分析負(fù)荷特性構(gòu)筑的多小水電地區(qū)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)思路

先秀麗

（國(guó)網(wǎng)樂(lè)山供電公司，四川 樂(lè)山 614000）

在電力系統(tǒng)的供電運(yùn)行中，結(jié)合電網(wǎng)供電運(yùn)行的負(fù)荷可以將電網(wǎng)的供電運(yùn)行分為全社會(huì)用電和小水電發(fā)電兩種供電運(yùn)行負(fù)荷類型，其中，小水電負(fù)荷的預(yù)測(cè)管理是電網(wǎng)運(yùn)行管理的重要與關(guān)鍵內(nèi)容之一，其預(yù)測(cè)管理的難度也相對(duì)比較突出。在我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展中，由于小水電資源分布比較廣泛，再加上小水電資源本身是一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的可再生資源，因此在緩解社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的資源危機(jī)，提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能源開(kāi)發(fā)與供應(yīng)能力上具有積極作用和意義，同時(shí)也能夠?yàn)閲?guó)家電力開(kāi)發(fā)與供應(yīng)提供支持和保障，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)發(fā)展。進(jìn)行小水電發(fā)電負(fù)荷的預(yù)測(cè)管理中，由于小水電發(fā)電負(fù)荷本身具有較為全面的規(guī)律特征，再加上我國(guó)小水電的全社會(huì)用電負(fù)荷區(qū)別性較為突出，因此，在進(jìn)行小水電發(fā)電負(fù)荷預(yù)測(cè)中，對(duì)其預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度存在著較大的不利作用和影響，所以進(jìn)行多小水電地區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)模型構(gòu)建，以實(shí)現(xiàn)對(duì)于多小水單地區(qū)短期負(fù)荷的預(yù)測(cè)管理，具有較為突出的必要性和重要的作用意義。

一、電力系統(tǒng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)及其方法意義分析

1 電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)及其類型分析

在電力系統(tǒng)的工作運(yùn)行中，由于電力的生產(chǎn)以及輸送、分配、供應(yīng)等，基本上是在同一時(shí)間內(nèi)完成實(shí)現(xiàn)的，再加上進(jìn)行電力生產(chǎn)以及輸送、分配、供應(yīng)的電力資源數(shù)量比較大并且難易進(jìn)行存儲(chǔ)，因此，進(jìn)行電力生產(chǎn)與供應(yīng)過(guò)程中，保證電力企業(yè)的生產(chǎn)供應(yīng)和發(fā)電能力與電力系統(tǒng)的工作運(yùn)行負(fù)荷變化相適應(yīng)，是電力生產(chǎn)運(yùn)行及其安全可靠性保障實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，進(jìn)行電力系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷的預(yù)測(cè)，其重要作用與目的意義也就十分關(guān)鍵和重要突出。

通常情況下，進(jìn)行電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)主要是指在對(duì)于電力系統(tǒng)工作運(yùn)行數(shù)據(jù)資料進(jìn)行調(diào)查掌握的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)于電力負(fù)荷和社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及氣象、政策等相關(guān)因素的作用關(guān)系分析基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)其歷史負(fù)荷的變化規(guī)律與特征的總結(jié)，并運(yùn)用相關(guān)方法或者是手段，進(jìn)行電力系統(tǒng)負(fù)荷的未來(lái)變化趨勢(shì)推斷預(yù)測(cè)，掌握電力系統(tǒng)負(fù)荷變化規(guī)律。通常情況下，根據(jù)電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)開(kāi)展的實(shí)際情況，可以將電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)分為長(zhǎng)期預(yù)測(cè)以及中期預(yù)測(cè)、短期預(yù)測(cè)、超短期預(yù)測(cè)等不同類型，不同預(yù)測(cè)類型對(duì)于電力系統(tǒng)未來(lái)負(fù)荷變化預(yù)測(cè)判斷的具體時(shí)間也不相同。

