電力系統(tǒng)負荷預(yù)測方法分析及應(yīng)用

連曉華　許曉康　李曉志

摘 要：本次針對電力系統(tǒng)負荷預(yù)測的方法進行分析，并提出幾種具體的預(yù)測方法，包括彈性系數(shù)法、回歸分析法以及灰色模型法。結(jié)合電力系統(tǒng)不同的負荷預(yù)測方法，通過算例分析進行具體測量，驗證不同電力系統(tǒng)負荷的預(yù)測方法。發(fā)揮出預(yù)測對社會效益與經(jīng)濟效益提升的價值。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；負荷預(yù)測方法；算例實證

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.150

0 前言

關(guān)于電力系統(tǒng)的負荷預(yù)測，主要是就已知的電力需求作為基本的出發(fā)點，集合電力系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)與各個綜合性因素，對其做出預(yù)測與估計。關(guān)于負荷預(yù)測的開展，通常包含兩個方面的基本內(nèi)容，分別為未來需求量與未來用電量預(yù)測。并且負荷預(yù)測的探索，為整個電力系統(tǒng)的調(diào)度、規(guī)劃以及供電提供基礎(chǔ)保障，有助于社會效益與經(jīng)濟效益的提升。

1 電力系統(tǒng)負荷預(yù)測方法

1.1 彈性系數(shù)法

彈性系數(shù)的分析方法，主要是針對電力彈性系數(shù)作為衡量的宏觀指標，能夠較為準確的反映出電力消費年平均增長率與國民經(jīng)濟年平均增長兩者之間的相互關(guān)系。關(guān)于電力彈性系數(shù)的方法，具體表示如下：

E=Ky/Kx （公式1）

在公式1當中，其中E表示電力彈性系數(shù)的內(nèi)容，其中Ky表示的是電力消費年平均增長率，Kx表示的則是國民經(jīng)濟年平均增長率[1]。

彈性系數(shù)的電力系統(tǒng)負荷預(yù)測方法的應(yīng)用，具體內(nèi)容表現(xiàn)在兩個方面。一方面是電力彈性系數(shù)法可以站在宏觀的角度上確定電力發(fā)展同國民經(jīng)濟發(fā)展的相對速度。在另一個方面，還可以作為一個重要的衡量參數(shù)衡量國民經(jīng)濟發(fā)展與用電需求之間的關(guān)系。

在當前的市場環(huán)境中，彈性系數(shù)已經(jīng)變得更加靈活?，F(xiàn)代技術(shù)手段與節(jié)約用點力年的出現(xiàn)，電能已經(jīng)成為一種重要形成，影響著生產(chǎn)生活。這使得電力系統(tǒng)與國民經(jīng)濟的發(fā)展出現(xiàn)較大的差異，協(xié)調(diào)性喪失，致使彈性系數(shù)很難確定。在這種背景下，彈性系數(shù)法應(yīng)用在電力系統(tǒng)負荷預(yù)測當中，顯然無法得出準確的預(yù)測結(jié)果。此方法在應(yīng)用的過程中，方法簡單快捷，便于計算。但缺點則是受到國民經(jīng)濟與電力需求變化的影響。

1.2 回歸分析法

回歸分析方法在電力系統(tǒng)負荷預(yù)測當中的運用，主要是根據(jù)系統(tǒng)資料以及歷史負荷，建立起具體的數(shù)學(xué)模型，對未來的電力負荷進行預(yù)測。運用統(tǒng)計學(xué)當中的回歸分析法對變量、觀測數(shù)據(jù)進行處理，得出未來預(yù)測的負荷值。

回歸分析法，基本特點是將預(yù)測的基本目標因素作為自變量，預(yù)測的目標作為因變量，具有較強的內(nèi)插能力。在回歸模型當中一般有一元線性、多元線性等集中模型類別[2]。通常狀況下，對于中短期的負荷預(yù)測相關(guān)內(nèi)容，可采取線性回歸方法，進而保證得出的數(shù)據(jù)準確度較高，真正反映出用電負荷預(yù)測準確性要求。當然，這種方法在預(yù)測過程中，無法得出各個年份當中的產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值，對各區(qū)域的發(fā)展狀況無法準確掌握。

該方法在進行電力負荷預(yù)測的過程中，通常會受到多種因素的影響，包括多樣性、突發(fā)性以及隨機性因素。不同因素的影響，導(dǎo)致整個預(yù)測的針對性與準確數(shù)值存在明顯誤差，預(yù)測精準度無法得到滿足。

