計及穩(wěn)定度分量的負荷預測新評價標準

楊 逸，周麗華，柳 昂

（國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司，浙江 湖州 313000）

計及穩(wěn)定度分量的負荷預測新評價標準

楊 逸，周麗華，柳 昂

（國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司，浙江 湖州 313000）

到目前為止，負荷預測工作基本上以負荷預測準確率為評價標準。而負荷準確率只反映了負荷預測的絕對偏差的大小，由于各地區(qū)負荷構成因素不同，導致負荷穩(wěn)定性迥異。各地區(qū)負荷穩(wěn)定性高低基本決定了地區(qū)負荷準確率高低，不利于反映負荷預測人員真實努力的程度。記及穩(wěn)定度分量的負荷預測新評價標準引入了穩(wěn)定度分量的概念，通過該地每個月穩(wěn)定度分量的高低來核算每月負荷預測合格率，通過合格率與準確率雙重指標對負荷預測工作進行評價。

負荷預測；穩(wěn)定度；評價；預測誤差

在電力系統(tǒng)中，發(fā)電、規(guī)劃、計劃、調度等部門都需要負荷預測，電力系統(tǒng)的規(guī)劃和調度運行也都以電力負荷預測為依據(jù)。負荷預測的準確與否，直接關系到如何安排電網(wǎng)內部發(fā)電機組的啟停，關系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性。符合要求的負荷預測還能有效地降低發(fā)電成本，提高經(jīng)濟效益和社會效益。而負荷預測工作需要評價機制，以確認負荷預測工作的深入程度以及評價預測方法的優(yōu)劣。

目前普遍采用的是以國家電網(wǎng)公司電網(wǎng)短期負荷預測技術規(guī)范中的負荷預測準確率或合格率評價負荷預測的水平，但是經(jīng)過大量的分析發(fā)現(xiàn)，準確率的高低因負荷特性的不同有巨大的差異，即使改變預測方法以及預測人員主客觀再多努力也難以提高。因此，有必要研究負荷自身的特性以及評價負荷預測的方法。

1 負荷規(guī)律性與預測準確率的關系

電力負荷是具有較強周期性的時間序列，其變化既有規(guī)律性又有隨機性。其中每日、周、月、季、年負荷曲線基本都具有一定的相似性，同時又有較大的差異。若負荷變化只有規(guī)律性沒有隨機性，則可以進行完全建模從而實現(xiàn)精確的負荷預測（無差預測）；若負荷變化只有隨機性而無規(guī)律性，則只能在隨機規(guī)律的范疇內做出預測，要使預測結果的精度超越隨機規(guī)律所限定的精度是不可能的。

為對負荷的規(guī)律性有一個定量的分析，需要對若干連續(xù)日負荷進行數(shù)據(jù)分解與成分分析，采用傅立葉分解等手段對負荷曲線進行頻域分解，分解為日周期分量、周周期分量、高頻分量和低頻分量。

對指定建模時域的負荷時間序列做如下有限傅立葉分解：

進行周期性成分重構：

式中：ai和bi為實頻率分量的振幅；a0+D（t）為日周期分量；W（t）為周周期分量；L（t）為低頻分量；H（t）為高頻分量；P（t）為負荷時間序列。

前兩項為日周期分量，W（t）為周周期分量，是穩(wěn)定分量，可以用常規(guī)方法準確建模，并用做預測。式中L（t）為低頻分量，受溫度等緩變性質因素影響為部分可預測分量。建模難點是不能窮盡各種影響因素，且某些因素很難通過數(shù)量化手段描述。H（t）為高頻分量，反映負荷的隨機波動，是不可預測分量，即隨機分量。

