地区主网规划的负荷预测方法研究

邓永生

【摘 要】随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，社会用电需求量不断增加，据统计，我国目前的用电负荷每年以 10%左右的幅度增长。 电力系统负荷预测是系统运行调度的重要内容，是保证电力系统安全经济运行和实现电网科学管理及调度的重要依据，提高经济效益和社会效益。负荷预测的结果，还可以有利于决定未来新的发电机组的安装，决定装机容量的大小、地点和时间，决定电网的增容和改建，决定电网的建设和发展。

【关键词】地区主网规划；负荷预测；方法

引言

主网运行期间出现的负荷种类多种多样，如： 民用负荷、商业负荷、农村负荷、工业负荷等，这些负荷造成社会用电量大幅度上升。城网规划和建设、改造工程可行性研究很大一部分工作量发生在10kV配电网。城网规划能否简单套用以往用于电源和超高压（220kV及以上）电网规划的负荷预测方法，考虑到充分利用电能资源，实现电力供应的均衡稳定， 对各地区主网进行合理的规划非常关键。

1.负荷预测的特点

城主网规划中的负荷实际上就是电力需求量、用电量， 若能够通过预测的方法掌握这些数据指标则基本上可以估算出社会的用电量大小。在收集的资料中往往出现电网年最大负荷利用小时和电厂年设备利用小时的数值变化较大或不合理的情况，这就需要从电网用电结构的变化情况、大用户的投运情况、电网限电情况、电厂运行情况及有关电量是否与负荷对应等方面进行分析研究，所以，负荷预测工作所研究的对象是不肯定事件，只有不肯定事件、随机事件，才需要人们采用适当的预测技术，推知符合的发展趋势和可能达到的状况。这就使负荷预测具有以下明显的特点。因此，城市电力负荷预测，要根据城市的用地规划，以空间负荷分布预测为基础，采用多种负荷预测方法进行负荷及负荷分布预测。历史数据的完整程度直接影响着负荷预测工作的开展。一般指的是对 1 h 以内的负荷预测， 若系统配备了安全监控系统，则应确定 5～10 s 或 1～5 min 的预测值，对于突发情况的紧急处理则需确定 10 min～1 h 的预测值。，除对常规的用电采用年均增长率来预测其负荷外，还需对一些大用户按其生产规模和单耗来预测其负荷，电网总的负荷为两者之和。其中前者主要反映第一产业、第三产业和居民生活用电及部分工业项目用电增长情况；后者反映产业规划实施，各个地区不但供电严重不足，而且不同地区的供电情况差异性较大。这些情况随时都会给每一个地方造成巨大的压力与负担，对我国的经济发展是相当不利的。鉴于这种情况，很有必要对现在各个地区主网规划的负荷预测工作的现状做一个全面的了解。

2.负荷预测方案的基本流程

负荷预测并非盲目的勘察预测活动，而是一个有目的、有计划、有次序、有组织的电力预测工作。如果可以对地区主网的负荷预测工作实施比较顺利，那么，地区主网中呈现出的绝大部分问题都会得到一个很好的解决。然而，这项工作并不是那么容易实行的，它不仅仅需要相关理论知识方面的支持，而且还需要经过大量反复地计算才可以尽可能达到预测的最佳效果。因此，地区主网规划的负荷预测工作应按照标准的流程操作。

①调查情况，收集资料。仍存在着明显的变化趋势，例如农业用电，在气候条件变化较小的冬季，日用电量相对稳定，表现为较平稳的变化趋势。这种变化趋势可为线性或非线性，周期性或非周期性等等。由于最初所收集的资料对后面的负荷预测有很大的影响， 使得用电负荷资料的收集也应

该细化处理，对每个方面的用电情况均要如实统计。

②历史资料，规范整理。负荷预测用到的资料不仅包括地区目前的用电状况，也应该充分利用好历史数据作为参考。主网规划期间可以结合当期电力部门提供的档案资料，由于各县市负荷主要分布在县城和经济开发区内，因此需重点做好这两区域的负荷预测工作。上述两区域的负荷预测一般依据城市的总体规划，按照各类用地的性质，采用负荷密度法进行。

