城市規(guī)劃電力負荷預測方法及應用

王 偉

（國網河南鞏義市供電公司，451200）

負荷預測工作要求具有很強的科學性，按照作用的不同，分為系統(tǒng)電力負荷預測（電量、負荷預測）和空間電力負荷預測（負荷分布預測）。系統(tǒng)電力負荷預測屬于戰(zhàn)略預測，它決定了未來規(guī)劃區(qū)對電力的需求量和未來規(guī)劃區(qū)電網的供電容量，對規(guī)劃區(qū)供電電源點的確定和發(fā)電規(guī)劃具有重要的指導意義。空間電力負荷預測是對負荷分布的地理位置、時間和數量進行的預測，它是高壓變電站選址定容的基礎，其準確性決定了電網規(guī)劃方案的可操作性和適應性。

電力負荷預測方法有多種，但由于所需的數據難以得到或由于預測模型存在不適應性，針對某一具體規(guī)劃區(qū)域而言，可供選擇的預測方法并不很多。

比例系數增長法——假定規(guī)劃區(qū)今后的電力與過去有相同的增長率，用歷史數據求出比例系數，按比例預測未來發(fā)展。

彈性系數法——由規(guī)劃區(qū)以往的用電量和國民生產總值分別求出它們的平均增率。

回歸模型預測法——根據負荷過去的歷史資料，建立可以進行數學分析的數學模型，對未來的負荷進行預測。從數學上看，就是用數理統(tǒng)計中的回歸分析方法，即通過對變量的觀測數據進行統(tǒng)計分析，確定變量之間的相互關系，從而實現(xiàn)預測的目的。

灰色理論法——該方法就是對在一定輻值范圍、一定時區(qū)內變化的灰色量，通過一定的數據處理技術，尋找出比原始數據有更強變化規(guī)律的新的數據數列，進而建立一定數學模型進行預測的方法。

負荷密度指標法——根據規(guī)劃區(qū)各地塊的用地性質，采用與其它地區(qū)類比的方式確定規(guī)劃地塊單位建筑面積或單位占地面積的負荷大小，進而對規(guī)劃區(qū)負荷加以預測的方法。

按照分析城市規(guī)劃提供資料有以下特點：

（1）規(guī)劃部門提供了相對比較詳細的用地規(guī)劃。

（2）規(guī)劃發(fā)展新區(qū)，歷史數據比較匱乏。

（3）規(guī)劃區(qū)對負荷分布預測要求較高。

綜上所述，對城市進行空間負荷分布預測采用負荷密度指標法：

（1）根據收集到的用地信息對規(guī)劃區(qū)進行負荷分類。

（2）對規(guī)劃區(qū)進行用地劃分。

（3）根據規(guī)劃區(qū)詳細控制規(guī)劃，參考各行業(yè)負荷密度指標調查結果，確定各小區(qū)相應行業(yè)的飽和負荷密度指標。

（4）根據調查各行業(yè)負荷指標的選取結果，進行負荷分布預測，并統(tǒng)計總負荷及分類負荷。

1 以鞏義市城市負荷預測為例

負荷分區(qū)：

由鞏義市規(guī)劃區(qū)詳細控制規(guī)劃可知，規(guī)劃區(qū)土地利用主要包括居住、商業(yè)、酒店賓館、公共設施、文化娛樂、療養(yǎng)用地、綠地（需根據實際情況描述）等用地。本次規(guī)劃采取規(guī)劃部門按用地性質分類法，并進行了一定的處理，最終確定負荷分為8類：居?。ǘ惥幼。⑸虡I(yè)服務業(yè)設施（商業(yè)設施、商務設施、娛樂康體、公用設施營業(yè)網點、其他服務設施）、公共設施（行政辦公、文化設施、教育科研、體育館、醫(yī)療衛(wèi)生、社會福利設施、文物古跡、宗教設施）、工業(yè)（一類工業(yè)、二類工業(yè)、三類工業(yè)）、交通設施（城市道路、綜合交通樞紐、交通場站、其他交通設施）、綠地（公園綠地、防護綠地、廣場綠地）、物流倉儲用地（一類物流倉儲、二類物流倉儲）、公用設施等。

為滿足下一步進行中低壓配電網規(guī)劃的要求，并使負荷分布結果更接近實際情況，對鞏義新城規(guī)劃區(qū)進行了細致的用地劃分。用地分為大區(qū)、中區(qū)和小區(qū)三個層次。

（1）大區(qū)劃分：根據鞏義新城規(guī)劃區(qū)規(guī)劃結構，將其分為5個大區(qū)，分別為中心城區(qū)、河洛分區(qū)、康店分區(qū)、永安分區(qū)、豫聯(lián)分區(qū)。

