淺談主動配電網規劃中的負荷預測與發電預測

白 芳，徐子方

淺談主動配電網規劃中的負荷預測與發電預測

白 芳1，徐子方2

（1.國網安徽省電力公司亳州供電公司，安徽亳州236800；2.國網安徽省電力公司經濟技術研究院，安徽合肥230000）

在配電網規劃中，應該做好負荷預測和發電預測這兩項工作。在社會和經濟發展的過程中，各地的用電需求普遍呈現出增長的趨勢，降低了電網最大負荷利用小時數，從而產生了尖峰負荷的問題，加重了配電網建設運行的負擔，同時也會降低設備的利用率。因此科學的負荷預測與發展預測非常重要，本文分別闡述了主動配電網規劃中的負荷預測與發電預測，旨在為主動配電網規劃提供一定的參考。

發電預測；負荷預測；主動配電網規劃

1 主動配電網規劃中的負荷預測

1.1 負荷預測的類別

在主動配電網規劃中，電力負荷預測主要有以下幾種類別。①宏觀預測，也就是對局域地區的最大用電量和最大負荷進行預測，往往通過創建數學模型的方式來進行，同時參考以往數據。②微觀預測，也就是在配電網規劃區域內選取一個局部地區，預測其負荷，大多使用線性預測法和類比法，以以往的記錄數據和檢驗指標作為依據，常見的預測依據有產品耗能、電能平均增長率、負荷密度檢驗指標等[1]。

1.2 負荷預測的過程

1.2.1 收集負荷預測的資料

資料收集對于負荷預測非常重要，收集的資料越詳細，能夠有效地提高預測的精確度。因此應該廣泛地收集與電力事業有關的各種資料，并對其進行整理，篩選出具有價值的數據和信息。

1.2.2 整理負荷預測資料

由于收集到的資料涉及多種類型，如果資料缺少可比性，為了保障其真實客觀，需要對其進行詳細的研究和討論，一旦數據誤差，將會對后續預測的效率和精確度產生直接的影響。要結合本地區的具體情況來分析數據值，核實數據的真實性，不得盲目套用。如遇數據丟失的問題，可以采取補缺推算的方法，或者使用相鄰數據分析計算來填補某數據的空白。

1.2.3 建立主動配電網負荷預測模型

模型的質量會直接影響預測的效果，因此在負荷預測中，建立模型是一個非常重要的環節。在建立模型時應該注意，盡可能選擇最新的資料，并創建多個模型。要對多個模型進行同時計算，然后分析和比對多個模型的計算結果，才能有效地保障結果的精確性[2]。

1.2.4 確立主動配電網負荷預測的結果

根據創建預測模型和計算，能夠將預測結果得出來，然而此時尚不能保證預測結果的準確性，還不能對其進行積極的應用。因此要立足于預測的結果來對已經出現或可能出現的其他結果進行分析，推理和分析未來的發展情況，適當的調整和修改原有的預測結果。最后要進行多次預算，才能將最終的預測結果確定下來。

1.3 主動配電網規劃中負荷預測的方法

在主動配電網規劃中，常用的負荷預測方法主要有回歸模型預測法、負荷密度法、單耗法、彈性系數法和比例系數法，在實際負荷預測工作中，應該根據具體情況來選擇合適的預測方法。①回歸模型預測法，主要是立足于統計學原理，先選取一個時間段，對其數據進行統計和數據分析，然后建立包括非線性回歸和線性回歸的回歸模型和數據模型，形成對應關系，從而將不同變量的關系呈現出來。②負荷密度法，主要是依據功能，對需要預測的依據進行劃分，例如可以將其分為工業區、商業區和居民區。完成分區之后就能夠通過電量密度和特定區域的土地面積來對負荷進行預測。③單耗法，在計算負荷時主要以計算單位產品的耗能為依據，將產品產品產值和單位產品的平均耗能相乘，從而得到用電總量。這種方法使用簡便、預測速度較快，是一種常用的初級負荷預測方法。④彈性系數法，通過對比的方式來預測負荷，將用電量的年平均增長率和生產總值的平均值進行對比。電力彈性系數為用電量年平均增長率和生產總值年均增長率之比。⑤比例系數法，也就是對比過去所記錄的數據，運用一定的比例來預測未來的負荷情況，所預測年的用電量（An）為基年的用電量（1+從基年到所預測年的增長率）×具體年數。這種方法使用簡便，但是準確性較低，其結果一般作為基礎數據來進行進一步的預測。

