城市电网负荷预测

城市电网负荷预测（精选9篇）

城市电网负荷预测 第1篇

事实上, 城市电网的规划主要包括:对城市的负荷增长的特点进行研究, 对当前城市电网的结构进行优化;对城市电网中的薄弱环节进行改进, 从而使得城市电网的供电能力得到提高进而使城市电网的经济性与可靠性提高;对城市的定位整体与长期的发展目标进行规划。城市电网规划非常复杂, 必须对城市电网大量历史数据进行深入分析, 同时认真探讨城市电网现状进而对城市电网进行科学规划, 确保城市电网能够稳定可靠安全运行。

1 城市电网现状分析

通常情况下, 城市电网发展包括基本供电需求得到满足供电质量不断提高、特定电能质量需要得到满足三个时期。当前, 我国城市电网普遍处于第一和第二个时期, 少数发达地区进入第三个发展时期。对发电重视而对供电重视不够是造成城市电网发展落后的主要因素, 另外, 城市配电网资金投入有限也限制了城市配电网的发展。

当前, 城市电网主要存在以下不足: (1) 城市电网高压网的网架薄弱, 不能够形成全面的双环网, 不满足N-1的标准。一旦一个方向的电源出现了停电, 就会发生大范围的停电事故。城市电网中城区110k V存在较多的临时过渡T, 因此, 很多用户虽然形式上是双电源, 但实际是单电源, 一般是来自同一座主变电站的不同10k V母线。 (2) 城市中低压配电网的备用容量不够, 能力不足, 尤其是夏季用电的负荷高峰期存在过载及限电的问题。 (3) 部分城市的配电网设备存在老化的问题, 自动化程度有待提高, 配电网供电可靠性不高, 同时, 抵抗风险的能力较低。 (4) 城市配电网中存在的变电层级比较多, 造成5级以上的中压配电电压的等级不合理。 (5) 城市配电网的电压合格率综合指标低于95%, 无功补偿及调节措施有待提高, 电网的电能质量较差。 (6) 当前, 线损过高是城市配电网存在的主要的问题, 全网综合损失有一半是配网线损。

2 城市电网规划的作用

当前, 城市配电网规划的重点是: (1) 对城市配电网220k V分片供电的结构进行研究; (2) 对电网的规划适当地科学超前, 分区分片地确定配电网规划区域内的年度目标, 对分片分区高压变压器的位置、容量、供电范围以及配电变压器的位置、容量以及供电的范围进行确定。分析城市配电网的高压电网、中压电网、低压电网, 不断提高电网的供电可靠性。对城市配电网的接线进行完善, 优化配电网的无功电源。通过应用先进技术, 对电网进行升级, 合理科学地预测规划负荷、电量以及负荷的分布。对城市电网的设备进行改造, 使得设备使用寿命延长。加强城市配电网的自动化的建设, 提高电网的自动化水平以及信息化水平。

基于此, 城市电网规划的作用包括: (1) 指导城市电网建设, 加强改造城市配电网, 使城市配电网的结构更加合理, 运行更加可靠, 对线损的降低、停电事故的解决以及供电质量的提高具有非常重要的意义; (2) 电力市场运行的前提是城市配电网, 城市配电网的科学规划使电力市场的正常运作得到保障, 确保电力顺利流通; (3) 城市配电网的规划以及发展对电源的布局有着非常重要的影响, 城市配电网对电源的建设能够起到引导作用, 使资源的配置得到优化。

3 城市电网规划的关键技术

3.1 合理选择电压的等级

对于城市配电网而言, 应该使电压的等级尽可能地降低, 同时使重复变电的容量降低, 从而使线损降低。另外, 必须合理地匹配各级电压, 尽量使相邻的两级电压相差比较大, 考虑变压器容量大小的协调, 从而避免上级的变电站容量出现过大或者过小的问题。

3.2 科学进行电网接线

对城市电网的结构进行规划的时候, 应该基于超前的建设理念, 根据城市电网发展的长期的目标规模综合考虑变电站的规模及线路布置, 从而使电网的结构更加合理。基于城市电网全网角度进行接线规划, 需要做到接线的布局合理, 从而使配电网抵抗干扰的能力提高。基于分层分区、对两头强化、对中间简化的原则, 对配电网的接线进行简化。另外, 对于接线尽可能地实行标准化, 对配电网的网络结构进行优化, 从而使供电质量得到保障, 实现配电网的灵活调度, 降低线损, 确保配电网能够满足城市电力负荷发展的要求, 能够适应丰枯期负荷以及电源的变化。

3.3 确保供电可靠性及供电质量

城市配电网的供电质量必须满足我国国家有关标准的要求。基于N-1安全供电准则, 确保城市电网供电可靠, 另外, 要求向用户持续供电。城市的电网应该和城市的电源配套规划, 使电网结构合理, 确保电网能够可靠安全经济地运行, 使电能质量得到保障, 满足城市用电的要求。基于多供电途径环状开环运行的方式, 使用可靠的设备及开关, 采用灵活的运行方式, 恰当地分段, 重要的负荷实现双回线供电, 利用在负荷密集区设置开闭所, 提高配电自动化, 使配电网的供电可靠性得到提高。

3.4 重视城市配电网容载比

对于城市的电网而言, 需要基于一定变电容量比对电压等级容量进行配置, 根据我国《城市电力网规划设计导则》中相关规定, 选择不同电网变电容比以及计算公式。作为对变电总容量进行控制的宏观指标, 变电容载比是规划城市电网时安排变电容量的重要依据, 体现了电网供电能力的经济性。根据电压的分层对容载比进行计算。城市电网的容载比过大, 就会使早期电网建设投资过大, 因此, 其经济性不高;城市电网容载比过小, 就会造成电网适应性不强, 从而影响城市供电质量。

3.5 科学调整电压及无功补偿

城市电网不同主变压器要求最少具备一级有载调压的功能。基于“分区分层, 就地平衡”的原则实现无功补偿。各个变电站有需要时进行无功及电压调整装置的设置, 确保城市电网中电压波动的范围在额定电压要求范围中, 同时, 确保各级母线功率因数超过规定值, 从而尽可能地降低无功功率传输造成的有功损失。

4 城市电网负荷预测

城市电网中一项非常重要的规划工作就是负荷预测, 城市电网规划的内容以及目标决定了负荷预测内容。比如, 通过预测城市供电区和规划年相对负荷量, 对城市电网输配电系统设备容量进行规划。电网的电压等级与供电区域分块的面积有直接的关系, 供电电压高, 其面积大, 可利用城市电网供电区分块预测, 科学地确定变电所设备的分布。

城市电网的负荷预测方法通常包括电网短期负荷预测 (预测24小时的负荷) 、近期负荷预测 (预测1天~5天的负荷) 、中期负荷预测 (预测5天~10天的负荷) 、长期负荷预测 (预测10天~20天的负荷) 。为了实现城市电网的经济可靠运行, 采用短期负荷预测;为了满足城市电网近期规划的要求, 采用近期负荷预测;为了满足电网中期规划的要求, 采用中期负荷预测;为了满足电网的长久规划的需要, 采用长期负荷预测。

由于城市电网的规模越来越大, 影响因素也越来越多, 城市电网的负荷预测具有时间性、不确定性、多方案性以及有条件性的特征, 所以城市电网负荷预测方法很多。用电单耗法、负荷密度法、回归预测法、电力弹性系数法、人均用电量指标方法等都属于传统的负荷预测方法, 不同预测方法和不同负荷预测类型相对应。随着科学技术的发展, 城市电网负荷预测中应用了新的数学理论, 促进了负荷方法的发展, 比如神经网络预测法、模糊负荷预测法、小波分析预测法等都使得城市电网的负荷预测水平得到了极大的提高。

5 结语

基于对城市配电网当前存在问题的深入剖析, 阐述了城市配电网规划的作用及关键技术, 对城市规划的负荷预测进行了分析, 对于提高城市电网的稳定性、提高电能的质量具有非常重要的意义。

参考文献

[1]王颖, 彭澎.考虑不确定性的城市电网空间负荷预测方法[J].电力科学与工程, 2009 (2) 25:24-26.

[2]E.Lakervi, E.Holmes.配电网络规划与设计[M].北京:中国电力出版社.

城市电网规划的负荷预测方法 第2篇

1.电网规划对负荷预测的要求

1.1要求预测结果的准确性。对于城市电网规划而言，保证负荷预测的精准度具有非常重要的意义与作用，它不仅影响到电网前期的投资建设与后期营运，甚至会影响到电网安全、稳定、经济运行。那么，如何提高电网负荷预测的准确度呢？首先，要充分了解政府对电网的整体规划，根据当前实际情况进行合理预测;其次，要从多角度掌握数据，在考虑社会经济发展基础上，采用科学的、先进的、合理的方法进行预测;再次，负荷预测结果受多方面因素影响，对各影响因素进行深入分析，基于此做出科学合理的负荷预测结果，为城市电网规划提供可靠的参考依据。

1.2预测结果要为后续工作服务。负荷预测必须要依据城市电网规划的内容与目标来确定，如若要确定规划年输配电系统所需的设备容量，就需要对规划年供电区域的负荷总量进行预测;如需确保变电站设备分布的合理性，就要对供电区域分块负荷进行预测，以增强配电设备布局的分辨度，使电网系统布局与其所需负荷的电量保持一致。由此可知，负荷预测所选的方法与预测结果并不是完全固定的，而是根据该电网规划的实际需求进行，准确的预测数据能够为电网的后期运行提供保障。

2.城市电网负荷发展的特点

2.1用电量和最大负荷增长快。由于电能是比较清洁能源，国家大力提倡电能替代，另外国家经济的快速发展，也使得城市用电量逐年稳步提升，在城市用电消费上升的同时，电网运行的最大负荷也在稳步提高。据我国相关电力数据显示：我国绝大部分重点城市电网最大负荷增长率在2013年都超过了2位数，如某电网用电量和最大负荷增长幅度分别为28.4%和25.79%。

2.2第三产业和生活用电比重增加。近几年，我国城市电网用电负荷有了显著增长，究其原因主要是城市人口的不断增长与人民生活水平的显著提高。与第三产业用电和生活用电一路攀升的情况形成鲜明对比的是，大部分城市工业用电比重有所下降，与电网总体增长率相比有所偏低。以2013年另外一省电网公司数据为例，第三产业用电与生活用电的比重分别为35.7%、16.0%，较2012年相比，分别增长了1.9%和0.6%。

2.3影响负荷发展的因素多。在我国城市电网负荷发展过程中，受到多种不确定因素的影响，其中以受到城市规划建设的影响最大，另外城市规划项目建设工程中的资金、政策、环境因素也会对电网规划造成影响。这些不确定因素的存在，都会使得电网规划建设发展存在较大的不确定性，如一些大型基建项目的建设，造成电网负荷发生较大变化。除上述因素外，我国居民生活方式的转变、第三产业的快速发展，一定程度上都会给电网负荷发展带来影响。

