短期負荷預測在電力系統(tǒng)規(guī)劃中的應用

戴明明+趙輝

摘 ?要：隨著經濟的快速發(fā)展與和諧社會的構建，人們的生活水平越來越高，人們對電力資源的需求量也越來越高，我國電力企業(yè)得到了飛速的發(fā)展，其電力系統(tǒng)的建設規(guī)模也越來越大。在進行電力系統(tǒng)規(guī)劃時，必須對電力負荷進行預測，確保電力系統(tǒng)在未來能快速的發(fā)展，在進行電力負荷預測時，需要根據(jù)供電規(guī)模、輸電線路輸電能力、變電站容量等進行判斷，文章重點介紹了電力系統(tǒng)規(guī)劃中短期負荷預測的應用。

關鍵詞：電力系統(tǒng);規(guī)劃;短期負荷預測

中圖分類號：TM715 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2014）35-0046-02

電力工業(yè)的發(fā)展對國民經濟的發(fā)展及和諧社會的構建有很大的影響，在新環(huán)境下，電力系統(tǒng)的建設規(guī)模越拉越大，電力系統(tǒng)的主要作用就是為各個用戶提供經濟、可靠、安全、穩(wěn)定、符合標準的電能，從而滿足用戶的用電需求。在進行電力系統(tǒng)規(guī)劃中，科學、準確的電力負荷預測不僅能為電力系統(tǒng)的快速發(fā)展提供保障，還能為國民經濟發(fā)展提供充足的電力資源，因此，在電力系統(tǒng)規(guī)劃中，做好電力負荷預測工作有十分重要的意義。

1 ?短期負荷預測

電力負荷預測是指通過分析電力系統(tǒng)的運行特性、自然環(huán)境、社會環(huán)境、增容情況等各種因素，利用能處理過去、現(xiàn)在、未來負荷的數(shù)學方法，在符合相關精度要求的前提下，得出某一時間段的負荷數(shù)值。短期負荷預測的預測周期在1～5 a，由于短期負荷預測的周期比較短，與電力系統(tǒng)的短期發(fā)展有很大的關系，因此，短期負荷預測的準確性對電力系統(tǒng)規(guī)劃有十分重要的作用。

2 ?負荷預測的特點及原理

2.1 ?負荷預測的特點

在進行電力負荷預測時，是根據(jù)電力負荷的過去值推測未來值，因此，電力負荷預測本身具有不確定性，這就需要采用合理的預測技術，預測負荷可能達到的情況。電力負荷預測的特點有以下幾點。

2.1.1 ?不準確性

電力負荷的發(fā)展狀況是不確定的，它會受各種因素的影響發(fā)生變換，加上影響負荷預測的因素也在不停的發(fā)生變換，因此，電力負荷預測的結果具有不完全準確的特性。

2.1.2 ?時間性

電力負荷預測是有時間限制的，負荷預測是一種科學預測，有比較準確的數(shù)量概念，在進行負荷預測時，需要明確預測的時間。

2.1.3 ?條件性

電力負荷預測是在一定的條件下進行的，這些條件可以分為必然條件和假設條件兩種情況，當預測人員掌握了電力負荷的規(guī)律，那么預測的條評就屬于必然條件，做出的預測可靠性比較強。在很多情況下，由于電力負荷的發(fā)展情況不確定，需要假設一些條件進行預測，盡可能提高預測的準確性。這些假設條件是根據(jù)相關信息得出來的，不能憑空捏造。

2.1.4 ?多方案性

由于負荷預測具有不準確性和條件性，因此，在對負荷發(fā)展情況進行預測時，會根據(jù)不同的條件得出不同的預測方案。

2.2 ?負荷預測的原理

電力負荷預測工作是根據(jù)電力負荷的發(fā)展變化規(guī)律進行的，因此，必須總結電力負荷預測的原理，從而保證負荷預測的可靠性。電力負荷預測的基本原理有以下幾點。

2.2.1 ?可知性原理

可知性原理是指被預測對象的發(fā)展規(guī)律、發(fā)展趨勢是能被人們認知的，人們不僅能認識被預測對象的過去及現(xiàn)在，還能通過分析過去、現(xiàn)在，推測其未來的發(fā)展?？芍栽硎穷A測活動的基本原理。

2.2.2 ?可能性原理

事物的發(fā)展變化是在外在因素和內在因素共同作用下完成的，外在因素和內在因素的作用大小不同，其發(fā)展的趨勢也是不同的，因此，在進行預測時，需要根據(jù)其發(fā)展的多種可能性，進行方案預測。

2.2.3 ?連續(xù)性原理

連續(xù)性原理是指被預測對象的發(fā)展是一個連讀、不間斷的過程，它是從過去發(fā)展到現(xiàn)在，再從現(xiàn)在發(fā)展到未來，同樣的道理，電力系統(tǒng)的發(fā)展變化也是連讀不斷的，某些負荷指標會在原來的趨勢下延續(xù)下去，因此，在進行電力負荷預測時，要掌握電力負荷的過去及現(xiàn)在規(guī)律，對其發(fā)展趨勢進行連續(xù)性預測。

2.2.4 ?相似性原理

雖然客觀事物的發(fā)展不同，但事物發(fā)展之間有一定的相似，因此，可以利用相似性原理進行預測。在很多情況下，被預測事物的發(fā)展過程與另一個事物在某一階段的發(fā)展過程比較相似，這時就能根據(jù)另一個事物的發(fā)展過程，來預測被測對象的發(fā)展過程。

