電網(wǎng)規(guī)劃負荷預(yù)測方法探討

羅煜

摘 要：現(xiàn)代化的腳步還在繼續(xù)向前，高科技引領(lǐng)時代尖端，人們的工作生活都以快節(jié)奏的方式進行著，在這當中，電能所起到的作用是不可替代的，我們每天的生產(chǎn)、生活都離開電的幫助，可以說，即使只是出現(xiàn)短暫的停電情況，都會令很多事情處理起來顯得非常棘手。所以，再進行對電網(wǎng)規(guī)劃階段，一定要做好負荷預(yù)測工作，因為其負荷精度會對電網(wǎng)的運行起到關(guān)鍵的影響作用。進行負荷預(yù)測過程中，有很多的不可控因素，所以，做到精準無誤是有一定難度的。所以，該文筆者針對電荷預(yù)測方式進行研究分析，希望能夠讀者提供思路。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)規(guī)劃 負荷 預(yù)測方法 探討

中圖分類號：TM715 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（c）-0033-02

當前，隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，對電力系統(tǒng)也加大了深入改革力度，我國的電力市場的發(fā)展環(huán)境也愈加規(guī)范，但是，電力企業(yè)從根本上來說都是獨立經(jīng)營的，也就是說要自負風險，所以，為保證電網(wǎng)質(zhì)量，使電網(wǎng)能夠安全、高效運行，需要對電網(wǎng)的方方面面進行規(guī)劃，此外，還要根據(jù)實際情況，具體問題具體分析，做好電力負荷的預(yù)測工作，由此保證電網(wǎng)系統(tǒng)正常運行。

1 預(yù)測電力負荷背景條件

1.1 掌握準確完善的資料

為了保證電力負荷預(yù)測的科學(xué)性，必須要完善、準確掌握第一手資料，這樣有助于深入了解我國電網(wǎng)的發(fā)展史、我國國民經(jīng)濟發(fā)展水平、城鄉(xiāng)發(fā)展狀況以及國民經(jīng)濟計劃等內(nèi)容，但是，設(shè)想與現(xiàn)實遠不相同，在實際工作中收集資料是十分困難的，不僅無法完整地對資料進行收集，而且無法保障收集到資料的準確性，所以，需要進行嚴謹分析來篩選出預(yù)測電力負荷所需要的運行資料，為科學(xué)、準確預(yù)測當?shù)仉娋W(wǎng)系統(tǒng)的運行狀態(tài)打下基礎(chǔ)，而當?shù)剌^為系統(tǒng)的發(fā)電量、電網(wǎng)直供量等都是與電網(wǎng)系統(tǒng)直接相關(guān)資料，為了保證電力負荷預(yù)測結(jié)果的準確性，必須保證這些資料的準確性。

1.2 電力負荷預(yù)測我國電網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)狀

我國幅員遼闊，而且就目前來看，我國的電網(wǎng)系統(tǒng)供負荷產(chǎn)生的變化隨著我國電網(wǎng)區(qū)域的擴大而變大，這方面的問題愈來愈突出，所以，有必要采用一定的措施來規(guī)避誤差，在生存環(huán)境較好的地方，為了保證數(shù)據(jù)的準確性，可以對所預(yù)測區(qū)域的主供電區(qū)以及用量大戶分別進行預(yù)測和計算。

1.3 對電網(wǎng)系統(tǒng)進行進一步協(xié)調(diào)規(guī)劃

近年來，我國經(jīng)濟高速發(fā)展，尤其是第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)，發(fā)展速度驚人，我國城鎮(zhèn)也隨著經(jīng)濟的發(fā)展而進步，為推動工業(yè)產(chǎn)業(yè)的騰飛做出了貢獻，而電力系統(tǒng)就起到了強力支撐作用，因此，對電網(wǎng)進行合理規(guī)劃有利于滿足經(jīng)濟社會的發(fā)展，為保證規(guī)劃質(zhì)量需要分析好電力負荷的預(yù)測工作，這對電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃具有重要作用。