3.电网规划的负荷预测方法

3.1模糊预测法。模糊预测法是用模糊理论去研究和处理具有模糊特性的对象，实践证明有非常理想的效果。所谓的模糊理论是将操作人员的经验以规则形式表现出来，并转换成能够在计算机上运行的算法，在电力系统诸多领域已得到广泛应用。而在电力系统負荷预测中，是用例如模糊分行业用电模型、模糊时间序列模型等与原有模型同模糊理论相结合所形成，对具有模糊性的变量具有很好的处理效果，能够有效处理负荷预测中存在的大量模糊信息难题，对于提高负荷预测的准确度、改善电能质量具有重要作用，尤其适合电力系统中长期负荷预测。模糊预测法需要考虑电力负荷与其相关的影响因素，通过将待测年环境因素与历史环境特征相比较，即可求得负荷增长率。

3.2灰色预测法。灰色预测方法是近几年才提出来正在不断完善一种预测方法，它主要是针对含有不确定因素系统进行预测的一种方法，它的基本思想是把负荷系统看成灰色，针对不规则的数据建立模型给予描述，从而提高预测精确度。灰色系统介于白色系统与黑色系统之间，其中这种系统一部分参数是已知的，一部分是未知的。系统各因素间存在不确定性关系。灰色系统理论是来源于信息分析系统、建模、预测、决策和控制的理论。灰色预测是通过鉴别和分析系统因素间发展趋势的相异程度，对原始数据进行整理以此来找寻原始数据规律，将其生成为规律性强的数据序列，建立相应的微分方程模型，用于预测事物的未来发展趋势。

3.3小波分析预测法。小波变换法是一种具有良好的时频局部化、特性化的预测方法，与其他负荷预测方法相比，该方法具有良好的时域与频域的“显微镜”功能，对突发与短时的信息分析具有显著优势。根据负荷信号变化过程具有连续频谱这一特性，小波变换通过聚焦于信号的局部结构，捕捉并放大突变信号，对捕捉到的各时刻随机负荷进行分量统计，将各序列分量分别投影到不同尺度上，根据子负荷序列的不同，采用相对应的模型进行预测，再通过序列重构获取完整的负荷预测结果。

4.负荷预测结果的修正

城市电网负荷预测中，在充分考虑电网规划及运行等内在影响因素的同时，也不能忽略外界影响因素，如气候变化、网络运行等客观因素，也会对负荷预测结果造成一定影响，尤其以短时期内的负荷预测受到的影响更明显。由于出现这种情况，要对负荷预测结果进行修正，借助灰色预测法、模糊预测法等不确定性分析方法，将这些影响因素反映到预测模型中，从而提高负荷预测的精准度。但由于电力负荷属于非平稳的随机过程，因而难以找寻大量的数据的规律性，给预测带来困难和精确度的误差，为此，会加大负荷预测工作的困难，在实际工程应用中不能广泛的进行投入。鉴于此，通过学习国外的电网规划先进技术，并有效结合我国城市电网规划负荷预测现状，探索适合自己的的修正方法。

5.结束语

城市电网负荷预测 第3篇

(1) 结构合理:各级电压应具有较强的适应性, 电网结线应力求简化。

(2) 供电可靠:配电网应做到接线灵活, 以保障设备维修及线路维护状态下不影响大部分或全部用户的用电;送电网应能满足安全、可靠供电的要求, 不断加强电网结构, 增强互通能力, 以防止大面积停电。

(3) 适应性强:电网各环节应留有一定的发展余地, 以适应规划期限内负荷发生变化和满足负荷增加的需要, 其结构应尽可能保持规划期限内不变, 以减少经济损失。

1 城市电力规划

1.1 供电基础资料的收集

要做好城市电力规划, 很大程度上取决于对城市供电基础资料的收集, 只有把基础资料收集这个工作做好, 才能对城市供电现状有比较充分的了解, 为下一步对负荷预测的准确性以及电网的建设、改造和规划打下良好的基础。

供电基础资料包括有以下几点内容。

(1) 近10年来城市电力需求历史资料分析。

(2) 近5年来城市用电分类统计表 (分为市政用电、工业用电以及农业用电) 。

(3) 近5年来城市供 (用) 电量统计表 (应包括5年来城市每年的供电量、用电量、线路损耗以及每年的最大负荷) 。

(4) 城市电网电气主结线系统图。

(5) 城市电网地理结线图 (在城市现状地形图中应明确标注现状35kV以上变电站的位置和输电线路的电压等级以及地理走向) 。

(6) 当地供电部门对电网的一些发展规划构思和今后一定期限内的负荷预测等资料。

1.2 负荷预测

负荷预测就是对城市电网的特点及用电特点进行分析, 预测未来一定期限内 (近期规划按5年计, 远期规划按20年计) 的负荷增长情况。因此, 城市电力规划的负荷预测工作, 应在详尽收集供电基础资料后进行。为了提高负荷的准确性, 我们应该对所收集到的基础资料进行分类和研究。城市电力规划的负荷预测工作, 应在充分研究本地区用电量和负荷的发展规律和发展趋势的基础上进行。

负荷预测通常采用以下几种常用方法进行, 并相互校核。

(1) 年平均增长率法;

(2) 产值单耗法;

(3) 综合用电水平法;

(4) 弹性系数法;

(5) 负荷密度法。

比较常用的负荷预测方法有以下两种。

(1) 年平均增长率法:即外推法, 用外推法进行负荷预测就要从供电基础资料入手, 把本市 (县) 近5年来的用电量和最大负荷进行统计, 计算出负荷的年平均增长率。从而推算未来一定期限内 (近期规划按5年计, 远期规划按20年计) 负荷的增长情况。

(2) 综合用电水平法:综合用电水平法也是常用的一种负荷预测方法。综合用电水平既根据未来一定期限内的人均综合用电水平来推算负荷的增长情况。按照以往所做的一些城市电力规划, 目前在广西人均综合用电水平约为0.5kW/人, 近期规划的人均综合用电水平按0.8kW/人, 远期规划的人均综合用电水平按1kW/人计。根据以上的人均综合用电水平与近期规划和远期规划的人口规模相乘, 即可得出未来一定期限内的城市用电负荷。

电力需求预测是电力规划的重要组成部分, 也是电力规划的主要依据。实践证明年增长率法较为准确, 如罗定市的“十一五”电网规划, 就是采用年平均增长率法进行预测, 同时增加产值单耗法和电力弹性系数法进行对比和校验。

(1) 用年平均增长率法进行预测。

全社会用电量的增长具有一定的规律性, 参照往年全社会用电量的增长速度和发展规律, 以及未来国民经济的发展规划预测未来电力需求的趋势, 利用过去的用电量平均增长率确定未来的增长率, 从而得到未来的用电量。

“十五”期间, 罗定市全社会用电量年均增长8%, 其中2002年出现负增长 (增长-6.83%) , 2003年强劲反弹 (增长19.62%) , “十五”后期年均增长达到14.35%。未来五年罗定市将继续坚持工业立市的发展思路培育壮大电子信息、机电制造、纳米新材料等技术产业, 改造提升纺织服装、建材化工、制药工业和农副产品深加工等传统优势产业, 加快发展金属礼品、金属电镀等转移产业, 同时大力发展第三产业和切实加强第一产业。根据《罗定市国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要 (草案) 》的预测, “十一五”期间罗定市国内生产总值年均增长12%。

结合以往全社会用电量增长情况以及国民经济发展情况, 预测“十一五”期间罗定市全社会用电量的年平均增长率为1 1.1 2%。

(2) 用产值单耗法进行预测。

产值单耗法是分析国民经济三大产业单位产值所消耗的电量, 以及居民年人均生活用电量的发展趋势, 根据经济发展以及产业结构调整情况, 确定规划期间单位产值消耗电量, 计算出电量需求预测值。

第一产业产值单耗分析:“十五”期间罗定市第一产业产值单耗呈现逐年下降趋势, 2001年其产值单耗为0.0021千瓦时/元2003年0.0020千瓦时/元, 2004年急剧下降至0.0014千瓦时/元, 2005年0.0013千瓦时/元。第一产业产值单耗严重偏低, 以2003年为例, 罗定市第一产业产值单耗只是云浮地区平均水平的1/4 (当年云浮第一产业单耗为0.0079千瓦时/元) , 这种现象表明罗定市农业发展缓慢, 耕作养殖方式基本上停留在原始手工操作阶段。从发展趋势来看农业的发展仍然对罗定市国民经济的发展起着重要作用, 它的基础地位不会因为产业结构的调整而削弱, “十一五”期间, 罗定市将大力推进农业产业化, 加快农产品流通市场建设, 切实加强第一产业的发展。另一方面, 随着农村电力体制改革, 农网改造和农电价格下调等, 刺激第一产业用电量的增长。预测“十一五”期间第一产业产值单耗缓慢上升, 平均为0.0017千瓦时/元。

第二产业产值单耗分析:罗定市工业经济较单一, 以建材化工、纺织服装、机电制造等为重点, 传统工业的发展, 带来的能耗是明显的。罗定市第二产业产值单耗在2001～2004年稳步上升, 2001年0.1531千瓦时/元, 2004年0.1698千瓦时/元, 显示罗定市工业发展在经历“九五”经济低迷后呈快速上升趋势。2005年下降至0.1514千瓦时/元, 当年经济状况良好, 表明工业发展有质的增长, 单位能耗有所减少。未来几年, 广东省将进一步加大对山区和东西两翼的发展力度, 珠三角的产业升级与转移使一些资源加工型和劳动密集型企业转移过来或从内部诞生, 从而为罗定市经济发展带来机遇。由于大部分是粗放型的初级工业, 罗定市工业产值单耗将呈上升趋势, 但期间政府将加快发展高新技术产业, 企业依靠科技进步和技术创新, 使工业产值实现质的增长, 将抵消部分产值单耗。预测“十一五”期间第二产业产值单耗轻微上升, 平均为0.1520千瓦时/元。

第三产业产值单耗分析:近年来罗定市第三产业发展较快, 旅游业和房地产业取得进展。2000至2003年第三产业产值单耗呈上升趋势, 2000年为0.0193千瓦时/元, 2003年为0.0270千瓦时/元, 2003至2005年则出现下降, 2005年下降至0.0227千瓦时/元, 原因是产值总量急剧增加并实现质的增长, 产值单耗减少。预测“十一五”期间第三产业将继续发展, 产值单耗也将轻微上升, 平均为0.0230千瓦时/元。

