廣西地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷特性及負(fù)荷預(yù)測(cè)方法探討

摘要：在進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃及建設(shè)過程中，地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)是編制地區(qū)電力規(guī)劃的重要內(nèi)容，是合理確定地區(qū)電源布點(diǎn)、電網(wǎng)規(guī)模和布局的基本依據(jù)。對(duì)于一個(gè)地區(qū)而言，進(jìn)行電力規(guī)劃需要做的工作較為復(fù)雜，需要對(duì)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有前瞻性的考慮，收集供電基礎(chǔ)資料，認(rèn)真深入分析現(xiàn)狀電網(wǎng)，結(jié)合城市總體發(fā)展規(guī)劃、土地資源和環(huán)保規(guī)劃等因素，對(duì)地區(qū)電網(wǎng)的特點(diǎn)及用電特點(diǎn)進(jìn)行合理的負(fù)荷預(yù)測(cè)。

關(guān)鍵詞：地區(qū)電網(wǎng)；負(fù)荷預(yù)測(cè)；研究方法；負(fù)荷特性；用電負(fù)荷

中圖分類號(hào)：TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2012）27-0113-03

1 地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷特性及影響負(fù)荷的主要因素

1.1 廣西地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷特性

就廣西地區(qū)而言，電網(wǎng)負(fù)荷特性具有以下特點(diǎn)：受季節(jié)性氣候影響，冬夏兩季由于生產(chǎn)性用電以及居民用電達(dá)到全年高峰。受年降雨量的氣候影響較為明顯，由于廣西水力發(fā)電占據(jù)比重較大，年降雨量是否充沛對(duì)于水電發(fā)電有著重要影響，也直接影響電網(wǎng)負(fù)荷。易受多種氣象因素影響，氣溫與電力負(fù)荷呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，氣溫是影響電力負(fù)荷的主要因子；夏季以氣溫和風(fēng)速、氣溫和相對(duì)濕度組合的變化對(duì)負(fù)荷的影響較大。隨著產(chǎn)能結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及冶煉業(yè)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷受產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與政策的影響越發(fā)顯著。

1.2 廣西地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷特性的主要影響因素及對(duì)策

廣西地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷特性的主要影響因素有各產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)性影響、水電機(jī)組發(fā)電效力、氣候條件、高耗能產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與政策、電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)等。在廣西境內(nèi)，水電占電網(wǎng)電力供應(yīng)的比重較大，而水力發(fā)電受氣象因素的影響又很大，尤其是持續(xù)性的干旱少雨和夏季高溫，水力發(fā)電減少，加劇用電緊張的狀態(tài)。因此在針對(duì)廣西地區(qū)電網(wǎng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí)，除了對(duì)相應(yīng)的供電基礎(chǔ)資料以及地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、土地資源規(guī)劃以及相應(yīng)的環(huán)境、壓礦、水資源等相關(guān)規(guī)劃因素進(jìn)行資料收集之外，還必須收集氣象因素以及氣候因素的相關(guān)影響分析，并且根據(jù)收集的資料進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)的模型創(chuàng)建，并針對(duì)實(shí)際負(fù)荷情況進(jìn)行返回驗(yàn)證，才能得出較為準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果。

2 地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法

在供電基礎(chǔ)資料收集完成之后，應(yīng)根據(jù)本地電網(wǎng)的特點(diǎn)及用電特點(diǎn)，預(yù)測(cè)未來一定期限內(nèi)的負(fù)荷增長情況。如果預(yù)測(cè)的需求后于實(shí)際需求，將會(huì)導(dǎo)致供電負(fù)荷緊張，容易造成拉閘限電，但如果預(yù)測(cè)的需求過度超前于實(shí)際需求，則系統(tǒng)利用率太低，將造成電力資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。要改善這種情況，必須依照一套科學(xué)完整的電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法對(duì)未來的負(fù)荷增長情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。而傳統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)通常采用單耗法、彈性系數(shù)法、平均增長率法、綜合用電水平法、負(fù)荷密度法、回歸分析法、時(shí)間序列法7種方法。