1.3 灰色模型法

灰色模型法，在電力系統(tǒng)負荷預(yù)測當中的應(yīng)用，本質(zhì)上是將灰色理論作為發(fā)展基礎(chǔ)，開展灰色預(yù)測技術(shù)?；疑到y(tǒng)理論是研究與解決灰色系統(tǒng)分析、建模、預(yù)測、決策以及控制的基本理論內(nèi)容。該預(yù)測方法已經(jīng)成功被運用到現(xiàn)代的氣象與農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域當中。對于電力負荷預(yù)測的影響，通?？煞譃榇_定性因素與不確定性因素兩種，在此可以看作是一個灰色系統(tǒng)。

灰色模型的預(yù)測方法，在應(yīng)用的過程中，計算方法簡單、快捷、精準度性與實用性良好。與彈性系數(shù)發(fā)以及回歸分析法相比較而言，在電力系統(tǒng)負荷預(yù)測當中的運用具有較高的價值。并且對負荷預(yù)測的短期、中期以及長期等各個階段并無影響，能夠適應(yīng)于各個階段的非線性變化當中，作為一種負荷指標預(yù)測內(nèi)容?；疑Ｐ瓦\用，在數(shù)據(jù)表現(xiàn)的方面，所需的負荷數(shù)據(jù)較少，并不需要對分布式的結(jié)構(gòu)與規(guī)律變化進行明確，便于開展檢驗。當然，該方法在開展電力負荷預(yù)測的過程中，會受到灰度變大的影響，預(yù)測精準度隨之發(fā)生變化。

2 電力系統(tǒng)負荷預(yù)測方法具體應(yīng)用

針對某地區(qū)的原始電量數(shù)據(jù)作為分析的基礎(chǔ)，運用不同的方法進行算法的應(yīng)用。某地區(qū)2011-2015實用電量分別為，2011年2.29億kWh，2012年2.57億kWh，2013年2.96億kWh，2014年3.37億kWh，2015年3.83億kWh[3]。根據(jù)歷年的用電量分析可以看出，該地區(qū)的用電量保持一個持續(xù)增長的狀態(tài)，數(shù)值以及增長結(jié)構(gòu)符合指數(shù)型曲線。這一基本狀況的產(chǎn)生，符合現(xiàn)代工農(nóng)總產(chǎn)值以及穩(wěn)定增長向前發(fā)展的基本趨勢與要求。下面采取彈性系數(shù)法、回歸分析法以及灰色模型法，對該地區(qū)的電力系統(tǒng)負荷進行預(yù)測，分析2016-2018年該地區(qū)的用電量預(yù)測，其各項基本的預(yù)測值為：

彈性系數(shù)的預(yù)測值：2016年實用電量4.37億kWh，2017年實用電量5.12億kWh，2018年實用電量5.9億kWh。

回歸方法的預(yù)測值：2016年實用電量4.34億kWh，2017年實用電量5.12億kWh，2018年實用電量5.56億kWh。

灰色模型法的預(yù)測值：2016年實用電量4.45億kWh，2017年實用電量5.15億kWh，2018年實用電量5.97億kWh。

針對上述的預(yù)測數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)，彈性系數(shù)的預(yù)測誤差較大，受到國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值的影響。彈性系數(shù)的方法，適用于短期的負荷預(yù)測方法。而對于回歸分析法以及灰色模型法，所產(chǎn)生的誤差指較小，灰色模型法的預(yù)測準確精度較高。

3 結(jié)論

綜上所述，對于電力系統(tǒng)的負荷預(yù)測，是維系整個電力系統(tǒng)調(diào)度、實時控制、運行計劃以及發(fā)展規(guī)劃的基本前提條件，傳統(tǒng)的預(yù)測負荷能夠為電網(wǎng)部門與規(guī)劃部門提供各項基礎(chǔ)性信息。探索電力系統(tǒng)負荷預(yù)測方法，有助于社會效益與經(jīng)濟效益的充分發(fā)揮。

參考文獻：

[1]張怡，張鋒.電力系統(tǒng)超短期負荷預(yù)測技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].浙江電力，2010，10（02）：105-108.

[2]王學(xué)申，劉剛.電力系統(tǒng)負荷預(yù)測方法分析及應(yīng)用[J].中國科技信息，2011，10（08）：120-131.

[3]郭華安，加瑪力汗·庫馬什，常喜強等.電力系統(tǒng)短期負荷預(yù)測方法與預(yù)測精度綜述[J].電氣技術(shù)，2011，4（10）：120-123.