電網(wǎng)規(guī)劃中長期負荷預測技術的研究

黃偉橋

摘 要：經(jīng)濟的發(fā)展帶動了我國電網(wǎng)的建設，電能來是不能夠進行儲存的，因此，電能的生產(chǎn)、傳輸以及銷售等環(huán)節(jié)都是同時進行的，因此，保持電能在各個階段能夠穩(wěn)定地滿足任何時刻的需要是至關重要的，但是電能也是隨時發(fā)生變化的，因此如何對電能做出一個預測和判斷，需要相關更加關注，以便能夠提前對電能進行安排，保證滿足生產(chǎn)所需，保證供電能夠正常進行，預測過程中根據(jù)以往的數(shù)據(jù)分析及影響的相關因素，總結變化發(fā)展規(guī)律，運用一定的預測方式，達到時間以及空間的統(tǒng)一。

關鍵詞：電網(wǎng)工程 中長期 負荷預測

中圖分類號：TM715 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（b）-0013-02

該文將會對電力負荷預測的概念以及方式進行簡要的闡述，對中長期電力負荷在預測中所表現(xiàn)出的特點進行明確，同時對于這項工作中存在的一些問題進行研究，并指出了其對于電網(wǎng)產(chǎn)生的影響，希望能夠為國家電網(wǎng)的發(fā)展和壯大提供一些理論方面的指導和基礎，加強相關學者對于這方面工作的重視和研究。

1 電力負荷概念

在電力的整個運行系統(tǒng)當中，負荷是其中一個基本概念，主要是在發(fā)電廠以及電網(wǎng)或者是用戶中進行運用，是將其在某個時刻所需要消耗的電功率的概念，我們稱它為電力負荷，也就是負荷。

1.1 有功負荷和無功負荷概念

在電能發(fā)生轉(zhuǎn)換或者在傳動電能的過程中，負荷會發(fā)生很大變化，主要是將負荷內(nèi)容分為兩種，一種是有功負荷，另外一種是無功負荷，前者顧名思義，就是指電能在運行過程中產(chǎn)生了一些熱能或者是機械能，而后者是一種只起阻性作用，對有功功率進行消耗的復合，例如電熱、照明等會產(chǎn)生能量的是有功負荷，而同步電動機或者是異步電動機等對有功以及無功功率都會產(chǎn)生消耗，但是其中能夠產(chǎn)生機械能的部分我們將其稱為有功負荷，主要是通過其中產(chǎn)生的有功功率來進行供應，而無功負荷消耗無功功率，像是空調(diào)或者是冰箱等都在這個范疇內(nèi)。

1.2 發(fā)電負荷、廠用負荷、供電負荷、損失負荷和用電負荷概念

電能主要是在生產(chǎn)、運輸以及消費等各個環(huán)節(jié)中存在著，因此，根據(jù)所處環(huán)節(jié)的不同，對負荷有著不同的分類。用電負荷也就是消耗電能的用戶在某個時間內(nèi)在電力系統(tǒng)中通過某種設備對電功率進行選用，也就是用戶在這個時間段內(nèi)消耗的電功率的總和。發(fā)電廠通過電網(wǎng)對電能進行輸送，在輸送過程中難免會發(fā)生一定的消耗或者是損失，也就是損失負荷，用電負荷和損失負荷相加，總稱為供電負荷，發(fā)電廠對其進行的消耗即是廠用負荷，而發(fā)電負荷就是全部總和，也就是在某個時間內(nèi)功率的輸出總和。

2 中長期負荷預測

2.1 明確預測目的

對于電力負荷進行中長期的預測工作需要根據(jù)電力系統(tǒng)的實際需要來進行，要想進行這項工作，首先就要對預測目的進行明確，預測工程的目標以及所得的結果能夠在不同的場所中使用，需要運用不同的預測方式，同時對于負荷所需要的數(shù)據(jù)和資料需要及時進行收集和整理，同時將相關人員或者是工作中所需的費用準備充足，從而支撐整個工作計劃。