2 負荷的主要分類方法

2.1 按照其物理性能進行劃分

按照物理性進行劃分時，電網(wǎng)中的電荷主要可以分為：有功電荷和無功電荷。有功電荷，是指電流在通過用電器時將電能轉(zhuǎn)化為其他能源，打個比方來說吧，就像電流通過電磁爐可以產(chǎn)生熱能是一樣。而無功電荷就是指電路各原價之中產(chǎn)生的各種無功功率，比如電流經(jīng)過電閘時可能發(fā)生畸形變化，轉(zhuǎn)化中便成了無功功率，消耗負荷。

2.2 根據(jù)電能的中斷損失程度進行劃分

在輸電過程中，由于電網(wǎng)的忽然中斷會損失電能，我國根據(jù)損失數(shù)據(jù)將損失按程度分為一二三級電荷，一級電荷表示損失最大，二三級逐次減小。

2.3 按照使用流程進行劃分

電能的使用流程分別是發(fā)電電荷、供電電荷和用電電荷。顧名思義，發(fā)電電荷就是電廠工作過程中產(chǎn)生的電荷；供電電荷是輸送過程中產(chǎn)生的電荷；用電電荷是用電過程中產(chǎn)生的電荷。

2.4 按照使用行業(yè)進行劃分

行業(yè)不同使用的電荷也就不同，因為不同行業(yè)的用電要求不一樣，比如說工廠用電、居民用電、建筑用電等，用電特點都不一樣，需要根據(jù)不同的用電特點對電荷的使用量進行分析與總結(jié)。

3 負荷預(yù)測的方法

3.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由多個神經(jīng)元連接而成，模擬人類學(xué)習(xí)和處理信息的過程，理論上可以逼近任意的函數(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所具有的自適應(yīng)性學(xué)習(xí)、函數(shù)逼近等特點，使其被引入短期負荷預(yù)測中，取得了較好預(yù)測效果。其優(yōu)點在于不需要數(shù)學(xué)模型，通過對數(shù)據(jù)的自適應(yīng)訓(xùn)練，能夠解決如負荷時序的高隨機性、非確定性問題。迄今為止，對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)僅限于對其結(jié)構(gòu)或結(jié)合其他方法進行改進，從而提高預(yù)測精度。

3.2 單耗法

所謂單耗法，則是通過測定電力負荷量的單耗進而分析預(yù)測全面用電量，一般適用于農(nóng)業(yè)或者工業(yè)電力單耗指標的負荷預(yù)測，預(yù)測效果較好。而實施單耗指標進行電力負荷預(yù)測時，要注意區(qū)分不同地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展狀況以及發(fā)展目標，同時根據(jù)電力規(guī)劃期間單耗指標開展全面分析，結(jié)合之前單位的耗電量，根據(jù)當?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律預(yù)測最終單耗值。此方法特點是操作較為簡單，在短時間內(nèi)預(yù)測效果好，不過精度低，成本高。

3.3 趨勢分析法

“趨勢分析法”，顧名思義就是把先前收集到的各種資料進行整合，使其成為一條直線，與此同時，以曲線趨勢為依據(jù)來確定電力的負荷值，這種方式又稱曲線回歸法或曲線擬合法，是最為常見的預(yù)測方式，也具有顯著的研究成果。這種方式在模型選擇上相對來說較簡便，但是為了保證電力負荷的預(yù)測結(jié)果，在進行曲線擬合時必須保障擬合區(qū)與精度相一致?？墒菬o論怎樣小心，依然會出現(xiàn)或大或小的誤差，這就要求把模型和電網(wǎng)發(fā)展相關(guān)情況相結(jié)合，由此確定出更具科學(xué)性的模型。

3.4 卡爾曼濾波預(yù)測法

卡爾曼濾波預(yù)測法最好應(yīng)用在預(yù)測短期負荷和超短期的負荷中，這種方法是通過狀態(tài)空間的思維將信號通過線性系統(tǒng)輸出程序并且轉(zhuǎn)化為方程，但是想要更好進行應(yīng)用，必須具有較高的空間思維想象能力。正因為該方式對于數(shù)據(jù)的要求較廣，所以有利于對數(shù)據(jù)進行收集整理工作，通過不斷收集數(shù)據(jù)，進而修改已計算出的數(shù)值，進而得到方程答案，能夠極大提升預(yù)測的準確性。