居民生活用电分析:除2002年出现下降以外, “十五”期间罗定市生活用电呈上升趋势。2001年为71.68千瓦时/人, 2002年下降至64.32千瓦时/人, 2004年77.71千瓦时/人, 2005年86.44千瓦时/人。罗定市生活用电与省内其他地区相比处于极低的水平, 2003年, 全省年人均生活用电量已达324千瓦时/人, 而罗定市只有71.36千瓦时/人。随着国民经济的发展, 城乡居民的生活水平将不断提高, 居民生活用电量呈上升趋势, 预测“十一五”期间人均生活用电量年增长7%, 2010年为121.23千瓦时/人。

综上所述, 结合“十一五”各年国民经济三大产业的预测产值以及人口增长情况, 可以得出各年电量的需求量。

(3) 用电力弹性系数法进行预测。

电力弹性系数是电能消费的年均与国民经济年均增长率的比值, 是反映电力发展与国民经济发展之间关系的一个宏观指标。电力弹性系数的大小与生产力的发展水平、经济结构、居民消费水平和经济政策等有密切关系。

“十一五”期间罗定市将继续坚持工业立市的战略思维, 加大招商引资力度, 主动承接珠三角地区产业转移, 根据《罗定市国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要 (草案) 》的预测, “十一五”期间国内生产总值年均增长12%。罗定市经济结构比较单一, 工业多为传统工业, 从珠三角承接过来的产业也是能耗大的初级产业, 这样使产值单耗增加, 用电量的增长速度将会超过国民经济的增长速度, 电力弹性系数升高。随着产业结构的调整, 工业发展的效益开始体现, 对国民经济的贡献会显著增强, 这时电力弹性系数将会下降。

预计未来几年, 罗定市用电量的增长速度与国民经济的增长速度大体保持平衡, 电力弹性系数在“十一五”期初、期中和期末分别取1.05、1.01和0.98。

综合上面三种方法对“十一五”期间用电量的预测, 以罗定市发展计划局提供的“十一五”国民经济发展为现价预测, 考虑了物价上涨等因素, 本次产值单耗法预测采取可比价, 可以看出, 上述三种方法预测结果较接近, 误差在允许波动范围内。由于产值单耗法和电力弹性系数法预测需要采用历史资料和经济预测数据, 考虑到历史资料欠缺不全, 同时对政府部门所提供的经济预测数据持保留意见, 而年增长率法则能较客观的结合国民经济和电力发展的趋势和水平, 所以本次规划采用年增长率法作为推荐方案, 并且给出了基本、高、低三个方案, 以提高预测的包容性。

2 供电电源规划

为了提高城市供电的可靠性, 以防止大面积停电, 城市的电力规划应实现多电源供电方式。一般应有两个向电网直接供电的电源, 即220kV、110kV变电站或地区发电厂。作为城市供电电源的变电站, 选址时应与当地供电部门和规划、建设等部门协商, 并请省、市一级的电力设计院进行勘测设计, 使规划的变电站无论在用地规模和今后在城市电网中所发挥的作用等方面都更加合理, 以免造成浪费。

如罗定市城区, 原本一直由110kV城西变电站供电城区单一电源供电, 经常会造成大面积停电事故, 10kV线路出现卡脖子现象, 造成电能质量不合格、电压降过大、线路末端电压低, 严重影响着城区工业的生产用电和群众生活用电。为了解决城区单一电源问题, 规划了110kV城东变电站两回10kV线路供城区, 同时规划110kV附城变电站四回10KV线路供城区。现在, 罗定市城区已经初步形成由110kV城西变电站、110kV城东变电站、110kV附城变电站等三个110kV变电站供电, 结束了城区由一个变电站供电的历史, 解决了部分重要单位的双侧电源问题。110kV城东站的城区Ⅰ线与城西的东环线联接, 城区Ⅱ线与城西站的西北线联接, 附泷线与城西站东区线联接, 进行有条件的环网分段供电, 将罗定市城区10kV供电网络提高了一个档次, 在有条件的情况下可以将罗城全城环网供电。由此可见, 城市在不断地发展是时代的大趋势, 只有积极做好供电电源设计和规划, 做到电力先行, 才能够满足城市用电增长的需求。

3 高压走廊的预留

城市电力规划中高压走廊的预留问题应在城市用地规划中得到足够的重视。如果在城市用电规划中没有给电力规划预留高压走廊, 则给今后规划的高压输电线路的架设带来很大的困难, 会增加投资回报的周期。因此, 城市电力规划应与城市总体规划紧密结合, 在城市电力规划中应明确标出高压走廊 (包括单塔、双塔、叁塔走廊) 的宽度, 并及时与当地供电、规划、建设部门协商, 把高压走廊的使用性质确定下来, 使其用地合法化, 为今后高压输电线路的顺利架设打下基础。

另外, 高压走廊的预留应注意以下几个问题。

(1) 220kV以上的高压线路应尽可能架设在城市外围, 并在地理上形成环网。

(2) 110kV架空线路一般也架设在城市外围, 对于一些设在城市负荷中心的110kV变电站, 其进出的110kV架空线路应尽可能沿城市的主要道路架设, 并应避开居民区、商业区等人口流动较密集的地方。

(3) 高压走廊的预留应注意避免对公用通讯设施的干扰。

4 结语

城市是电力系统的主要负荷中心, 城市电网运作是否良好取决于电网规划与建设是否科学, 是否经济合理。对于供电企业而言, 城市电力规划工作在供电企业的生存与发展中始终起着决定性的作用。只有通过对城市电力规划的不断探讨和研究, 才能给今后城市电力工业的规划带来更大的合理性和可用性, 对国民经济的发展起到积极的促进作用。

参考文献

城市电网负荷预测 第4篇

关键词：电网负荷；负荷预测；准确率

中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）23-0128-02

1 概述

负荷预测是从已知的电力系统运行状况、气象、经济和社会活动等影响因素出发，通过分析历史数据，探索负荷与影响因素之间的内在联系，对负荷做出预先的估计和推测，是保证电网安全稳定运行、合理编制电网运行方式，做好电网供需平衡的关键性工作，是电网规划、运营的一项基础性工作。地调负荷预测专责根据对历史数据的分析结果拟定出一条反映次日负荷变化趋势的96点（00∶15～24∶00，每15分钟一个点）负荷曲线，在编制负荷曲线时，综合考虑气象、社会重大事件、小火电出力等因素对电网负荷的影响，结合次日计划检修工作对负荷的影响进行负荷预测并上报省调。省调对各地调负荷预测的准确率进行统计并返回。地调结合准确率对负荷预测进行分析总结，并提出进一步的改进措施。

2 负荷特性分析

2.1 电网概况

运城电网位于山西电网南部末端，现有500千伏变电站2座，220千伏变电站16座，110千伏变电站56座，3兆瓦以上发电厂23座，总装机容量4123.6兆瓦，已经形成了北有500千伏稷山站、河津、华泽电厂，南有运城站、风陵渡、蒲光、关铝、永济电厂作为电源支撑，以220千伏双环网运行，110千伏和35千伏分区辐射的坚强供电网络。

2.2 用电负荷

负荷构成运城全市最大用电负荷于2013年7月已达到388.8万千瓦，逼近400万千瓦。其中，工业用电负荷240万千瓦，主要集中在电解铝、钢铁、化工等大工业负荷；居民生活及商业负荷60万千瓦；农灌负荷45万千瓦；空调负荷45万千瓦。其中工业负荷所占比重较大，峰谷差小，负荷相对平稳，波动不大。农灌负荷、空调负荷季节性较强，且受天气影响较大，因此需要密切关注农情及天气

情况。

3 影响电网负荷预测的主要因素

电网非平稳负荷变化较大；天气变化对负荷的影响；节假日负荷变化较大；系统发生故障对负荷的影响；负荷预测数据积累分析；科学合理的负荷预测管理方法。

4 提高负荷预测准确率的具体措施

4.1 熟练应用先进成熟的负荷预测技术支持软件

运城电网负荷预测系统为南瑞SCADA采集系统0PEN3000中的子模块。此系统自动积累历史数据，可选择历史并结合历史数据通过科学算法为电网调度提供未来24小时的负荷预测值，并可选照四天的历史实际负荷曲线在同一界面作为对比参考，为负荷预测管理工作提供了强大的技术支持。届时负荷预测专责结合相关气象信息及检修计划等对预测值进行微调，即可获得较准确的负荷预测值。

4.2 加强负荷特性分析

加强对电网及负荷情况的分析研究，密切关注电网发展规划和负荷增长方向，认真梳理负荷构成，对负荷进行分类管理，实时掌握负荷运行情况及构成比例，分析各类负荷运行特性，掌握全局负荷组成关系并找出规律，提高负荷预测准确率。

4.3 加大小电厂及大用户管理力度

并网运行的小电厂，必须签订调度协议及并网调度协议，服从统一调度，地调按发电机组设计能力，同时体现公平、公正、公开、经济、合理的原则以及电网运行的需要，统一安排并网电厂日发电曲线，要求小电厂严格按照曲线运行。小电厂停机、并机提前两天报送申请，停机、并机时间调度员严格按计划批准时间段执行。使负荷预测专责能充分考虑小电厂负荷波动对次日负荷预测的影响。

大工业用户装接容量大，电力负荷高，对负荷预测具有较大影响。大用户生产负荷波动超过1万千瓦，提前一天报送申请。为减少基本负荷波动对负荷预测数据的影响，运城供电公司电力调度控制中心明文通知各大电力用户，其因检修等原因致使负荷波动超过1万千瓦，必须提前一天报送负荷变动申请，报送申请内容包括：负荷波动数量、原因及时间段，经日计划专责批准后方可执行。对电解铝负荷因通槽需短时全停，我们还要求其报送负荷预测考核时间点负荷数量，精确到15分钟一个点报送具体负荷变动情况。

4.4 加强检修计划的严肃性

实行计划检修，对短期负荷预测具有重要意义。对每日计划检修工作，该中心加强检修计划执行的严肃性，对计划性工作，协调相关专业强化对工作时间的预见性，报送停电计划时对实际工作时间考虑得尽可能周全合理，并严格按照计划批准时间停电检修；对临时性检修且影响负荷较大的工作，在批准其工作时，调度员能充分考虑利用负荷预测数值与实际数值差值最小的时间段许可其工作（紧急停运者除外）。此外，还要协调有关部门加强对设备巡视，及时发现设备隐患，由生产部门进行集中安排检修，从而减少临修次数，避免临时性、重复性停电，从而提高供电可靠率及负荷预测准确率。

4.5 密切关注天气变化

由于运城用电负荷中农灌负荷、空调（取暖）负荷占到较大比重，此类负荷受天气变化影响明显，进而造成负荷预测准确率的较大波动。气象信息包括概况气象和分时气象，类型上包括分地市的天气类型、温度、湿度、降水、日照、风力、风向、气压、舒适度等信息。我们通过关注中央气象台、山西气象台、运城气象台的天气预报及周边地区的气象预报，综合分析气候变化，预测负荷趋势。在夏季气象预报次日有气候突变（即降雨等）信息时，根据运城气候特点，在负荷预测时，折中进行预测，仅考虑部分浇灌负荷及部分空调负荷的下降。并建立与不同季节典型天气（如晴天、雨天等）与负荷变化相关联的档案资料，加以分析，以供查询，从而掌握规律，提高负荷预测准确率。