2.2 確定預測的內(nèi)容

中長期負荷預測包括電量預測和電力預測，一般包括以下內(nèi)容。

（1）年（月）電量。

（2）年（月）最大負荷。

（3）分地區(qū)年（月）最大負荷。

（4）典型日、周負荷曲線，月、年負荷曲線。

（5）年平均日負荷率、年最小負荷率、年最大峰谷差、年最大負荷利用小時數(shù)、典型日平均負荷率和最小負荷率。

但是，在實際預測工作中，需要結合實際情況對電力情況進行預測，根據(jù)上面所介紹的內(nèi)容進行一定的調(diào)整。

2.3 收集和整理資料

任何建設工作都需要基礎工作，對于電力負荷預測工作來說更是如此，預測工作需要非常嚴格的準確度，因此所用的資料要運用最新的，可靠的信息和數(shù)據(jù)是基礎，后續(xù)的工作也是以此為基礎，同時，主要是對一些基礎數(shù)據(jù)以及水平進行預測，像是城鎮(zhèn)中人口數(shù)量以及城鎮(zhèn)可支配收入或者是收入比重等要素，在預測過程中可以采用國家或者相關研究部門最新的報告和資料，數(shù)字要精準，這方面的資料可以通過一些權威網(wǎng)站或者是一些珍貴出版刊物來獲取，也可以在相關部門中獲取。

2.4 選擇預測的方法進行預測

預測要采用科學合理的方式進行，對預測內(nèi)容進行統(tǒng)計和檢驗，其中一些對負荷預測產(chǎn)生影響的內(nèi)外部因素要進行評價工作，分析其影響因素，同時對之后的發(fā)展趨勢以及是否能夠在之后繼續(xù)有應用價值進行測算，在當前運用的方式中有各自的優(yōu)勢和確定，因此，要根據(jù)所在區(qū)域的人口或者是經(jīng)濟水平等數(shù)據(jù)以及資料作為基礎，根據(jù)預測時間的長短來對預測方法進行選擇，然后根據(jù)實際情況進行驗證，以便能夠獲得最好的效果。

2.5 分析評價預測結果

對電力負荷進行預測的整個階段都相對比較復雜，同時影響因素也很多，方法的選型也很多，因此如何根據(jù)實際情況來對相關工作內(nèi)容進行確定，需要進行評價工作，對其優(yōu)劣和所遇到的問題都進行評定，并且對預測結果要適時進行修改，從而得到最終結果。

3 電力負荷預測技術

3.1 概況

某地區(qū)具備豐富的礦產(chǎn)資源，因而在礦產(chǎn)開發(fā)產(chǎn)業(yè)的引領下，該地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平不斷提升，礦產(chǎn)以及冶煉等產(chǎn)業(yè)形成鏈條式發(fā)展，但是在用電量上，這些產(chǎn)業(yè)占到了85%，而該市工業(yè)用電約占總耗電量的90%左右且各項負荷特性指標為優(yōu)。但是近年來，伴隨著城市化發(fā)展進程的加快，第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展比重更高，因此，平均負荷率產(chǎn)生了波動，在這樣的發(fā)展背景下，有必要借助中長期電力負荷預測進一步優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃。

3.2 中長期電力負荷預測

在2015—2025年對這個地區(qū)的電網(wǎng)規(guī)劃內(nèi)容進行復核的預測，將這個地區(qū)之前的歷史資料和數(shù)據(jù)作為主要依據(jù)，根據(jù)該地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的實際情況通過回歸法、分區(qū)預測法等比較傳統(tǒng)的方式進行預測，同時建立相應的數(shù)學模型，根據(jù)社會預測中最小的值，對電力負荷進行預測，確定出各個方案，之后對負荷預測結果進行判定，通過預測結果對該地區(qū)的預測結構進行調(diào)整。

3.3 確定權重系數(shù)

