縣級電網實用負荷預測方法研究

楊 瑩，廖俊宏

(1.重慶市電力公司市區供電局，重慶400044;2.重慶市電力公司調度中心，重慶400040)

0 概述

負荷預測是電網規劃中的基礎工作，其準確度直接影響電網規劃的質量，規劃工作以電力負荷市場為導向足見其重要程度。但是，在進行負荷預測時，未來各種可能引起負荷發生變化的情況，并不能事先確切地全部掌握;某些復雜的因素，要定量地準確判定它們的影響，常常是困難的。以重慶市某區縣為例，負荷預測往往是憑借調度人員的經驗作直覺判斷，即根據已有的資料和經驗，編制負荷預測曲線，這種方法大多取決于預報人員自身的判斷能力和經驗等，因此不是很容易做到精確的負荷預測。

本文提出的從全局和分區兩方面進行負荷預測的預測方法在預測中將各種方法的預測結果相互校核，統計工作量小而又準確。該預測方法已經應用到云南省某區縣電網規劃中，效果很好，給縣級電網規劃人員提供了一個負荷預測方法的參考。該方法經過實踐證明是切實可行的，并且在精度上較傳統的人工統計預測法有所提高。

1 常用的負荷預測方法在縣級電網規劃中的應用

縣級電網中的用戶多種多樣，本文根據負荷用電性質和其增長情況，將全縣電網的總負荷分為一般負荷和點負荷兩類，分別進行電量預測和最大負荷預測。規劃采用如下方法進行預測。

1.1 全局負荷預測

全縣電網的總負荷分類后，對一般負荷采用回歸分析法進行電量預測，由此得到一般負荷的電量;對點負荷用電量的預測，根據國民經濟發展規劃中所立的項目規模，利用單耗法得到，同時考慮用戶擴大生產規模和開展節能措施以及市場等因素，調整各年電量預測值，最終得到全縣總的預測電量。

單耗法是根據產品或產值用單耗和產品數量來推算電量的，其在有單耗指標的工業部門和部分農業部門中預測用電量，是一種較為有效的方法，預測的準確度取決于對產品產量的準確估計和對用電單耗變化趨勢的正確掌握，其較適合于近、中期預測。這種方法計算規劃年度用電量的公式是:

式中:Ah——某行業預測期的需電量;

Ui——各種產品(產值)用電單耗;

Qi——各種產品產量(或產值)。

1.2 分區負荷預測

分區預測負荷的目的，是在進行網絡規劃時能使電網結構更為合理，便于確定電網在不同時期的改造和發展規劃。可按照土地用途功能、負荷性質、行政區劃、地理自然條件(如:山、河流等)或變電站的供電范圍劃分等原則進行分區。

分區確定后，分別對各分區的負荷進行預測，把每個分區負荷分為一般負荷和點負荷兩類，對這兩類負荷進行預測所用方法與全局負荷預測方法相同。得到各分區電量的預測值后，綜合各分區負荷預測結果可得到總負荷預測結果。

1.3 分產業用電量預測

歷史用電按產業結構分為第一、二、三產業和居民生活用電四部分，每個產業內部根據需要還可以細分。將某個行業的用電量Wi與響應的國民生產總值GNPi之比，稱為該行業的產值單耗Ki。

不同行業的產值單耗指標有很大的不同，同一行業不同地區，以及不同時期的產值單耗也不同，在負荷預測時，要正確確定產值單耗指標。根據預測年(或規劃年)分產業產值單耗指標和各產業的國民生產總值目標，分別預測出各產業預測年(或規劃年)的需電量，然后與居民生活需電量的預測值疊加，便得到需預測的全社會的需電量。相應的計算公式為:

式中:Ki——i產業的產值單耗，kW·h/元;

GNPit——i產業預測年的國民生產總值目標值(以不變價格計算)，萬元;

n——產業劃分個數，一般n=3，也可進一步細分;

W't——預測年居民生活需電量，萬kW·h;每年居民生活用電預測值Wt的計算公式為:

式中:K0——預測年人均年生活用電量指標，kW·

h/(人·年);

Bt——預測年預計居民人口數，萬人;

B0——基礎年(一般為預測起始年)人口數，萬人;

α——預測期估計的人口自然增長率，它等于人口出生率扣除人口死亡率，%。

產值單耗法既可用于近期預測，也可用于長期預測。其中的關鍵是能否較準確地確定產值單耗指標，其次是需要知道預測期國民生產總值的增長目標和人口發展政策。產值單耗指標一般是根據歷史統計數據，在分析影響產值單耗的諸因素的可能變化趨勢后確定的。

1.4 綜合分析評價預測結果

采用全局預測、分區預測和分產業預測分別得到三種預測方案，他們之間的誤差應在允許范圍內，結果應能夠相互校核。然后利用彈性系數法，再次進行校核，選定一種方案作為規劃依據，即最終負荷預測結果選定。

電力彈性系數是一個從宏觀角度反映和把握電力發展與國民經濟發展關系的指標，它應該是一段時期內全社會用電量的增長率與國內生產總值增長率之比;它所取的值是在一定的歷史期限內，基期到末期的全社會用電量年平均增長率與國內生產總值平均增長率之比;并且在預測中認為這種關系在正常情況下應該保持一定規律的發展趨勢。電力彈性系數是一個宏觀指標，可用作遠期規劃粗線條的負荷預測，本文用此方法對預測結果進行校核。電力彈性系數ρ是指用電量的年平均增長率Δβ% 與國內生產總值(GDP)的年平均增長率Δα% 的比值。

2 算例

本文選用云南省玉溪市某縣2003～2007年歷史用電量及國內生產總值GDP的歷史數據如表1，GDP的年均增長率為18.52%，用電量的年均增長率為23.63%。

表1 某縣2003～2007年間(歷史年)GDP和電量增長情況表

用三種方法分別進行負荷預測得到結果見表2，全縣GDP的增長率與歷史年相比有所減小，是因為隨著地方經濟的發展，當增長到一個程度時，增長的趨勢會變緩。

表2 三種方法預測結果匯總表 (單位:億kW·h)

三種方法的預測結果比較接近，能夠相互校驗。2003～2007年歷史年的彈性系數為1.3，三種方法中，分產業用電量預測結果的彈性系數為1.3，與歷史值一致，因此推薦分產業用電量的預測結果作為規劃依據。

表3 本文方法預測值和人工統計預測值的比較(單位:億kW·h)

由表3可以看出，本文所提方法的平均誤差為2.37%，遠小于人工統計法的平均誤差6.86%，其最大絕對誤差為4.81%，也遠小于人工統計法的最大相對誤差9.44%。

3 小結

負荷預測方法多種多樣，本文根據縣級電網負荷的特點，總結出適用于縣級電網規劃的負荷預測方法，該方法便于操作、實用性強，精度相對傳統的人工統計法得到很大程度上的提高，已經在貴州、云南、青海等省的縣級電網規劃中得到廣泛應用。

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