③数据处理，结合方法。数据处理时可根据地区的主网规划要求使用不同的方法，主要以结合水平处理法和垂直处理方法为主，其他方法为辅。通常采用概率统计来预测负荷，需要注意的是，预测电网未来的负荷，在客观上必定存在一定的误差，产生误差的根源是存在一些影响电网运行的不确定因素以及与电网负荷变化规律不相符合等，总体上负荷预测模型的准确性还是很高。以确定负荷数据变动的标准范围，若处理后的数据超出这一标准则说明负荷数据预测不准。

④创建模型，综合分析。常用的趋势模型有多项式趋势模型、对数趋势模型、冥函数趋势模型、线性趋势模型、指数函数趋势模型、龚波茨模型和逻辑斯蒂模型等。主网规划人员则可以根据获得的数据材料创建相应的数据模型，进而对地区负荷大小进行综合预测分析。如：数学模型的构建，应确保计算所得数据的误差小于 5%，然后根据误差重新拟定规划方案。

3.主网规划负荷预测的新方法

不同预测方法从建模出发点、所需要数据样本和适用条件都不同，在同一评判尺度下进行比较是不科学。从适用条件来看，回归分析法和趋势分析法主要用于统计规律的描述和研究，适合大样本，对历史、现在和未来发展进行同时预测。先進负荷预测方法的运用依赖于科学的理论研究体系，因此，电网规划要充分考虑这方面的适应性，电源和电网建设要适度超前外，也要密切注意各地经济发展和大用电项目建设情况，以及用电负荷增长的趋势，以便及时更新需求信息及调整工程建设安排。

①灰色数学预测。灰色数学理论属于系统概念，主要用于研究信息不完备时模拟的数学法。将部分信息未知和已知系统称为灰色系统，灰色模拟法运用模糊控制观点，将运筹学和自动控制相结合的数学分析方法。诸多因子的未知、不稳定等特点是灰色数学理论的典型特征，这些众多因子的未知性和不确定性，成为系统的灰色特性。灰色系统理论把负荷序列通过生成变换，使其变化为有规律的生成数列再建模，用于负荷预测。

②模糊数学预测。模糊数学模糊理论专用于未知数据的研究，若主网规划期间难以构建数学模型时，则可通过模糊数学理论编制出一套科学的预测方案。电力负荷模型对于电力负荷预测可以说是最为有效的方式之一，电力负荷模型则主要包含了电力负荷的时空特性、负荷电压和频率特性。在拟合曲线的过程中需要精确度同拟合区间的一致性，选择合适的趋势曲线模型能够得出较好的预测结果，不同的曲线模型其误差也比较大，关键是结合区域电网发展情况，选择合适的曲线模型。

③专家系统预测。专家系统方法是用于连接计算机的自动化操作处理方式， 通过调出计算机内部存储的负荷数据自动化分析处理，对规划的主网进行供电可靠性、网损、电压质量计算、抗灾能力等技术评估，并与现状网与导则比较，分析规划方案的合理性。从经济效益和社会效益两方面对规划主电网项目进行分析，对规划主网进行盈利能力分析、偿债能力分析，这就需要在进行使用时充分结合区域实际，从预测花费、目标及精确度等方面综合选择合适方法。

4.结语

在分析了城市电网规划负荷预测中，结合当地的经济因素，采用具体的电网规划负荷预测方法，最终为提高我国电网规划的质量水平以及城市经济的发展有着重要的作用，对某地区用电负荷大小确定之后，利用现有的数据及公式计算该地区每个季度、每年的电力需求量， 确保发电厂电能生产能持续供给社会使用。

参考文献：

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[2]钟庆，吴捷，黄武忠.基于负荷空间分布预测的电网规划方法研究 （II）：电力系统负荷分区分布预测[J].国际电力，2003，（4）.