配電網(wǎng)規(guī)劃中電力負(fù)荷預(yù)測(cè)中的關(guān)鍵問(wèn)題分析

肖裕富

摘 要：在配電網(wǎng)規(guī)劃中，電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的作用是非常巨大的，是保證整個(gè)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)和前提，同時(shí)也直接影響著供電質(zhì)量。本文結(jié)合電力預(yù)測(cè)的相關(guān)概念，對(duì)其在配電網(wǎng)規(guī)劃中的一些關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)規(guī)劃；電力負(fù)荷預(yù)測(cè)；關(guān)鍵問(wèn)題

0 前言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力的作用逐漸日益凸顯，各行各業(yè)對(duì)于電力的需求不斷增大，使得電力部門(mén)更加重視對(duì)電網(wǎng)的規(guī)劃和改造，以滿(mǎn)足日益日益增長(zhǎng)的電力需求。在電網(wǎng)規(guī)劃過(guò)程中，電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的有著不可替代的作用，預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性直接影響著整個(gè)電網(wǎng)的質(zhì)量。因此，對(duì)于國(guó)家電力部門(mén)而言，做好電力負(fù)荷預(yù)測(cè)工作是非常重要的，必須充分重視起來(lái)。

1 電力負(fù)荷預(yù)測(cè)概述

電力負(fù)荷預(yù)測(cè)是電力系統(tǒng)規(guī)劃的重要組成部分，同時(shí)也是電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)和前提，其意義和作用都是十分重要的。實(shí)際上，電力負(fù)荷預(yù)測(cè)包括兩方面的含義，既可以指安裝在國(guó)家機(jī)關(guān)、企業(yè)、居民等用戶(hù)處的各種用電設(shè)備，也可以用以描述上述用電設(shè)備所消耗的電力電量數(shù)值。電力負(fù)荷預(yù)測(cè)是以電力負(fù)荷為對(duì)象，所進(jìn)行的一系列預(yù)測(cè)工作，包括對(duì)未來(lái)電力需求量的預(yù)測(cè)以及對(duì)未來(lái)用電量的預(yù)測(cè)，甚至還包括對(duì)于電力負(fù)荷曲線的預(yù)測(cè)，通過(guò)對(duì)未來(lái)電力負(fù)荷的時(shí)間分布和空間分布的預(yù)測(cè)，為電力系統(tǒng)的規(guī)劃和運(yùn)行提供可靠的決策依據(jù)。需要注意的是，在電力負(fù)荷預(yù)測(cè)中，存在許多的影響因素，會(huì)在不同程度上影響預(yù)測(cè)值的準(zhǔn)確性，這些因素包括氣象因素、節(jié)假日、用電大戶(hù)的突發(fā)性實(shí)踐、負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法等，在預(yù)測(cè)過(guò)程中，需要充分重視，以確保預(yù)測(cè)結(jié)果的合理性和真實(shí)性。

2 配電網(wǎng)規(guī)劃中電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的關(guān)鍵問(wèn)題

2.1 電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法

目前，常用的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法包括以下幾種：

（1）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法是一種建立在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自身的學(xué)習(xí)功能，可以使得計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)包含在歷史電力負(fù)荷數(shù)據(jù)中的映射關(guān)系，并以此為依據(jù)，對(duì)未來(lái)的電力負(fù)荷進(jìn)行有效預(yù)測(cè)和分析。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法在短期的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)工作中，可以發(fā)揮出極其巨大的作用，但是對(duì)于長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)而言，這種方法存在相應(yīng)的缺陷，會(huì)影響預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（2）產(chǎn)值單耗法

產(chǎn)值單耗，指單位產(chǎn)值所消耗的成本，對(duì)于電力行業(yè)而言，就是每年國(guó)民生產(chǎn)總值所消耗的電能量，可以分為綜合產(chǎn)值單耗和分行業(yè)產(chǎn)值單耗兩種，其中綜合產(chǎn)值單耗是指在統(tǒng)計(jì)區(qū)域范圍內(nèi)全部用電總量與該區(qū)域國(guó)民生產(chǎn)總值之比，而分行業(yè)產(chǎn)值單耗則是根據(jù)預(yù)測(cè)年分產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值單耗額相關(guān)指標(biāo)，以及預(yù)測(cè)區(qū)域各行業(yè)的國(guó)民生產(chǎn)總值目標(biāo)，對(duì)各個(gè)行業(yè)在預(yù)測(cè)年的電力需求進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)合居民日常生活的用電量預(yù)測(cè)值，就可以得出電力負(fù)荷的實(shí)際預(yù)測(cè)值。

