配電網(wǎng)規(guī)劃中電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法探討

陳棟

摘 要：在電網(wǎng)規(guī)劃中，電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)發(fā)揮著重要的作用。對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)來說，電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)可以說是基礎(chǔ)，它對(duì)電網(wǎng)的規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著十分重要的意義。電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性直接關(guān)系著今后規(guī)劃電網(wǎng)的質(zhì)量。通過對(duì)傳統(tǒng)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法進(jìn)行介紹，分析了其中存在的不足之處，并提出了空間電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；規(guī)劃；電力負(fù)荷；預(yù)測(cè)方法

中圖分類號(hào)：TM715+.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）04-0027-02

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)電力的需求量也越來越大，這就需要國(guó)家電力部門對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行合理的規(guī)劃，以滿足社會(huì)對(duì)電力的需要。在電網(wǎng)規(guī)劃工作中，電力負(fù)荷預(yù)測(cè)發(fā)揮著巨大的作用，電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性關(guān)系著電網(wǎng)規(guī)劃的質(zhì)量。傳統(tǒng)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法有電力彈性系數(shù)法、外推法等，在運(yùn)用過程中，這些預(yù)測(cè)方法對(duì)預(yù)測(cè)人員的原有經(jīng)驗(yàn)依賴太大，并且缺乏一定的精確度。在電力事業(yè)快速發(fā)展的今天，這些傳統(tǒng)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法已經(jīng)顯得“力不從心”。

1 配電網(wǎng)規(guī)劃中傳統(tǒng)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法

傳統(tǒng)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法主要有電力彈性系數(shù)法、外推法、用電單耗法、負(fù)荷密度法和回歸預(yù)測(cè)法等。其中，電力彈性系數(shù)法、用電單耗法、負(fù)荷密度法這幾種傳統(tǒng)的電力預(yù)測(cè)方法對(duì)預(yù)測(cè)專家的經(jīng)驗(yàn)有很強(qiáng)的依賴性，有的甚至是通過一些簡(jiǎn)單的變量變化關(guān)系來對(duì)未來的電力負(fù)荷作一個(gè)簡(jiǎn)單的定向預(yù)測(cè)，采用這幾種預(yù)測(cè)方法，會(huì)使電力預(yù)測(cè)的精確度降低。但同時(shí)也要看到的是，運(yùn)用這幾種方法在對(duì)中長(zhǎng)期電力進(jìn)行預(yù)測(cè)的過程中，可以結(jié)合電力負(fù)荷預(yù)測(cè)工作人員的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)前一段的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。傳統(tǒng)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法是在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有學(xué)習(xí)的功能，所以，利用這一功能，讓計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)包含在歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)中的映射關(guān)系中，根據(jù)這種映射關(guān)系，就可以對(duì)未來的電力負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)。在短期的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)工作中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)方法可以發(fā)揮很大的功效，但是在中長(zhǎng)期的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)工作中，這種預(yù)測(cè)方法會(huì)影響預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。在傳統(tǒng)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法中，還有一種基于數(shù)學(xué)模型的預(yù)測(cè)方法，即模糊預(yù)測(cè)法。這種方法就是利用預(yù)測(cè)人員的專業(yè)知識(shí)，根據(jù)模糊邏輯，將與電力負(fù)荷相關(guān)的數(shù)據(jù)和語言形成一個(gè)模糊的規(guī)則，由于這種模糊的預(yù)測(cè)法沒有學(xué)習(xí)的功能，所以，通過這種預(yù)測(cè)方法得到的預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性不高?，F(xiàn)在人們常常將模糊預(yù)測(cè)法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法相結(jié)合進(jìn)行電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)，這樣一來，兩種預(yù)測(cè)方法實(shí)現(xiàn)了互補(bǔ)，從而提高了電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的精確度。

以上所講述的就是幾種傳統(tǒng)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法?，F(xiàn)在，電力部門雖然作了相應(yīng)的調(diào)整，但是這種調(diào)整使得電力負(fù)荷的具體增長(zhǎng)點(diǎn)仍不能完整的體現(xiàn)，而且也不能對(duì)低壓電網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行有效的指導(dǎo)。

2 配電網(wǎng)規(guī)劃中空間電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法

目前，我國(guó)城市化建設(shè)速度加快，城市配電網(wǎng)的規(guī)劃改造工作也在緊張地進(jìn)行著。配電網(wǎng)的規(guī)劃主要是指在現(xiàn)有規(guī)劃的基礎(chǔ)上，對(duì)電力負(fù)荷的空間分布進(jìn)行調(diào)整。在這里，就需要通過空間負(fù)荷的預(yù)測(cè)方法，結(jié)合城市發(fā)展的實(shí)際情況，對(duì)城市電力負(fù)荷的空間分布情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，包括對(duì)電力負(fù)荷飽和值的預(yù)測(cè)和對(duì)電力負(fù)荷增長(zhǎng)的時(shí)間及空間進(jìn)行預(yù)測(cè)。通過對(duì)城市電力負(fù)荷分布情況的了解來合理布局配電變壓器，對(duì)變電站進(jìn)行合理的規(guī)劃，進(jìn)而對(duì)整個(gè)城市的配電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃。在進(jìn)行空間負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí)，可以將所需預(yù)測(cè)的整個(gè)城市分成多個(gè)負(fù)荷單元區(qū)塊，并對(duì)這些區(qū)塊中的電力負(fù)荷進(jìn)行分類，對(duì)電力負(fù)荷的性質(zhì)進(jìn)行定義。在此基礎(chǔ)上，就可以建立一個(gè)完整的數(shù)學(xué)模型，然后再通過數(shù)學(xué)模型進(jìn)行城市配電網(wǎng)電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)。