3.5 模糊預(yù)測法

模糊預(yù)測法的應(yīng)用范圍是數(shù)據(jù)本身帶有不確定性并且存在一些不容易被發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)，這種方法是當下比較常用的方法，使用時需要準確運算非線性函數(shù)，得到數(shù)據(jù)之后進行系統(tǒng)分析，使模糊預(yù)測盡量接近所求函數(shù)值，這樣一來，數(shù)據(jù)的準確度就得到了大大提升。

3.6 灰色預(yù)測法

顧名思義，這種方法就是利用生活中的顏色對所能獲取的信息資源進行描述，一般情況下，這種方法非常簡單明了，白色代表已經(jīng)獲知的信息內(nèi)容，黑顏色代表未知，灰色地帶相當于對信息掌握相對模糊、不清晰。所說的電荷就屬于典型的灰色地帶，其主要特點是只需要知道少量的數(shù)據(jù)，就可以對預(yù)測結(jié)果有大致判斷，對參數(shù)進行估算，通常運用最小二乘法，當然，這只適用于對小數(shù)據(jù)的預(yù)測應(yīng)用。將負荷數(shù)據(jù)進行變權(quán)緩沖預(yù)處理后，再利用灰色理論進行負荷預(yù)測，取得了較理想效果。

4 總結(jié)與展望

文章主要分類總結(jié)在當前電網(wǎng)形式下，關(guān)于電力系統(tǒng)負荷預(yù)測的主要方式，而且針對當前負荷的現(xiàn)狀及存在的問題，對各個方法優(yōu)勢及不足都進行了分析及討論，出現(xiàn)問題可以從以下幾個方面進行解決。

（1）需要對負荷成因進行了明確分析。當前的負荷預(yù)測因為缺少電力系統(tǒng)自身所具備的特點，所以不能對負荷數(shù)據(jù)進行深層次剖析，只把其看做是簡單的數(shù)據(jù)，對待這一問題，應(yīng)該從電力系統(tǒng)本身入手，找出負荷成因及內(nèi)在規(guī)律，按照實際情況制定出預(yù)測策略，比如：并網(wǎng)型微電網(wǎng)、孤島型微電網(wǎng)等，不同的社會環(huán)境和地理環(huán)境都會有不同的預(yù)測方案。

（2）分析預(yù)測中出現(xiàn)的誤差。誤差存在于所有事物中，而且在預(yù)測中發(fā)生誤差的概率會更大，所以在進行預(yù)測時，首先要對誤差的波動范圍進行分析；其次再去考慮結(jié)果，當前，調(diào)度人員僅僅能夠通過負荷預(yù)測的結(jié)果做出判斷，十分不利于工作的進行，關(guān)于這個問題可以從這兩個方面入手：①分析誤差結(jié)果并找出誤差成因，對預(yù)測模型進行充分完善；② 做出預(yù)測結(jié)果的誤差波動范圍，同時對負荷發(fā)展的速度進行分析。

（3）探究與其相關(guān)的因素所產(chǎn)生的影響。在電力負荷變化中，季節(jié)、氣候、經(jīng)濟水平等都會對其產(chǎn)生一定影響，而受到的影響因素不同，對電力負荷變化產(chǎn)生的影響也就不同，如果利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和智能計算方式，可以把主、次相關(guān)因素的負荷變化程度進行量化，除此之外，為增強預(yù)測模型的泛化能力，可以對主影響因素進行加重權(quán)、對次影響因素進行弱化處理。

5 結(jié)語

綜上所述，雖然有很多種辦法進行電荷預(yù)測，且每一種方法都有其獨到之處，但也存在一定的局限性，因此，再確定使用某一種方法之前，應(yīng)該從實際出發(fā)，分析具體問題，找到最為適合的方式進行檢測，之后進行科學(xué)合理的評估。如此，才可以按時完成預(yù)測目標，確保電荷測量的精準度，為我國電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展盡一份綿薄之力。

參考文獻

[1] 趙娜.關(guān)于電力規(guī)劃中負荷預(yù)測方法的探究[J].消費電子，2014（24）：98.

[2] 陳棟.配電網(wǎng)規(guī)劃中電力負荷預(yù)測方法探討[J].微計算機信息，2014（4）：27-28.

[3] 葉錫滔.淺析配電網(wǎng)規(guī)劃中電力負荷預(yù)測方法[J].數(shù)字通信世界，2015（10）：133.