配電網(wǎng)規(guī)劃中電力負荷預(yù)測中的關(guān)鍵問題分析

肖裕富

摘 要：在配電網(wǎng)規(guī)劃中，電力負荷預(yù)測的作用是非常巨大的，是保證整個電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)和前提，同時也直接影響著供電質(zhì)量。本文結(jié)合電力預(yù)測的相關(guān)概念，對其在配電網(wǎng)規(guī)劃中的一些關(guān)鍵問題進行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)規(guī)劃；電力負荷預(yù)測；關(guān)鍵問題

0 前言

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，電力的作用逐漸日益凸顯，各行各業(yè)對于電力的需求不斷增大，使得電力部門更加重視對電網(wǎng)的規(guī)劃和改造，以滿足日益日益增長的電力需求。在電網(wǎng)規(guī)劃過程中，電力負荷預(yù)測的有著不可替代的作用，預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性直接影響著整個電網(wǎng)的質(zhì)量。因此，對于國家電力部門而言，做好電力負荷預(yù)測工作是非常重要的，必須充分重視起來。

1 電力負荷預(yù)測概述

電力負荷預(yù)測是電力系統(tǒng)規(guī)劃的重要組成部分，同時也是電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行的基礎(chǔ)和前提，其意義和作用都是十分重要的。實際上，電力負荷預(yù)測包括兩方面的含義，既可以指安裝在國家機關(guān)、企業(yè)、居民等用戶處的各種用電設(shè)備，也可以用以描述上述用電設(shè)備所消耗的電力電量數(shù)值。電力負荷預(yù)測是以電力負荷為對象，所進行的一系列預(yù)測工作，包括對未來電力需求量的預(yù)測以及對未來用電量的預(yù)測，甚至還包括對于電力負荷曲線的預(yù)測，通過對未來電力負荷的時間分布和空間分布的預(yù)測，為電力系統(tǒng)的規(guī)劃和運行提供可靠的決策依據(jù)。需要注意的是，在電力負荷預(yù)測中，存在許多的影響因素，會在不同程度上影響預(yù)測值的準(zhǔn)確性，這些因素包括氣象因素、節(jié)假日、用電大戶的突發(fā)性實踐、負荷預(yù)測的方法等，在預(yù)測過程中，需要充分重視，以確保預(yù)測結(jié)果的合理性和真實性。

2 配電網(wǎng)規(guī)劃中電力負荷預(yù)測的關(guān)鍵問題

2.1 電力負荷預(yù)測方法

目前，常用的電力負荷預(yù)測方法包括以下幾種：

（1）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測法

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測法是一種建立在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的電力負荷預(yù)測方法，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自身的學(xué)習(xí)功能，可以使得計算機學(xué)習(xí)包含在歷史電力負荷數(shù)據(jù)中的映射關(guān)系，并以此為依據(jù)，對未來的電力負荷進行有效預(yù)測和分析。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測法在短期的電力負荷預(yù)測工作中，可以發(fā)揮出極其巨大的作用，但是對于長期電力負荷預(yù)測而言，這種方法存在相應(yīng)的缺陷，會影響預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（2）產(chǎn)值單耗法

產(chǎn)值單耗，指單位產(chǎn)值所消耗的成本，對于電力行業(yè)而言，就是每年國民生產(chǎn)總值所消耗的電能量，可以分為綜合產(chǎn)值單耗和分行業(yè)產(chǎn)值單耗兩種，其中綜合產(chǎn)值單耗是指在統(tǒng)計區(qū)域范圍內(nèi)全部用電總量與該區(qū)域國民生產(chǎn)總值之比，而分行業(yè)產(chǎn)值單耗則是根據(jù)預(yù)測年分產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值單耗額相關(guān)指標(biāo)，以及預(yù)測區(qū)域各行業(yè)的國民生產(chǎn)總值目標(biāo)，對各個行業(yè)在預(yù)測年的電力需求進行預(yù)測，結(jié)合居民日常生活的用電量預(yù)測值，就可以得出電力負荷的實際預(yù)測值。