在廣西電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)，應(yīng)用成果較為顯著的是以廣西電網(wǎng)調(diào)度中心的實(shí)時(shí)負(fù)荷系統(tǒng)，提前24h的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)以及廣西電網(wǎng)省地一體化短期負(fù)荷預(yù)測(cè)分析管理系統(tǒng)。針對(duì)其短期負(fù)荷預(yù)測(cè)可以直接指導(dǎo)廣西電網(wǎng)日調(diào)度計(jì)劃管理系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)作，大量的電力工作者及研究人員應(yīng)用數(shù)學(xué)方法對(duì)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)進(jìn)行研究，提出了改進(jìn)時(shí)間序列、支持向量機(jī)、決策樹、粗糙集和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多種預(yù)測(cè)方法結(jié)合的加權(quán)平均預(yù)測(cè)模式。

由于影響地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的因素太多，依靠單一的預(yù)測(cè)方法難以取得良好的效果，因此需要針對(duì)項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況正確地結(jié)合多種單項(xiàng)預(yù)測(cè)方法，降低預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)某個(gè)較差預(yù)測(cè)方法的敏感程度，

進(jìn)而可以提高地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的精度和準(zhǔn)

確度。

3 存在問題及解決措施

要做好地區(qū)電網(wǎng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，主要是要優(yōu)選預(yù)測(cè)方法，基于有序加權(quán)平均算子的最優(yōu)組合預(yù)測(cè)方法對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，要充分考慮各單一預(yù)測(cè)方法在不同時(shí)間范圍內(nèi)的預(yù)測(cè)精度，綜合各類預(yù)測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)組合方法單一性和不足性，使得監(jiān)理的預(yù)測(cè)模型更貼近實(shí)際情況。

要做好針對(duì)項(xiàng)目的地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)，則需著重做好資料收集工作，避免資料的遺漏和缺失，爭(zhēng)取使用長期數(shù)據(jù)來對(duì)區(qū)域內(nèi)的發(fā)展及負(fù)荷預(yù)測(cè)進(jìn)行模型求解。要做好資料收集工作必須從以下幾個(gè)方面進(jìn)行著手：

3.1 聯(lián)系政府相關(guān)部門收集地區(qū)總體規(guī)劃及近年的經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，注意數(shù)據(jù)的及時(shí)性

隨著政府相關(guān)部門的信息公開化以及資料獲取渠道的便利性，大部分的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行數(shù)據(jù)都可以在互聯(lián)網(wǎng)上查閱或者去相關(guān)統(tǒng)計(jì)部門獲取。而涉及到經(jīng)濟(jì)規(guī)劃以及前瞻性數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)時(shí)，則需要向相關(guān)的政府部門獲取。

在進(jìn)行地區(qū)綜合資料收集時(shí)，應(yīng)包含區(qū)域經(jīng)濟(jì)、城市人口、土地面積、國內(nèi)生產(chǎn)總值，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)大型工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)值產(chǎn)量的近5年或10年的歷史規(guī)劃綜合資料。由于大部分的地區(qū)都是采用“十二五”等5年規(guī)劃，因此數(shù)據(jù)一般會(huì)有相應(yīng)的前瞻性，可以為電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)提供相應(yīng)的工業(yè)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展參考值。但是在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)對(duì)相應(yīng)的工業(yè)規(guī)劃留有足夠的裕度，比如目前廣西處于高耗能企業(yè)轉(zhuǎn)移重點(diǎn)區(qū)域，欽州港、防城港等地的工業(yè)園區(qū)規(guī)劃及電網(wǎng)負(fù)荷就遠(yuǎn)超原來的預(yù)測(cè)水平。

3.2 聯(lián)系供電局收集近階段的供電基礎(chǔ)資料及相應(yīng)的五年規(guī)劃數(shù)據(jù)，注意數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

