母線負荷預測技術及負荷特性對電網(wǎng)影響的研究

（蘇州供電公司）

母線負荷預測技術及負荷特性對電網(wǎng)影響的研究

周夢璇

（蘇州供電公司）

智能電網(wǎng)的快速發(fā)展很好地解決了當下電能供應日益緊張的問題，實現(xiàn)了對電能的智能化管理。智能電網(wǎng)建設過程中，母線負荷預測技術及負荷特性的有效把握，能夠保證對相關數(shù)據(jù)進行較好的處理，從而保證母線負荷處于一個正常水平，保證供電的安全性和穩(wěn)定性。同時，從當下電力系統(tǒng)逐年增長的發(fā)展態(tài)勢來看，母線負荷量的大幅度增加，加上歷史信息缺乏，可能導致母線負荷差異較大的問題，進而影響到智能電網(wǎng)的穩(wěn)定發(fā)展?；谶@一問題，加強母線負荷預測技術及負荷特性的把握，也成為電網(wǎng)建設必須關注的重點議題。

母線負荷預測技術；負荷特性；電網(wǎng)建設

0 引言

母線負荷預測技術在當下電網(wǎng)發(fā)展中的作用越顯突出。在對母線負荷預測技術應用過程中，要注重構建完善的負荷預測管理體系，能夠?qū)δ妇€負荷量進行較好的把握，以確保智能電網(wǎng)運行穩(wěn)定性?，F(xiàn)階段管理過程中，各母線之間的差異相對較大，缺乏對負荷特性的有效把握，這樣一來，勢必給智能電網(wǎng)發(fā)展產(chǎn)生不利影響。智能電網(wǎng)快速發(fā)展形勢下，立足于母線負荷特性，能夠?qū)δ妇€負荷預測技術發(fā)展進行較好把握，從而有效消除負荷特性中的不良因素，以促進智能電網(wǎng)的快速發(fā)展和進步。

1 關于母線負荷預測技術的分析

母線負荷預測技術的發(fā)展，是在當下智能電網(wǎng)發(fā)展基礎上，對電網(wǎng)建設中母線差異性問題進行有效解決的一種技術手段。母線負荷受到變電站變壓器終端負荷之和影響，通過對母線負荷的把握，能夠?qū)ψ冸娬咀儔浩鞯男阅苓M行有效分析，以保證供電的平穩(wěn)性和可靠性。母線負荷預測技術包括了短期負荷預測和母線負荷預測兩個方面內(nèi)容，具體情況如下。

1.1 短期負荷預測

在進行短期負荷預測過程中，需要對預測的對象進行把握，主要涉及到了母線下網(wǎng)負荷。短期負荷預測涉及到了傳統(tǒng)方法預測和現(xiàn)代方法預測兩種。傳統(tǒng)預測過程中，主要以回歸分析法和時間序列法為主。其中，回歸分析法預測時，通過對數(shù)據(jù)信息進行統(tǒng)計整理，就母線負荷的影響因素進行把握，形成一種線性關系，從而利用回歸模型，對母線負荷進行預測。時間序列法應用過程中，通過問題假設的方式，列舉時間序列與對應隨機數(shù)據(jù)之間的關系，之后利用數(shù)據(jù)變化過程模型，對時間序列的預測值進行求解?，F(xiàn)代負荷法相對于傳統(tǒng)方法而言，對傳統(tǒng)方法進行了簡化，能夠?qū)栴}進行更好的解決。

1.2 母線負荷預測

在進行母線負荷預測過程中，如何對壞數(shù)據(jù)進行較好的處理，成為母線負荷預測的一個關鍵。母線負荷預測過程中，由于信息的不完備、掌握較為困難等問題，導致歷史數(shù)據(jù)獲取不準確，還涉及到了一些壞數(shù)據(jù)，無法對母線負荷預測起到實質(zhì)性的幫助。這樣一來，在進行母線負荷預測過程中，為了保證取得較好的預測效果，就需要提升對壞數(shù)據(jù)的處理。壞數(shù)據(jù)處理過程中，首先利用母線節(jié)點數(shù)據(jù)庫進行預處理，對歷史數(shù)據(jù)與時序數(shù)據(jù)的關系進行把握，以剔除無用的壞數(shù)據(jù)。