（3）負荷密度法

負荷密度法，是指將需要進行電力負荷預(yù)測的區(qū)域面積與其負荷密度相乘，進而得出相應(yīng)的電力負荷預(yù)測值，用公式表示為L=a×d，其中L指電力負荷，a表示預(yù)測區(qū)域的面積，d表示該區(qū)域的負荷密度。對于此方法而言，最為關(guān)鍵的一點，就是對負荷密度的選取。在這個過程中，相關(guān)電力負荷預(yù)測人員應(yīng)該充分考慮預(yù)測區(qū)域的用地性質(zhì)，以及其未來的發(fā)展情況，同時參照國內(nèi)成熟區(qū)域的電力負荷水平和實際狀況，然后才能對負荷密度進行有效確定。

（4）彈性系數(shù)法

對于電力產(chǎn)業(yè)而言，彈性系數(shù)是反映電力消費年平均增長率以及國民經(jīng)濟年平均增長率之間相互關(guān)系的重要指標(biāo)，可以用相應(yīng)的公式來表示：e=Ky/Kx。其中，e代表電力彈性系數(shù)，Ky代表電力消費年平均增長率，Kx代表該區(qū)域的國民經(jīng)濟年平均增長率。

（5）模糊預(yù)測法

模糊預(yù)測法是一種基于數(shù)學(xué)模型的預(yù)測方法，利用電力負荷預(yù)測人員掌握的專業(yè)知識，結(jié)合模糊邏輯，將電力負荷相關(guān)的數(shù)據(jù)和語言等，形成一個模糊的規(guī)則，進而進行電力負荷預(yù)測。但是，由于這種方法并沒有相應(yīng)的學(xué)習(xí)功能，因此得到的預(yù)測結(jié)果往往缺乏準(zhǔn)確性，需要與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測法相互結(jié)合，從而實現(xiàn)兩者之間的互補，提升電力負荷預(yù)測結(jié)果的精準(zhǔn)度。

2.2 電力負荷預(yù)測的實際應(yīng)用

當(dāng)前，在經(jīng)濟發(fā)展的帶動下，我國的城市化進程不斷加快，城市配電網(wǎng)的規(guī)劃和改造也受到了廣泛的關(guān)注。本文某城市工業(yè)園區(qū)的配電網(wǎng)規(guī)劃為例，對電力負荷預(yù)測中的一些關(guān)鍵性問題進行討論。

（一）概況

該工業(yè)園區(qū)位于城市東部高新開發(fā)區(qū)，整體面積21.33平方公里，擁有人口約1.56萬，區(qū)域內(nèi)多為村莊、街道以及部分中小型鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，實際用地情況包括城市綠地、街道廣場、商業(yè)金融用地、文化娛樂用地等。由于不同地區(qū)的建筑在用電指標(biāo)方面存在著較大的差異，因此在對負荷指標(biāo)進行選擇時，參考了該市西部的實際情況，最終確定了不同類型用地的負荷密度、需用系數(shù)和容積率等相關(guān)參數(shù)。

（二）電力負荷預(yù)測

首先，要結(jié)合區(qū)域內(nèi)的實際情況，參照城市單元區(qū)塊的劃分原則，對其空間負荷進行劃分，從而為配電網(wǎng)的規(guī)劃提供相應(yīng)的空間信息。然后，要結(jié)合城市發(fā)展的特點，對區(qū)域內(nèi)的單元區(qū)塊進行歸類，根據(jù)單元區(qū)塊的性質(zhì)，確定每一個區(qū)塊的密度指標(biāo)，進而通過負荷密度法，對單元區(qū)塊電力負荷的增長情況以及負荷分布情況進行預(yù)測，為配電網(wǎng)的規(guī)劃提供準(zhǔn)確的地理空間信息。在這個過程中，單元區(qū)塊的劃分越細，則電力負荷預(yù)測的空間分辨率也就越高，其工作量也相對越大。因此，需要結(jié)合實際情況，對單元區(qū)塊進行合理劃分，并對負荷密度指標(biāo)進行科學(xué)選取，確保選取的負荷密度指標(biāo)可以真實地反映出預(yù)測年限內(nèi)，該區(qū)域的實際情況和用電水平，能夠有效代表未來發(fā)展變化情況，從而提高配電網(wǎng)規(guī)劃的質(zhì)量。最后，根據(jù)區(qū)域的實際用電情況，對每一個單元區(qū)塊的電力負荷性質(zhì)進行定義，一般來說，城市配電網(wǎng)的負荷類型包括居民負荷、工業(yè)負荷、商業(yè)負荷等，每一個小區(qū)必須有而且只能有一種用地類型和一種電力負荷性質(zhì)。在對規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的電力負荷需求量進行預(yù)測計算時，可以利用以下公式

