城市電網負荷預測方法研究

張樹杰

（貴州電網有限責任公司貴州貴陽550002）

城市電網負荷預測方法研究

張樹杰

（貴州電網有限責任公司貴州貴陽550002）

介紹了不同負荷預測方法的適用范圍，分析城市電網負荷發展的特點；在此基礎上，提出了城市規劃不同階段和城市不同地區的負荷預測實現方法，并進一步研究提高城市電網負荷預測結果準確性的措施。

城市電網；負荷預測

負荷預測是電力系統規劃建設的前提和基礎。隨著城鎮化率的不斷提高，城市電網的負荷預測工作愈發重要。影響城市電網負荷變化的因素較多，與全網負荷相較，城市電網的負荷波動性更大、不確定因素更多。為提高城市電網負荷預測的準確性，根據城市電網的負荷特點，研究相應的負荷預測方法是有必要的。

1 城市電網負荷發展的特點

一些起點較低、發展較快的城市，雖然目前用電水平較低，但隨著城市開發力度的加大，在經濟高速發展的帶動下，城市用電量將呈現快速增長的態勢；而對于發展較為成熟的特大型城市，隨著城市用電負荷逐漸進入平穩發展階段，其用電量的年增長率明顯要低于快速發展的中小城市。電網負荷預測與分析，可通過預測模型進行綜合識別，自動對城市用電荷載大小進行調控，確保區域用電荷載大小與預定標準一致，實現電網負荷的智能安全管理，此管理系統不但提高了智能化管理程度、保證了電網運輸安全，而且此項系統的研究在電網信號設備管理中的使用尚屬首例。

2 電力負荷預測基本過程

電能資源是國家戰略規劃重點，在保持區域正常用電情況下，維持電力資源分配與使用協調運行，體現了社會用電負荷控制的一體化建設。由于早期電力產業結構的滯后性，導致電力負荷預測缺乏先進性，電能資源利用率偏低，限制了區域供電傳輸作業發展。為了更好地利用電能，要建立科學有序的電力負荷預測方案，解決早期用電規劃中潛在的問題。一般來說，電力負荷預測要按照標準流程操作：①收集，結合地區用電歷史數據進行收集，收錄大量歷史用電負荷數據，為后期預測分析做好準備；②建模，結合原始數據建立數據模型，以預測性模型為主，保持數據分析與控制的一體化，確保試驗數據與原始數據一致；③算法，選擇與電力負荷預測相對應的算法，為數據分析及控制提供指導依據，對模型或數據進行檢驗、分析，掌握其規律性。

3 負荷預測的基本方法及其適用性

3.1 電力彈性系數法、回歸分析法

此類方法是通過對歷史統計數據的分析而建立的外推模型，通常用于對中遠期規劃負荷預測結果的相互補充和校核。電力負荷預測所用方法要符合實際情況，回歸分析法中可按照時間順序進行研究，以某個時間段為中心，收集歷史資料數據后展開預測。通常，時間序列可以反映出用電負荷的波動，在正常情況或特殊情況下，某個原始數據呈現出來的用電荷載動態，對數學模型建設提供相對穩定的數據支撐，再利用數學分析法進行延伸、推算，所得數據結果的精確度更高。回歸分析法具有歷史性特點，與歷史數據相結合，體現了電力負荷預測的準確性。

3.2 灰色理論法

該方法可用于貧信息條件下的分析和預測，但因其構造模型較為復雜，且數據離散程度越大預測精度越差，故僅用于短期負荷預測。灰色理論法用于電力負荷預測中，可以不考慮各項指標之間的關聯性，可按照負荷指標大小進行獨立計算，不會對最終的負荷結果形成影響，大大控制了數據結果的誤差。同時，在預測過程中，灰色理論法以短期預測為主，不適用于長期負荷預測，這是由于數據的時效性決定性的，若間隔周期太長，最終數據預測結果的誤差更大，需在短時間內完成相關預測與分析。