（3）負(fù)荷密度法

負(fù)荷密度法，是指將需要進(jìn)行電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的區(qū)域面積與其負(fù)荷密度相乘，進(jìn)而得出相應(yīng)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)值，用公式表示為L(zhǎng)=a×d，其中L指電力負(fù)荷，a表示預(yù)測(cè)區(qū)域的面積，d表示該區(qū)域的負(fù)荷密度。對(duì)于此方法而言，最為關(guān)鍵的一點(diǎn)，就是對(duì)負(fù)荷密度的選取。在這個(gè)過(guò)程中，相關(guān)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)人員應(yīng)該充分考慮預(yù)測(cè)區(qū)域的用地性質(zhì)，以及其未來(lái)的發(fā)展情況，同時(shí)參照國(guó)內(nèi)成熟區(qū)域的電力負(fù)荷水平和實(shí)際狀況，然后才能對(duì)負(fù)荷密度進(jìn)行有效確定。

（4）彈性系數(shù)法

對(duì)于電力產(chǎn)業(yè)而言，彈性系數(shù)是反映電力消費(fèi)年平均增長(zhǎng)率以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)年平均增長(zhǎng)率之間相互關(guān)系的重要指標(biāo)，可以用相應(yīng)的公式來(lái)表示：e=Ky/Kx。其中，e代表電力彈性系數(shù)，Ky代表電力消費(fèi)年平均增長(zhǎng)率，Kx代表該區(qū)域的國(guó)民經(jīng)濟(jì)年平均增長(zhǎng)率。

（5）模糊預(yù)測(cè)法

模糊預(yù)測(cè)法是一種基于數(shù)學(xué)模型的預(yù)測(cè)方法，利用電力負(fù)荷預(yù)測(cè)人員掌握的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，結(jié)合模糊邏輯，將電力負(fù)荷相關(guān)的數(shù)據(jù)和語(yǔ)言等，形成一個(gè)模糊的規(guī)則，進(jìn)而進(jìn)行電力負(fù)荷預(yù)測(cè)。但是，由于這種方法并沒(méi)有相應(yīng)的學(xué)習(xí)功能，因此得到的預(yù)測(cè)結(jié)果往往缺乏準(zhǔn)確性，需要與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法相互結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)兩者之間的互補(bǔ)，提升電力負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度。

2.2 電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的實(shí)際應(yīng)用

當(dāng)前，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下，我國(guó)的城市化進(jìn)程不斷加快，城市配電網(wǎng)的規(guī)劃和改造也受到了廣泛的關(guān)注。本文某城市工業(yè)園區(qū)的配電網(wǎng)規(guī)劃為例，對(duì)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)中的一些關(guān)鍵性問(wèn)題進(jìn)行討論。

（一）概況

該工業(yè)園區(qū)位于城市東部高新開(kāi)發(fā)區(qū)，整體面積21.33平方公里，擁有人口約1.56萬(wàn)，區(qū)域內(nèi)多為村莊、街道以及部分中小型鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，實(shí)際用地情況包括城市綠地、街道廣場(chǎng)、商業(yè)金融用地、文化娛樂(lè)用地等。由于不同地區(qū)的建筑在用電指標(biāo)方面存在著較大的差異，因此在對(duì)負(fù)荷指標(biāo)進(jìn)行選擇時(shí)，參考了該市西部的實(shí)際情況，最終確定了不同類(lèi)型用地的負(fù)荷密度、需用系數(shù)和容積率等相關(guān)參數(shù)。

（二）電力負(fù)荷預(yù)測(cè)