2 主動配電網規劃中的發電預測

2.1 對分布式發電概率進行預測

友好負荷的調節作用會對主動配電網的負荷預測結果產生一定的影響，與此同時大量接入分布式電源，也會對部分負荷進行平衡，從而對負荷預測的結果產生影響。電網企業往往難以決定分布式電源的規模，因此在進行主動配電網規劃是應該對并網的情況以及分布式電源的建設進行充分的考慮，針對規劃區內的分布式電源出力進行預測。

裝機容量并不能對分布式電源的真實出力進行反映，這是由于分布式電源具有波動性的出力。為了得到更為準確的預測結果，先要預測規劃區規劃年的分布式電源總裝機容量，然后預測總裝機容量下分布式電源的可信出力。可信出力指的是在一定的置信度或概率下分布式電源能夠達到的最低出力水平，以Pβ表示。可以使用分布式電源出力的累計分布函數或概率密度函數來對Pβ進行計算，主動配電網的可靠性要求對于分布式電源出力的置信度又有著直接的決定作用。

2.2 預測規劃區域分布式電源的總裝機容量

很多因素都會影響分布式電源的遠景年總裝機容量，而電網負荷情況只是其中的一個方面，分布式電源的總規劃指標函數（Y）與負荷、政策、地理、自然等因素均有關系，因此在對Y的取值方面，應該把握其靈活性，綜合考慮負荷預測的結果以及區域內的遠景用地規劃，在預測總裝機容量時應該遵循先遠后近的預測方法。

2.3 計算單位分布式電源可信出力

圖1為可信光強曲線和典型日光強時序曲線，其中可信光強曲線用虛線表示，典型日光強時序變化曲線用實線表示，假設夜間太陽光光照強度為零，白天太陽光光照強度與正態分布相似，從而將光強曲線的可信值確定下來。

圖1 可信光強曲線和典型日光強時序曲線

圖2為全天光伏出力的累積分布函數，根據圖2可知，光強和光伏出力的分布趨勢比較相似，如果光伏系統的晝夜周期性比較顯著，即使天氣條件較好，也有超過50%的可能全天出力為零，如果置信度較低，則具有較小的光伏可信出力。因此光伏發電在符合晚高峰時為零的情況可能會出現，削峰作用無法體現。在規劃中更為關心的是在負荷高峰時期分布式電源的可行出力，只有這樣才能發揮分布式電源的作用，從而使配電網的設備容量有所降低。此時可以采取儲能裝置來對光伏發電量進行存儲，從而提高負荷高峰時光譜系統的可信出力。

3 結語

圖2 光伏系統日出力累積分布函數曲線

在主動配電網規劃中，負荷預測和發電預測非常重要，要積極應用負荷預測和發電預測的結果來進行主動配電網變電站的規劃和主動配電網網架的規劃，依據以上兩種預測的預測結果來確定接線模式、出線回數、線路類型，選擇合適的線路走廊，將負荷矩最小的布線路徑選擇出來，并對線路的負荷分布情況進行考慮，同時對主動配電網進行經濟性分析，提高主動配電網規劃的科學性。

[1]江岳春，王志剛，楊春月，李 錳，張俊鵬.微網中可控負荷的多目標優化策略[J].電網技術，2013（10）.

[2]范明天，張祖平，蘇傲雪，蘇 劍.主動配電系統可行技術的研究[J].中國電機工程學報，2013（22）.

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