戶對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)有較詳細(xì)的了解。這樣，在用戶發(fā)生變化（企業(yè)更名、增減容量、開(kāi)停情況、設(shè)備檢修）時(shí)，我們會(huì)在第一時(shí)間知道，有利于負(fù)荷曲線的修改和調(diào)整，減少負(fù)荷變化對(duì)合格率的影響。

2.3 供電設(shè)施檢修的影響

荊州電網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備很多不滿足N-1的要求，供電設(shè)備一旦檢修就會(huì)影響對(duì)用戶的正常供電。目前檢修停電時(shí)間難以確定，供電企業(yè)對(duì)設(shè)備檢修停電時(shí)間的考核力度偏弱或根本就沒(méi)考核，使得檢修部門為了確保不造成延時(shí)送電，在安排檢修時(shí)間時(shí)往往偏大估計(jì)，結(jié)果變成了提前送電。另外調(diào)度員在操作設(shè)備停電或送電時(shí)對(duì)發(fā)令時(shí)間較隨意。這些做法或習(xí)慣都對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)的精度造成影響。

加強(qiáng)計(jì)劃?rùn)z修的管理，加強(qiáng)內(nèi)部檢修停電的考核力度，制訂《停電管理辦法》，嚴(yán)格控制停電時(shí)間，確保按時(shí)送電。

各縣調(diào)應(yīng)向地調(diào)上報(bào)第二天的檢修計(jì)劃及所停負(fù)荷的大小。

各單位應(yīng)加強(qiáng)檢修質(zhì)量管理，避免剛檢修過(guò)的設(shè)備接著又因缺陷被迫停運(yùn)。

2.4 新增容量的影響

隨著國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的變化或宏觀調(diào)控的影響，用戶新報(bào)裝容量往往會(huì)有非常規(guī)的增長(zhǎng)或下降，這勢(shì)必會(huì)造成負(fù)荷預(yù)測(cè)的偏差。特別是一些新報(bào)裝的大用戶對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)的影響更大。

調(diào)度部門、市場(chǎng)營(yíng)銷部門和縣供電公司應(yīng)加強(qiáng)合作和勾通，對(duì)用戶新報(bào)裝的容量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，找出變化趨勢(shì)，及時(shí)指導(dǎo)負(fù)荷預(yù)測(cè)工作。

2.5 節(jié)假日的影響

我國(guó)每年規(guī)定的法定節(jié)假日有春節(jié)、勞動(dòng)節(jié)、國(guó)慶節(jié)、元旦節(jié)等。節(jié)假日期間，大部分企、事業(yè)單位放假休息，對(duì)負(fù)荷有顯著影響。有些企業(yè)由于訂單比較充足，節(jié)假日有可能不放假，對(duì)于這一點(diǎn)，我們要提前對(duì)大用戶進(jìn)行了解。

為了提高節(jié)假日負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率，還應(yīng)統(tǒng)計(jì)春節(jié)、“五一”、“十一”前后一周的歷史數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)分析、計(jì)算，找出負(fù)荷的變化趨勢(shì)、變化特點(diǎn)，以利于節(jié)假日預(yù)測(cè)。

2.6 電網(wǎng)出力不足造成的影響

近幾年，湖北電網(wǎng)春節(jié)前一段時(shí)間都存在著機(jī)組出力不足的情況，特別是2004年春節(jié)以后的兩個(gè)月，缺電相當(dāng)嚴(yán)重，高峰時(shí)缺額達(dá)10%，不得不采取拉閘限電的措施。在缺電期間，地區(qū)電網(wǎng)用電嚴(yán)格按照省中調(diào)下達(dá)的計(jì)劃負(fù)荷曲線用電，負(fù)荷預(yù)測(cè)曲線理論上應(yīng)與計(jì)劃曲線一致。但受幾級(jí)調(diào)度員對(duì)計(jì)劃曲線執(zhí)行的偏差的影響，低谷時(shí)負(fù)荷又達(dá)不到計(jì)劃曲線，因此，在電力不足的局面下，短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的曲線與實(shí)際相比將有很大的失真。目前尚找不出很好的辦法。

2.7 負(fù)荷預(yù)測(cè)管理工作的影響

負(fù)荷預(yù)測(cè)是一個(gè)系統(tǒng)性工作，需要有關(guān)部門、班組之間協(xié)調(diào)工作，才能確保整個(gè)工作流程順暢，因此要做好這項(xiàng)工作，必須做到個(gè)人職責(zé)分明，分工明確。領(lǐng)導(dǎo)思想上要重視，內(nèi)部要齊心協(xié)力。