P=PQ

其中，P表示電力預(yù)測負荷值，Pi表示單元區(qū)塊的負荷密度，Qi表示單元區(qū)塊的面積。在計算完成后，可以結(jié)合其他的預(yù)測方法，對分區(qū)負荷、分類負荷等進行校驗和修正，通過優(yōu)勢互補的方式，最大限度地提高預(yù)測結(jié)果的精準(zhǔn)度，降低預(yù)測風(fēng)險。

根據(jù)不同類型的負荷區(qū)塊以及不同性質(zhì)的負荷，就可以進行電力負荷的預(yù)測工作。在實際操作中，需要注意以下幾點問題：

（1）對于商業(yè)負荷，需要重點預(yù)測市政建設(shè)場所以及商場、寫字樓等，對這些地方的負荷變化情況，要充分重視起來，然后結(jié)合區(qū)域的規(guī)劃和設(shè)計，選擇恰當(dāng)?shù)挠秒娭笜?biāo)，并以此為依據(jù)，進行電力負荷的預(yù)測工作。

（2）對于工業(yè)負荷，應(yīng)該根據(jù)相應(yīng)的工業(yè)規(guī)劃進行，確保預(yù)測工作可以與城市工業(yè)規(guī)劃分布相一致，預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確可靠。如果在未來一段時間內(nèi)，該區(qū)域的工業(yè)并沒有明顯的變化，則可以采用工業(yè)用電用戶上報的裝容量數(shù)據(jù)對工業(yè)電力負荷進行預(yù)測。

（3）對于居民負荷，需要結(jié)合建筑的使用年限進行。例如，對于那些使用年限在5年或5年以上的建筑，其居民的人數(shù)以及用電負荷基本上已經(jīng)趨于飽和，如果沒有特殊情況，短時間內(nèi)不會出現(xiàn)大的變化，因此，可以利用現(xiàn)有的負荷乘以城市經(jīng)濟發(fā)展相匹配的負荷提升系數(shù)，就能得到電力負荷的預(yù)測信息；對于使用年限在2～5年的建筑，屬半飽和狀態(tài)，電力負荷有著較大的增長空間，在預(yù)測時需要考慮城市用電飽和系數(shù)。

根據(jù)以上對于各種類型、各種性質(zhì)的電力負荷預(yù)測的原則，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，確定適當(dāng)?shù)脑鲩L系數(shù)，然后結(jié)合各個單元區(qū)域的實際情況，就可以對每一個單元區(qū)到目標(biāo)年份的電力負荷進行合理預(yù)測，然后將所有單元區(qū)的電力負荷預(yù)測結(jié)構(gòu)進行疊加，就可以得出準(zhǔn)確的電力負荷數(shù)據(jù)。結(jié)合這些電力負荷預(yù)測的結(jié)果，可以為配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計提供有效的參考依據(jù)，確保配網(wǎng)規(guī)劃的合理性和準(zhǔn)確性。

3 結(jié)語

總之，電力負荷預(yù)測對于配電網(wǎng)的規(guī)劃有著不可替代的作用，可以有效避免規(guī)劃不合理的現(xiàn)象，確保配電網(wǎng)功能的充分發(fā)揮，應(yīng)該引起相關(guān)人員的重視。

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