2 負荷特性對電網(wǎng)影響的研究

負荷特性對于電網(wǎng)有著一定的影響，可能會對智能電網(wǎng)的運行及發(fā)展產(chǎn)生作用。在對負荷特性把握過程中，要從負荷特性的內(nèi)涵入手，保證對其合理利用后，能夠更好地對電網(wǎng)實際問題進行有效解決。

2.1 負荷特性分析

（1）負荷預測壞數(shù)據(jù)的處理

要想實現(xiàn)對負荷特性進行較好的把握，就需要保證負荷預測數(shù)據(jù)樣本具有較高的精確性和可靠性。在測量過程中，要保證相關測量方法更加準確，能夠?qū)臄?shù)據(jù)以及缺損數(shù)據(jù)進行彌補，從而保證數(shù)據(jù)信息具有較大的功能和作用。負荷預測壞數(shù)據(jù)處理過程中，首先需要對缺失數(shù)據(jù)進行彌補，其次利用時間序列得到一條曲線，對比實際數(shù)據(jù)曲線，對缺損點值進行計算。

（2）母線負荷水平

母線負荷水平對負荷特性有著較為直觀的反應，它表示為日負荷曲線的走向，數(shù)據(jù)信息受到季節(jié)以及氣候影響相對較大。在這一過程中，對負荷特性研究和分析時，需要對相關因素進行把握，能夠?qū)ο嚓P因素的影響程度有一個較好的認知?，F(xiàn)階段在進行母線負荷水平預測時，主要以SVM算法和LS-SVM算法為主。LS-SVM算法能夠?qū)Χ唐谪摵蓡栴}進行較好的處理。

2.2 負荷特性對電網(wǎng)的影響分析

負荷特性對電網(wǎng)的影響較大。在對該問題解決過程中，需要考慮到負荷的電能質(zhì)量特性，以此把握其性質(zhì)可能對電網(wǎng)產(chǎn)生的影響。母線在工作過程中具有一定的獨特性，電能在通過母線傳輸過程中，會受到電網(wǎng)負荷因素影響，導致電能質(zhì)量出現(xiàn)一定的變化。具體內(nèi)容可以從下圖中看出。

圖 母線對電能質(zhì)量的影響

負荷特性影響下，電能質(zhì)量會受到不同程度的影響。這樣一來，電能在傳輸過程中，將會與預期目標發(fā)生一定的偏差。當電能質(zhì)量受到負荷特性影響較大時，可能導致其無法滿足供電需求，從而給智能電網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)帶來不利影響。一般來說，負荷特性對電網(wǎng)的影響，主要體現(xiàn)在以下幾點：第一，電網(wǎng)在運行過程中，系統(tǒng)穩(wěn)定性與電壓水平有著密切的關聯(lián)性。當電壓水平較低時，系統(tǒng)穩(wěn)定性會變差。電網(wǎng)運行時，由于在某種程度上會缺乏無功功率，這一過程中沒有對該問題進行較好的調(diào)整，會導致系統(tǒng)電壓出現(xiàn)崩潰的問題，進而引起大范圍停電的故障。第二，電力系統(tǒng)運行過程中，若是出現(xiàn)頻率過高的問題，輸電線路和電力設備的電抗壓降會增大，電壓的調(diào)整效率會隨之降低。這種現(xiàn)象出現(xiàn)后，電力系統(tǒng)運行將變得十分危險，可能會引起電力系統(tǒng)崩潰，并對智能電網(wǎng)的安全、可靠運行帶來較大的隱患。第三，負荷特性的變化，還會引起三相不平衡問題，從而產(chǎn)生大量的負序電流，導致繼電保護裝置和自動裝置功能無法發(fā)揮，給智能電網(wǎng)安全運行帶來較大隱患。上述分析中可以看出，負荷特性對電網(wǎng)的正常運行有著較大的影響，為了保證電網(wǎng)的正常運行，必須對其不利影響進行清除。

