城市空間規(guī)劃中的電力負荷預(yù)測

李晉皓

摘要

電力專項空間規(guī)劃是城市空間規(guī)劃項目的子項目之一，旨在落實區(qū)域內(nèi)變電站、電力線路等電力設(shè)施用地的遠期規(guī)劃。在專項規(guī)劃設(shè)計過程中，需要收集電網(wǎng)負荷數(shù)據(jù)以及城市規(guī)劃指標，采用自然增長法、彈性系數(shù)法對中期發(fā)展負荷進行預(yù)測，采用空間飽和負荷法和人均飽和電量法對遠期飽和負荷進行預(yù)測。本文以廣東某縣級市為例，對其2020-2035年電力負荷進行了預(yù)測。預(yù)測結(jié)果可信度較高，與電網(wǎng)建設(shè)經(jīng)驗一致，可以用于電力專項空間規(guī)劃設(shè)計。

關(guān)鍵詞：城市空間規(guī)劃?負荷預(yù)測?城市規(guī)劃指標?飽和負荷

0?引言

電力專項空間規(guī)劃是城市空間規(guī)劃項目的子項目之一，制定未來15至20年規(guī)劃周期內(nèi)的電網(wǎng)方案，旨在配合空間規(guī)劃項目統(tǒng)籌城市空間資源，落實區(qū)域內(nèi)變電站、電力線路等電力設(shè)施用地的遠期規(guī)劃。合理的電力規(guī)劃方案，可以在規(guī)劃期內(nèi)較好地適應(yīng)區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展，持續(xù)、穩(wěn)定地為城市供應(yīng)充足、優(yōu)質(zhì)的電力，提高城市空間規(guī)劃的整體質(zhì)量。

1?空間規(guī)劃的負荷預(yù)測依據(jù)

負荷預(yù)測是電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的基礎(chǔ)。根據(jù)負荷預(yù)測結(jié)果，規(guī)劃設(shè)計可以擬定專項方案中變電站站點的布點位置、數(shù)量以及用地規(guī)模，作為后續(xù)搭建各電壓等級目標網(wǎng)架的基礎(chǔ)?？煽康呢摵深A(yù)測可以使變電站布局、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃更加貼近實際，可以指導(dǎo)電網(wǎng)項目按時建設(shè)，保持電網(wǎng)網(wǎng)架在發(fā)展過程中保持結(jié)構(gòu)完善，為電網(wǎng)運行營造良好的環(huán)境，是電力規(guī)劃方案專業(yè)性和合理性的保證[1]。

電力專項空間規(guī)劃以城市規(guī)劃為核心，在專項規(guī)劃設(shè)計過程中，需要收集電網(wǎng)負荷數(shù)據(jù)以及城市規(guī)劃指標進行電力負荷預(yù)測[2]。其中，電網(wǎng)負荷發(fā)展數(shù)據(jù)包括規(guī)劃區(qū)域及分區(qū)電力需求的歷史資料如全社會用電量、網(wǎng)供電量及相應(yīng)負荷、用電結(jié)構(gòu)等，也包含規(guī)劃區(qū)域電力負荷特性的歷史資料，如典型負荷曲線和負荷特性指標等。城市規(guī)劃指標，則包含如城市人口、國民生產(chǎn)總值、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和政策等經(jīng)濟規(guī)劃指標，以及城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃、土地利用性質(zhì)及各類用地規(guī)模等土地規(guī)劃指標。

2?中期及遠期負荷預(yù)測方法

空間規(guī)劃中期負荷按照電力規(guī)劃水平年進行計算，采用自然增長法、彈性系數(shù)法對中期發(fā)展負荷進行預(yù)測[3]。結(jié)合自然增長法和彈性系數(shù)法，可以利用歷史用電量增長率以及GDP?增長率求取歷年彈性系數(shù)，并由此推測未來年份的彈性系數(shù)，進而求取未來年份的全社會用電量。自然增長法和彈性系數(shù)法是通過對歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分析而建立的外推模型，適合中遠期規(guī)劃負荷預(yù)測。