下面對(duì)利用這種數(shù)學(xué)建模進(jìn)行電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法、步驟進(jìn)行詳細(xì)的說明。第一步：要根據(jù)城市單元區(qū)塊的劃分原則對(duì)城市的空間負(fù)荷進(jìn)行劃分，這樣做主要是為了對(duì)城市中有電力負(fù)荷增長(zhǎng)的地方進(jìn)行預(yù)測(cè)，為城市配電網(wǎng)的規(guī)劃提供相應(yīng)的空間信息?？梢哉f，空間負(fù)荷的單元區(qū)塊劃分得越精細(xì)，電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)就會(huì)越準(zhǔn)確，這為配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)提供的信息也就越詳細(xì)。對(duì)于每一個(gè)已經(jīng)劃分好的單元區(qū)塊，相關(guān)預(yù)測(cè)人員應(yīng)根據(jù)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，從有關(guān)部門那里收集電力負(fù)荷的相關(guān)歷史資料。第二步：根據(jù)城市的發(fā)展特點(diǎn)，將其單元區(qū)塊分成商業(yè)負(fù)荷、居民負(fù)荷和工業(yè)負(fù)荷。第三步：對(duì)每一個(gè)單元區(qū)塊的電力負(fù)荷性質(zhì)進(jìn)行定義，主要的電力負(fù)荷性質(zhì)有負(fù)荷新建、負(fù)荷半飽和、負(fù)荷飽和。

在完成上述工作以后，就要根據(jù)不同類型的負(fù)荷區(qū)塊和不同性質(zhì)的負(fù)荷進(jìn)行電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)。其中，對(duì)商業(yè)負(fù)荷的預(yù)測(cè)要注意的是，預(yù)測(cè)的重點(diǎn)區(qū)域一般是市政建設(shè)場(chǎng)所，還有一些大型商場(chǎng)、寫字樓、娛樂場(chǎng)所等，這些地方的空間負(fù)荷容積率非常高。在進(jìn)行空間負(fù)荷的預(yù)測(cè)中，一定要對(duì)這些建筑的新建引起的負(fù)荷變化予以重視，并根據(jù)城市的規(guī)劃設(shè)計(jì)，選擇適合預(yù)測(cè)城市到某一預(yù)測(cè)年份的用電指標(biāo)，根據(jù)這個(gè)用電指標(biāo)進(jìn)行電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)。對(duì)居民負(fù)荷的預(yù)測(cè)主要分為三部分，它們分別是：①在那些建成5年或5年以上的建筑區(qū)域，居民人數(shù)和用電負(fù)荷差不多都趨于飽和，在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生太大的變化，所以，對(duì)此區(qū)域進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí)，可以用現(xiàn)在負(fù)荷乘以與城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展相匹配的負(fù)荷提升系數(shù)，這樣就能對(duì)其進(jìn)行電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)；②對(duì)于那些建成2～5年的建筑區(qū)來說，居民人數(shù)和居民用電負(fù)荷都沒有達(dá)到飽和，我們將其稱為半飽和狀態(tài)，其負(fù)荷有很大的增長(zhǎng)空間，進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)要根據(jù)城市用電的飽和系數(shù)進(jìn)行；③對(duì)于那些建成在2年以下的建筑區(qū)域，其負(fù)荷在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生太大的變化，也可以參照5年以上的建筑區(qū)域進(jìn)行電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)。對(duì)工業(yè)負(fù)荷的預(yù)測(cè)需要注意的是，工業(yè)負(fù)荷的預(yù)測(cè)應(yīng)根據(jù)該城市截止到預(yù)測(cè)年份的工業(yè)規(guī)劃來進(jìn)行，要充分結(jié)合城市中的工業(yè)規(guī)劃分布。如果在未來幾年城市的工業(yè)沒有明顯的增加，那么，就可以采用工業(yè)用電用戶上報(bào)的裝容量數(shù)據(jù)對(duì)工業(yè)電力負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)。

依據(jù)以上對(duì)各種類型、各種性質(zhì)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的原則，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，最終確定適當(dāng)?shù)脑鲩L(zhǎng)系數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)單元區(qū)到目標(biāo)年份的電力負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，將各個(gè)單元區(qū)塊的負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行疊加等方式的處理，就能得到準(zhǔn)確的電力負(fù)荷數(shù)據(jù)。根據(jù)各個(gè)區(qū)塊的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，就可以為城市的配電網(wǎng)規(guī)劃提供更為有利的依據(jù)。

3 結(jié)束語

本文重點(diǎn)講述的電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)方法，就是將城市空間負(fù)荷分成多個(gè)單元區(qū)塊，并對(duì)各個(gè)單元區(qū)塊中負(fù)荷的類型和性質(zhì)進(jìn)行定義，然后，在這個(gè)基礎(chǔ)之上進(jìn)行電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)。這種預(yù)測(cè)方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市中任意的區(qū)塊在任意的預(yù)測(cè)年份進(jìn)行電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)，在配電網(wǎng)規(guī)劃中適應(yīng)性較強(qiáng)。與傳統(tǒng)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法相比，空間負(fù)荷預(yù)測(cè)方法得到的結(jié)果更加精確，但同時(shí)還應(yīng)看到的是，它對(duì)于各個(gè)單元區(qū)塊中的信息需求程度也更大。

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〔編輯：曹月〕

Abstract： In the network planning， the power load forecasting plays an important role. For the operation of the entire power system， the power load forecasting can be said is the basis for planning and economic operation of its power grid has a very important significance. Load forecasting accuracy is directly related to the quality of planning for future power grid. Through the traditional power load forecasting method introduced to analyze the place where deficiencies exist， and made a space power load forecasting method.

Key words： distribution network； planning； electric load； forecasting methods