電網規劃中長期負荷預測技術的研究

黃偉橋

摘 要：經濟的發展帶動了我國電網的建設，電能來是不能夠進行儲存的，因此，電能的生產、傳輸以及銷售等環節都是同時進行的，因此，保持電能在各個階段能夠穩定地滿足任何時刻的需要是至關重要的，但是電能也是隨時發生變化的，因此如何對電能做出一個預測和判斷，需要相關更加關注，以便能夠提前對電能進行安排，保證滿足生產所需，保證供電能夠正常進行，預測過程中根據以往的數據分析及影響的相關因素，總結變化發展規律，運用一定的預測方式，達到時間以及空間的統一。

關鍵詞：電網工程 中長期 負荷預測

中圖分類號：TM715 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（b）-0013-02

該文將會對電力負荷預測的概念以及方式進行簡要的闡述，對中長期電力負荷在預測中所表現出的特點進行明確，同時對于這項工作中存在的一些問題進行研究，并指出了其對于電網產生的影響，希望能夠為國家電網的發展和壯大提供一些理論方面的指導和基礎，加強相關學者對于這方面工作的重視和研究。

1 電力負荷概念

在電力的整個運行系統當中，負荷是其中一個基本概念，主要是在發電廠以及電網或者是用戶中進行運用，是將其在某個時刻所需要消耗的電功率的概念，我們稱它為電力負荷，也就是負荷。

1.1 有功負荷和無功負荷概念

在電能發生轉換或者在傳動電能的過程中，負荷會發生很大變化，主要是將負荷內容分為兩種，一種是有功負荷，另外一種是無功負荷，前者顧名思義，就是指電能在運行過程中產生了一些熱能或者是機械能，而后者是一種只起阻性作用，對有功功率進行消耗的復合，例如電熱、照明等會產生能量的是有功負荷，而同步電動機或者是異步電動機等對有功以及無功功率都會產生消耗，但是其中能夠產生機械能的部分我們將其稱為有功負荷，主要是通過其中產生的有功功率來進行供應，而無功負荷消耗無功功率，像是空調或者是冰箱等都在這個范疇內。

1.2 發電負荷、廠用負荷、供電負荷、損失負荷和用電負荷概念

電能主要是在生產、運輸以及消費等各個環節中存在著，因此，根據所處環節的不同，對負荷有著不同的分類。用電負荷也就是消耗電能的用戶在某個時間內在電力系統中通過某種設備對電功率進行選用，也就是用戶在這個時間段內消耗的電功率的總和。發電廠通過電網對電能進行輸送，在輸送過程中難免會發生一定的消耗或者是損失，也就是損失負荷，用電負荷和損失負荷相加，總稱為供電負荷，發電廠對其進行的消耗即是廠用負荷，而發電負荷就是全部總和，也就是在某個時間內功率的輸出總和。

2 中長期負荷預測

2.1 明確預測目的

對于電力負荷進行中長期的預測工作需要根據電力系統的實際需要來進行，要想進行這項工作，首先就要對預測目的進行明確，預測工程的目標以及所得的結果能夠在不同的場所中使用，需要運用不同的預測方式，同時對于負荷所需要的數據和資料需要及時進行收集和整理，同時將相關人員或者是工作中所需的費用準備充足，從而支撐整個工作計劃。

2.2 確定預測的內容

中長期負荷預測包括電量預測和電力預測，一般包括以下內容。

（1）年（月）電量。

（2）年（月）最大負荷。

（3）分地區年（月）最大負荷。

（4）典型日、周負荷曲線，月、年負荷曲線。

（5）年平均日負荷率、年最小負荷率、年最大峰谷差、年最大負荷利用小時數、典型日平均負荷率和最小負荷率。

但是，在實際預測工作中，需要結合實際情況對電力情況進行預測，根據上面所介紹的內容進行一定的調整。

2.3 收集和整理資料

任何建設工作都需要基礎工作，對于電力負荷預測工作來說更是如此，預測工作需要非常嚴格的準確度，因此所用的資料要運用最新的，可靠的信息和數據是基礎，后續的工作也是以此為基礎，同時，主要是對一些基礎數據以及水平進行預測，像是城鎮中人口數量以及城鎮可支配收入或者是收入比重等要素，在預測過程中可以采用國家或者相關研究部門最新的報告和資料，數字要精準，這方面的資料可以通過一些權威網站或者是一些珍貴出版刊物來獲取，也可以在相關部門中獲取。

2.4 選擇預測的方法進行預測

預測要采用科學合理的方式進行，對預測內容進行統計和檢驗，其中一些對負荷預測產生影響的內外部因素要進行評價工作，分析其影響因素，同時對之后的發展趨勢以及是否能夠在之后繼續有應用價值進行測算，在當前運用的方式中有各自的優勢和確定，因此，要根據所在區域的人口或者是經濟水平等數據以及資料作為基礎，根據預測時間的長短來對預測方法進行選擇，然后根據實際情況進行驗證，以便能夠獲得最好的效果。

