電力系統(tǒng)負荷預測方法及特點

張俊

摘 要 本文主要對負荷預測的方法及特點進行了介紹。主要內(nèi)容包括：單耗法、趨勢外推法、彈性系數(shù)法、回歸分析法、時間序列法以及灰色模型法等等。

關鍵詞 電力系統(tǒng) 負荷預測 方法 特點

中圖分類號：TM6 文獻標識碼：A

0引言

負荷預測是從已知的用電需求出發(fā)，考慮政治、經(jīng)濟、氣候等相關因素，對未來的用電需求做出的預測。負荷預測包括兩方面的含義：對未來需求量（功率）的預測和未來用電量（能量）的預測。電力需求量的預測決定發(fā)電、輸電、配電系統(tǒng)新增容量的大??；電能預測決定發(fā)電設備的類型（如調(diào)峰機組、基荷機組等）。

負荷預測的目的就是提供負荷發(fā)展狀況及水平，同時確定各供電區(qū)、各規(guī)劃年供用電量、供用電最大負荷和規(guī)劃地區(qū)總的負荷發(fā)展水平，確定各規(guī)劃年用電負荷構(gòu)成。

1負荷預測的方法及特點

1.1單耗法

按照國家安排的產(chǎn)品產(chǎn)量、產(chǎn)值計劃和用電單耗確定需電量。單耗法分“產(chǎn)品單耗法”和“產(chǎn)值單耗法”兩種。采用“單耗法”預測負荷前的關鍵是確定適當?shù)漠a(chǎn)品單耗或產(chǎn)值單耗。從我國的實際情況來看，一般規(guī)律是產(chǎn)品單耗逐年上升，產(chǎn)值單耗逐年下降。單耗法的優(yōu)點是：方法簡單，對短期負荷預測效果較好。缺點是：需做大量細致的調(diào)研工作，比較籠統(tǒng)，很難反映現(xiàn)代經(jīng)濟、政治、氣候等條件的影響。

1.2趨勢外推法

當電力負荷依時間變化呈現(xiàn)某種上升或下降的趨勢，并且無明顯的季節(jié)波動，又能找到一條合適的函數(shù)曲線反映這種變化趨勢時，就可以用時間t為自變量，時序數(shù)值y為因變量，建立趨勢模型y=f（t）。當有理由相信這種趨勢能夠延伸到未來時，賦予變量t所需要的值，可以得到相應時刻的時間序列未來值。這就是趨勢外推法。

1.3彈性系數(shù)法

彈性系數(shù)是電量平均增長率與國內(nèi)生產(chǎn)總值之間的比值，根據(jù)國內(nèi)生產(chǎn)總值的增長速度結(jié)合彈性系數(shù)得到規(guī)劃期末的總用電量。彈性系數(shù)法是從宏觀上確定電力發(fā)展同國民經(jīng)濟發(fā)展的相對速度，它是衡量國民經(jīng)濟發(fā)展和用電需求的重要參數(shù)。該方法的優(yōu)點是：方法簡單，易于計算。缺點是：需做大量細致的調(diào)研工作。

1.4回歸分析法

回歸預測是根據(jù)負荷過去的歷史資料，建立可以進行數(shù)學分析的數(shù)學模型。用數(shù)理統(tǒng)計中的回歸分析方法對變量的觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，從而實現(xiàn)對未來的負荷進行預測。回歸模型有一元線性回歸、多元線性回歸、非線性回歸等回歸預測模型。其中，線性回歸用于中期負荷預測。優(yōu)點是：預測精度較高，適用于在中、短期預測使用。缺點是：①規(guī)劃水平年的工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值很難詳細統(tǒng)計；②用回歸分析法只能測算出綜合用電負荷的發(fā)展水平，無法測算出各供電區(qū)的負荷發(fā)展水平，也就無法進行具體的電網(wǎng)建設規(guī)劃。

1.5時間序列法

就是根據(jù)負荷的歷史資料，設法建立一個數(shù)學模型，用這個數(shù)學模型一方面來描述電力負荷這個隨機變量變化過程的統(tǒng)計規(guī)律性；另一方面在該數(shù)學模型的基礎上再確立負荷預測的數(shù)學表達式，對未來的負荷進行預測。時間序列法主要有自回歸AR（p）、滑動平均MA（q）和自回歸與滑動平均ARMA（p，q）等。這些方法的優(yōu)點是：所需歷史數(shù)據(jù)少、工作量少。缺點是：沒有考慮負荷變化的因素，只致力于數(shù)據(jù)的擬合，對規(guī)律性的處理不足，只適用于負荷變化比較均勻的短期預測的情況。

1.6灰色模型法

灰色預測是一種對含有不確定因素的系統(tǒng)進行預測的方法。以灰色系統(tǒng)理論為基礎的灰色預測技術(shù)，可在數(shù)據(jù)不多的情況下找出某個時期內(nèi)起作用的規(guī)律，建立負荷預測的模型。分為普通灰色系統(tǒng)模型和最優(yōu)化灰色模型兩種。

普通灰色預測模型是一種指數(shù)增長模型，當電力負荷嚴格按指數(shù)規(guī)律持續(xù)增長時，此法有預測精度高、所需樣本數(shù)據(jù)少、計算簡便、可檢驗等優(yōu)點；缺點是對于具有波動性變化的電力負荷，其預測誤差較大，不符合實際需要。而最優(yōu)化灰色模型可以把有起伏的原始數(shù)據(jù)序列變換成規(guī)律性增強的成指數(shù)遞增變化的序列，大大提高預測精度和灰色模型法的適用范圍?；疑Ｐ头ㄟm用于短期負荷預測?；疑A測的優(yōu)點：要求負荷數(shù)據(jù)少、不考慮分布規(guī)律、不考慮變化趨勢、運算方便、短期預測精度高、易于檢驗。缺點：一是當數(shù)據(jù)離散程度越大，即數(shù)據(jù)灰度越大，預測精度越差；二是不太適合于電力系統(tǒng)的長期后推若干年的預測。

1.7德爾菲法

德爾菲法是根據(jù)有專門知識的人的直接經(jīng)驗，對研究的問題進行判斷、預測的一種方法，也稱專家調(diào)查法。德爾菲法具有反饋性、匿名性和統(tǒng)計性的特點。德爾菲法的優(yōu)點是：①可以加快預測速度和節(jié)約預測費用；②可以獲得各種不同但有價值的觀點和意見；③適用于長期預測，在歷史資料不足或不可預測因素較多尤為適用。缺點是：①對于分地區(qū)的負荷預測則可能不可靠；②專家的意見有時可能不完整或不切實際。

2結(jié)束語

負荷預測是電力系統(tǒng)調(diào)度、實時控制、運行計劃和發(fā)展規(guī)劃的前提，是一個電網(wǎng)調(diào)度部門和規(guī)劃部門所必須具有的基本信息。提高負荷預測技術(shù)水平，有利于計劃用電管理，有利于合理安排電網(wǎng)運行方式和機組檢修計劃，有利于節(jié)煤、節(jié)油和降低發(fā)電成本，有利于制定合理的電源建設規(guī)劃，有利于提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益和社會效益。因此，負荷預測已成為實現(xiàn)電力系統(tǒng)管理現(xiàn)代化的重要內(nèi)容。