在這種模型分解方法下，由于低頻分量和高頻分量的存在，且不能完全建模，故存在建模誤差，從而決定了負荷預測有一定的準確率上限，即穩(wěn)定度上限。

利用高頻分量計算負荷的穩(wěn)定度上限Luper：

同樣，日分量和周分量是負荷預測中必須把握的負荷，因此，合格的負荷預測有一定的準確率下限，即穩(wěn)定度下限：

利用日、周周期分量計算負荷的穩(wěn)定度下限Llower：

通過穩(wěn)定度上限和穩(wěn)定度下限算術平均可以確定當月穩(wěn)定度L：

2 計及穩(wěn)定度分量的評價標準

2.1 負荷預測準確率

根據(jù)國家電網(wǎng)公司《電網(wǎng)短期負荷預測技術規(guī)范》中對負荷預測合格率的定義：

評估點負荷預測偏差率Ei為：

式中：Li，f為時刻i的負荷預測值；Li為時刻i的負荷實際值。

日平均負荷預測準確率Ad為：

式中：RMSE為日負荷預測偏差率均方根；E為15 min時刻的負荷預測偏差率；n為日實際考核點數(shù)。

2.2 負荷預測合格率

通過當月穩(wěn)定度及該月每日負荷預測準確率，計算當月負荷預測合格率Bm（計及穩(wěn)定度）為：

式中：Ad為月平均日負荷預測準確率；L為月穩(wěn)定度；n為當月天數(shù)。

2.3 負荷預測綜合指標

負荷預測準確率和與計及穩(wěn)定度的負荷預測合格率，按不同權重計入綜合指標：

通過月負荷預測合格率與月負荷預測準確率計算取當月綜合評價指標：

式中：Cm為月負荷預測結合指標率；Am為月負荷預測準確率；a為負荷預測準確率所占權重；b為負荷預測合格率所占權重。

式中的a與b之和為100%，不同地區(qū)a與b的值可以不同，根據(jù)該地區(qū)的負荷特性可適當調整，使其達到最優(yōu)。

3 具體評價案例

以國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司為例，2012年1月起開始試行采用計及穩(wěn)定度分量的負荷預測評價標準對下屬長興、德清、安吉3個縣級供電公司的負荷預測工作進行考核。長興、德清、安吉三縣負荷約分別為60，40，25萬kW，負荷預測準確率見表1。

按傳統(tǒng)負荷預測評價體系評價，2012年湖州縣級調度機構負荷預測準確率排序為長興、德清、安吉。

按計及穩(wěn)定度的負荷預測評價規(guī)則，計算縣級調度機構月度負荷穩(wěn)定度，再以此為基準計算負荷預測合格率見表2。

表1 2012年湖州縣級調度機構負荷預測準確率 萬kW

表2 2012年湖州縣級調度機構負荷預測合格率

表3 2012年湖州縣級調度機構負荷綜合評價指標

在實際考評中，a與b的取值與負荷實際情況及負荷波動程度相關，當負荷波動明顯時，b的取值可適當增大。

湖州在評價縣級調度機構時在式（10）中，考慮到負荷波動較為明顯，a與b均取50%，則其最終綜合指標情況見表3。

4 結語

通過計及穩(wěn)定度的負荷預測新評價標準，建立循環(huán)動態(tài)考核機制，在規(guī)定時間周期內循環(huán)展開穩(wěn)定度分析，依據(jù)穩(wěn)定度上下限，并結合當?shù)刎摵伤剑瑒討B(tài)調整負荷預測考核精度，更具有可比較的公平性，激勵預測人員提高預測精度，改變了過去“一刀切”的考核機制，體現(xiàn)了科學管理、精細化管理的理念，保證了管理的科學性與公平性。

[1]王學申，劉剛．電力系統(tǒng)負荷預測方法分析及應用[J]．能源與環(huán)境，2011（8）∶20，31.

[2]牛東曉，曹樹華，趙磊，等．電力負荷預測技術及其應用[M]．北京：中國電力出版社，1998.

[3]查特菲爾德（Chatterfidle）.時間序列分析導論（The guide oftime series analysis）[M].北京：宇航出版社，1986.

（本文編輯：楊 勇）

A New Standard of Load Forecast Evaluation Based on Stability Degree Component

YANG Yi，ZHOU Lihua，LIU Ang
（State Grid Huzhou Power Supply Company，Huzhou Zhejiang 313000，China）

So far，accuracy is basically taken as the only work of load forecast.However，the accuracy just reflects the absolute deviation of load forecast，which differentiates load stability due to different load structures in different regions.The load stability degrees in all regions basically decide the load accuracy，which can not reflect effort of load forecast personnel.The stability degree component is introduced as a new conception in load forecast evaluation standard that takes stability component into account.The new system checks monthly qualification rate of load forecast through stability degree component and evaluates load forecast by qualification rate and accuracy.

load forecast；stability degree；evaluation；forecast error

TM714

A

1007-1881（2015）09-0022-03

2015-02-11

楊 逸（1981），男，工程師，從事電力市場、電力經(jīng)濟調度、電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行等研究。