電量預測思路算法和算法分析研究

朱長江

摘 要：針對當前企業生產中存在諸多的不確定因素，導致用電需求不確定性增加的現狀，而以往常采用的方法在實際使用中存在各種局限性或數學模型過于復雜難以實用化，論文基于筆者工作實踐，提出了3種簡單實用的電量預測方法。

關鍵詞：電量 預測 方法 容量

中圖分類號：TM71 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（a）-0047-02

近年來， 國家電網公司明確提出了對電量預測準確性要求， 并將其納入企業業績考核之中。因此， 如何提高負荷和電量的預測準確性成為電力生產計劃人員直接面臨的一個難題。計劃經濟時代，企業生產總量由國家計劃調控， 農村用電、居民生活用電差距不大， 有一定的規律可循， 只要進行充分地市場調研， 運用單耗法就可以較為準確地進行預測。而如今， 市場經濟方式多種多樣， 公有制、私有制經濟共同發展， 國際、國內市場相互作用， 政治、經濟形勢錯綜復雜， 企業生產面臨諸多不確定因素，因此增加了用電需求的不確定性。以往常采用的諸如單耗法、曲線擬合、時間序列、回歸分析、灰色預測等方法， 包括近些年提出的神經網絡、模糊技術和遺傳算法等智能計算方法。在實際應用中各有其局限性， 或數學模型過于復雜難以實用化。通過對影響電量需求的相關因素分析， 總結出 3 種簡單實用的電量預測方法（圖1）。

1 進度推算法

1.1 思路和算法

該預測方法基于以下考慮： 每個地區 1 年中的月度電量走勢已經比較客觀地反映出該地區季節、氣候變化、節假日因素， 以及企事業單位和城鄉居民的用電習慣等對售電量的影響， 可以從中總結出月度售電走勢的規律， 進而進行電量預測。具體預測方法為： 根據本年到目前累計電量的完成情況和前幾年同期電量的完成進度， 推算本年度電量預計完成情況。通過該預測方法， 可提出當年電量預測的高、中、低 3 種方案。在正常情況下， 中方案是推薦方案， 高方案或低方案根據年度用電需求走勢情況進行取舍。該預測方法適用于預測當年的年度電量水平， 建議在年度過半后應用此方法。

1.2 方法評價

運用進度推算法可得出年度電量的高、中、低預測方案， 對于計劃方案優選有幫助。一般情況下， 建議預測結果取中方案， 因此該方案已在實際工作中多次得到驗證。若某年后幾個月有新的大型用電項目投產或工業生產形勢明顯趨好， 則建議取中偏高方案； 若遇到后幾個月經濟緊縮， 則建議取中偏低方案。省級電力公司預測年度售電量時， 可分別對各基層公司的售電量按進度推算法進行預測， 匯總后得到省公司的年度預測值。然后， 通過對直接預測省公司售電量和匯總各基層單位售電量 2 種預測結果的比較， 進行方案優選。

2 報裝容量折算法

2.1 思路和算法

電力企業的業擴報裝容量是售電增量的直接來源， 因此該期業擴報裝容量（ 或裝接容量） 與今后一段時期的售電增量之間存在某種規律性的關系。該預測方法通過探求本年度業擴報裝容量與次年度售電增量的關系， 進行次年度售電量的預測。考慮到江蘇近年來房地產業迅速發展， 房屋的空置率提高，居民用電業擴報裝容量與售電增量相關性不大， 在預測中僅抽取大工業、非普工業和商業三大類與售電增量關聯度較高的業擴報裝容量及售電增量進行分析測算。報裝容量折算法通過售電增量與上期大工業、非普工業和商業三大類合計業擴報裝容量的比例關系， 對后期售電量進行預測。該預測方法適用于中長期（年度、半年、季度）售電量預測。

2.2 算法分析

業擴報裝容量與售電量是正相關的關系。通過各市公司業擴報裝容量的增減情況， 可較為準確地把握售電量的增加情況。近年來，由于國家宏觀調控政策的影響，產業結構在逐步調整， 一些高能耗企業減容的情況時有發生。因此， 業擴報裝折算法應結合考慮減容因素的影響， 可以用售電增量 /（ 業擴報裝容量- 減容容量） 來計算等效小時， 這樣預測結果將更為合理。另外，不同地區不同時期的用電特性各不相同。近期內， 江蘇大工業、非普工業和商業的業擴報裝容量與售電增量的關聯度較高， 因此選取這3類業擴報裝容量進行折算。其他地區應根據本地實際情況選取合適的分類業擴報裝容量進行折算， 以得到更為合理的預測結果。

3 等效利用小時測算法

3.1 思路和算法

預測思路來源于發電利用小時， 發電機組的年度發電利用小時與發用電平衡狀況密切相關， 電能緊缺則發電利用小時高， 反之則低。同樣， 全社會用電量與最大用電負荷之間也可以有個等效利用小時（ 等效利用小時 = 全社會用電量 / 全口徑最高用電負荷）。因此，該預測方法主要是通過分析最大負荷的等效利用小時的變化情況來進行電量預測。

等效利用小時測算法是通過計算前幾年的等效利用小時， 結合地區發用電平衡情況對下年度（或當年） 等效利用小時進行預測， 繼而預測全社會用電量。企業售電量的預測值可根據全社會用電量增長率和電力企業售電量的增長率關系， 推算得出。該測算方法適用于對全社會用電量預測值和最高用電負荷預測值兩者關系一致性的校驗， 在最高用電負荷已經出現或能夠較為準確地把握最高用電負荷時， 可預測出年度全社會用電量。

3.2 分析

該算法誤差分析結果表明， 等效利用小時的分析具有合理性， 因此用等效利用小時來驗證全社會用電量和最高用電負荷關系的一致性較合理。等效利用小時測算法可較好地對用電量和最高用電負荷的預測結果進行校驗， 有助于年度生產經營計劃整體方案的協調一致性。該方法的使用必須結合地區發用電平衡情況、用電整體水平（用電負荷率水平）綜合考慮， 在已知或能夠較為準確地把握用電量或最高用電負荷時， 可推算出另一個預測值。

4 結語

隨著專業工作精細化和扁平化要求的提出， 科學合理的電量預測方法成為電力企業生產計劃人員迫切需要了解和掌握的技能， 文中 3 種方法是在日常計劃工作中常用的方法。在實際應用中， 計劃人員需要密切關注國家宏觀經濟調控政策及其對地區用電結構、用電需求的影響， 準確把握不同地區、不同時期電力電量平衡走勢， 在對歷史數據深入分析研究的基礎上找出影響該企業售電量的關鍵因素， 進而選取合適的預測模型、預測方法， 并根據該地區該企業實際情況對所選取預測方法中的參數進行修正， 以取得較為滿意的預測結果。同時， 由于預測的基礎數據量和計算量都相當大， 如果將適合該地區、該企業的電量預測方法納入到信息管理系統中， 運行信息系統進行輔助預測， 將可進一步提高預測的效率和質量。

參考文獻

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