收集相應(yīng)的電源電網(wǎng)資料時(shí)，應(yīng)包括地區(qū)電力電氣主結(jié)線系統(tǒng)圖、地區(qū)供電電源種類、裝機(jī)容量及區(qū)域內(nèi)發(fā)電廠位置，城網(wǎng)及農(nóng)網(wǎng)供電電壓等級(jí)及網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、各級(jí)電壓的變電所容量數(shù)量位置及用地、高壓架空線路路徑、走廊寬度等現(xiàn)狀資料及城市電力部門制定的城市電力網(wǎng)行業(yè)規(guī)劃資料，在區(qū)域現(xiàn)狀地形圖中應(yīng)明確標(biāo)注現(xiàn)狀35kV以上變電站的位置和輸電線路的電壓等級(jí)以及地理走向。收集到相應(yīng)資料后還要實(shí)地查勘，驗(yàn)核數(shù)據(jù)的真實(shí)性和及時(shí)性，及時(shí)查漏補(bǔ)缺，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.3 調(diào)研地區(qū)用電負(fù)荷資料，必須與電網(wǎng)公司的系統(tǒng)數(shù)據(jù)相一致，以便進(jìn)行分類分析

調(diào)用地區(qū)用電負(fù)荷資料時(shí)，必須包括近5年來地區(qū)供電及用電的電量統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)表中應(yīng)包含近5年來地區(qū)內(nèi)每一年的總供電量、用電量、線路損耗以及每年的最大負(fù)荷。在分類統(tǒng)計(jì)表中應(yīng)明確市政用電、工業(yè)用電以及農(nóng)業(yè)用電不同分類的供電量、用電量數(shù)據(jù)。

3.4 增加詳細(xì)規(guī)劃范圍內(nèi)各類行業(yè)現(xiàn)狀及規(guī)劃資料

在進(jìn)行電力詳規(guī)時(shí)的地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí)，需要增加詳細(xì)規(guī)劃范圍內(nèi)各類行業(yè)現(xiàn)狀及規(guī)劃資料，還應(yīng)包括10kV電源處的負(fù)荷指標(biāo)現(xiàn)狀資料。

在進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃階段的電力規(guī)劃時(shí)，需要增加調(diào)研以下資料：地區(qū)內(nèi)各類建筑單位建筑面積歸算到10kV電源處的負(fù)荷指標(biāo)的現(xiàn)狀資料。詳細(xì)規(guī)劃范圍內(nèi)的各類行業(yè)現(xiàn)狀及規(guī)劃資料。詳細(xì)規(guī)劃區(qū)內(nèi)的道路網(wǎng)各類設(shè)施分布現(xiàn)狀及詳細(xì)規(guī)劃圖。

4 地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)未來的發(fā)展方向

地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)未來的發(fā)展方向，是采用信息處理中新的數(shù)學(xué)手段，運(yùn)用人工免疫模型建立精度更高的地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法。在系統(tǒng)全面地對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的各種方法進(jìn)行研究、分析和評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，結(jié)合地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)特點(diǎn)，部分地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)確立了基于人工免疫系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)進(jìn)行研究的新方向，并進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研和具體實(shí)踐，以負(fù)荷預(yù)測(cè)為出發(fā)點(diǎn)對(duì)城區(qū)電網(wǎng)設(shè)備優(yōu)化進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

5 結(jié)語

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以及新興科學(xué)理論的延展，要進(jìn)一步提高預(yù)測(cè)精度，就需要采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成模式對(duì)傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)方法進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。在這種機(jī)制下，以多種電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法結(jié)合的計(jì)算機(jī)負(fù)荷預(yù)測(cè)程序已經(jīng)研發(fā)成功并進(jìn)行推廣應(yīng)用。相信隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代負(fù)荷預(yù)測(cè)的理論會(huì)越來越成熟，而地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的精度也會(huì)越來越高，為電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)提供準(zhǔn)確的價(jià)值參考。

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作者簡(jiǎn)介：唐春東，男，廣西灌陽人，欽州供電局工程師，碩士，研究方向：電網(wǎng)運(yùn)行。

（責(zé)任編輯：葉小堅(jiān)）