電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測實(shí)驗(yàn)方法研究

劉建萍　劉媛杰　裴久玲　羅繼東

摘 要：電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測是制定電力系統(tǒng)規(guī)劃的前提，涉及電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。該文為達(dá)到相對準(zhǔn)確的電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測，使用以小區(qū)負(fù)荷密度指標(biāo)法為主的空間負(fù)荷預(yù)測的實(shí)驗(yàn)方法，采用城市電網(wǎng)規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)城市電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測，最后校核結(jié)果顯示負(fù)荷預(yù)測的結(jié)果是合理的。

關(guān)鍵詞：空間負(fù)荷預(yù)測 實(shí)驗(yàn)研究 規(guī)劃

中圖分類號：TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）01（c）-0063-03

負(fù)荷預(yù)測是電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)和可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)依據(jù)[1]。負(fù)荷預(yù)測的方法有多種，通常預(yù)測模型存在多種不適應(yīng)性，且沒統(tǒng)一的方法適用于一切負(fù)荷預(yù)測情況。實(shí)際中通常要根據(jù)具體規(guī)劃區(qū)域的負(fù)荷變化規(guī)律和影響變化的參數(shù)做進(jìn)一步的分析，選擇最適合的方法。該文負(fù)荷預(yù)測實(shí)驗(yàn)在結(jié)合多種預(yù)測方法的基礎(chǔ)上，采取以小區(qū)負(fù)荷密度指標(biāo)法為主的預(yù)測方法。

1 電力系統(tǒng)空間負(fù)荷預(yù)測

空間負(fù)荷預(yù)測，又稱小區(qū)負(fù)荷預(yù)測[2]，是指在未來供電區(qū)域范圍內(nèi)，依照規(guī)劃城市電網(wǎng)的電壓等級把城市用地劃分為對應(yīng)大小的小區(qū)，對規(guī)劃小區(qū)內(nèi)負(fù)荷分布的位置、大小等進(jìn)行預(yù)測?？臻g負(fù)荷預(yù)測具體步驟為：收集整理信息——分析土地使用情況——預(yù)測負(fù)荷增長情況。

1.1 電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測根據(jù)

此次電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測進(jìn)行分析和計(jì)算的主要根據(jù)是：城市規(guī)劃、近年統(tǒng)計(jì)用電數(shù)據(jù)和國民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

1.2 負(fù)荷預(yù)測手段

依照城市規(guī)劃，采用以“小區(qū)負(fù)荷密度指標(biāo)法”為主的電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測。

1.3 歷史數(shù)據(jù)分析

1.3.1 總負(fù)荷、總電量原始資料分析

該市近年電量負(fù)荷發(fā)展見表1。

由表1中數(shù)據(jù)可以看出該市用電量增長較快，供電量由2008年11.5億kW·h增至20011年15.9億kW·h，年均增長率為13.3%，最大負(fù)荷由2008年272.52 MW增至2011年401.5 MW，年均增長率為14.2%。

1.3.2 近年分類電量統(tǒng)計(jì)分析

該市近年分類電量見表2。

由表2可以看出該市近年分類電量增長率比較高。當(dāng)前工業(yè)用電量占到總用電量的50%左右。城市規(guī)劃經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)中強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)工業(yè)經(jīng)濟(jì)主導(dǎo)作用，因此，可以預(yù)測今后一段時(shí)間，工業(yè)用電量仍將保持快速增長。

1.3.3 最大負(fù)荷利用

由該市的城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃強(qiáng)調(diào)保證工業(yè)經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)，可以推測未來相當(dāng)長一段時(shí)間該市最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)將繼續(xù)保持在5 000 h左右的水平。

1.3.4 總電量和GDP發(fā)展

表3列出了近幾年電力增長和GDP的關(guān)系。

由表3可以看出近4年彈性系數(shù)均值為1.01。

由該市總體規(guī)劃可知，GDP從2010年到2025年平均增長9.8%左右。由此可預(yù)計(jì)未來幾年該市電力彈性系數(shù)將在1.1左右。

1.3.5 人均用電量情況

由統(tǒng)計(jì)調(diào)查數(shù)據(jù)得出該市近期GDP、人均綜合電量、人均生活電量增長都在12%以上。根據(jù)城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)對各類城市現(xiàn)狀用電情況的規(guī)定對照來看，該市人均綜合電量和人均生活電量和未來該市發(fā)展目標(biāo)相差較大，由此預(yù)見該市今后用電量均在較高水平。