3.3 人均用電法、單耗法、負荷密度法

此類方法一般適用于分項、分類的局部預測以及對預測結果的橫向比較。用電負荷預測是一項復雜工程，要考慮多個因素對區域用電產生的影響，同時選擇多個用電負荷標準進行分析，確保用電負荷控制達到預期標準。在人均用電法預測中，可選用橫向比較法進行研究，按照地區綜合用電水平及需求情況，確定未來地區綜合用電規劃標準，對發電生產及供輸電進行嚴格控制，這樣能夠提高區域電能綜合分配效率，避免各種因素造成的耗損。此外，也要考慮經濟、資源、氣候、人居等因素，對生活用電負荷產生的不利影響，這些都是預測中要考慮的問題。

3.4 空間負荷預測法

該方法由于對城市規劃內容深度的要求較高，多用于城市各功能區地塊用地性質比較明確的情況。不同的負荷預測方法適用范圍不同，在具體應用于城市電網負荷預測時，必須結合城市負荷發展的特點、要求以及預測條件，選擇合適的預測方法，才能達到滿足預測精度的要求。對于城市電力負荷預測方案設計來說，要綜合多種因素進行分析，空間負荷預測法使用過程中，必須以充分的預測條件為中心，確保預測數據符合規定的指標要求。例如，供電公司要實現手機大量用電數據，通過調查與收集獲得原始數據，確保城市用電負荷預測達到標準。對于預測模型構建之后，要進行綜合檢驗與評價，對數據誤差、指標結果、空間布局等進一步探討，確定電力負荷標準與動態數據相吻合，才能落實城市電網負荷控制標準，提高數據預測精度指數。

4 城市電網負荷預測注意事項

4.1 差異性

城市規劃不同階段負荷預測方法的選擇，由于在城市規劃的不同階段，其用地性質及產業功能的規劃清晰程度不同，所以城市電網負荷預測原則上需要采用不同的方法。在城市總體規劃和分區規劃階段，負荷預測可采用電力彈性系數法、回歸分析法等。在城市詳細規劃階段，對地域范圍較小的居住區、工業區等局部范圍的負荷預測可選用人均用電法、單耗法、空間負荷預測法。

4.2 區域性

城市不同地區負荷預測方法的選擇，按照建設時期的不同，城市可大致分為老城區和新區（開發區）。不良數據的存在將給正常數據的運用帶來較大的干擾，影響預測體系的精度。如果不良數據的影響過大，則可能誤導預測體系的預測結果。一般可通過經驗分析及邏輯判斷排除由不良數據帶來的不良影響。敏感性分析要考慮具體情況，例如，城市功能定位不十分明確或城市經濟發展受國家政策等因素影響較大，需要根據不同情況做出多種方案的預測。

4.3 科技性

電網負荷預測可設置數字控制器，用其參與遠程現場作業控制及傳輸調度，對遠程傳輸網絡服務平臺進行設置，開發出了綜合性的現場作業負荷控制檢測系統。數據傳輸是城市電網負荷控制數字化控制重點，借助負荷控制系統實現了信號傳輸智能化維修，加快了新型城市電網負荷控制系統設計與應用進程，滿足了各類負荷控制運行要求。因此，掌握智能網絡運行特點，設計城市電網負荷控制數字化智能系統模式，將會是智能網絡時代的技術革新要點。

5 結論

總之，隨著用電負荷預算方法的多元化發展，城市電力負荷預測可采用不同類型的方式，按照現有用電規劃方向進行控制，確保電能資源綜合利用與控制。例如，模糊邏輯法、神經網絡法、組合預測法等，這些都是城市電力負荷預測可選用的方式。城市電網負荷預測需嚴格控制誤差率，在保證數據分析準確性前提下，提出切實可行的節能降耗措施，以免用電負荷超標而造成資源浪費。

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TM76

A

1004-7344（2016）28-0123-02

2016-9-23

張樹杰（1987-），男，貴州貴陽人，工程師，工學學士，主要從事電力系統規劃研究工作。