空間規(guī)劃遠期負荷按照電力負荷發(fā)展至飽和年進行計算，采用空間飽和負荷法和人均飽和電量法對遠期負荷進行預(yù)測[4]?？臻g飽和負荷法通過借鑒國內(nèi)同等發(fā)展水平城市的飽和負荷密度指標，根據(jù)城市規(guī)劃對每一類性質(zhì)用地的具體規(guī)模說明，確定各地塊用電面積與飽和負荷的關(guān)系。人均飽和電量法是基于現(xiàn)階段城市人均用電量，結(jié)合城市用電發(fā)展水平及人口整體規(guī)劃，對飽和年城市用電總量進行預(yù)測。通過兩種飽和負荷預(yù)測方法相互對比校驗，可以得出較為可信的負荷預(yù)測結(jié)果。

3?案例分析

以廣東某縣級市為例，分別采用自然增長法、彈性系數(shù)法、空間飽和負荷法和人均飽和電量法對該城市的2020-2035年電力負荷進行預(yù)測。

采用自然增長法和彈性系數(shù)法預(yù)測中遠期負荷。2018年該市全社會用電量為20.07億kWh，全社會用電最高負荷為371.8MW，供電量為20.04億kWh，供電最高負荷為371.3MW，?預(yù)計“十三五”期間負荷平均年增長率為13.7%。預(yù)計2030年高方案該市供電量為58.8億kWh，供電最高負荷為1175MW，“十四五”期間負荷平均年增長率為8.0%;低方案供電量為37.4億kWh，供電最高負荷為748MW，負荷平均年增長率為3.1%。

采用人均飽和電量法預(yù)測飽和負荷，該城市為三級用電區(qū)域，按供電區(qū)等級劃分為D類。2018年城域供電面積為58.71km?，城鎮(zhèn)負荷密度為6.32?MW/km?。不考慮同時率，預(yù)計至飽和年城鎮(zhèn)負荷密度為6.37?MW/km?，飽和負荷為1315.28MW。該區(qū)人口密度較小，城鎮(zhèn)發(fā)展以擴大城域面積為主，負荷密度增長較小。

采用人均飽和電量法預(yù)測飽和負荷，2018年該市全市總?cè)丝跒?59.06萬，人均綜合用電量為1259.90kWh。對應(yīng)GB?50293—1999《城市電力規(guī)劃規(guī)范》中給出的不同用電水平城市的規(guī)劃人均綜合用電量指標，屬于用電水平中等城市，預(yù)計至飽和年人均綜合用電量為3550/kWh，全社會用電量為68.41億kWh。

結(jié)合該市歷史用電負荷數(shù)據(jù)，對2030年、2035年負荷預(yù)測結(jié)果進行校核。以上預(yù)測負荷發(fā)展符合規(guī)劃區(qū)負荷增長曲線，負荷預(yù)測結(jié)果較為可信。

4?結(jié)束語

本文以廣東某縣級市為例，結(jié)合該市電網(wǎng)負荷數(shù)據(jù)以及城市規(guī)劃指標，分別采用自然增長法、彈性系數(shù)法、空間飽和負荷法和人均飽和電量法對其中遠期負荷進行預(yù)測。校驗結(jié)果表明，預(yù)測結(jié)果基本符合規(guī)劃區(qū)負荷增長曲線，可信度高，該負荷預(yù)測方法可以應(yīng)用于電力專項空間規(guī)劃設(shè)計。

參考文獻

[1]?C.?Kang，?Q.?Xia，?and?B.?Zhang.?"Review?of?power?system?load?forecasting?and?its?development."?Automation?of?Electric?Power?Systems28.17（2004）：1-11.

[2]?梁唐杰.?"電力負荷預(yù)測方法研究及其應(yīng)用."?通訊世界No.334.03（2018）：244-246.

[3]?崔凱，?et?al.?"城市電網(wǎng)負荷預(yù)測方法研究."?能源技術(shù)經(jīng)濟?21.4（2009）：33-38.

[4]?沈浩，?et?al.?"基于空間飽和負荷密度的負荷預(yù)測方法."?電氣自動化v.40;No.237.03（2018）：61-63+108.