電力系統(tǒng)負荷預測方法分析及應用

連曉華　許曉康　李曉志

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

關鍵詞：電力系統(tǒng)；負荷預測方法；算例實證

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

0 前言

關于電力系統(tǒng)的負荷預測，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，對其做出預測與估計。關于負荷預測的開展，通常包含兩個方面的基本內容，分別為未來需求量與未來用電量預測。并且負荷預測的探索，為整個電力系統(tǒng)的調度、規(guī)劃以及供電提供基礎保障，有助于社會效益與經濟效益的提升。

1 電力系統(tǒng)負荷預測方法

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濟年平均增長兩者之間的相互關系。關于電力彈性系數(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表示的則是國民經濟年平均增長率[1]。

彈性系數(shù)的電力系統(tǒng)負荷預測方法的應用，具體內容表現(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)衡量國民經濟發(fā)展與用電需求之間的關系。

在當前的市場環(huán)境中，彈性系數(shù)已經變得更加靈活?，F(xiàn)代技術手段與節(jié)約用點力年的出現(xiàn)，電能已經成為一種重要形成，影響著生產生活。這使得電力系統(tǒng)與國民經濟的發(fā)展出現(xiàn)較大的差異，協(xié)調性喪失，致使彈性系數(shù)很難確定。在這種背景下，彈性系數(shù)法應用在電力系統(tǒng)負荷預測當中，顯然無法得出準確的預測結果。此方法在應用的過程中，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)學模型，對未來的電力負荷進行預測。運用統(tǒng)計學當中的回歸分析法對變量、觀測數(shù)據(jù)進行處理，得出未來預測的負荷值。

回歸分析法，基本特點是將預測的基本目標因素作為自變量，預測的目標作為因變量，具有較強的內插能力。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測相關內容，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測準確性要求。當然，這種方法在預測過程中，無法得出各個年份當中的產業(yè)產值，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，導致整個預測的針對性與準確數(shù)值存在明顯誤差，預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)負荷預測當中的應用，本質上是將灰色理論作為發(fā)展基礎，開展灰色預測技術?；疑到y(tǒng)理論是研究與解決灰色系統(tǒng)分析、建模、預測、決策以及控制的基本理論內容。該預測方法已經成功被運用到現(xiàn)代的氣象與農業(yè)等領域當中。對于電力負荷預測的影響，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)。

灰色模型的預測方法，在應用的過程中，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)負荷預測當中的運用具有較高的價值。并且對負荷預測的短期、中期以及長期等各個階段并無影響，能夠適應于各個階段的非線性變化當中，作為一種負荷指標預測內容?；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構與規(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測的過程中，會受到灰度變大的影響，預測精準度隨之發(fā)生變化。

2 電力系統(tǒng)負荷預測方法具體應用

針對某地區(qū)的原始電量數(shù)據(jù)作為分析的基礎，運用不同的方法進行算法的應用。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)值以及增長結構符合指數(shù)型曲線。這一基本狀況的產生，符合現(xiàn)代工農總產值以及穩(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)負荷進行預測，分析2016-2018年該地區(qū)的用電量預測，其各項基本的預測值為：

彈性系數(shù)的預測值：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。

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

3 結論

綜上所述，對于電力系統(tǒng)的負荷預測，是維系整個電力系統(tǒng)調度、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)的預測負荷能夠為電網部門與規(guī)劃部門提供各項基礎性信息。探索電力系統(tǒng)負荷預測方法，有助于社會效益與經濟效益的充分發(fā)揮。

參考文獻：

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

[2]王學申，劉剛.電力系統(tǒng)負荷預測方法分析及應用[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)短期負荷預測方法與預測精度綜述[J].電氣技術，2011，4（10）：120-123.