電力規劃中負荷預測方法研究及其優化

孫耀光

（國網河南西平縣供電公司，河南 駐馬店 463900）

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電力規劃中負荷預測方法研究及其優化

孫耀光

（國網河南西平縣供電公司，河南 駐馬店 463900）

摘 要：電力在經濟社會發展中作用越來越大，而保證電網系統的健康安全運行則是重要的一個課題。穩定的電力系統需要對電力負荷進行精準的預測，所以說負荷預測是電力規劃重要環節，只有不斷地提升對電力負荷的預測水平，才能保證電力系統運行的安全和穩定。隨著我國電力市場不斷健全和完善，預測電力負荷的方法得到長足發展，本文重點分析了我國電網在規劃中電力負荷預測的理論，詳細介紹分析了幾種電力負荷預測應用方法，并針對優化問題提出意見建議。

關鍵詞：電力規劃；負荷預測；優化方法研究

目前，隨著電力系統發展改革的不斷深入，我國電力市場發展也越來越規范和完善。但是根本而言電力企業都是獨立經營且自擔市場風險，因此，在對電網進行規劃時就需要考慮到方方面面，確保電網運行的質量，達到運行安全高效的目的，而要實現這一目標，就需要做好電網系統中電力負荷的預測工作。如今關于電力負荷的預測工作有多種多樣的方法，但是根據現實情況不同，需要探索最適合實際的預測方法才能保證預測的準確率，進而指導電網系統的健康運行。另外，運行過程中還要不斷摸索電網負荷變化的規律，對預測方法進行合理優化，提升電力負荷的預測質量和水平。

1. 預測電力負荷背景條件

1.1 掌握準確完善的資料

為保證電力負荷預測的科學性，需要深入了解電網發展的歷史變革和國民經濟發展情況以及城鄉發展和國民經濟計劃等內容。但是，在實際工作開展過程中，由于各種原因導致相關資料無法完整地收集到位，且相關資料的準確度也無法進行深入考究和保障，因此，對預測電力負荷所需的運行資料需要進行分析和篩選，才能確保準確地、科學地預測當地的電網系統運行狀態。而與之相關的資料主要包括當地較為系統的發電量和電網直供量資料等，要避免出現遺漏和重復的現象，進而保證電力負荷的預測結果。

1.2 電力負荷預測我國現狀

一般而言，隨著預測電網區域的擴大，電網系統供電負荷產生的變化就會越大，我國地域幅員遼闊，在這方面存在著較大的問題。不過通過深入地分析這一現象具體的成因，還是有管用措施予以降低影響和規避誤差的。特別是對于條件良好的地方，可以對預測區域范圍內的主供電區和用量大戶進行分別預測和計算，保證數據的合理準確。

1.3 進一步協調規劃

通過對我國經濟發展現狀的分析可以看出，我國發展主要的特征就是經濟迅猛發展，特別是第二產業和第三產業，發展速度驚人，經濟的發展和進步在一定程度上推動了城鎮的發展進而工業產業的騰飛，這都需要電力產業的強勁支撐。所以，能否滿足今后經濟社會的發展，需要對電網進行合理科學地規劃，而分析電力負荷的預測則是保證規劃質量的重要工作，特別是對市縣電網的規劃具有積極影響。

2. 關于電力負荷預測內容

開展電力負荷的預測工作，是以建立起來的電力負荷模型為研究對象，其最主要的構成包括，電力負荷的時空特性、電網系統的負荷電壓以及電力的頻率特性等內容。所謂的電力負荷的時空特性：是指隨著空間位置改變和時間變動，電網負荷也會發生改變，而且通常這一改變較為復雜，需要通過分析負荷時間的曲線體現時空的特性，所以根據時間的區別，負荷曲線可以被劃分為年負荷、季負荷、月負荷和日負荷；根據用電性質又可以劃分為生活、農業、工業和市政4個研究領域等。

關于電力負荷預測的模型，不僅要對短期實時電力負荷進行預測分析，還要發揮對電網規劃以及電力發展進行長期預測的作用，一般情況下會通過概率統計對負荷進行評估。值得注意的是預測電網長期的負荷情況時，存在客觀上的誤差，而導致這一誤差出現的原因是電網運行的不穩定、負荷變化的不確定。但是總體而言，負荷預測準確度還是非常高的。

