配電設計中的負荷預測分析及其計算方法

周公順

（國網黑龍江省電力有限公司佳木斯供電公司，黑龍江 佳木斯 154002）

配電設計中的負荷預測分析及其計算方法

周公順

（國網黑龍江省電力有限公司佳木斯供電公司，黑龍江 佳木斯 154002）

電力系統的規劃設計與實際運行，都是在未來時刻的負荷不斷預測基礎上進行的。因此，準確的負荷預測也對確保電網的安全穩定運行，擁有良好的經濟運行效益有著至關重要的影響。也正因如此，現如今各個電力企業紛紛加大了對負荷預測分析及其計算方法的研究。本文筆者結合個人多年從事電力工作的實踐經驗與相關參考文獻，就配電設計中的負荷預測分析及其計算方法進行粗略地探討，提出幾點個人的粗淺建議，以供參考。

配電設計；負荷預測；計算方法

作為電網規劃設計的重要基礎——電力系統負荷預測，其實質就是利用一套處理過去與未來負荷的數學方法，在滿足一定精度要求的意義之下，用科學的方法對未來電荷的可能發展趨勢與變化規律進行有依據的預測。因此，做好電力系統的負荷預測則對整個電網的安全穩定性則息息相關。以下筆者即結合個人多年從事電力工作的實踐經驗與相關的參考文獻，就配電設備中負荷預測的重要性進行粗略的探討，并提出配電設計中負荷預測計算方法。以期為廣大同行在今后配電設計負荷預測工作上提供有力的理論支持。

1.對配電設計中電網負荷預測研究內容的分析

電網負荷預測就是以已知經濟發展情況、社會發展情況、電力系統的實際需求情況等信息為出發點，結合對過去歷史數據所作出的進一步分析，探索在未來一定時間周期內事物存在的內在聯系與發展變化規律，并以為未來年份的經濟發展情況與社會需求情況的預測結果為計算依據，對未來的電力需求所開展的預先評估、預測。因此，也可以說電網負荷預測，其根本就是電力系統進行規劃設計與實際運行的基本依據，是確保電網安全穩定運行，良好經濟運行效益的重要基礎所在，對整個電力系統而言都有著至關重要的作用。

通過對電力系統負荷預測研究內容的分析，我們可以看到，可將配電設計中電網負荷預測，歸納為以下4個方面，分為是：長期負荷預測、中期負荷預測、短期負荷預測、超短期負荷預測。尤其通過分析，可以看到針對這4類的負荷預測，在對其原始量進行選取時，其可選范圍極廣，選擇樣式繁多。所以，在這些原始量的選擇上應該針對每一個變電取最大值、最小值、平均值。

如若對此4類負荷預測進行研究，則具體如下：

第一，針對電力系統長期負荷預測的分析。通過調查與分析，我們可以得知，長期負荷預測主要是指對在電力系統負荷預測中，針對時間上已經超過了10年以上的電力負荷的實際發展變化情況，所開展的一種具有針對性意義的負荷預測工作。可以說該種負荷預測方法，目前常常應用在對電力系統的遠景規劃設計方面，對電網的實際布局與網絡規劃研究等方面，從而使電力系統的規劃設計能夠滿足遠期負荷的預測水平需求。

第二，針對電力系統的中期負荷預測分析。我們這里所說的中期負荷預測，其主要就是指在電力系統負荷預測中，針對那些時間大概在5年左右的電力負荷的實際發展變化情況，所開展的一種具有針對性意義的負荷預測工作。可以說該種方法，目前常常被應用在對電網結構規劃以及電力規劃設計之上。并且該種預測方法與上述長期負荷預測相比，在精確度上要高出很多。

第三，針對電力系統短期負荷預測的分析。通過調查與分析，我們可以得知，短期負荷預測是指在電力系統負荷預測中，針對那些時間年限在一年以上的電力負荷的實際發展變化情況，所開展的一種具有針對性意義負荷預測工作。該種預測方法其重點在于能夠很好地解決在電網運行過程中可能存在故障問題，進一步提高電網運行的可靠性與供電質量，可以說在預測精度上是最高的。

第四，針對電力系統超短期負荷預測的分析。通過調查與分析，我們可以得知，超短期負荷預測是指在對電力系統負荷預測中，針對未來1個小時以內或者是半個小時，10分鐘之內的電力負荷的實際發展變化情況所展開的預測工作。可以說該種方法目前往往被應用在計算機在線監控工作上。