4.6 重视历史数据的积累、维护与分析

重视历史数据的积累、维护与分析，尤其是节假日和特殊天气时数据的积累，对元旦、“五一”、“十一”、中秋节、春节等节日及特殊天气的数据进行认真记录、维护和分析，建立相应数据库，遇到这些负荷变化较大的日子，负荷预测工作有据可查，有效保证预测准确率的提高，定期进行分析。

4.7 加强对负荷预测的管理

高度重视负荷预测工作，设立负荷预测专责。利用每周五调度专业召开安全生产例会时间，定期召开负荷预测分析会，分析本周负荷预测中存在的问题及成功经验。加强负荷预测专责与调度员的交流，调度员在值班期间发现有大的负荷波动、变动时要及时告知负荷预测专责，详细掌握电网可能出现的异常情况并针对电网异常适当对预测作出调整，每日24时之前，根据负荷变化趋势与负荷预测专责协调进行最后的修改，尽力提高每日负荷预测的准确性。

5 结语

运城地区负荷预测虽连续三年在山西省负荷预测准确率考核中名列第一，但也存在着一定的问题，如在预测过程中依赖人工经验因素较多，天气预报信息暂时未能自动进入应用软件、对临时性检修无能为力等，该中心将在不断总结经验的基础上，加大负荷预测管理力度，加强负荷预测特别是温度等因素与负荷关系的量化研究，进一步提高负荷预测的科学性、准确率。负荷预测在未来电力市场改革中将发挥巨大的作用，它是负荷、电量实时交换的依据，不断地完善预测方法，提高预测精度，认真细致地做好负荷预测工作势在必行。

浅谈县级电网负荷预测 第5篇

随着地区经济快速发展, 全社会用电量和用电负荷都上了一个大台阶, 为满足电网发展需求, 需要进行电网规划。研究电网供区情况, 准确进行电力系统负荷预测, 是进行电源规划和电力电量平衡分析的前提, 是安排电网建设规划的依据。本文阐述县级电网负荷预测的三类常规方法, 并以沿海某县级市F市电网为例, 进行负荷预测。

1 负荷预测的方法

1.1 弹性系数法

电力弹性系数法是应用一个普适弹性系数, 总体测算未来几年负荷增长趋势的预测方法。电力弹性系数kt是指用电量的年平均增长率kzch与国内生产总值年平均增长率kgzch的比值。电力弹性系数是一个宏观指标, 可用作规划总量的负荷预测。采用这个方法首先要掌握今后国内生产总值的年平均增长速度, 然后根据过去各阶段的电力弹性系数值, 分析其变化趋势, 选用适当的电力弹性系数。有了弹性系数及国内生产总值的年平均增长率, 就可以计算规划年份所需用的电量, 公式如下:

式中, An为预测期末的需用电量;A0为预测期初的需用电量;kt为电力弹性系数;kgzch为国内生产总产值的年平均增长率;n为计算期的年数。

1.2 全局负荷预测法

根据负荷性质, 将全区配电网的总负荷分为一般负荷和点负荷两类, 分别进行电量预测和最大负荷预测;对一般负荷采用自然增长法进行预测, 由此得到一般负荷的电量及最大负荷预测的结果;对点负荷用电量的预测, 根据立项报告统计得到, 同时考虑用户扩大生产规模和开展节能措施以及市场等因素, 调整各年电量预测值, 最后得到全区总的预测电量和最大负荷。

1.2.1 点负荷预测方法

由于大用户电量、负荷增长相对于县级配电网来讲是阶跃式的变化, 针对该类负荷特点, 应采用立项统计方法并按照政府市场指导考虑用户扩大生产规模和开展节能措施以及市场等因素, 调整各年电量预测值, 最后得到全区大用户总的预测电量和最大负荷值。

1.2.2 一般负荷预测方法

根据自然增长负荷发展规律, 该类负荷在逐年发展过程中平稳增长, 符合曲线发展趋势。对于该类负荷, 可采用3种预测方法对其进行预测, 分别为:

(1) 二次函数曲线预测法。采用二次函数模型y=ax2+bx+c, 借助历史年自然增长负荷发展趋势对模型参数进行拟合估计, 并按照拟合模型对规划年电量、负荷进行外推预测。

(2) 自然增长预测方法。根据自然增长负荷发展规律, 该类负荷在逐年增长中基本保持相似发展趋势, 因此根据历史年增长率情况, 并结合规划年经济形势, 确定合适的负荷增长率, 按照该增长率对规划年负荷进行自然增长预测。

(3) S型曲线预测方法。S曲线法是一种特殊曲线趋势外推方法, 相应模型为。该方法将负荷增长看作一个生长模型, 其初始阶段发展较慢, 中期增长较快, 当负荷达到一定水平后其增长余地将受到限制, 即进入饱和的成熟阶段, 整个过程呈“S”形发展。

1.3 分区负荷预测法

分区预测负荷的目的, 是在进行网络规划时能使电网结构更为合理, 便于确定电网在不同时期的改造和发展规划。

分区可按照土地用途功能、负荷性质、行政区划、地理自然条件 (如:山、河流等) 或变电站的供电范围划分等原则进行。根据实际情况, 本次规划选择按变电站的供电范围分区原则, 既方便历史负荷的收集和规划期负荷预测, 又有利于选择新增变电站的布点。

分区负荷预测的方法:根据负荷性质, 将各分区配电网的总负荷分为一般负荷 (通常视为均匀分布负荷) 和点负荷 (即大用户) 两类, 分别进行电量预测和最大负荷预测;对于一般负荷和点负荷的电量和最大负荷预测方法与上面提到的相同, 得到各分区电量和最大负荷的预测值;各分区负荷综合后可得到总负荷预测结果。

2 运用弹性系数法

2003年至2010年F市国民生产总值GDP年均增长率为12.6%, 用电量年均增长率为13.22%, 电力弹性系数为1.05, 大于1。从历史数据看, 由于历史用电基数较大, 20032010年的电量弹性系数基本与国民经济基本相吻合, 符合未来用电负荷发展的趋势。

综合考虑发展情况, 规划期电力弹性维持原来的基础不变, 取值系数为1, 根据F市节能减排调控政策及经济形势预测, 得出20102015年国民生产总值GDP年均增长率为11.56%, 计算出规划年用电量年均增长率为11.56%, 参考历年来F市电网最大负荷利用小时数, 预测20112015年的电量和负荷, 结果如表1所示。

3 运用全局负荷预测法

3.1 大用户电量预测

3.1.1 现状大用户电量情况

20032009年F市电网大用户电量情况如表2所示。

单位:万kWh

3.1.2 大用户电量预测

由于大用户的电量受国家政策、地方政策、国家宏观调控、地方招商引资办法及市场的影响很大, 因此采用常规的时间序列、回归分析等数学模型很难对大用户的电量进行准确预测。鉴于影响大用户电量的偶然因素很多, 本次采用根据客户的报装情况对大用户的电量进行预测。F市大用户电量预测结果结果如表3所示。

单位:万kWh

3.2 除大用户外电量预测

3.2.1 历史年除大用户外电量分析

F市电网历史年除大用户外电量情况如表4所示。

单位:亿kWh

由上表可以看出, 20032009年中除2007年、2008年金融危机影响外, F市电网除大用户电量之外总体保持了稳定高速的增长, 由22.72亿k Wh增长到43.74亿k Wh, 年均增长率为11.54%, 且逐年呈现加速增长趋势。

3.2.2 除大用户外电量预测

根据F市历史年除大用户外电量发展情况, 运用多种模型对F市电网除大用户外电量进行预测, 预测结果如表5所示。

单位:亿k Wh

由上表可知, F市电网2015年除大用户外电量预测结果处于62.78亿k Wh到75.54亿k Wh之间。

3.3 总电量预测结果

在预测得到F市电网大用户电量和除大用户外电量后, 可汇总得到F市电网总电量预测结果如表6所示。

单位:亿k Wh

采用中方案作为推荐方案, 至2015年, F市电网总用电量将达到85亿k Wh, 年均增长率为9.4%。

3.4 总负荷预测

总负荷预测在进行目标年的电量预测结果基础上, 参照历史期各年最大负荷利用小时数据, 根据F市城乡总体规划、国民经济和社会发展规划, 产业结构变化, 负荷结构变化情况, 相应调整规划期各年最大负荷利用小时数, 求得规划期最大负荷的预测值。F市电网20102015年总负荷预测结果如表7所示。

单位:MW

采用中方案作为推荐方案:至2015年, F市电网总负荷为1 500 MW, 年均增长率为9.62%。

4 运用分区负荷预测法

根据各分区自然增长负荷历史数据进行预测, 加上各分区大用户负荷, 预测得到各分区规划年总负荷, 结果如表8所示。

5 结语

负荷预测是一项复杂的系统工作, 涉及各方面的因素较多, 预测的方法也较多。对于县市负荷预测要结合当地实际情况来选择合适的方法, 并采用几种方法来相互校核, 通过综合分析推荐一个负荷水平。为了更好地适应发展的需要, 可拟定高、中、低三个负荷水平方案, 其中中方案为推荐方案, 高、低方案用以校验电网的适应性。

摘要：通过对现行电力规划常用负荷预测方法的研究, 收集F市电网负荷数据为分析对象, 运用弹性系数法、全局负荷预测法、分区负荷预测法进行负荷预测。

关键词：负荷预测,弹性系数法,全局负荷,分区负荷

参考文献

[1]左新南, 龚里.县级电网规划负荷预测方法的探讨[J].红水河, 2006 (2)

电网规划负荷预测方法的研究 第6篇

1 电网规划负荷预测概述

电网规划中的负荷预测专业知识强, 涵盖的内容广泛, 因此, 在探讨负荷预测方法之前, 非常有必要对电网规划负荷预测的基础知识进行详细的阐述, 从而为负荷预测的顺利进行奠定坚实的基础。

1.1 电网规划中的负荷

电网规划中的负荷涉及规划期内, 电网系统年最大负荷、年用电量、年发电量等内容, 熟悉电网规划中负荷的特性, 对负荷的准确预测具有重要意义。

1.1.1 负荷种类类型

电网规划中按照不同的方法可将负荷划分较多种类, 因此为了确保负荷预测的准确性, 应对不同类型的负荷属性进行探讨。

(1) 按照物理性能划分:根据物理性能可将负荷划分为无功与有功两种类型, 其中无功负荷主要有电路中储能元件产生, 例如, 如果电路由晶闸管控制, 则触发器会引起电流畸变, 进而在整流与逆变过程中形成无功功率。有功负荷指通过电网中的用电器, 将电能转化为其他能量。因此, 电网规划中不但需要考虑有功负荷消耗电能的平衡问题, 而且还需对无功问题进行详细的探讨。