2 電力系統(tǒng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)方法與作用意義分析

短期預(yù)測(cè)作為電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的一種重要類型，隨著電力建設(shè)與市場(chǎng)發(fā)展推動(dòng)，在電力管理中的必要性與作用意義越來(lái)越突出。進(jìn)行電力系統(tǒng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，不僅能夠有效的提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理效率，幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)高效的電力生產(chǎn)與運(yùn)行計(jì)劃的制定實(shí)施，并且有利于電力企業(yè)進(jìn)行合理電價(jià)制度的制定，對(duì)于電力系統(tǒng)工作運(yùn)行的合理評(píng)估也有積極作用和重要意義。在進(jìn)行電力系統(tǒng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)中，其預(yù)測(cè)分析技術(shù)也隨著初期的離線分析逐漸發(fā)展到在線預(yù)測(cè)分析，并且朝著自動(dòng)化與智能化的方向不斷的發(fā)展轉(zhuǎn)變。結(jié)合電力系統(tǒng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)開(kāi)展的實(shí)際情況，其預(yù)測(cè)分析方法主要有傳統(tǒng)預(yù)測(cè)與現(xiàn)代預(yù)測(cè)兩種方式。其中，傳統(tǒng)預(yù)測(cè)方法主要包括時(shí)間序列法和趨勢(shì)外推法、回歸分析法等，但由于在實(shí)際預(yù)測(cè)分析中的局限性，使得其推廣應(yīng)用相對(duì)比較少；現(xiàn)代電力系統(tǒng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)方法主要有專家系統(tǒng)法與灰色預(yù)測(cè)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法、小波分析預(yù)測(cè)法、支持向量機(jī)法、模糊預(yù)測(cè)法等不同預(yù)測(cè)分析方法。

在進(jìn)行電力系統(tǒng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)分析中，將小水電影響考慮到短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的分析研究還相對(duì)較少，在進(jìn)行考慮小水電影響的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)分析中，多是通過(guò)借助預(yù)測(cè)分析工作人員自身經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行負(fù)荷變化預(yù)測(cè)曲線繪制基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)于電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的，而對(duì)于小水電影響進(jìn)行考慮的電力系統(tǒng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)則相對(duì)較少，使得進(jìn)行小水電地區(qū)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)具有較為突出的必要性和研究?jī)r(jià)值意義。

圖1 多小水電地區(qū)的負(fù)荷預(yù)測(cè)分析思路

圖2 建立的小水電發(fā)電負(fù)荷預(yù)測(cè)模型的示意圖

圖3 全社會(huì)用電負(fù)荷預(yù)測(cè)模型示意圖

二、多小水電地區(qū)電力系統(tǒng)的負(fù)荷特性分析

電力系統(tǒng)工作運(yùn)行中，電力負(fù)荷的變化通常會(huì)受到生產(chǎn)生活運(yùn)行規(guī)律以及天氣、溫度等條件因素的變化影響，因此，電力負(fù)荷變化本身也會(huì)根據(jù)這些影響因素，呈現(xiàn)出相對(duì)復(fù)雜的變化規(guī)律與特征，但正是由于電力負(fù)荷變化中規(guī)律性與隨機(jī)性變化特征，使得電力系統(tǒng)的電力負(fù)荷變化具有一定的可預(yù)測(cè)性，能夠根據(jù)電力負(fù)荷運(yùn)行變化的歷史資料，對(duì)其未來(lái)變化發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)判斷。

在進(jìn)行多小水電地區(qū)的負(fù)荷變化預(yù)測(cè)中，由于多小水電地區(qū)的電網(wǎng)系統(tǒng)電力負(fù)荷容量比較小并且波動(dòng)變化幅度比較大，在實(shí)際工作運(yùn)行中主要是通過(guò)上級(jí)電網(wǎng)和地區(qū)小水電兩種電網(wǎng)進(jìn)行供電運(yùn)行支持的，容易受到地區(qū)氣象條件的變化影響出現(xiàn)較大的電網(wǎng)負(fù)荷供應(yīng)變化。根據(jù)這一情況，在進(jìn)行多小水電并且負(fù)荷比較小的地區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)中，應(yīng)注意生產(chǎn)生活規(guī)律性對(duì)于電力系統(tǒng)負(fù)荷變化的影響主要通過(guò)社會(huì)用電負(fù)荷變化體現(xiàn)，而電網(wǎng)供電負(fù)荷變化的規(guī)律性則難易進(jìn)行控制和把握，這種情況下的電網(wǎng)供電負(fù)荷實(shí)際上就是全社會(huì)用電負(fù)荷與非統(tǒng)一調(diào)度負(fù)荷的差，就可以根據(jù)電網(wǎng)電力供應(yīng)負(fù)荷變化和小水電地區(qū)發(fā)電負(fù)荷的相關(guān)數(shù)據(jù)資料，對(duì)于全社會(huì)用電負(fù)荷進(jìn)行分析計(jì)算。

