電力系統中長期負荷預測方法的研究

顧 堅

（江蘇農墾南通電力公司，江蘇 南通226000）

0 引言

電力系統負荷預測是電力系統安全經濟調度、 規劃、設計研究的基礎和前提。準確的負荷預測結果將意味著在滿足供電質量要求的條件下對系統建設資金最大可能限度的利用和有限投資的最大社會、經濟效益的獲得。提高中長期負荷預測水平，有利于計劃用電的優化管理，有利于電力建設的合理規劃，對電力系統具有重要意義。

1 負荷預測的概念和原理

負荷預測是指在充分考慮一些重要的系統運行特性、增容決策、自然環境和社會影響的條件下，研究或利用一套能系統地處理過去與未來負荷的數學方法，在滿足一定精度要求的前提下，確定某特定時刻的負荷數值。負荷預測根據規劃目標年限分類，可分為長期預測(指未來10 年到20 年的負荷預測)、中期預測(指未來5 到10 年的負荷預測)和近期預測(指5 年內的預測)。

負荷預測工作是根據電力負荷的發展規律，預計或判斷其未來發展趨勢和狀況的活動。這項活動基于以下的基本原理：

1.1 可知性原理

作為預測的對象，負荷的發展規律、未來的發展趨勢和狀況是可以為人們所知道的。人們不但可以認識它的過去和現在，而且可以通過總結它的過去和現在而推測其未來。

1.2 可能性原理

事物的發展變化是內因和外因共同作用下的結果。內因的變化及外因作用力大小不同，會使事物的發展變化有多種可能性。所以對某一具體指標的預測往往是按照其發展變化的多樣性，進行多方案預測。

1.3 連續性原理又稱慣性原理

是指預測對象的發展是一個連續的過程。其未來發展是這個過程的連續。它強調了預測對象總是從過去發展到現在，再從現在發展到將來。它認為事物發展變化過程中會將某些原有的特征保存下來，延續下去，電力系統的發展變化同樣存在慣性，這種慣性是我們進行負荷預測的主要依據。

1.4 相似性原理

在很多情況下，作為預測對象的一個事物，其現在發展過程和發展狀況可能與過去另一事物過去一定階段的發展過程和發展狀況相類似，人們可以根據后一事物的已知發展過程和狀況，來預測所預測對象的未來發展過程和狀況，這就是相似性原理。目前，預測技術中使用的類推法和歷史類比法就是基于這個原理的預測方法。

1.5 反饋性原理

反饋就是利用輸出返回輸入端，再調節輸出結果。預測的反饋性原理實際上是為了不斷提高預測的準確性而進行的反饋調節。當預測結果和經過一段實踐得到的實際值存在差距，可利用這個差距對預測模型進行調節，提高預測的準確性。反饋性預測的實質就將預測的理論值和實際要求相結合，在實踐中檢驗，然后進行修改、調整，使預測質量進一步提高。

1.6 系統性原理

這個原理認為預測對象是一個完整的系統，它本身有內在的系統，它與外界的聯系又形成了它的外界系統。這些系統總和構成一個完整的總系統，預測對象的未來發展是系統整體的動態發展，也是整個系統的動態發展和它的各個組成部分和影響因素之間相互作用和相互影響密切相關的。系統性原理還強調系統整體最佳，只有系統整體最佳的預測，才是高質量的預測，才能為決策者提供最佳的預測方案。

2 常用中長期電力負荷預測方法

2.1 分產業產值單耗法

單耗法即單位產品耗電法，是通過某一單位產品的平均單位產品用電量以及該產品的產量，得到生產這種產品總產量的總用電量。單耗法需要做大量細致的統計工作，但在實際工作證很難對產品較準確的求出單耗，而且工作量也太大。

2.2 電力彈性系數法

電力彈性系統是電量平均增長率與國內生產總值之間的比值。根據國內生產總值增長速度結合電力彈性系數得到規劃期末的總用電量，同單耗法一樣，電力彈性系統法需要做大量細致的統計工作。

2.3 分區負荷密度法

負荷密度預測法是從地區土地面積（或建筑面積）的平均耗電量出發做預測。一般，先預測未來某時期的土地面積（或建筑面積）和單位面積用電密度，再乘以面積得到用電預測值，分區負荷預測法首先根據近年來的發展情況、經濟發展目標以及電力規劃目標將待預測區域劃分為多個功能區，然后對每個功能區用負荷密度法進行預測，最后相加得到總得用電量預測值。

2.4 時間序列法

時間序列法是根據過去的負荷統計數據，找到其隨時間變化的規律，建立時序模型，以推斷未來負荷數值的方法，其基本假定是：過去的負荷變化規律會持續到將來，即未來是過去的延續。

2.5 相關分析法

相關分析法是尋找負荷與影響因素之間的因果關系，建立相關分析模型，通過對觀測數據的統計分析和處理進行預測的方法。其特點是：將影響預測對象的因素分解，在考察各個因素的變化中，估計預測對象未來的數量狀態。

2.6 人均電量指標換算法

人均電量指標換算發誓指選取一個與本地區人為地理條件、經濟發展狀況以及用電結構等方面相似的國內外地區作為比較對象，通過分析兩地區過去和現在的人均用電指標，得到本地區的人均電量預測值，再結合人口分析得到總用電量的預測值。

3 中長期負荷預測的特點

中長期負荷預測經歷了許多代人的研究與發展，并與最新的數學、工程學的研究成果相結合，到今天擁有了較為成熟的思路方法和經驗，總結起來也就形成了現代負荷預測的特征。掌握這些特征將對負荷預測的進一步研究和發展提供更明確的思路與方法。現代中長期負荷預測有以下幾個明顯的特點：

3.1 不準確性

電力負荷未來的發展受到多種復雜因素的影響，各種影響因素也在不斷變化，不光有隨機狀況還可能發生一些突發性的狀況，這使得電力負荷未來的發展也是不能肯定的，這使得預測結果是不完全準確的。

3.2 條件性

負荷預測都是在一定條件下作出的。預測時，由于未來的不確定性就需要添加一些假設條件，如可假設在某一時間段內，國家政策不會有大的變動，不會發生大的自然災害，經濟以現有勢頭繼續增長等。假設也不能隨意憑空產生，而應根據調查分析，以出現概率最大的情況作為假設情況。

3.3 時間性

負荷預測都是有實效性的，負荷的某一發展規律也只存在于一定的時間范圍內，因此負荷預測時的歷史數據應選取在特定的時間范圍內的數據，所預測的對象也只能是在某一時間范圍內的。

3.4 多方案性

根據可能性原理，電力負荷在未來存在多種可能性，因此有時需要考慮在不同條件下電力負荷可能出現的各種狀況，得到各種條件下不同的預測方案。

［1］吳亮.配電網中長期負荷預測方法綜述[J].科技資訊，2010，NO.32.

［2］牛東曉,曹樹華,趙磊，等.電力系統負荷預測理論與應用[M].北京：中國電力出版社,1998.