(2) 按电能中断损失划分:电网突然中止供电会造成一定的损失, 依据这点国家将负荷分为三、二、一级负荷, 其中对一级负荷而言一旦供电中断造成的损失最为严重, 例如, 突然中断供电导致企业重要生产设备遭到不可修复的破坏, 或造成严重的人身伤亡事故等。二级负荷造成的损失较一级负荷较小, 但往往会给人们的正常生活带来影响。除此之外的负荷均属于三级负荷的范畴, 对这级符合而言突然中断供电造成的损失较小。由此可知, 规划电网时应采取双电源方式给一、二级负荷供电。

(3) 按电能使用流程划分:按照电能的使用流程可将负荷划分为发电、供电、用电三种负荷, 其中发电负荷指位于同个发电系统的不同发电厂在同一时间发电的合计值, 如果从发电负荷中除去发电厂所用电能, 剩余部分为供电负荷, 将变压器、供电线路中的电能损失量从供电负荷中除去就是用电负荷。

(4) 按用电特性划分:按照用电特性可将负荷分为一般和特殊两类, 其中一般负荷指不会影响电力系统正常工作的负荷, 而特殊负荷通常会给电力系统带来不利影响, 例如, 电气化铁道负荷会使用电系统出现谐波和负序等现象, 因此在电网规划时应着重考虑该种负荷。

(5) 按不同行业划分:按照不同行业可将负荷分为很多类型, 例如, 工业负荷、交通运输业负荷、建筑业负荷等, 不同行业负荷有着自身的特点, 电网规划时通常分析不同行业负荷的共性, 在此基础上计算负荷的总量。

(6) 按用电层次划分:根据负荷所处的用电层次可将其划分为全网负荷、分区负荷、变电所负荷等, 其中全网负荷能够平衡电力, 决定系统中装机容量的大小, 而分区负荷决定着不同地区的功率交换, 变电所负荷则决定着按照变压器的数目与容量。

电网规划时应注意不同分区与变电站承载的最大负荷量, 并不是所有用户最大负荷量的总值, 而应将负荷的总值与同时率K相乘, 因为实际用电过程中用户负荷在同一时间达到最大的可能性较小。因此, 电网规划中应进行充分的调查并结合历史资料, 全面把握用户的用电特点, 进而提高负荷预测的准确性。

1.1.2 负荷曲线与特性指标

实际环境中负荷会因时刻的不同而改变, 因此, 为了便于研究负荷变化规律, 通常使用负荷曲线描述负荷不同时刻的状态。根据负荷曲线能够为用电管理提供有价值的参考, 另外, 电网规划中也常将负载曲线作为重要参考内容。

负荷曲线的种类:根据不同的划分标准负荷曲线分为很多类型, 例如, 按照负荷持续时间的差异, 可将负荷分为年负荷、月负荷、日负荷、周负荷曲线等, 根据统计的范围可将负荷划分为电力系统、发电厂、变电站负荷曲线等。

负荷曲线性能指标:负荷曲线性能指标是对负荷变化规律的总结, 能够定量描述负荷的相关指标, 从而为准确的掌握负荷提供可靠的理论性参考。概括而言负荷曲线的性能指标如下表1所示:

负荷曲线性能指标中负荷率f与最小负荷率a的数值越大, 负荷曲线的变化较为平缓, 说明实际负荷波动较小, 这两个参数满足关系式a

1.2 负荷预测原理

电力负荷预测建立在对电力负荷规律充分把握的基础上, 从而对负荷未来的变化情况进行准确的判断。负荷电力负荷预测依据的原理主要包含以下内容:

1.2.1 可知性原理

通过研究电力负荷的变化规律, 并对影响负荷的各项因素进行综合的分析判断, 人们不但能够清楚的认识负荷的过去和现在, 甚至还能预测负荷的未来发展趋势。

1.2.2 可能性原理

内因和外因共同决定着事物的发展变化, 电力负荷也不例外。由于内因与外因对电力负荷作用的大小有差别, 使负荷的变化存在很多可能性, 因此, 预测电力负荷时通常根据其变化规律, 充分预测负荷变化的多种可能。

1.2.3 连续性原理

连续性原理为事物发展规律的研究提供了参考依据, 即事物发展过程中某些特性存在着连续性, 正是这些特性的连续使人们对事物的过去、现在和将来的研究成为可能。由此可知, 对电力负荷的预测很大程度上基于这一原理。

1.2.4 相似性原理

事物的发展过程, 通常能够找到发展与之相似的已知事物, 通过对已知事物的发展变化规律进行研究, 人们能够对未知事物的发展变化进行预测。例如人们研究某种事物发展规律时, 经常使用历史类比法或类推法, 这一思想正是相似性原理的体现。

1.2.5 反馈性原理

所谓反馈指为了使预测的结果更加符合真实情况, 根据输出的结果不断调整输入条件, 进而不断缩小预测与真实情况的差距, 逐步提升预测结果的准确性。反馈原理实际是将预测结果放入到实际环境中进行检验, 并不断的进行调整和修改, 以达到提高预测质量的目的。

1.2.6 系统性原理

预测对象未来的发展变化不但受外界其他系统的影响, 而且还受到自身组成因素的影响, 而系统性原理是将预测对象看做一个整体, 强调对预测对象的整体预测, 只有保证整个系统达到最佳状态, 才算高质量的预测。

总之, 上述阐述的原理是电网规划负荷预测的重要依据, 并在此基础上建立预测模型, 用于指导实际的电网规划工作。

1.3 负荷预测流程

电力负荷预测涉及的内容较多, 是系统性很强的工程, 因此, 只有明确负荷预测的工作流程, 才能保证其有条不紊的进行, 下面对负荷预测的流程进行详细的介绍。

1.3.1 明确负荷预测目标

根据电力系统实际需要, 确定明确的负荷预测目标, 进而制定详细的负荷预测工作计划, 为电力负荷预测工作的开展提供依据。为此制定负荷预测计划时应注重把握预测方法、预测思路以及多需材料等方面的内容。另外, 需要注意不同地区的电力负荷存在较大差异, 因此电网负荷预测时预测目标和计划应有多不同, 只有这样才会使负荷预测接近实际情况。

1.3.2 收集并处理相关材料

准确的电网规划负荷预测应充分分析相关材料的各种现实信息, 为此, 电力负荷预测应做好材料的收集工作。根据大量的实践经验, 电力负荷预测需要收集的材料包含以下内容:

首先, 收集电网规划地区有关居民收入、产值、能源、人口等方面信息, 另外, 还应掌握该地区的未来发展规划和布局改造信息;同时还应掌握该地区往年历史用电量、高峰用电量以及各供电机构记载的负荷信息等。另外, 应注重用电量较大的用户, 了解其合同电力需求量, 掌握其负荷和用电消耗等信息。总之, 电力负荷预测应尽可能多的搜集各种用电材料, 掌握供电地区的各种用电信息;其次, 收集相关信息后应及时进行整理, 检查材料信息是否完整、准确。如发现信息不完整, 应根据相邻信息推算出所缺内容。对于无法判断信息准确性的材料, 应分析错误产生的原因并根据相关资料进行修正。另外, 还应适时调整时间数列中无可比性的信息, 结合实际情况选取某段时间的材料信息;最后, 将材料信息补充完整后, 对材料信息进行初步分析, 绘出相关信息的散点图和折线图, 尤其应对图形中的异常位置进行研究, 掌握异常出现的原因并及时改正, 同时分析数据性质, 并理清不同数据之间的关系, 为建立预测模型打下坚实的基础。

1.3.3 预测模型的建立

预测模型即利用一定的数学公式, 定量分析材料信息变化规律, 从而进一步提高电力负荷预测的准确性。实际的电网规划中收集的材料类型较多, 信息五花八门, 因此为了使研究更好的接近实际情况, 应根据材料信息类型和特点建立合适的预测模型。总之, 建立合适的电力负荷预测模型是负荷预测工作的关键环节, 会给预测结果造成重要影响, 因此电网规划过程中应引起足够的重视。

1.3.4 分析预测结果编写说明

建立合适的负荷预测数学模型后, 通过一系列复杂的计算得出电力负荷的预测值, 同时推断供电区域内未来负荷发展变化情况, 充分分析影响负荷变化的各种因素, 经过反复的对比、推理和判断, 调整和修整预测值, 确定电力负荷预测的最终值。

得出电力负荷预测的最终值后应编写详细的预测说明, 方便电网规划工作的顺利开展。编写预测说明时应注意, 由于预测结果是对各项数据综合分析后得出的, 因此编写说明时应尽量还原预测条件和相关因素, 并附带相关资料, 同时还应详细的阐述数学模型和预测结果, 必要时列出相关图表和流程图, 从而让使用者在最短的时间内熟悉电力负荷预测情况。

1.4 负荷预测内容

电网规划时根据预测对象涵盖范围可将负荷预测分为负荷分布、分区负荷、总量负荷预测, 其中总量负荷预测站在整体角度对供电区域内现在和未来所需电力总量与负荷进行预测, 反映的是供电区域内负荷与用电量的整体情况。

而分区负荷预测是按照变电站、用电特点以及行政区域对整个供电区域进一步划分后进行的预测, 是电网规划和负荷平衡的重要环节, 影响着电网规划的合理性与经济性。

传统的分区负荷预测是将供电区域内总体预测结果, 按照一定的比例分配到各个分区中, 但是这种分配方法容易受到人为因素的干扰, 不能准确体现各个分区实际负荷预测结果。因此, 为了使分区负荷预测之和接近供电区域总量负荷预测, 应利用不同分区的仿真结果分析得出分配因子, 按照不同分区的分配因子进行分区负荷预测。另外, 如果对系统的年最大负荷进行分配应特别注意同时率。

之前电网规划中很少进行负荷分布预测, 而是凭借经验规划电网, 结果往往出现总体容载较高, 而局部电网则出现超载或轻载现象, 因此为了避免上述状况的发生, 非常有必要对负荷分布进行预测。负荷分布预测是按照地理区域分布而进行的预测, 又称空间负荷预测, 不但需要对负荷的未来变化进行预测, 而且还需要考虑负荷变化的地理位置信息。负荷分布预测通常按照不同性质或街块将供电区域划分成不同部分, 并获得不同部分的负荷预测值, 只有这样才能满足电网规划的实际要求。

负荷分布预测方法包括负荷密度法、用电仿真法、趋势法等, 其中用地仿真法通过建立用地仿真模型对用电小区负荷未来发展情况进行模拟, 进而实现系统负荷预测结果的合理分配。该种方法建立在理论知识较为完善的系统总量预测基础之上, 且预测的准确性比较高, 因此用地仿真法能够达到较好的预测效果, 尤其对电力负荷的长期预测中优点更为明显。