2.5 分析評價預測結果

對電力負荷進行預測的整個階段都相對比較復雜，同時影響因素也很多，方法的選型也很多，因此如何根據實際情況來對相關工作內容進行確定，需要進行評價工作，對其優劣和所遇到的問題都進行評定，并且對預測結果要適時進行修改，從而得到最終結果。

3 電力負荷預測技術

3.1 概況

某地區具備豐富的礦產資源，因而在礦產開發產業的引領下，該地區的經濟發展水平不斷提升，礦產以及冶煉等產業形成鏈條式發展，但是在用電量上，這些產業占到了85%，而該市工業用電約占總耗電量的90%左右且各項負荷特性指標為優。但是近年來，伴隨著城市化發展進程的加快，第二產業發展比重更高，因此，平均負荷率產生了波動，在這樣的發展背景下，有必要借助中長期電力負荷預測進一步優化電網規劃。

3.2 中長期電力負荷預測

在2015—2025年對這個地區的電網規劃內容進行復核的預測，將這個地區之前的歷史資料和數據作為主要依據，根據該地區經濟發展的實際情況通過回歸法、分區預測法等比較傳統的方式進行預測，同時建立相應的數學模型，根據社會預測中最小的值，對電力負荷進行預測，確定出各個方案，之后對負荷預測結果進行判定，通過預測結果對該地區的預測結構進行調整。

3.3 確定權重系數

根據歷史數據以及各個模型中所反映出來的值數，可以對各個單模式系數進行確定，線性回歸模型的權重系數為0.157，指數平滑模型的權重系數為0.202，灰色模型的權重系數為0.641。

3.4 精度比較

為了能夠更加直觀地對各個預測方式以及模型誤差進行預測，需要對相關數據進行分析，從數據結果中我們可以看出，線性回歸模型所產生的誤差值數為1.42，指數平滑模型的誤差在灰色模型中產生的誤差指數為1.00，而采用組合方式所得出的誤差在0.49和1.32之間，從數據我們就可以看出，組合模型得出的誤差是最小的，精確度也更高。

4 中長期電力負荷的組合預測模型

在實際預測工作中，常常會針對同一個問題采用不同的預測方法，這也是為了得到一個最優系統，但是不同的預測方法有各自的優點和劣勢，從目前的相關研究中可以看出，還沒有任何一種預測方式能夠有更高的效率，因此，預測中對于誤差的評定方式以及精度預測方式也是各不相同，不同預測方法的應用往往可以得到并不相同的有價值信息，如果我們摒棄簡單的平方預測等誤差較大的方法，這是不科學的，負電荷的精度評價方法簡單且變化本身具有很大的隨機性。最為科學的預測方式就是通過對不同種類的預測方法進行利用，將這些方式進行組合，將誤差降到最低，同時運用不同預測方法所得到的不同數據信息，通過合理處理，能夠提升預測精度。

4.1 最優組合的預測方法

預測方法中一種是最優組合方式，主要是根據之前某一個時間段內容產生誤差值最小的情況作為基礎的根據，通過這個值來對其進行預測，從而確定權重系統，這種方式在目前運用得比較多，但是這種方式也有其缺點，首先就是可能會得出并不是最優的系統，還有可能會出現負重的結構，因此，這種方法最為核心內容就是權重系統的選擇，因此，為了保證權重系統能夠最有代表性和準確性，可以制定不同的標準和規定。

4.2 變權重組合預測方法

對于權重來說，變化中的狀態永遠要比傳統不變的具備更高的優勢，無論對任何一種模型進行預測，都可能出現一些其他狀況，但是，這種變權重組合方式非常復雜，因此對于它的運用相對比較少，還需要經過大量的研究和考證才能進行。

4.3 其他一些方法

除了上文中介紹的方法，還可以利用一些數學方法來對權重系統進行運算和解答，這些算法困難程度各不相同，同時可以從不同方式的側面情況來處理，但是從以往經驗上來看，這些方式需要運用大量的運算，同時權重的變化情況并不能全面涵蓋和考慮到，因此，這種方式會對實際應用產生較大影響。

伴隨著我國現代化進程的不斷加快，我國對于電網建設中的規劃內容更加重視，其重要性也在不斷提升，如今的電網規劃更加需要的就是一份中長期的電力負荷方面的預測數據，將其作為建設參考，從而制定更加優秀的電網工作內容，與短期的負荷預測相比，中長期負荷預測雖然有著眾多優勢，但是所用方法卻更加復雜，同時還會受到更多因素的影響，因此，在制定過程中，一定要結合當地的實際狀況，經過反復推敲，從而得出最為合適的、科學的負荷預測結果。

參考文獻

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