2.3 負荷特性影響的解決對策分析

解決負荷特性對電網(wǎng)平穩(wěn)運行的影響，在具體操作過程中，要注重對電力負荷特性進行較好的分析，通過設置電力負荷特性分析系統(tǒng)，保證對相關數(shù)據(jù)進行有效的處理。關于負荷特性影響的解決對策，具體內(nèi)容可以從下面分析中看出：

（1）加強負荷特性分析

電網(wǎng)運營過程中，管理人員能夠?qū)﹄娏ω摵商匦詥栴}予以認真對待，能夠從電網(wǎng)運行實際情況入手，對供電方案進行有效設計。供電方案設計的好壞，直接關系到了電網(wǎng)供電的可靠性。在供電方案設計過程中，考慮到電力負荷可能產(chǎn)生的不利影響，并就這一問題采取相應對策進行解決。同時，注重對負荷特性規(guī)律進行較好的把握，以此入手，切實保證電網(wǎng)運行的平穩(wěn)性和可靠性。

（2）構建完善的負荷特性分析系統(tǒng)

智能電網(wǎng)快速發(fā)展形勢下，智能化特征十分顯著。這樣一來，在對負荷特性影響問題解決過程中，要注重利用分析系統(tǒng)，能夠?qū)ω摵蓴?shù)據(jù)信息進行較好的搜集，以此作為負荷特性分析的重要依據(jù)。分析數(shù)據(jù)的搜集，能夠建立較為直觀的分析模型，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)當中每一個供電區(qū)域的華潤雪花啤酒項目總投資8032.10萬元，采用1臺6MW級燃氣輪機+1臺20t/h補燃式余熱鍋爐+2臺20t/h燃氣鍋爐+1臺1MW級熱水型溴化鋰機組。截止到2015年10月8日止，此項目累計向用戶供熱8萬t，發(fā)電量876.8萬kWh，供電量837.2萬kWh，綜合能源利用率達83.43%，節(jié)能率21%，極大提高華潤雪花啤酒廠的經(jīng)濟效益。

3.2 技術效益

該項目的投產(chǎn)，一是減少了主網(wǎng)向華潤雪花啤酒廠供電時的能量損失；二是通過協(xié)調(diào)無功功率控制和限制有功功率來改善電壓質(zhì)量；三是在主網(wǎng)停電時，通過華潤雪花啤酒項目的部分或完全孤島效應提高了自身供電可靠性。

3.3 環(huán)境效益

華潤雪花啤酒項目以天然氣為燃料，通過回收定排擴容器外排廢氣廢熱用于鍋爐給水預熱，極大減少有害物排放量，實現(xiàn)年節(jié)約標煤4300t，年減排二氧化碳1.86萬t、二氧化硫160 t、氮氧化物43 t、煙塵29 t，具有較好的環(huán)境效益。

4 結束語

本文分析了新時期能源戰(zhàn)略環(huán)境下分布式電源及微網(wǎng)接入對電網(wǎng)企業(yè)的推廣性、經(jīng)濟性和安全性影響，并以成都公司為例，提出通過事前規(guī)劃宣傳、事中過程管控、事后運維跟蹤的營銷服務策略應對分布式電源及微網(wǎng)接入發(fā)展造成的影響，順應了我國大力開展可再生能源發(fā)電的要求。

單一通過制定營銷服務策略還不足以應對分布式電源及微網(wǎng)接入對電網(wǎng)企業(yè)的影響，以后的研究還會將電價制定、政策推廣等策略納入考慮范圍，探索電網(wǎng)企業(yè)更全面的應對決策。

[1]張東霞，姚良忠，馬文媛．中外智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略[J]．中國電機工程學報,2013,33(31)：1-13．

[2]Fereidoon P.Sioshansi, et al．智能電網(wǎng)——融合可再生、分布式及高效能源[M]．湯奕，等譯.北京:機械工業(yè)出版社, 2014．

[3]劉振亞．全球能源互聯(lián)網(wǎng)[M]．北京:中國電力出版社, 2015: 15-131．

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2016-11-28）