1.5 负荷预测误差分析

电力负荷进行预测时难免会出现误差, 通过分析误差产生的原因, 进而采取有效措施加以避免, 使负荷预测值更加接近实际值。根据之前负荷预测实践可知, 引起误差出现的原因主要有以下几点:

首先, 利用某种预测模型时主要考虑对负荷影响的主要因素, 忽略一些次要因素, 实际情况中这些次要因素是真实存在的, 因此利用预测模型对负荷进行的预测仍与真实值存在差距;其次, 电力负荷处在不断的变化之中, 因此选择相对较优的预测模型并不简单, 倘若选择不合理, 会导致误差出现;最后, 有些预测模型本身就存在缺陷, 这也容易引起误差的产生。

2 预测模型分析

在科技发展推动下, 电力负荷预测技术发展迅速, 负荷预测模型层出不穷。目前, 负荷预测模型分为单一和组合两种类型, 下面逐一进行分析。

2.1 单一模型

目前单一模型种类的划分并未统一, 相关文献将其分为空间静态和时间动态两种类型, 本文重点对这两种类型进行详细的探讨。

2.1.1 空间静态类介绍

该种预测方法建立在对决定预测对象某种因素充分分析的基础之上, 归纳出参考方程, 并通过测定未来某段时间段该种因素的状态, 计算得出负荷的预测值。空间静态类预测包含多种方法, 具体有以下几种:

用电单耗法:

用电单耗法指生产过程中, 根据用电单耗和产品数量计算出用电量。该方法在部分农业和工业生产活动中比较常用, 尤其适合运用在工业用电近、中期的电网规划中, 是电力负荷预测的重要方法。

针对某个供电区域将工业生产按照不同的行业进行划分, 统计出某个行业主要产品的单位耗电量Q和产品的总量G, 利用公式就能得到n种工业产品的总耗电量A。

实际生产过程中, 科技水平不断提高, 工业生产企业不断优化自身产业结构, 单位产品耗电量会所有减少, 假设产品单位耗电量的递减率为C, 则第m年的预测用电量Am可通过公式Am=GmQ0 (C+1) n计算得出, 其中Gm表示第m年某产业的产值, Q0某产值计算基准年的产值单耗。

利用单耗法进行负荷预测时需要进行大量的统计工作, 比较适合近期的负荷预测, 但是实际生产过程中准确统计不同产品的用电单耗难度较大。

电力弹性系数法:

电力弹性系数法是电网规划常用的负荷预测方法, 该种方法计算比较方便, 适合供电区域的长期负荷预测, 不过负荷预测精度有待提高。

电力系数kdt可用公式kdt=kzcl/kgzcl计算得出, 其中kzcl表示用电量平均增长率, kgzcl表示国内生产总值年平均增长率。按照正常情况需电量和国内生产总值增长正常, 其计算公式为其中An、Gn表示第n年末需电量和国内生产总值, A0、G0表示基准年需电量与国内生产总值。因此, 根据公式Am=A0 (kdtkgzcl+1) m即可求得第m年的预测用电量。

人均电量指标换算法:

选择和电网规划区域用电结构、经济发展和人文地理等方面类似的区域做对比, 进而估测出电网规划区域内人均用电量值, 并参考人员预测相关信息根据公式Am=gmKm计算得出该区域内用电量的预测值, 其中Am表示第m年的预测需电量, gm表示第m年的人均电量指标, Km表示第m年的预测人口。

最大负荷利用小时法:

该方法主要用于预测电网规划区域内最大负荷值, 即在特定的时间段内参考该年规划用电量值, 根据公式Pn.max=An/Tmax就能计算出电网规划区域内最大负荷值, 其中Pn.max表示年最大负荷值, An表示年需用电量, Tmax表示年最大负荷利用小时数。

不同电力系统中最大和最小负荷利用时间, 可通过分析历年用电信息以及当前的用电结构得出, 目前来看随着第三产业的蓬勃发展, Tmax数值逐渐减少。

负荷密度指标模型:

电网规划时不但需要对负荷总量进行预测, 还需充分了解负荷的分布情况, 从而使变电所建在负荷的中心位置。另外, 由于不同区域负荷密度以及变电所等级要求不同, 负荷划分区域也有所差异。

使用负荷密度指标模型时, 主要运用网格法和单位用地电量预测两种方法进行区域的划分, 其中网格法是将电网规划区域分成面积不同的网格, 通常为了减少建模的劳动强度, 使用一条代表性曲线表示同一网格。而单位用地电量预测主要根据不同行业、不同单位的占地面积预测负荷, 利用该种方法尤其应准确把握每户用电量和未来用电器的发展状况。

使用单位用地的电量预测方法进行负荷预测时, 首先应对某个时期不同功能区的建筑面积以及用电密度状况进行准确的预测, 在此基础上将两者相乘后求和便可得出负荷预测值。针对用电量较大的单位应单独计算其用电量, 最后将获得的负荷预测值汇总, 便可得出电网规划区域内总的负荷预测值。负荷密度预测公式为P=Kp∑QiAi, 公式中的Kp表示负荷的同时率, Qi表示第i类用地单位单位面积负荷指标。该种预测方法对长远负荷预测具有较高的参考价值, 但是不适合对近期负荷的预测。

2.1.2 时间动态类介绍

时间动态类负荷预测不分析负荷变量结构与影响因素, 只是从测量的历史数据中推测未来负荷预测值。时间动态类负荷预测方法有很多, 下面对中长期负荷预测模型进行详细的探讨。

趋势外推模型:

电网供电时负荷变化比较明显, 且受到其他因素的影响这种变化存在着不确定性, 为了研究负荷变化规律, 通常采用描散点图的方法描述其变化。当利用该方法确定负荷变化类型, 就能较准确的判断负荷未来发展趋势, 这就是所说的趋势外推模型, 其主要包括水平趋势预测、线性趋势预测、多项式预测、季节型趋势预测、增长趋势预测技术。

(1) 水平趋势预测技术

该种技术包括平均法和一次滑动平均法, 其中平均法指为了预测n期的数据, 通常取n期之前的全部数据计算出平均值, 当做n期数据。而一次性滑动平均法指赋予近期数据较大权重, 远期数据较小权重, 在突出近期数据重要性的基础上, 计算数据平均值作为预测数据。

(2) 线性趋势预测技术

该种预测技术包含二阶自适应、二次指数平滑、二次滑动平均法等, 这些方法均是在参考历史数据基础上, 得出预测数值。例如二次滑动平均法指进行两次滑动平均, 计算公式为xt+1=btl+at (l=1、2、3..) 线性趋势预测技术拟合的直线不是以整个时间段为基础, 而是在每个t时刻基础上根据公式推算出t+1时刻的预测值, 因此T时刻之前的预测值在同一条直线上的概率较小, 只要满足t>T条件时, 其预测值才落在同一条直线上。

(3) 多项式预测技术

根据函数逼近理论可知, 如果函数的光滑程度足够大, 则可利用多项式函数逼近, 进而获得预测模型。例如累计预测法就是较为典型的例子, 其实累计过程就是平滑数据的过程, 该方法能够很容易得到相关系数, 减少计算复杂度。

(4) 季节型趋势预测技术

统计负荷变化数据发现负荷变化呈现一定的增长且具有一定的周期性。由于受到不同季节温度的影响, 季节性周期变化较为明显, 故称负荷的这种变化趋势为季节型趋势, 因此可以用线性增长趋势和季节型趋势之积预测电力负荷。

运用季节型趋势预测技术时应先检验其季节的存在性, 即分析用户每天、每周等不同时段的用电量, 如用电波动比较相近则了认为其存在季节性。同时还可进行简单的计算判断季节型变化趋势是否呈现线性趋势。假设用电数据同时满足季节型变化和线性变化趋势, 且能够运用乘积模型进行计算, 如果计算先确定线性趋势后确定季节指数, 则为先定线性趋势预测技术, 反之, 则为先定季节型指数预测技术。

(5) 增长趋势预测技术

通常情况下用电量会根据某种因素呈现增长, 其曲线走势一般经过缓慢增长、快速增长、趋于平稳三个阶段, 由于曲线外形呈现“S”形, 因此被称为S曲线, 通过对S曲线进行深刻的研究, 能够总结出电力负荷变化规律。

回归分析模型:

回归分析模型主要通过分析数据找出自变量与因变量之间的关系, 并确定其回归方程式。另外, 根据自变量与因变量间的关系可将回归方程类型分为线性和非线性分析两种类型, 不过不管何种分析方法均需要求得方程中的未知参数, 求得未知参数比较常用的方法为小二乘法。对于一些回归方程可以通过转换等方法, 将其转为线性回归问题, 进而求得方程中的未知参数, 而对于无法转化为线性回归的函数, 则可利用非线性估算或三段和值法求得未知参数。如表2列出了常用的回归分析模型。

2.2 组合模型

2.2.1 组合模型原理

所谓组合模型即根据实际情况, 赋予不同预测方法一定的权重, 并经过计算得出综合的预测值。经过大量的实践证明综合模型较单一模型预测, 预测结果不但稳定而且更加精准, 因此引起了相关人士的广泛关注。该模型的数学描述为:假设对某一对象数值进行预测时, 测得某个时段的实际值为Y (t) (t=1, 2, 3, .., n) , 而预测该问题可运用m种方法实现, 其中利用第i种方法预测t时段数值为yi (t) , 此时预测误差为en=Y (t) -yi (t) , 公式中i、t=1, 2, 3..。则综合预测模型可用下面公式表示:

其中wi (i=1, 2, 3, .., n) 表示赋予第i种方法的权重。

电网规划过程中负荷预测时间周期长, 导致负荷变化的因素较多, 这就增加了定量描述负荷的难度, 单一模型虽然能够对负荷进行预测但是存在一定的局限性, 而综合模型刚好弥补了单一模型预测过程中的缺陷, 提高了电力负荷预测的准确度。

2.2.2 常见组合预测方法

采用组合模型预测数据的重点在于算出不同预测方法的权系数, 目前计算权系数的方法很多, 下面介绍常见的几种方法。

等权平均组合预测法:该方法是组合模型中常用的预测方法, 假设fi (i=1, 2, .., m) 表示第i个预测, 模型的预测值, 则运用该方法计算组合预测值fc的公式为:

使用等权平均组合预测法时并不需要关心单一模型预测值的精度和误差如何, 尤其在预测精度无法把握的情况下, 该种方法无疑是最佳的选择。

模型群优选预测法:优先组合预测有两种不同的解释, 其一, 利用多种方法求得预测值, 然后赋予合适的权重, 加权平均后获得最终的预测方法。其二, 通过对比分析不同的预测方法, 选择最优的预测方法进行预测。模型群优选预测法, 就是利用第二种思路进行的预测。