2.2.5 ?系統(tǒng)性原理

被預測對象是一個完整的系統(tǒng)，其本身有一個完整的內在系統(tǒng)，它與外在事物的聯(lián)系又能形成一個外在系統(tǒng)，對被預測對象進行預測，就是對這個系統(tǒng)的發(fā)展過程進行分析，只有保證系統(tǒng)的預測質量，才能高質量地完成預測工作。

3 ?短期負荷特性分析

電力負荷是不斷變化的，它會按年、月、日、小時變化，同時電力負荷是以天為單位不斷起伏變化的，具有很強的周期性。一般情況下，負荷變化是一個連續(xù)的過程，不會發(fā)生較大的變化，但電力負荷對天氣、溫度、季節(jié)等因素十分敏感，根據(jù)這個特性，可以將電力負荷分為典型負荷分量、天氣敏感負荷分量、隨機分量、異常事件負荷分量等4種成分。其中典型負荷分量也可以稱為正常負荷，具有周期變化和線性變化的特點，周期變化是指以24 h為周期的變化規(guī)律，線性變化主要用于反映日平均負荷變化規(guī)律;天氣敏感負荷分量與天氣因素有很大的關系，由于天氣因素影響負荷的方式不同，因此天氣敏感負荷分量具有季節(jié)性周期變化規(guī)律。

4 ?短期電力負荷預測方法

4.1 ?單耗法

單耗法是根據(jù)電力負荷的單耗推算出總用電量，這種預測方法常用在有單耗指標的工業(yè)電力負荷預測中，單耗法是一種直接預測方法。采用單耗法進行電力負荷預測時，需要根據(jù)當?shù)氐慕洕l(fā)展情況，分析單耗指標在規(guī)劃期限內的產值指標，同時對過去的單位耗電量進行統(tǒng)計，根據(jù)產業(yè)的發(fā)展規(guī)律推算出單耗。單耗法比較簡單，能取得良好的短期負荷預測效果，但單耗法需要耗費大量的人力、物力。

4.2 ?趨勢分析法

趨勢分析法又可以稱為曲線回歸法、趨勢曲線分析法，這種方法是當前應用最多的一種定量預測方法。趨勢分析法是根據(jù)以往的相關資料，繪制一條曲線，從而將負荷的發(fā)展趨勢反映出來，然后根據(jù)曲線的變化趨勢估算出未來一段時間內負荷變化情況。目前，常用的趨勢模型有多項式趨勢模型、對數(shù)趨勢模型、線性趨勢模型、指數(shù)函數(shù)趨勢模型等，選擇合理的趨勢模型，能有效地提高預測結果的準確性。

4.3 ?回歸分析法

回歸分析法又可以稱為統(tǒng)計分析法，這種方法的應用也十分廣泛，在電力負荷預測中，回歸分析法主要是對某區(qū)域內歷史用電量情況及影響因素進行統(tǒng)計分析，得出影響因素和用電量之間的函數(shù)關系，從而完成電力負荷預測?；貧w分析法是一種行之有效的預測方法，但回歸分析法有一定的限制，主要原因是選用的影響因素及因素的表達方式都是需要推測的，因此，采用回歸分析法進行短期電力負荷預測時，需要有準確的影響因素參數(shù)。

4.4 ?負荷密度法

對于不同的用電區(qū)域，其負荷密度是存在差異的，負荷密度法是將被預測區(qū)域分成多個小用電區(qū)域，用生活區(qū)、商業(yè)區(qū)等，根據(jù)各區(qū)域的經濟發(fā)展情況、居民收入情況等，結合相似區(qū)域的用電水平，估算出密度指標，從而得出該區(qū)域的用電負荷，其計算公式為：

W=Ad，

其中A表示該區(qū)域的面積，d表示該區(qū)域的用電密度。

負荷密度法比較適用于土地規(guī)劃比較明確的地區(qū)，不適合人口分布散亂、用地類型混亂的地區(qū)。

4.5 ?電力負荷預測方法的分析比較

通過分析各種負荷預測方法可以看出，不同的預測方法其使用條件、需要的數(shù)據(jù)樣本、建模出發(fā)點等都是不同的。

從使用條件看，趨勢分析法和回歸分析法適用于大樣本，主要用于研究、描述統(tǒng)計規(guī)律，能同時預測分析歷史、現(xiàn)在、未來發(fā)展趨勢;單耗法需要依靠歷史數(shù)據(jù)進行分析，采用這種方法進行短期電力負荷預測，需要根據(jù)當?shù)氐慕洕l(fā)展情況及單耗指標確定。

由于城市新區(qū)的功能劃分比較明確，干擾因素比較少，因此，負荷密度法適用于城市新區(qū)的電力負荷預測。

5 ?結 ?語

電力負荷預測對電力系統(tǒng)規(guī)劃有很大的影響，因此，在進行電力系統(tǒng)規(guī)劃時，要根據(jù)實際情況，選用合理的電力負荷預測方法，最大限度地提高預測結果的準確性，為電力系統(tǒng)的快速發(fā)展提供保障，從而滿足社會發(fā)展的用電需求，進而促進和諧社會的構建。

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