首先，要結(jié)合區(qū)域內(nèi)的實(shí)際情況，參照城市單元區(qū)塊的劃分原則，對(duì)其空間負(fù)荷進(jìn)行劃分，從而為配電網(wǎng)的規(guī)劃提供相應(yīng)的空間信息。然后，要結(jié)合城市發(fā)展的特點(diǎn)，對(duì)區(qū)域內(nèi)的單元區(qū)塊進(jìn)行歸類(lèi)，根據(jù)單元區(qū)塊的性質(zhì)，確定每一個(gè)區(qū)塊的密度指標(biāo)，進(jìn)而通過(guò)負(fù)荷密度法，對(duì)單元區(qū)塊電力負(fù)荷的增長(zhǎng)情況以及負(fù)荷分布情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，為配電網(wǎng)的規(guī)劃提供準(zhǔn)確的地理空間信息。在這個(gè)過(guò)程中，單元區(qū)塊的劃分越細(xì)，則電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的空間分辨率也就越高，其工作量也相對(duì)越大。因此，需要結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)單元區(qū)塊進(jìn)行合理劃分，并對(duì)負(fù)荷密度指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)選取，確保選取的負(fù)荷密度指標(biāo)可以真實(shí)地反映出預(yù)測(cè)年限內(nèi)，該區(qū)域的實(shí)際情況和用電水平，能夠有效代表未來(lái)發(fā)展變化情況，從而提高配電網(wǎng)規(guī)劃的質(zhì)量。最后，根據(jù)區(qū)域的實(shí)際用電情況，對(duì)每一個(gè)單元區(qū)塊的電力負(fù)荷性質(zhì)進(jìn)行定義，一般來(lái)說(shuō)，城市配電網(wǎng)的負(fù)荷類(lèi)型包括居民負(fù)荷、工業(yè)負(fù)荷、商業(yè)負(fù)荷等，每一個(gè)小區(qū)必須有而且只能有一種用地類(lèi)型和一種電力負(fù)荷性質(zhì)。在對(duì)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的電力負(fù)荷需求量進(jìn)行預(yù)測(cè)計(jì)算時(shí)，可以利用以下公式

P=PQ

其中，P表示電力預(yù)測(cè)負(fù)荷值，Pi表示單元區(qū)塊的負(fù)荷密度，Qi表示單元區(qū)塊的面積。在計(jì)算完成后，可以結(jié)合其他的預(yù)測(cè)方法，對(duì)分區(qū)負(fù)荷、分類(lèi)負(fù)荷等進(jìn)行校驗(yàn)和修正，通過(guò)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的方式，最大限度地提高預(yù)測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度，降低預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)不同類(lèi)型的負(fù)荷區(qū)塊以及不同性質(zhì)的負(fù)荷，就可以進(jìn)行電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)工作。在實(shí)際操作中，需要注意以下幾點(diǎn)問(wèn)題：

（1）對(duì)于商業(yè)負(fù)荷，需要重點(diǎn)預(yù)測(cè)市政建設(shè)場(chǎng)所以及商場(chǎng)、寫(xiě)字樓等，對(duì)這些地方的負(fù)荷變化情況，要充分重視起來(lái)，然后結(jié)合區(qū)域的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，選擇恰當(dāng)?shù)挠秒娭笜?biāo)，并以此為依據(jù)，進(jìn)行電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)工作。

（2）對(duì)于工業(yè)負(fù)荷，應(yīng)該根據(jù)相應(yīng)的工業(yè)規(guī)劃進(jìn)行，確保預(yù)測(cè)工作可以與城市工業(yè)規(guī)劃分布相一致，預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。如果在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，該區(qū)域的工業(yè)并沒(méi)有明顯的變化，則可以采用工業(yè)用電用戶(hù)上報(bào)的裝容量數(shù)據(jù)對(duì)工業(yè)電力負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)。

（3）對(duì)于居民負(fù)荷，需要結(jié)合建筑的使用年限進(jìn)行。例如，對(duì)于那些使用年限在5年或5年以上的建筑，其居民的人數(shù)以及用電負(fù)荷基本上已經(jīng)趨于飽和，如果沒(méi)有特殊情況，短時(shí)間內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)大的變化，因此，可以利用現(xiàn)有的負(fù)荷乘以城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展相匹配的負(fù)荷提升系數(shù)，就能得到電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)信息；對(duì)于使用年限在2～5年的建筑，屬半飽和狀態(tài)，電力負(fù)荷有著較大的增長(zhǎng)空間，在預(yù)測(cè)時(shí)需要考慮城市用電飽和系數(shù)。

根據(jù)以上對(duì)于各種類(lèi)型、各種性質(zhì)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的原則，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，確定適當(dāng)?shù)脑鲩L(zhǎng)系數(shù)，然后結(jié)合各個(gè)單元區(qū)域的實(shí)際情況，就可以對(duì)每一個(gè)單元區(qū)到目標(biāo)年份的電力負(fù)荷進(jìn)行合理預(yù)測(cè)，然后將所有單元區(qū)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行疊加，就可以得出準(zhǔn)確的電力負(fù)荷數(shù)據(jù)。結(jié)合這些電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的結(jié)果，可以為配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)提供有效的參考依據(jù)，確保配網(wǎng)規(guī)劃的合理性和準(zhǔn)確性。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，電力負(fù)荷預(yù)測(cè)對(duì)于配電網(wǎng)的規(guī)劃有著不可替代的作用，可以有效避免規(guī)劃不合理的現(xiàn)象，確保配電網(wǎng)功能的充分發(fā)揮，應(yīng)該引起相關(guān)人員的重視。

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