预测负荷时, 首先选择负荷预测要求的m个预测模型, 然后利用这m个模型分别进行预测, 接着从相对误差、拟合度、标准离差等方面评定m个预测结果的优劣, 选择其中最优的预测模型对电力负荷进行预测。

假设电力负荷预测时有f1, f2, f3, .., fm共m个模型可以使用, 这些模型的标准离差分别为s1, s2, ..sm, 对预测结果评定后发现模型f的为最优模型, 则对电力负荷进行预测的公式为y={f|min (si) |} (i=1, 2, .., m) , 采用该种方法能够避免遗漏最佳的预测模型, 且具有较好的适应能力。

递归等权组合预测法:对电力负荷进行预测时, 使用最优组合预测方法计算加权系数可能出现大于1或负数的现象, 此时可考虑使用递归等权组合预测方法, 该方法由简单平均法演化而来。经大量实践证明, 使用该种方法的误差平方和不会超过参与组合任一模型的平方和。

假设对电力负荷进行预测时可采用m种方法, 第一轮平均时记为

则简单平均法表示如下:

上式中fmt (1) (i=1, 2, .., m) 表示在t时刻利用第i种预测方法得出的模型值, 而fmt (1) 表示利用简单平均法计算出的t时刻的预测值。

假设第i种预测模型的误差平方和在m中预测方法中是最大的, 则将使用fct (1) 将该种预测模型的预测值替换掉, 则获得的第二轮平均所需的m种方法的预测值满足下列关系式:

接着对这m种方法进行简单平均, 不断的循环假设经过k轮平均, 则得出其组合模型为:

在迭代过程并不是无休止的进行下去, 当发现fc (k) 的误差平方和变化不大或达到了要求的范围即可停止迭代。

3 结束语

本文对电力负荷的相关知识进行了系统的介绍, 并阐述了电网规划过程中负荷预测的单一和组合模型, 为电网负荷的预测提供较好的思路。不过随着社会的不断发展, 负荷预测受到的干扰因素随之增加, 因此为了提升负荷预测的准确性, 还应加强负荷影响因素的研究, 尽量定量评定其对负荷影响程度, 同时还应不断总结负荷预测经验, 优化预测思路和方法, 争取进一步提高负荷预测精度, 为电网的合理性规划提供强有力的理论支持。

参考文献

[1]陈国栋, 姚建刚, 钱卫华, 龙立波.基于误差预测修正的负荷预测研究[J].现代电力.2007 (03) .

[2]陈存, 郭伟, 范建中.基于改进的预测有效度的中长期负荷组合预测[J].继电器.2007 (04) .

[3]李玉梅.组合预测方法在中长期电力负荷预测中的应用[D].四川大学2006.

[4]李小燕.配电网中长期负荷预测模型的研究[D].合肥工业大学2005.

[5]伊瑞.电力负荷预测中的数学方法及应用研究[D].中南大学2006.

地区电网负荷预测分析及解决措施 第7篇

1 咸宁地区的电力负荷特性分析

1.1 咸宁地区的电力负荷特性

咸宁地区是典型的小负荷大波动地区, 其特征为具有相当比重冲击负载及负荷用电量较小的地市级地区, 与省、市等大地区负荷相比, 咸宁地区负荷呈现出独有的特征: (1) 基负荷较小。武汉与咸宁2个地区的日负荷大小相差9倍以上, 这给预测精度的提高增加了难度。因为, 如果在2个地区预测负荷与实际负荷的绝对误差一定的情况下, 基负荷越小, 相对误差越大。所以要达到相同的预测精度, 必须降低咸宁地区的负荷预测绝对误差, 这样势必会增加预测的难度。 (2) 波动性大。波动大的原因主要为相当大比例的电石厂、电铁、硅钢厂等冲击负载的存在, 咸宁地区的冲击负载占总负荷的30%左右。这使得咸宁地区的负荷曲线呈现不平稳状态, 相邻2点负荷变化率最大可达到20%左右, 而襄樊地区负荷变化率一般不超过5%。 (3) 咸宁地区的负荷日周期性不明显。大地市级地区的负荷呈现明显的日周期性, 这无疑证明了咸宁地区的负荷预测具有很大难度。 (4) 相当比例的小水电对负荷预测影响很大。小水电由于其数量众多、单机容量偏小、分散面广等客观原因, 一般未将其纳入统一调度范围。由此导致的结果是:电网调度部门只是关心网供负荷的数据, 虽然对其统一安排调度机组的发电计划至关重要, 可真正具有规律性的是全社会用电负荷, 它与温度因素等密切相关;同时, 地方小水电没有水就不发电, 绝大部分小水电未安装专门的远方计量装置就直接上网, 这种情况对网供负荷影响很大。主要存在以下几方面的问题:调度缺乏调节手段, 咸宁市所辖范围内装机容量较大的水电厂由湖北省电力公司调度中心调度, 其它均属县 (市) 调度;小水电无序发电对电网负荷冲击影响较大, 造成雨天负荷预测困难。 (5) 夏季天气突变情况对负荷的影响很大。温度的骤然下降使得负荷迅速减少。

1.2 咸宁电网负荷预测的特点

由以上的负荷特性分析, 可以得出咸宁电网负荷预测方面的特点如附表所示。

2 咸宁电网短期负荷预测系统结构

咸宁电网自动运行的短期负荷预测系统集成了咸宁电网SCADA、EMS、MIS系统、咸宁气象台气象预报系统、湖北省公司计划上报系统, 依照闭环运行流程自主完成负荷预测, 是一套可以脱离人工值守的闭环运行的短期负荷预测系统。该系统拓扑结构如附图所示。

对咸宁电网2009年2月份的负荷数据进行频率分析显示:对于日负荷96点采样, 在h=2Δt (Δt=15min) 频率分界下, 电网负荷低频分量均值和方差:μL=1, σL=0.2497;高频分量均值和方差:μL=0, σL=0.0131。以上数据表明:对于日负荷96点采样, 在统计意义99.7%置信度 (±3σ) 下, 电网负荷中难以辨识的高频分量占3.93%, 即理论上能达到的最高的预测准确度的期望值只有96.07%。

通过对该系统长时间运行测试的结果, 可以得出以下结论: (1) 气象因数对负荷预测的影响。在天气复杂多变情况下测试, 测试精度达到认可水平。但气象数据的准确度不高或天气突变时对该系统的预测结果影响是比较大的, 因为当日天气预测误差较大时, 造成当日的负荷预测偏差较大。 (2) 历史坏数据对预测结果的影响。由于采集系统 (SCADA) 的采集设备或传输设备的质量问题, 在历史负荷数据的采集过程中, 可能出现某块采集点断点, 或在存取数据库时出现电脑故障等原因, 导致系统读取历史数据这一块出现很大的畸变, 而在系统又无法自动修正的情况下, 会对后几天的预测结果产生很大的影响。 (3) 虽然采用了12种预测算法来模拟负荷特性, 但由于负荷预测的复杂性和突变性, 到目前为止, 还没有一种完善的理论算法能适用于所有的负荷类型。

3 咸宁地区负荷预测的主要问题及解决方法

3.1 主要问题

(1) 基础数据缺乏, 历史数据统计分析不够。由于以前电力系统对负荷预测工作重视不够, 同时管理技术手段落后, 造成大量原始的电网运行数据丢失, 以致不能对地区负荷进行有效的分析。

(2) 负荷波动大。不同日的同一时刻负荷可能是极大值也可能是极小值, 相邻两日之间的负荷变化剧烈。如何从这些变化剧烈的情况中得到具有一定规律的日负荷曲线是一个需要解决的难点。造成这一原因的主要因素有: (1) 历史坏数据对预测结果的影响, 由于采集系统 (SCADA) 采集设备的采样周期为15s/次, 不能很好满足高质量的数据资料的要求; (2) 全区电石厂等高能耗用户无计划用电, 不定期的开、停炉; (3) 大客户监控难以到位; (4) 全区3个牵引站的电铁冲击负荷, 增加了负荷预测难度, 给全区负荷预测工作造成很大困难。

(3) 相当比重的小水电的存在使得负荷预测难度加大。如何确立小水电与降雨量的模型对于短期负荷预测精度的提高很有帮助, 但这就需要更加完整的历史负荷数据资料。通常, 这些小水电的资料很难得到。长期以来, 由于降雨与负荷关系的复杂性, 使得人们难以针对降雨量对负荷的影响程度进行定量分析和建模。降雨对负荷的影响错综复杂, 主要体现在以下几个方面:降雨引起的温度降低使得空调负荷减少, 这样就与空调负荷交错到了一起;降雨量的增加使得统调负荷之外的小水电发电量增加, 统调负荷随之减少;随着降雨量增加, 排渍负荷会不断增加;连续降雨的积累效应也在不同程度上影响着雨后若干天的负荷变化;降雨对排渍负荷、小水电站出力的影响具有延迟效应;降雨持续的时间与排渍负荷和小水电出力之间有着复杂关系, 降雨越集中, 排渍负荷越大, 小水电出力却未必相应增大。

(4) 由于咸宁地区负荷具有基负荷小和波动大的特征, 负荷预测的精度肯定不能达到大地区的负荷预测精度水平, 因此, 模型可行性评估的标准肯定要有所降低。按照现有的标准, 一般负荷预测精度的平均水平在97%以上, 便认为此模型具有可行性。而小负荷大波动地区的负荷预测精度的平均水平一般很难达到上述标准。

(5) 天气预报的准确率不能满足要求。天气信息是负荷预测的基础, 其准确率直接影响负荷预测的结果。咸宁地区范围广, 造成天气预报与实际往往相差较大, 尤其在春、夏季节。近几年城市发展迅猛, 城市居民生活用电负荷上升较快, 仅受气候变化影响的空调用电负荷变化就较大。

(6) 预测手段落后, 预测理论有待提高。目前, 负荷预测工作主要还是采用人工预报的方法, 配备的负荷预测软件没有充分发挥功能的作用。负荷预测有线性外推法、线性回归法等一些算法, 但各种算法均有一定适用范围, 尚缺少一种适用于各种负荷预测且准确率较高的的算法。

3.2 提高负荷预测准确率的具体措施

电网负荷预测的方法和对策研究 第8篇

1 认识负荷预测

1.1 概念

负荷预测指的是在充分考虑系统运行特点、自然条件、增容决策及社会影响下, 研究出一套能够用系统处理过去及未来负荷的数学方法, 也就是在满足一定精度要求前提下, 确定某一时刻的负荷值。具体包括两层含义:对未来需求量的预测和未来用电量的预测。

1.2 特点

(1) 资料的收集整理

依据国民经济及电网有关的历史数据, 同时参考国民经济发展规划及城乡总体规划等资料实施负荷预测。在收集资料的过程中, 务必收集地方电源发电量、本区域电量和大电网直供电量, 有效避免出现遗漏或者重复情况。