3. 電力負荷預測的主要方式

3.1 電力負荷預測方法的分類

一般電力負荷預測的方法分類有幾種類別，如果按照時間劃分，主要可以分成4類：一是超短期預測，二是中期預測，三是短期預測，四是長期預測。其中的超短期預測時間單位一般為10分鐘或者1小時進行監控和處理；而短期的負荷預測計算單位則是月、周、天、小時等；對于中期預測是以5年時間為單位預測；而長期則是以10年以上為時間計算單位預測。本文研究的預測方法主要是中長期預測。

3.2 電力負荷預測主要方法

3.2.1 單耗法

所謂單耗法，則是通過測定電力負荷量的單耗進而分析預測全面用電量，一般適用于農業或者工業電力單耗指標的負荷預測，預測效果較好。而實施單耗指標進行電力負荷預測時，要注意區分不同地區的經濟發展狀況以及發展目標，同時根據電力規劃期間單耗指標開展全面分析，結合之前單位的耗電量，根據當地產業發展規律預測最終單耗值。此方法特點是操作較為簡單，在短時間內預測效果好，不過精度低，成本高。

3.2.2 趨勢分析法

這一方法又稱為曲線回歸法或者曲線擬合法。這種預測方法的應用最為常見，且研究成果在行業內較多。所謂趨勢分析就是將之前收集的各種資料為依據，整合成為一條直線，同時以曲線趨勢為依據對某個階段電力的負荷值進行確定。這種方法經常用到的研究模型包括多項式、線性、冥函數、對數、指數、龔波茨等趨勢模型。但是盡管選擇模型相對簡便，要求較高的地方是進行曲線擬合必須保證精度與擬合區是一致的，進而保證電力負荷的預測結果。當然，每種曲線模型都有誤差，因此進行電力負荷預測時一定要把模型和當地的區域電網規劃發展情況進行結合，最終確定科學的、合理的模型。

3.2.3 回歸分析法

回歸分析法一般被稱為統計分析法，這種預測方法的應用較為廣泛，利用這種方法需要掌握因子間關系以及預測值。一般需要對某一地區用電量資料和影響因素進行分析，隨后確定各影響因素和因子與用電量之間的關系，這是一種較為高效和科學的方法。但是，利用這種方法分析時，使用到的影響因素和表達方式并不容易確定，對分析結果的準確造成影響。比如在某市國民生產總值和用電量以及人口已知情況下，可以計算該市用電量，其回歸方程式表示為：

W=-0.984+0.0727V+0.103N（V=當年國民生產總值；N=人口）

以該公式為預測模型，該市在2015年用電量是278.23億千瓦時。

總之，所謂回歸分析也就是對歷史數據開展匯總分析，最終確定電力負荷與影響因素之間的聯系，最終預測未來該市電力負荷。

3.2.4 灰色模擬法

灰色模擬法是我國學者鄧聚龍最先提出的預測理論，在一些掌握信息不全的情況下應用的一種電力負荷預測方法。所謂的灰色系統就是指未知信息，顯而易見灰色模擬法采用的是模糊思想，然后通過運籌學以及自動控制知識進行分析和預測。但是這里使用到的歷史電力數據以及數據處理等方面的差異都會影響到最終負荷預測的結果。不過這一方式操作簡單，而且在樣本容量下精確度高。

3.2.5 負荷密度法

在平時預測時發現由于各區域的功能差異，電力負荷的密度存在很大區別。而負荷密度法則針對這一情況把區域劃分成不同的功能分區，比如商業區、生產區和生活區等。根據地區經濟狀況、人民收入和人口規劃等情況，結合國際類似區域用電量對密度指標進行確定，最后測算用電負荷。計算公式為：

W=Ad（A=土地面積，d=用電密度）

對于土地規劃明確城鎮使用該方法較為高效，但是對于人口分布分散、用電類型復雜地區不建議使用該方式，因此該方法適用于對城市的新區進行預測，影響因素較少，準確度高。

結語

總之，電力負荷預測方式不同，但是各有千秋，都有著優缺點以及適用領域，在最終確定預測方式時，要根據區域的實際情況，使用最適宜的預測方式，這樣才能夠保證預測花費的科學準確性，實現預期的預測目標。預測過程中，還應結合具體工作情況對預測的準確度進行評估，這樣才能促進預測準確度的提高。

參考文獻

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［3］葉錫滔.淺析配電網規劃中電力負荷預測方法［J］.數字通信世界，2015（10）：133.

中圖分類號：TM714

文獻標識碼：A