城市電網(wǎng)規(guī)劃的負(fù)荷預(yù)測方法

游洋

隨著電力企業(yè)體制改革的深化發(fā)展，城市電網(wǎng)規(guī)劃受到越來越廣泛的關(guān)注。負(fù)荷預(yù)測作為電力規(guī)劃的基礎(chǔ)性工作，是確定城市電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃與布局的重要依據(jù)。但在實(shí)際工作中，負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確性也受到多種不確定因素制約，如預(yù)測手段方法的變化等。本文在闡述城市電網(wǎng)規(guī)劃要求及負(fù)荷預(yù)測發(fā)展特點(diǎn)基礎(chǔ)上，探討電網(wǎng)規(guī)劃負(fù)荷預(yù)測常見的幾種方法，并根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際選擇最科學(xué)的預(yù)測方法，獲取準(zhǔn)確的負(fù)荷值，使城市電網(wǎng)規(guī)劃作用得到最大化發(fā)揮。電力負(fù)荷預(yù)測是電力系統(tǒng)規(guī)劃及運(yùn)行的重要內(nèi)容，它為城市電網(wǎng)規(guī)劃發(fā)展提供了不可缺少的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，它的精確度的高低將會(huì)直接影響著電網(wǎng)規(guī)劃質(zhì)量的優(yōu)劣，是電力系統(tǒng)可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的前提與基礎(chǔ)。

1.電網(wǎng)規(guī)劃對負(fù)荷預(yù)測的要求

1.1要求預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。對于城市電網(wǎng)規(guī)劃而言，保證負(fù)荷預(yù)測的精準(zhǔn)度具有非常重要的意義與作用，它不僅影響到電網(wǎng)前期的投資建設(shè)與后期營運(yùn)，甚至?xí)绊懙诫娋W(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。那么，如何提高電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確度呢？首先，要充分了解政府對電網(wǎng)的整體規(guī)劃，根據(jù)當(dāng)前實(shí)際情況進(jìn)行合理預(yù)測;其次，要從多角度掌握數(shù)據(jù)，在考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)上，采用科學(xué)的、先進(jìn)的、合理的方法進(jìn)行預(yù)測;再次，負(fù)荷預(yù)測結(jié)果受多方面因素影響，對各影響因素進(jìn)行深入分析，基于此做出科學(xué)合理的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，為城市電網(wǎng)規(guī)劃提供可靠的參考依據(jù)。

1.2預(yù)測結(jié)果要為后續(xù)工作服務(wù)。負(fù)荷預(yù)測必須要依據(jù)城市電網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容與目標(biāo)來確定，如若要確定規(guī)劃年輸配電系統(tǒng)所需的設(shè)備容量，就需要對規(guī)劃年供電區(qū)域的負(fù)荷總量進(jìn)行預(yù)測;如需確保變電站設(shè)備分布的合理性，就要對供電區(qū)域分塊負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，以增強(qiáng)配電設(shè)備布局的分辨度，使電網(wǎng)系統(tǒng)布局與其所需負(fù)荷的電量保持一致。由此可知，負(fù)荷預(yù)測所選的方法與預(yù)測結(jié)果并不是完全固定的，而是根據(jù)該電網(wǎng)規(guī)劃的實(shí)際需求進(jìn)行，準(zhǔn)確的預(yù)測數(shù)據(jù)能夠?yàn)殡娋W(wǎng)的后期運(yùn)行提供保障。

2.城市電網(wǎng)負(fù)荷發(fā)展的特點(diǎn)

2.1用電量和最大負(fù)荷增長快。由于電能是比較清潔能源，國家大力提倡電能替代，另外國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，也使得城市用電量逐年穩(wěn)步提升，在城市用電消費(fèi)上升的同時(shí)，電網(wǎng)運(yùn)行的最大負(fù)荷也在穩(wěn)步提高。據(jù)我國相關(guān)電力數(shù)據(jù)顯示：我國絕大部分重點(diǎn)城市電網(wǎng)最大負(fù)荷增長率在2013年都超過了2位數(shù)，如某電網(wǎng)用電量和最大負(fù)荷增長幅度分別為28.4%和25.79%。

2.2第三產(chǎn)業(yè)和生活用電比重增加。近幾年，我國城市電網(wǎng)用電負(fù)荷有了顯著增長，究其原因主要是城市人口的不斷增長與人民生活水平的顯著提高。與第三產(chǎn)業(yè)用電和生活用電一路攀升的情況形成鮮明對比的是，大部分城市工業(yè)用電比重有所下降，與電網(wǎng)總體增長率相比有所偏低。以2013年另外一省電網(wǎng)公司數(shù)據(jù)為例，第三產(chǎn)業(yè)用電與生活用電的比重分別為35.7%、16.0%，較2012年相比，分別增長了1.9%和0.6%。

2.3影響負(fù)荷發(fā)展的因素多。在我國城市電網(wǎng)負(fù)荷發(fā)展過程中，受到多種不確定因素的影響，其中以受到城市規(guī)劃建設(shè)的影響最大，另外城市規(guī)劃項(xiàng)目建設(shè)工程中的資金、政策、環(huán)境因素也會(huì)對電網(wǎng)規(guī)劃造成影響。這些不確定因素的存在，都會(huì)使得電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)發(fā)展存在較大的不確定性，如一些大型基建項(xiàng)目的建設(shè)，造成電網(wǎng)負(fù)荷發(fā)生較大變化。除上述因素外，我國居民生活方式的轉(zhuǎn)變、第三產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，一定程度上都會(huì)給電網(wǎng)負(fù)荷發(fā)展帶來影響。