根據(jù)歷史數(shù)據(jù)以及各個模型中所反映出來的值數(shù)，可以對各個單模式系數(shù)進行確定，線性回歸模型的權重系數(shù)為0.157，指數(shù)平滑模型的權重系數(shù)為0.202，灰色模型的權重系數(shù)為0.641。

3.4 精度比較

為了能夠更加直觀地對各個預測方式以及模型誤差進行預測，需要對相關數(shù)據(jù)進行分析，從數(shù)據(jù)結果中我們可以看出，線性回歸模型所產(chǎn)生的誤差值數(shù)為1.42，指數(shù)平滑模型的誤差在灰色模型中產(chǎn)生的誤差指數(shù)為1.00，而采用組合方式所得出的誤差在0.49和1.32之間，從數(shù)據(jù)我們就可以看出，組合模型得出的誤差是最小的，精確度也更高。

4 中長期電力負荷的組合預測模型

在實際預測工作中，常常會針對同一個問題采用不同的預測方法，這也是為了得到一個最優(yōu)系統(tǒng)，但是不同的預測方法有各自的優(yōu)點和劣勢，從目前的相關研究中可以看出，還沒有任何一種預測方式能夠有更高的效率，因此，預測中對于誤差的評定方式以及精度預測方式也是各不相同，不同預測方法的應用往往可以得到并不相同的有價值信息，如果我們摒棄簡單的平方預測等誤差較大的方法，這是不科學的，負電荷的精度評價方法簡單且變化本身具有很大的隨機性。最為科學的預測方式就是通過對不同種類的預測方法進行利用，將這些方式進行組合，將誤差降到最低，同時運用不同預測方法所得到的不同數(shù)據(jù)信息，通過合理處理，能夠提升預測精度。

4.1 最優(yōu)組合的預測方法

預測方法中一種是最優(yōu)組合方式，主要是根據(jù)之前某一個時間段內(nèi)容產(chǎn)生誤差值最小的情況作為基礎的根據(jù)，通過這個值來對其進行預測，從而確定權重系統(tǒng)，這種方式在目前運用得比較多，但是這種方式也有其缺點，首先就是可能會得出并不是最優(yōu)的系統(tǒng)，還有可能會出現(xiàn)負重的結構，因此，這種方法最為核心內(nèi)容就是權重系統(tǒng)的選擇，因此，為了保證權重系統(tǒng)能夠最有代表性和準確性，可以制定不同的標準和規(guī)定。

4.2 變權重組合預測方法

對于權重來說，變化中的狀態(tài)永遠要比傳統(tǒng)不變的具備更高的優(yōu)勢，無論對任何一種模型進行預測，都可能出現(xiàn)一些其他狀況，但是，這種變權重組合方式非常復雜，因此對于它的運用相對比較少，還需要經(jīng)過大量的研究和考證才能進行。

4.3 其他一些方法

除了上文中介紹的方法，還可以利用一些數(shù)學方法來對權重系統(tǒng)進行運算和解答，這些算法困難程度各不相同，同時可以從不同方式的側(cè)面情況來處理，但是從以往經(jīng)驗上來看，這些方式需要運用大量的運算，同時權重的變化情況并不能全面涵蓋和考慮到，因此，這種方式會對實際應用產(chǎn)生較大影響。

伴隨著我國現(xiàn)代化進程的不斷加快，我國對于電網(wǎng)建設中的規(guī)劃內(nèi)容更加重視，其重要性也在不斷提升，如今的電網(wǎng)規(guī)劃更加需要的就是一份中長期的電力負荷方面的預測數(shù)據(jù)，將其作為建設參考，從而制定更加優(yōu)秀的電網(wǎng)工作內(nèi)容，與短期的負荷預測相比，中長期負荷預測雖然有著眾多優(yōu)勢，但是所用方法卻更加復雜，同時還會受到更多因素的影響，因此，在制定過程中，一定要結合當?shù)氐膶嶋H狀況，經(jīng)過反復推敲，從而得出最為合適的、科學的負荷預測結果。

參考文獻

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