2.配電網設計中負荷預測方法及其分析

2.1配電網設計中的負荷預測方法通過不完全數據分析，我們可以看到，在電力系統的負荷預測之中，電力工作人員往往選用兩種負荷變量進行負荷預測，第一種是按照用電行業進行預測；第二種則是按照負荷的最大功率進行預測。如若對其進行詳細地分析，則具體的預測方法如下：

第一，負荷預測方法——產業產值單耗法。目前，我們將單耗法也稱為單位產品耗電法，該種方法就是通過對某一單位產品平均單位產品用量以及該產品產量的分析與計算，得到該產品的實際生產總用量。而因為在單耗法的實際使用前，必須對單耗法進行詳細且全面的調查、統計，然而在實際工作中根本無法有效實現，因此該種方法的工作量十分巨大。

第二，負荷預測方法——電力彈性系數法。對電量平均增長率與國內生產總值之間的比值關系進行分析就是電力彈性系數法的求解方法。與上述單耗法相同，在使用前必須對數據進行大量且細致的統計，因此，所費工量巨大。

第三，負荷預測方法——分區負荷密度法。負荷密度預測法就是指從地區土地面積的平均耗電量入手，以期實際數字作為負荷預測的根本依據，從而對未來某一時段內土地面積和單位面積的用電密度所進行的預測，之后在乘以面積，最終得到用電量預測值。可以說該種方法就是根據近些年來該地區的實際發展情況以及電力規劃目標對該待測區域所劃分的多個功能區域，用負荷密度法所進行的預測，最后進行相加，得到的總用電量預測值。

第四，負荷預測方法——時間序列法。該種方法就是通過負荷過去的統計數據，找出其伴隨時間所產生的規律變化，建立相應的時序模型，從而對未來負荷數值進行推斷的一種方法。如若我們將每一次的時間序列用X1，X2……XM來表示，那么在一次移動平均值的計算上則如下計算公式所示：

第五，負荷預測方法——灰色預測法。近些年來，灰色系統模型在電力系統負荷預測領域中的使用，更是在電力系統預測工作的有效開展上取得了十分優異的成效。如若對其進行詳細的分析，我們則可以清楚地看到，灰色預測其實質就是將電力系統行為特征量的變化過程看作是一個灰色的過程，并且利用灰色系統理論的微分方程模型進行的預測。灰色系統理論在建設的過程中，依靠的并不是原始數據模型，而是生成數據模型，也就是說由生成數據建立的灰色模型，其預算結果必須要做到逆生處理，才能夠得到原始數據X（0）的預測結果，其預測模型具體如下所示：

第六，負荷預測方法——模糊預測法。模糊數學是由扎德教授創立的全新理論，一門全新的學科，而截止到今日已經通過諸多學者的研究與分析，模糊數學法儼然已經具備了一套相當完整的理論體系框架，并且被應用在電網負荷預測中，且取得了十分矚目的成績。模糊預測法主要包括：模糊聚類法、模糊線性回歸法，兩種。

2.2配電設計中的負荷預測方法分析

通過筆者對上文負荷預測諸多方法的研究分析，我們可以將其總結為兩類：一類是基于參數模型的方法，一類是基于非參數模型的方法。基于參數模型的方法主要是通過對負荷和影響負荷定性之間的關系進行分析，構建符合數學模型或者是統計模型，并且通過對歷史數據的評估得到這些模型的基本參數。尤其是由于中長期電力負荷普遍具有非線性、時變性、不確定性等特點，因此，在預防方法分析上，要通過數學方程的輸入與輸出之間的非線性關系進行表示。

結語

綜上所述，本文筆者結合個人實踐工作經驗與相關參考文獻，從配電設計中負荷預測的重要性入手進行了粗略的探討，并提出了負荷預測的計算方法，也是希望通過本文筆者的粗略闡述，所總結出的幾點常見的應用與計算方法，能夠進一步為廣大同行在今后配電設計的負荷預測上提供全新的思路與理論支持，并且更加清楚地認識到負荷預測工作的重要性，從而在今后的電力工作中，為不斷地提高負荷預測工作的準確性做有益的鋪墊。

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