(2) 负荷发展的分析

针对供电负荷增长较大的县级电网需认真分析原因, 可以将一些大用户和主要供电区域的用电情况分别计列, 以方便单独分析研究。

(3) 规划的协调

按照国民经济发展规划, 市、县电网规划作为省级电网规划的基础, 同时又必须在省级电网规划的原则及框架指导下进行, 所以, 务必做好与省级电网规划的协调。

1.3 程序

(1) 确立负荷预测的目的, 并根据实际需要, 拟定一个合理的预测工作计划。

(2) 多方面收集资料, 并且在挑选资料时务必遵循可靠性和最新性的标准, 再仔细考虑可能还需要的其他资料, 切忌用臆想的数据填补缺少的资料。

(3) 资料的整理与分析

选择有代表性、真实性和适用性较高的资料作为基础资料, 再对基础资料进行分析与整理, 对其中的异常数据进行分析, 并予以必要修正。

(4) 获取电力系统相关因素数据

电力系统受天气变化及经济发展等因素影响, 因此需要从相关部门获取相关因素变化规律的预测结果, 并将之作为负荷预测的基础数据。

(5) 选择预测模型

预测模型需可以反映统计资料的一般特征, 不然容易造成过大的预测误差, 当然可以用几种模型进行对比, 最终选择适应具体资料的模型。

(6) 用预测模型实施负荷预测

充分考虑到影响预测对象的因素和发展趋势, 经过分析、判断、修正等一系列操作后最终确定预测结果。

(7) 负荷预测的滚动性管理

通过一段时间的实践, 运用反馈信息调整预测值, 并对预测结果实施误差分析, 以此衡量预测模型是否合适, 并为下次预测做好基础准备。

1.4 要求

(1) 结果准确

负荷预测结果是否准确对城市电网规划的影响巨大, 这与电网投资及后期运营存在直接的关系, 甚至影响电网安全、经济及可靠运行。

(2) 预测结果能够为后续工作服务

负荷预测并非单独存在, 它需要依据电网规划目标及内容来确定, 如过是为了确定规划年的输配电所需的设备容量, 则需对供电区域规划年的负荷总量进行准确预测;若立足于城市电网规划, 为了变电站设备的合理分布, 则需对供电区域进行分块负荷预测, 分块预测目的则是为了有效增强配电设备布局的分辨度, 将电网规划的系统布局与实际所需负荷保持一致。

2 电网负荷预测的方法分析

2.1 单耗法

即按照国家的产品产量、产值计划及用电单耗而确定需电量。单耗法具体分为两种:产品单耗法和产值单耗法。

2.2 弹性系数法

弹性系数具体是指电量平均增长率与国内生产总值的比值, 依据国内生产总值的增长速度并结合弹性系数获得规划期末的总用电量。

2.3 德尔菲法

德尔菲法指的是根据有专门知识人的直接经验, 对所研究问题进行判断、预测的方法。

2.4 人均电量法

主要是根据本地区人口及每个人平均年用电量推算出年用电量, 城市生活用电可以按照每户或每人的平均用电量推算, 而工业或非工业等分类用户的用电量则按照每个单位设备装接容量的平均用电量推算。

2.5 灰色预测法

灰色预测法作为一种新型的预测方法, 正在逐步采用该方法, 此方法并非将观测数据序列作为一个随即过程, 而是将之看作随时间变化的灰色量, 并通过累加或累减生成使灰色量白化, 最终确立相应的微分方程解的模型, 此方法适合于大系统的长期预测。

2.6 时间序列法

时间序列法是将给定的一段历史负荷记录, 提取出天气敏感负荷分量后, 剩余的就是各个时刻的随时负荷分量, 可以做成随时时间序列。

2.7 专家系统法

指的是对数据库里所存放的过去几年、每小时的负荷及天气数据进行细致分析, 汇集有经验的负荷预报人员知识, 并提取有关规则, 依据一定规则推理实施负荷预测。

2.8 小波变换分析法

小波变换分析法作为一种良好的时频局部化和特性化的预测方法, 通过对尺度参数进行聚焦过程的必要调整, 小波变换能够有效地聚焦于信号的局部结构, 在此情况下, 能够捕捉且放大突变的信号。

3 提高电网负荷预测准确性的策略

(1) 对预测结果实施必要的修正;

(2) 协调城市规划方案;

(3) 认真做好年度、月度和周负荷预测工作。

4 结束语

负荷预测作为电力系统实时控制和发展规划的前提, 影响着电网的稳定运行, 只有采用科学的负荷预测方法, 才可以为电网规划提供准确信息, 为电网的安全运行提供保障。

参考文献

[1]谢洁树.电力负荷预测的方法研究[J].灯与照明, 2008, 32 (1) .

[2]张晨曦.电力系统负荷预测有效方法的分析与评价[J].科技创业, 2009.

[3]严军.浅析电网负荷预测及提高准确率的对策[J].云南电业, 2009.

电网规划中负荷预测的分析与研究 第9篇

关键词：电网规划,负荷预测,分析

1 负荷预测的意义

负荷预测是以电力负荷为研究对象,通过对负荷本身的变化情况以及国民经济、气象等因素的影响规律进行分析和研究,以期对规划区的电力需求作出估计和预测。其重要性不仅体现在电网现状分析、电力需求预测等规划过程中,而且对电力电量平衡、主变容量选址、主网规划等环节具有重要的理论支撑作用。基于此,本文在查阅国内外大量文献的基础上对电力负荷预测的方法进行归纳总结,从原理、适用性以及该方法的优缺点等诸多方面进行对比分析,希望能够给电力规划人员提供一定的参考。

2 负荷预测的方法比较

2.1 单耗法

根据单位产值或单件产品的耗电量(即用电单耗)和年总产值或总产量求规划区预测期内用电量和用电负荷的预测方法。其数学模型如下:

式(1)中,Ai为第i年预测需电量;Go为基准年年产值或年产量;α为产值或产量的年增长率;Qo为基准年产值或产品单耗;β为产值或产品单耗的年递减率。

由于远期的产值或产量及其用电单耗难以预计,所以适用于单耗指标明确的工业区和部分农业的近期和中期负荷预测。

2.2 电力弹性系数法

电力弹性系数是指一定时期内,电量需求年增长率与国民生产总值GDP年增长率的比值,是反映电力发展与国民经济发展关系的宏观指标,其大小与经济结构、产业结构、工业内部结构变动的趋势、居民生活用电水平等有密切关系。其数学模型如下[1]:

式(2)中,Go、Ao为基准年的国内生产总值和用电量;Gi、Ai为第i年末的国内生产总值和需求量;αD、αG分别表示国内生产总值、用电量的增长率;Ktx为电力弹性系数。

由于实际中由政府部门给出的未来年份的GDP增长率一般是多年平均增长率。所以,采用弹性系数法精度不够高,一般用于中期和远期粗略的负荷预测。

2.3 时间序列法

对用电量或用电负荷的历史数据构造拟合函数,拟合函数常用以下几种函数形式:

式(3)中,Y是历史数据或预测值;t是自变量,如年份;A、B、C为常数,由最小二乘法求得。

从拟合函数的曲线容易知道:线性拟合适用于用电量或用电负荷线性增长的场合;抛物线函数既适用于快速增长也可用于增长速度逐步减小的场合;指数函数则用于增长率近似为常数的场合。因为拟合函数是采用最近的历史数据拟合得到的,它要求尽量多的历史数据,所以,时间序列法对近期的负荷预测精度比较高,但对远期预测不够准确。

2.4 平均增长率法

首先根据最近的历史数据求出过去多个时段的平均增长率,再根据过去的平均增长率和未来社会经济的发展趋势分析确定规划期内不同时段的平均增长率。

设过去k时段的基准年用电量为Ako,该时段末年的用电量为Akn,平均增长率为αk,则[2]:

两边取对数得到:;;

取反对数即可得到αk;

规划期内的平均增长率确定后,即可按下式进行预测:Ai=Ao(1+/αk)i。

一个地区的用电量或用电负荷不一定是按恒定增长率增长的,为了提高预测的准确性,实际中,往往把规划期分成几个时段,并且每个时段取不同的平均增长率。该法适用于近期、中期和远期的负荷预测,尽管用于中期和远期负荷预测时,准确度不是很高,但能够将预测误差控制在适当的范围内。

2.5 负荷密度法

一般先对整个区域进行功能分区,并根据现状和历史数据计算各分区的现状和历史负荷密度,然后根据地区将来的社会经济发展趋势推算目标年各分区的负荷密度预测值。但是,对于分区中的大用户,要单独列出计算,不能计入负荷密度中。在分区负荷预测的基础上考虑各个分区之间的用电同时率,即可计算出整个区域的总负荷。负荷密度模型如下[3]:

式(5)中,P为总负荷;Kp为负荷同时率;Qi为第i类用地的单位面积负荷指标;Si为第i类用地面积。

负荷密度法比较适用于已经完成市政规划或者土地规划的地区、功能分区比较明确的地区。该法用于远期负荷预测时主要用于预测饱和负荷密度。

2.6 回归分析法

利用数理统计原理,对大量的统计数据进行数学处理,并确定用电量或用电负荷与人口、国民经济产值等之间的相关关系,建立一个相关性较好的回归方程,并加以外推,用来预测今后的用电量。其优点是模型参数估计技术较成熟,预测过程简单,但要求样本量大且有较好的分布规律和较为稳定的发展趋势。

因为回归分析法中描述变量之间的数学关系是基于统计平均意义来展开的,所以基于回归模型的负荷预测往往精度不高,一般多用于中长期负荷预测。

2.7 大用户加自然增长法

按照大用户各自预测的用电量及一般用户自然增长电量预测总需求电量。大用户分已有大用户和新增大用户,按照报装需求进行预测;一般用户按照历史数据计算自然增长速度,作为预测一般用户电量增长速度的依据。然后将这两种用户相应规划水平年的预测值汇总,即可得到总的预测值。该法适用于大用户个数相对较多,且用电量所占比重较大的地区。

2.8 智能预测方法

智能预测方法较适合应用于存在非线性、多变量、时变、不确定性的电力负荷预测。智能预测方法主要包括灰色系统理论法、人工神经网络法、专家系统法和组合预测法等。表一为智能预测3种方法的比较。

3 结束语

综上可知,每种预测方法都有其优缺点和适用范围,如何选择适当的预测方法进行预测是负荷预测的一个重要技术环节,预测方法是否符合规划区的数据情况和发展特点将严重影响负荷预测结果的准确性。因此,在进行负荷预测时,首先要具体地分析城市和地区的特点、历史数据的积累情况、未来城市规划的定位等具体的问题,然后再具体的选择预测方法或者综合多种方法进行实际的预测。

参考文献

[1]牛东晓,曹树华,赵磊,等.电力负荷预测技术及其应用[M].北京:中国电力出版社,1998.

[2]方向晖.中低压配电网规划与设计基础[M].北京:中国水利水电出版社,2004.