（2）中區(qū)劃分：中區(qū)的劃分主要依據規(guī)劃區(qū)的功能布局和主干街道自然形成的區(qū)塊情況進行，使中區(qū)的劃分與地理條件基本相符。規(guī)劃中為了有效的進行實施和規(guī)劃范圍的開發(fā)建設，在規(guī)劃范圍內將大區(qū)中心城區(qū)劃分為 6 個中區(qū)（A001、A002、A003、A004、A005、A006），大區(qū)河洛分區(qū)劃分2個中區(qū)（B001、B002），大區(qū)康店分區(qū)劃分為2個中區(qū)（C001、C002），大區(qū)永安分區(qū)劃分為 2 個中區(qū)（D001、D002），大區(qū)豫聯(lián)分區(qū)劃分為2個中區(qū)（E001、E002），每個中區(qū)都分出若干小區(qū)。

（3）小區(qū)劃分：按照不同性質用地分類，在鞏義市規(guī)劃區(qū)范圍內按照街塊以及用地性質劃分出了1020個用地小區(qū)，每個小區(qū)中只包含一種性質的用地，且只屬于一個中區(qū)，并對每個小區(qū)進行詳細的編號。

小區(qū)的劃分是負荷分布預測的基礎，小區(qū)劃分完成后，根據各小區(qū)的負荷密度指標，經計算即可得到負荷分布情況。根據負荷分布可以統(tǒng)計出各分區(qū)的最大負荷預測值，在此基礎上，考慮了各分區(qū)最大負荷之間的同時率后，可以得到規(guī)劃區(qū)總負荷。

2 負荷指標確定

利用負荷密度指標的方法進行負荷預測，必須要確定每一類負荷的用電負荷密度參考指標。為了使負荷密度指標能夠代表未來發(fā)展情況，對已經經過了充分發(fā)展的同類型負荷的負荷密度情況進行調查，并以這些負荷密度指標作為規(guī)劃區(qū)負荷密度指標設置的主要依據。同時，對于地區(qū)特點明顯的一些分類，如工業(yè)和居住等再結合本地的實際情況進行設置。

規(guī)劃區(qū)內不同性質用地的發(fā)展定位不盡相同，從而導致各類負荷密度指標不同，因此需要對各類負荷的用電指標分別進行詳細的調查分析并確定最終的選取結果。

2.1 居住用地

經調查，結合規(guī)劃區(qū)實際情況以及《城市電力規(guī)劃規(guī)范》對居住用電20～60W/m2的規(guī)定，確定規(guī)劃區(qū)二類居住用地指標為40W/m2。

2.2 商業(yè)金融用地

根據規(guī)劃區(qū)商業(yè)職能的區(qū)別，將其商業(yè)劃分為：商業(yè)設施、商務設施、娛樂康體、公用設施營業(yè)網點、其他服務設施。

結合規(guī)劃區(qū)實際情況，以及《城市電力規(guī)劃規(guī)范》對商業(yè)金融用電30～120W/m2的規(guī)定，確定商業(yè)用地指標。

2.3 公共設施用地

規(guī)劃區(qū)的公共設施用地包括行政辦公、教育機構、文化設施、體育、醫(yī)療衛(wèi)生、社會福利設施、文物古跡、宗教設施、道路廣場等多方面。

（1）市政設施用地

其負荷密度指標按占地面積計算，參照《城市電力行業(yè)規(guī)范》的相關規(guī)定，用地負荷高、中、低指標分別取為60、50、40W/m2。

（2）道路廣場用地

區(qū)內道路廣場用地主要用于安排道路和停車場，其負荷密度指標按占地面積計算，參照《城市電力行業(yè)規(guī)范》的相關規(guī)定，用地負荷高、中、低指標分別取為 3、2、1W/m2。

結合規(guī)劃區(qū)實際情況最后確定公共設施用地指標。

3 負荷預測結果

根據以上各種不同性質用地的負荷密度指標的設置結果，結合新區(qū)用地規(guī)劃的實際情況，利用城網規(guī)劃軟件的負荷預測模塊，應用小區(qū)負荷密度指標法，得到各小區(qū)的具體負荷分布預測結果。

經計算規(guī)劃區(qū)總負荷為2642.86MW，考慮同時率后為2114.28MW，平均負荷密度為30.2MW/km2，不考慮綠地面積后平均負荷密度為28.73MW/km2。其中豫聯(lián)集團所占面積為5.553km2，目前豫聯(lián)集團負荷為700MW,預計遠景年豫聯(lián)負荷將達到800MW，由于豫聯(lián)集團對規(guī)劃區(qū)影響較大，所以去除豫聯(lián)集團影響外，規(guī)劃區(qū)遠景年負荷為1842.29MW，考慮同時率后為1289.99MW，平均負荷密度為20.02MW/km2，不考慮綠地面積后平均負荷密度為21.93MW/km2。

4 負荷預測結果校核

完成遠景負荷預測之后，現(xiàn)對負荷預測結果采用人均綜合電量、人均生活電量和負荷密度三個指標進行校核。