城市配電網規劃中電力負荷預測實踐研究

黃奕忠

摘 要：電力負荷預測是配電網規劃設計的重要內容，是保證電力系統安全、穩定、經濟運行的基礎，也是電力系統調度、實時控制的前提，電力負荷預測是否準確直接影響城市配電網規劃質量。

關鍵詞：配電網；電力負荷預測；灰色預測法；負荷密度法

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）21-0150-01

隨著市場經濟的發展和電力市場化改革的逐漸深化，我國電網逐漸朝著智能化方向發展，在此過程中，配電網系統也越來越受關注。作為電力系統的主要負荷中心，城市配電網具有點多、面廣、現場、用電量大、電力負荷密度高、供電質量和可靠性要求高等特征。電力負荷預測是配電網運行和規劃的基礎，也是電力系統安全、經濟運行的基礎，負荷預測是否準確直接關系著配電網規劃質量。

1 城市配電網規劃中電力負荷預測方法

1.1 灰色預測法

灰色預測法為電力負荷預測提供了全新的解決方法和數學方法。由于在城市配電網運行和改造中，影響電力負荷因數較為繁雜，各個影響因素之間的關系也無法采用定量模型來描述，從總體上看，電力負荷在穩定的環境下呈現著一種非負遞減序列，這些特點與灰色預測理論和模型較為一致，因此，可根據城市配電網規劃實際情況將灰色模型應用到電力負荷預測中。灰色預測法對電力負荷原始數據要求不高，不需要計算統計特征量，同時也無需考慮分布規律和運算的方便性。在實際負荷預測中，應用較多的是包含一個變量的GM（1，1）模型，該模型由一階微方程構成，對于具有增長規律的數列來說預測精度較高，當然，該模型也有其自身缺點，比如若數據增長速度較快，模型應用效果就會較差，為了進一步提高模型預測精度，可針對每個建模流程提出改進方法。經過改進后的方法在進行模型創建時只需要時間序列即可，其算法流程如下。

通過上述流程，可得到原始序列的歷史擬合值和未來預測值。但是灰色模型只適應于非線性變化的負荷指標預測，對其他趨勢的負荷指標的預測精度就比較差。在誤差檢驗方面可利用殘差檢驗法進行后期處理。

1.2 負荷密度法

負荷密度法中的衡量指標則是規劃區域或建筑面積的平均用電負荷，通過對某一段時期內該區域面積內的用電密度進行預測進而將用電量計算出來，計算公式如下：

L=ap（10）

其中，L為規劃區域面積內的用電負荷，a為配電網規劃區面積，p為規劃區負荷密度。

采用負荷密度預測法時，應注意配電網規劃區子功能的劃分，根據規劃區用地性質、預測期限內規劃區域的實際發展情況，同時結合有關負荷水平恰當選擇子功能區的負荷密度，選取的負荷密度必須能夠將預測期限內的實際用電水平和電力負荷情況真實反映出來。

2 電力負荷預測流程和實例分析

對于城市配電網規劃來說，更為重要的是電力負荷的空間分布情況，也就是說在規劃過程中，不僅要對負荷飽和值進行預測，還要對負荷的增長時間和空間進行預測，空間負荷密度法中所需基礎數據易于獲得，靈活性較強，能夠很好適應城市配電網規劃方案的變化，根據城市規劃部門的城市規劃結果，并利用專家的經驗、技能和知識進行預測工作，就能夠將規劃年限內空間比如小區的電力負荷分布情況預測出來。下面以空間負荷密度法為研究要點探討城市配電網規劃中的電力負荷預測流程。

2.1 劃分負荷單元區塊

首先，根據規劃原則和用地性質將規劃區劃分成若干單元區塊，根據單元區塊性質確定每個區塊的密度指標，進而通過負荷密度法預測單元區塊內負荷增長的位置和負荷分布情況，從而為城市配電網的規劃提供精確的地理空間信息。在此過程中，單元區塊的劃分越細，電力負荷預測的空間分辨率就越高，同時，必須保證單元區塊劃分的合理性以及負荷密度指標選取的合理性，確保選取的負荷密度指標能將預測年限內的實際情況和用電水平真實反映出來，能代表未來發展變化情況，這樣有利于提高配電網規劃質量。其次，定義每個區塊的類型和性質，一般城市配電網負荷類型包括居民、工業、商業負荷等，每個小區必須有且只能有一種用地類型，一種電力負荷性質。計算預測規劃區內電力負荷需求量的公式如下：

式中，P代表的是預測的負荷值，Pi為單元區塊的負荷密度，Qi為單元區塊面積。計算完畢后，結合專家預測法對分區負荷、分類負荷、分電壓等級負荷進行校驗和修正，取長補短，將預測風險降到最低，最大限度提高預測精度。

2.2 電力負荷預測實例

以某市區域配電網規劃為例，該區域總面積約為18.3 km2，規劃區的用地類型包括科研教育、二類居民、一二類工業、物流加工、商業、醫療衛生、娛樂、市政基礎設施和體育用地等，對不同用地的負荷密度情況進行了深入調查，同時采納專家意見確定了預測規劃區域的負荷密度指標。根據規劃區的面積大小和用地性質將該區域劃分成了100個單元區塊，通過空間負荷密度法預測了到2020年各種分類用地負荷情況，最后預測出居民用地負荷約為96.10 MW、工業用地負荷約為32.14 MW、商業用地負荷約為13.24 MW、行政辦公用地負荷約為13.27 MW。通過詳細計算和統計并考慮同時率，預測出該規劃區總負荷為285、33 MW，為了確保配電網供電靈活性，10 kV配電網負荷所占比例約為90%，35 kV配電網負荷約為10%，最后結合預測出的總負荷結果和城市配電網規劃區塊類型，預測出10 kV配電網直供負荷為256.80 MW，35 kV配電網直供負荷為28.53 MW。

3 結 語

總之，隨著社會經濟的發展和電力市場化改革的逐漸深化，城市居民對供電質量和供電可靠性要求越來越高，我們必須科學地進行電力負荷預測，確保城市配電網規劃質量，提高供電質量，同時避免不必要的資源浪費和經濟損失。

參考文獻：

[1] 陳振蓮.淺析配電網負荷預測規劃信息[J].科學時代，2013，（2）.