由于以前電力系統(tǒng)對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)工作重視不夠，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏，尤其是地、縣級(jí)供電公司，管理技術(shù)手段落后，造成大量原始的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)流失，以致不能對(duì)地區(qū)負(fù)荷進(jìn)行有效地分析。現(xiàn)在要從多渠道、多方面加強(qiáng)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的收集、整理、分析。

3 荊州電網(wǎng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)運(yùn)算案例

在電力負(fù)荷隨時(shí)間的變化過(guò)程中，一般存在某種增長(zhǎng)趨勢(shì)外，還普遍存在著周期性變化（季節(jié)性趨勢(shì)）。在這里我們將根據(jù)2010年至2013年荊州電網(wǎng)月負(fù)荷（最大、最小值）及月電量來(lái)預(yù)測(cè)2014年的月負(fù)荷及月電量，所用的模型為線性增長(zhǎng)趨勢(shì)a+bt與季節(jié)型趨勢(shì)的乘積模型（a+bt）Ij（Ij為第j季的季節(jié)指數(shù)）。

首先使用二次滑動(dòng)平均法計(jì)算出滑動(dòng)平均預(yù)測(cè)模型：

xT+k =aT+bTk

因?yàn)椴▌?dòng)是以一年為周期，我們預(yù)測(cè)的是每月的數(shù)值，所以取跨度N=12，于是可求出一次滑動(dòng)平均值，M12（1）=（ x1+ x2+ … + x12）=807.5；M13（1）= （ x2+ x3+ … + x13）=809.7，……，M48（1）= （ x37+ x38+ … + x48）=969.0。

接著求出二次滑動(dòng)平均值、直線擬合值、季節(jié)指數(shù)值以及預(yù)測(cè)值（計(jì)算公式省略），根據(jù)上述計(jì)算公式計(jì)算，同樣方法可計(jì)算出月最小負(fù)荷預(yù)測(cè)及月供電量預(yù)測(cè)結(jié)果。

從表中計(jì)算結(jié)果可以看出：

2014年最大負(fù)荷將出現(xiàn)在7月，數(shù)值為314.9萬(wàn)KW，同比（13年最大308.4萬(wàn)KW）增長(zhǎng)2.1%；

2014年最小負(fù)荷將出現(xiàn)在1月，數(shù)值為80.02萬(wàn)KW，同比（13年最小80.2萬(wàn)KW）下降4.7%；

2014年最大月電量出現(xiàn)在7月，數(shù)值為167388.4萬(wàn)KWH，同比（13年7月電量167962萬(wàn)KWH）下降0.3%；

2014年最小月電量出現(xiàn)在4月，數(shù)值為111008.1萬(wàn)KWH，同比（13年2月電量99427萬(wàn)KWH）增長(zhǎng)11.6%；

2014年全年電量預(yù)測(cè)值為1554005.6萬(wàn)KWH，同比（13年電量1473101.4萬(wàn)KWH）增長(zhǎng)5.5%。

4 結(jié)束語(yǔ)

依上述計(jì)算結(jié)果而知，影響荊州電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的最大因素為季節(jié)指數(shù)，溫度、濕度、降雨量、風(fēng)向、風(fēng)速等氣象變化是導(dǎo)致荊州電網(wǎng)負(fù)荷大幅度變化的主要原因，故準(zhǔn)確實(shí)時(shí)掌握氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)是提高荊州電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率的關(guān)鍵，而利用互聯(lián)網(wǎng)等高科技手段實(shí)時(shí)采集氣象數(shù)據(jù)準(zhǔn)確把握天氣變化成為進(jìn)一步提高電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的有效方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳維榮，鄭永康，戴朝華等.基于復(fù)Morlet小波SVM的負(fù)荷預(yù)測(cè)[J].西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，44（05）：631-636.DOI：10.3969/j.issn.0258-2724.2009.05.001.

[2]短期負(fù)荷預(yù)測(cè)精度影響因素分析和對(duì)策[Z].互聯(lián)網(wǎng)文檔.

[3]楊鏡非，謝宏，程浩忠等.SVM與Fourier算法在電網(wǎng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].繼電器，2004，32（04）：17-19，43.

作者簡(jiǎn)介：袁琴（1968-），女，湖北人，工程師、高級(jí)項(xiàng)目管理師，研究方向：電網(wǎng)信息化技術(shù)、工程項(xiàng)目管理。