2 遠(yuǎn)景年電量和電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測

2.1 負(fù)荷指標(biāo)確定

該市規(guī)劃用地主要可分成工業(yè)用地、居住用地、商飲倉儲用地、對外交通用地和其他用地。用地分為大區(qū)、中區(qū)和小區(qū)3個(gè)層次。

（1）工業(yè)用地。

結(jié)合實(shí)際工業(yè)用地情況，參照城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則的規(guī)定，選取工業(yè)用地指標(biāo)見表4。

（2）居住用地。

根據(jù)調(diào)查測算，得到居民用電指標(biāo)情況如下。

別墅區(qū)，總建筑面積在120～200 m2，擁有家用電器設(shè)備23 000～25 000 W，同時(shí)系數(shù)取0.4～0.5，每戶最大用電負(fù)荷為55～75 W/m2。

高檔住宅區(qū)，總建筑面積在85～100 m2，擁有家用電器設(shè)備20 000～22 000 W，同時(shí)系數(shù)取0.4～0.5，每戶最大用電負(fù)荷為9 000～12 000 W，則單位面積用電負(fù)荷為85～120 W/m2。

平民住宅區(qū)，總建筑面積在65～75 m2，擁有家電設(shè)備15 500～16 500 W，同時(shí)系數(shù)取0.4，每戶最大用電負(fù)荷為6 000～6 800 W，則單位面積用電負(fù)荷為85～95 W/m2。

根據(jù)調(diào)查該市實(shí)際居民用地情況，參照城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則，選取居住指標(biāo)見表5。

（3）商業(yè)用地。

根據(jù)實(shí)際商業(yè)用地情況，參照城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則規(guī)定，確定商業(yè)用地指標(biāo)見表6。

（4）交通郵電。

規(guī)劃區(qū)內(nèi)交通用地和郵電用地負(fù)荷密度指標(biāo)取38 W/m2和10 W/m2。

2.2 負(fù)荷預(yù)測結(jié)果

應(yīng)用小區(qū)負(fù)荷密度指標(biāo)法，利用城網(wǎng)規(guī)劃軟件分別計(jì)算出該市2025年的分區(qū)、分類負(fù)荷預(yù)測結(jié)果。分區(qū)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果見表7所示，分類負(fù)荷預(yù)測結(jié)果見表8所示。

3 遠(yuǎn)景校核

最后對負(fù)荷預(yù)測結(jié)果針對人均電量、人均電力、人均居民生活用電量3個(gè)指標(biāo)進(jìn)行校核。

（1）人均負(fù)荷。

該市的總負(fù)荷為1 643 MW，參照城市總體規(guī)劃可知，該市到2025年的人口為200萬，所以人均負(fù)荷為1 274 W/人。通過今后15年左右的發(fā)展，趕超中等城市2000年的人均負(fù)荷平均水平是可能的，因此預(yù)測結(jié)果較為合理。

（2）人均綜合電量。

該市2025年的人口將達(dá)到200萬，取年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)5 000，可以計(jì)算得到遠(yuǎn)景年電量為65.8億kW·h，人均電量為5 050 kW·h/人，由橫向比較分析可得預(yù)測結(jié)果較合理。

（3）人均生活用電量。

取生活用電最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為2 840 h計(jì)算得出人均居民生活用電量為1 375 kW·h/人。參照《城市電力規(guī)劃規(guī)范》可以看出該市將達(dá)到用電水平中城市行列，這和該市城市未來發(fā)展相符合。

4 結(jié)語

該文遠(yuǎn)景電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測實(shí)驗(yàn)采用負(fù)荷密度指標(biāo)法進(jìn)行負(fù)荷分布預(yù)測，還測算出總負(fù)荷及分類負(fù)荷，總電量及分類電量。遠(yuǎn)景校核結(jié)果顯示2025年該市預(yù)測水平，處于城市發(fā)展的中水平行列。通過橫向比較分析并結(jié)合該城市發(fā)展定位，預(yù)測結(jié)果較為合理。

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