基于“分區分點”負荷預測方法的110千伏變電站建設方案研究

徐建委 張國平

摘 要：負荷預測是電力系統規劃設計工作中的重要環節。新建變電站、線路的規模很大程度上取決于地區負荷情況。準確預測負荷，可以更好地指導變電站、線路的規劃、設計、建設工作，以確保工程設計技術方案更加可靠、投資更加經濟，避免新建工程偏離實際，防止二次投資或投資浪費。本文提出一種用于指導城市110kV變電站建設方案的負荷預測方法-“分區分點”負荷預測法，旨在實際工程設計工作中指導新建變電站主變容量、配網線路的規模等，合理解決地區負荷現狀及發展的需求，更好地服務于地區經濟發展。

關鍵詞：負荷預測;分區分點;最大負荷;同時率;負荷密度法;需用系數法;單耗法;電力平衡

電能是當今社會經濟發展不可或缺的優質二次能源，日常的生產、生活用電，均離不開電能。為了制定一個經濟、合理、可靠的電力系統發展規劃，負荷預測是重要的環節。從預測的時間來講，負荷預測分為短期、中期和遠期，短期負荷預測周期大約為一個發展規劃年的時間段，大約5年左右，中期負荷預測周期為5～15年，遠期負荷預測周期為15～30年[1]。

新建變電站負荷預測往往根據近期最大負荷開展研究，同時適當考慮今后5～10年的發展，以便確定新建變電站的建設規模。實際電力系統規劃設計工作中，負荷預測工作一般是指年最大負荷。對于地區新建變電站，所依據的負荷主要有地區現狀負荷和新增報裝負荷。對于現狀負荷，可以統計近3～5年的歷史負荷數據，分析其自然增長率，結合地區已有的變電站的規模，分析主變容量能否滿足現狀負荷在設計水平年內的增長需求。

對于新增報裝負荷的用電需求，要結合負荷周邊已有變電站的主變負載情況、出線情況，統籌考慮，合理規劃新建變電站的建設規模。實際運行情況中，新增用戶的負荷報裝偏大，周邊已有變電站負載率偏低等情況往往導致新建變電站的主變規模偏大，變電站長期低載或者空載運行，運行不經濟，電網企業投資與回報不成比例，造成資源浪費，影響企業的營業收入。

負荷預測的準確性關系到電網投資的經濟性，直接影響到企業的營業收入。因此，合理預測負荷的用電量，對于電力系統設計人員而言是一項十分重要的工作。由于用戶報裝負荷的不確定性，自然增長率的差異性等因素的影響。負荷預測要結合地區地理位置、城區性質、人口規模、經濟發展、產業結構、能源消費結構、居民生活水平、商業投資率、居民入住率等影響因素，并以該地區歷史負荷和現狀負荷為基礎，經過綜合分析、比較和研究。得出最為合理、準確的負荷預測情況，合理安排新建變電站的建設規模。

本文提出一種“分區分點”負荷預測的方法，并通過需用系數法、負荷密度法和單耗法三種方法進行負荷統計，旨在能夠更加合理、準確地指導城區新建110kV變電站的建設規模，對實際電力系統規劃設計有一定的現實意義。

1? 負荷預測的基本方法

負荷預測是一項十分龐大繁瑣的工作，預測方法也是多種多樣，常見的預測方法有單耗法、電力彈性系數法、回歸分析法、時間序列法、專家預測法、需用系數法、負荷密度法等。電力負荷預測方法雖然多種多樣，但是在實際工程設計工作中比較實用的卻不多。在配電網負荷預測工作中，常用的比較實用的方法主要有負荷密度法、需用系數法和單耗法。

為了做好負荷預測工作，必須對當地負荷現狀及歷史負荷數據進行統計，搜集各行各行在歷史三到五年的年最大負荷情況。充分了解該區域各行各業的用電水平和實際增長速度。探索內在的規律，得出地區負荷的自然增長率。對于新增點負荷的報裝情況，要根據當地經濟發展水平，結合同行業用電水平，嚴格分析和論證新增負荷的實際用電水平。

同時，負荷預測工作需要充分調研當地經濟發展水平、當地用電水平和社會用電量的關系，充分考慮人口規模、經濟增長水平、城市發展規劃、居民用電水平等等因素，與當地供電部門及政府部門做好溝通，得出準確的負荷預測值[1]。

2“分區分點”負荷預測法

“分區分點”負荷預測法的思路是根據用戶的不同性質，將負荷進行分“區”，然后精確統計和計算各“區”內“點”負荷并進行累加求和，然后根據不同地區不同 “ 區”負荷的同時率，并結合自然增長率進行負荷預測，從而對新增變電站或線路規模進行合理的規劃和設計。

“分區分點”負荷預測方法的基本工作流程如下圖1所示。

本文以甘肅某地級市新增規劃小區為例，詳細說明“分區分點”負荷預測方法的基本思路。依據《城市電力規劃設計規范》，并參考該市實際調研的統計數據，采用三種方法對規劃小區的負荷情況進行預測。

根據城市發展規劃，規劃小區內正在施工建設的小區有兩個，分別是甲房地產公司和乙房產地產公司，現將兩個房地產公司的概況介紹如下。

新增規劃小區危舊房整體改造項目是2007年重大招商引資項目，規劃區位于市城區以北，是城市的重要組成部分。是實現良好的城市功能互動、串聯城市功能區的重要節點。按照該市“十四五”發展規劃，該區域將重點發展甲房地產、乙房地產。

甲房地產規劃總用地面積約86.1萬m2，總建筑面積約354.6萬m2，其中住宅約232萬m2，商業54萬m2，辦公10.3萬m2，公寓8.3萬m2，地下車庫50萬m2，部分建筑高度100m以上。住宅用戶合計為19915戶。

乙房地產項目由兩塊獨立的居住用地地塊共同組成。住宅1#地臨規劃區北出口道路，住宅2#地塊臨規劃區東南出口道路及北環路，項目總建設用地面積20.3萬m2，總建筑面積53.8萬m2。其中住宅約41萬m2，商業0.8萬m2，辦公0.3萬m2，地下車庫10.8萬m2。住宅用戶合計為4304戶。

甲、乙小區分“區”供電示意圖如下圖2所示。

隨著該市規劃區道路、綠地和公園等配套基礎設施建設的進一步推進，該區域的項目前景十分良好。

甲、乙小區工程項目分期分時序實施供電，根據甘肅省建筑設計研究院設計圖紙及民用建筑電氣設計手冊，甲、乙房地產報裝用電負荷主要為住宅照明、住宅動力（電梯、生活水泵），商業照明（商鋪照明和商場公共照明），商業動力（扶梯）及室外亮化，地下車庫一般照明，一般動力，不含任何消防負荷。下面分別通過三種方法對新增規劃區甲、乙房地產分“區”根據小區內不同負荷“點”用電水平分門別類進行預測分析。