通常情況下，在進(jìn)行電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)中，對(duì)于全社會(huì)用電負(fù)荷的變化來(lái)講，電力系統(tǒng)負(fù)荷變化的規(guī)律性主要體現(xiàn)在內(nèi)在規(guī)律和外在規(guī)律兩個(gè)層面，其中內(nèi)在規(guī)律是指電力負(fù)荷的周期性或者是具有時(shí)間連續(xù)性的變化規(guī)律，而外在規(guī)律則是電力負(fù)荷受到溫度以及降水、濕度等各種天氣因素影響呈現(xiàn)出的變化特征。小水電地區(qū)負(fù)荷變化則與全社會(huì)用電負(fù)荷變化不相同，其中，進(jìn)行對(duì)小水電地區(qū)的電力負(fù)荷運(yùn)行變化預(yù)測(cè)中，需要結(jié)合小水電地區(qū)的發(fā)電負(fù)荷特征，進(jìn)行小水電電網(wǎng)供電負(fù)荷變化的預(yù)測(cè)。此外，小水電地區(qū)發(fā)電負(fù)荷還會(huì)受到氣象條件以及上網(wǎng)電價(jià)、季節(jié)變化等外在因素條件的影響，呈現(xiàn)出相應(yīng)的變化規(guī)律。

三、負(fù)荷特征構(gòu)筑的多小水電地區(qū)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)分析

結(jié)合上述對(duì)于電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法以及多小水電地區(qū)負(fù)荷特征的分析，在進(jìn)行負(fù)荷特征構(gòu)筑的多小水電地區(qū)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)分析中，應(yīng)注意通過(guò)多小水電地區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)分析模型的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)其短期負(fù)荷的預(yù)測(cè)分析。首先，在進(jìn)行小水電地區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)綜合模型構(gòu)建過(guò)程中，可以將多小水電地區(qū)的負(fù)荷預(yù)測(cè)分析思路用下圖1進(jìn)行表示。

在進(jìn)行小水電地區(qū)發(fā)電負(fù)荷預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建中，需要對(duì)于小水電地區(qū)發(fā)電負(fù)荷變化影響的主要因素進(jìn)行分析考慮，并且負(fù)荷變化影響因素考慮的越全面，對(duì)于小水電地區(qū)發(fā)電負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度也就越高，但同時(shí)也需要注意對(duì)于負(fù)荷預(yù)測(cè)模型構(gòu)建效率影響的分析和考慮。結(jié)合上文中對(duì)于小水電地區(qū)負(fù)荷特征以及電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法的分析，在進(jìn)行小水電地區(qū)發(fā)電負(fù)荷預(yù)測(cè)模型構(gòu)建中，可以應(yīng)用電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)中的小波系數(shù)法，通過(guò)對(duì)于小波系數(shù)變化與小水電地區(qū)發(fā)電負(fù)荷特征關(guān)系的分析，建立相應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于小水電地區(qū)發(fā)電負(fù)荷的預(yù)測(cè)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)于小水電地區(qū)日發(fā)電負(fù)荷的預(yù)測(cè)分析，如圖2所示，為建立的小水電發(fā)電負(fù)荷預(yù)測(cè)模型的示意圖。

根據(jù)上文中電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，要想實(shí)現(xiàn)多小水電地區(qū)電力負(fù)荷變化的預(yù)測(cè)判斷，在掌握小水電地區(qū)發(fā)電負(fù)荷特征情況下，還需要結(jié)合多小水電地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷特征，借助全社會(huì)用電負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對(duì)于多小水電地區(qū)負(fù)荷變化的預(yù)測(cè)判斷，因此，還需要進(jìn)行全社會(huì)用電負(fù)荷預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建。如圖3所示，為全社會(huì)用電負(fù)荷預(yù)測(cè)模型示意圖。

在實(shí)現(xiàn)上述電網(wǎng)發(fā)電與供電負(fù)荷預(yù)測(cè)模型構(gòu)建基礎(chǔ)上，要想實(shí)現(xiàn)多小水電地區(qū)負(fù)荷變化的預(yù)測(cè)，還需要借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算方法，通過(guò)建立相應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型，并通過(guò)對(duì)于多小水電地區(qū)相似日加權(quán)的計(jì)算分析，最終實(shí)現(xiàn)多小水電地區(qū)短期負(fù)荷的預(yù)測(cè)分析。

結(jié)語(yǔ)

總之，進(jìn)行多小水電地區(qū)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)分析，是實(shí)現(xiàn)電力運(yùn)行調(diào)度的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定工作運(yùn)行以及電力管理水平的提升等，都有著非常重要的作用和影響，分析研究必要性與價(jià)值意義較為突出。

[1]金義雄，段建民，楊俊強(qiáng)，甄執(zhí)根，徐斌，儲(chǔ)召云，李宏仲，王承民，曾令國(guó).含有山區(qū)小水電負(fù)荷的氣象回歸短期負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)[J].繼電器.2007（14）.

[2]張仁貢，王培萍，黃潤(rùn)長(zhǎng).電力系統(tǒng)短期負(fù)荷優(yōu)化分配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制.2011（21）.

[3]龍文，徐松金.變尺度混沌優(yōu)化參數(shù)的LSSVM短期負(fù)荷預(yù)測(cè)[J].水電能源科學(xué).2011（11）.