3.電網(wǎng)規(guī)劃的負(fù)荷預(yù)測方法

3.1模糊預(yù)測法。模糊預(yù)測法是用模糊理論去研究和處理具有模糊特性的對象，實(shí)踐證明有非常理想的效果。所謂的模糊理論是將操作人員的經(jīng)驗(yàn)以規(guī)則形式表現(xiàn)出來，并轉(zhuǎn)換成能夠在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的算法，在電力系統(tǒng)諸多領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。而在電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測中，是用例如模糊分行業(yè)用電模型、模糊時(shí)間序列模型等與原有模型同模糊理論相結(jié)合所形成，對具有模糊性的變量具有很好的處理效果，能夠有效處理負(fù)荷預(yù)測中存在的大量模糊信息難題，對于提高負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確度、改善電能質(zhì)量具有重要作用，尤其適合電力系統(tǒng)中長期負(fù)荷預(yù)測。模糊預(yù)測法需要考慮電力負(fù)荷與其相關(guān)的影響因素，通過將待測年環(huán)境因素與歷史環(huán)境特征相比較，即可求得負(fù)荷增長率。

3.2灰色預(yù)測法?；疑A(yù)測方法是近幾年才提出來正在不斷完善一種預(yù)測方法，它主要是針對含有不確定因素系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測的一種方法，它的基本思想是把負(fù)荷系統(tǒng)看成灰色，針對不規(guī)則的數(shù)據(jù)建立模型給予描述，從而提高預(yù)測精確度?；疑到y(tǒng)介于白色系統(tǒng)與黑色系統(tǒng)之間，其中這種系統(tǒng)一部分參數(shù)是已知的，一部分是未知的。系統(tǒng)各因素間存在不確定性關(guān)系。灰色系統(tǒng)理論是來源于信息分析系統(tǒng)、建模、預(yù)測、決策和控制的理論?；疑A(yù)測是通過鑒別和分析系統(tǒng)因素間發(fā)展趨勢的相異程度，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理以此來找尋原始數(shù)據(jù)規(guī)律，將其生成為規(guī)律性強(qiáng)的數(shù)據(jù)序列，建立相應(yīng)的微分方程模型，用于預(yù)測事物的未來發(fā)展趨勢。

3.3小波分析預(yù)測法。小波變換法是一種具有良好的時(shí)頻局部化、特性化的預(yù)測方法，與其他負(fù)荷預(yù)測方法相比，該方法具有良好的時(shí)域與頻域的“顯微鏡”功能，對突發(fā)與短時(shí)的信息分析具有顯著優(yōu)勢。根據(jù)負(fù)荷信號變化過程具有連續(xù)頻譜這一特性，小波變換通過聚焦于信號的局部結(jié)構(gòu)，捕捉并放大突變信號，對捕捉到的各時(shí)刻隨機(jī)負(fù)荷進(jìn)行分量統(tǒng)計(jì)，將各序列分量分別投影到不同尺度上，根據(jù)子負(fù)荷序列的不同，采用相對應(yīng)的模型進(jìn)行預(yù)測，再通過序列重構(gòu)獲取完整的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果。

4.負(fù)荷預(yù)測結(jié)果的修正

城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測中，在充分考慮電網(wǎng)規(guī)劃及運(yùn)行等內(nèi)在影響因素的同時(shí)，也不能忽略外界影響因素，如氣候變化、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行等客觀因素，也會(huì)對負(fù)荷預(yù)測結(jié)果造成一定影響，尤其以短時(shí)期內(nèi)的負(fù)荷預(yù)測受到的影響更明顯。由于出現(xiàn)這種情況，要對負(fù)荷預(yù)測結(jié)果進(jìn)行修正，借助灰色預(yù)測法、模糊預(yù)測法等不確定性分析方法，將這些影響因素反映到預(yù)測模型中，從而提高負(fù)荷預(yù)測的精準(zhǔn)度。但由于電力負(fù)荷屬于非平穩(wěn)的隨機(jī)過程，因而難以找尋大量的數(shù)據(jù)的規(guī)律性，給預(yù)測帶來困難和精確度的誤差，為此，會(huì)加大負(fù)荷預(yù)測工作的困難，在實(shí)際工程應(yīng)用中不能廣泛的進(jìn)行投入。鑒于此，通過學(xué)習(xí)國外的電網(wǎng)規(guī)劃先進(jìn)技術(shù)，并有效結(jié)合我國城市電網(wǎng)規(guī)劃負(fù)荷預(yù)測現(xiàn)狀，探索適合自己的的修正方法。

5.結(jié)束語

綜上所述，負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確性，對于城市電網(wǎng)規(guī)劃的指導(dǎo)意義不言而喻。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測方法也在不斷發(fā)展與完善。只有采用科學(xué)正確的負(fù)荷預(yù)測方法，才能為城市電網(wǎng)規(guī)劃提供精準(zhǔn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，才能保證電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。