電力系統負荷預測實驗方法研究

劉建萍　劉媛杰　裴久玲　羅繼東

摘 要：電力系統負荷預測是制定電力系統規劃的前提，涉及電力系統運行的安全性、經濟性和可靠性。該文為達到相對準確的電力系統負荷預測，使用以小區負荷密度指標法為主的空間負荷預測的實驗方法，采用城市電網規劃輔助決策系統實現城市電力系統負荷預測，最后校核結果顯示負荷預測的結果是合理的。

關鍵詞：空間負荷預測 實驗研究 規劃

中圖分類號：TM715 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）01（c）-0063-03

負荷預測是電力系統安全、經濟和可靠運行的基礎依據[1]。負荷預測的方法有多種，通常預測模型存在多種不適應性，且沒統一的方法適用于一切負荷預測情況。實際中通常要根據具體規劃區域的負荷變化規律和影響變化的參數做進一步的分析，選擇最適合的方法。該文負荷預測實驗在結合多種預測方法的基礎上，采取以小區負荷密度指標法為主的預測方法。

1 電力系統空間負荷預測

空間負荷預測，又稱小區負荷預測[2]，是指在未來供電區域范圍內，依照規劃城市電網的電壓等級把城市用地劃分為對應大小的小區，對規劃小區內負荷分布的位置、大小等進行預測?？臻g負荷預測具體步驟為：收集整理信息——分析土地使用情況——預測負荷增長情況。

1.1 電力系統負荷預測根據

此次電力系統負荷預測進行分析和計算的主要根據是：城市規劃、近年統計用電數據和國民經濟統計數據。

1.2 負荷預測手段

依照城市規劃，采用以“小區負荷密度指標法”為主的電力系統負荷預測。

1.3 歷史數據分析

1.3.1 總負荷、總電量原始資料分析

該市近年電量負荷發展見表1。

由表1中數據可以看出該市用電量增長較快，供電量由2008年11.5億kW·h增至20011年15.9億kW·h，年均增長率為13.3%，最大負荷由2008年272.52 MW增至2011年401.5 MW，年均增長率為14.2%。

1.3.2 近年分類電量統計分析

該市近年分類電量見表2。

由表2可以看出該市近年分類電量增長率比較高。當前工業用電量占到總用電量的50%左右。城市規劃經濟發展目標中強調加強工業經濟主導作用，因此，可以預測今后一段時間，工業用電量仍將保持快速增長。

1.3.3 最大負荷利用

由該市的城市經濟發展規劃強調保證工業經濟的主導，可以推測未來相當長一段時間該市最大負荷利用小時數將繼續保持在5 000 h左右的水平。

1.3.4 總電量和GDP發展

表3列出了近幾年電力增長和GDP的關系。

由表3可以看出近4年彈性系數均值為1.01。

由該市總體規劃可知，GDP從2010年到2025年平均增長9.8%左右。由此可預計未來幾年該市電力彈性系數將在1.1左右。

1.3.5 人均用電量情況

由統計調查數據得出該市近期GDP、人均綜合電量、人均生活電量增長都在12%以上。根據城市電網規劃設計對各類城市現狀用電情況的規定對照來看，該市人均綜合電量和人均生活電量和未來該市發展目標相差較大，由此預見該市今后用電量均在較高水平。

2 遠景年電量和電力系統負荷預測

2.1 負荷指標確定

該市規劃用地主要可分成工業用地、居住用地、商飲倉儲用地、對外交通用地和其他用地。用地分為大區、中區和小區3個層次。

（1）工業用地。

結合實際工業用地情況，參照城市電網規劃設計導則的規定，選取工業用地指標見表4。

（2）居住用地。

根據調查測算，得到居民用電指標情況如下。

別墅區，總建筑面積在120～200 m2，擁有家用電器設備23 000～25 000 W，同時系數取0.4～0.5，每戶最大用電負荷為55～75 W/m2。

高檔住宅區，總建筑面積在85～100 m2，擁有家用電器設備20 000～22 000 W，同時系數取0.4～0.5，每戶最大用電負荷為9 000～12 000 W，則單位面積用電負荷為85～120 W/m2。

平民住宅區，總建筑面積在65～75 m2，擁有家電設備15 500～16 500 W，同時系數取0.4，每戶最大用電負荷為6 000～6 800 W，則單位面積用電負荷為85～95 W/m2。

根據調查該市實際居民用地情況，參照城市電網規劃設計導則，選取居住指標見表5。

（3）商業用地。

根據實際商業用地情況，參照城市電網規劃設計導則規定，確定商業用地指標見表6。

（4）交通郵電。

規劃區內交通用地和郵電用地負荷密度指標取38 W/m2和10 W/m2。

2.2 負荷預測結果

應用小區負荷密度指標法，利用城網規劃軟件分別計算出該市2025年的分區、分類負荷預測結果。分區負荷預測結果見表7所示，分類負荷預測結果見表8所示。

3 遠景校核

最后對負荷預測結果針對人均電量、人均電力、人均居民生活用電量3個指標進行校核。

（1）人均負荷。

該市的總負荷為1 643 MW，參照城市總體規劃可知，該市到2025年的人口為200萬，所以人均負荷為1 274 W/人。通過今后15年左右的發展，趕超中等城市2000年的人均負荷平均水平是可能的，因此預測結果較為合理。

（2）人均綜合電量。

該市2025年的人口將達到200萬，取年最大負荷利用小時數5 000，可以計算得到遠景年電量為65.8億kW·h，人均電量為5 050 kW·h/人，由橫向比較分析可得預測結果較合理。

（3）人均生活用電量。

取生活用電最大負荷利用小時數為2 840 h計算得出人均居民生活用電量為1 375 kW·h/人。參照《城市電力規劃規范》可以看出該市將達到用電水平中城市行列，這和該市城市未來發展相符合。

4 結語

該文遠景電力系統負荷預測實驗采用負荷密度指標法進行負荷分布預測，還測算出總負荷及分類負荷，總電量及分類電量。遠景校核結果顯示2025年該市預測水平，處于城市發展的中水平行列。通過橫向比較分析并結合該城市發展定位，預測結果較為合理。

參考文獻

[1] 陳章潮，唐德光.城市電網規劃與改造[M].北京：中國電力出版社，l998.

[2] MY Chow，H Tram.Application of fuzzy logic technology for spatial load forecasting[J].IEEE Trans on Power Systems，1997，12（3）：1360-1365.

[3] 施妙根.電力系統計算[M].水利電力出版社，1978.

[4] 袁季修.電力系統安全穩定控制[M].北京：中國電力出版社，1996.

[5] 于爾鏗.能量管理系統[M].北京：科學出版社，1998.

[6] 牛曉東.電力負荷預測技術及其應用[M].北京：中國電力出版社，l998.