配电网规划中电力负荷预测方法的有效性探究

蔡舒毅

（国网福建惠安县供电有限公司，福建 泉州 362100）

0 引 言

配电网规划中，电力负荷预测作为电力系统工作的重要组成部分，保障了电力系统稳定安全的运行和经济效益的最大化。电力负荷预测工作需要考虑经济、气候等多方面因素进行计算，包括对于负荷需求量和用电量的预测，对电力网络的正常运行具有非常重要的作用。

1 电力负荷预测的重要性

1.1 电力负荷预测的概念

配电网规划中，电力负荷预测的主要工作内容是在电力需求的基础上，综合外界各种环境的影响，对将来用电量进行科学有效的推测，得到的预测结果对于后期电力系统的发展具有重要意义。用电量的程度决定了发电设备的选用，而电力负荷预测工作为电力系统的运行管理提供了重要的参考数据，可保障电力系统的正常运行。

1.2 电力负荷预测的作用

电力负荷预测在电力系统的运行中具有重要作用。通常，电力系统以电力负荷预测为基础，相关工作人员要想预测发电厂的电力，必须计算发电机组的运行情况和输出情况，而这些计算是以负荷预测为前提的。电力系统的安全问题需要电力负荷预测做保障，负荷预测数据的准确程度直接影响电能的质量。在电力系统输出出现故障时，还会对电网和用户造成巨大的财产损失，严重时甚至威胁百姓的生命健康。虽然电力负荷预测在电力系统的运行中具有不可替代的作用，但负荷预测的计算非常困难，所以在实际工作中依然会由于各种因素出现问题。

1.3 配电网规划中负荷预测的主要内容

在配电网规划中，负荷预测的主要内容包括电力需求预测和电量需求预测[1]。电量需求预测主要是对规划期内所使用的总电量进行预测，根据历史数据计算用电量和增长趋势，从而确定用电的总需求量。电力需求预测则通过总量负荷预测和空间负荷预测两个方面进行综合计算。总量负荷预测旨在计算所规划期内每阶段的最大负荷量和每阶段的增长趋势，通过计算确定总量负荷的预测结果，以指导电网贡献最大的供电能力。

2 配电网规划中电力负荷预测方法的选择

2.1 组合预测法

在目前的电力负荷工作中，电力负荷预测具有一定的复杂度和随机性。预测方法不同，适用范围也不同，而单一的预测方式由于不能满足不同的电气设备，所以不能精准进行预测。对此，相关人员将多种预测方法进行组合，根据各种预测方式的优缺点，将不同的模型科学组合到一起，将误差最小化，极大地提高了预测精准度。目前，组合预测的方法已经广泛应用于中长期和短期负荷预测工作，完善了单一算法的缺点和不足，极大地提升了电力负荷预测的工作质量。

2.2 回归分析法

在电力负荷预测工作中，采用回归分析法预测负荷，需要根据历史数据建立对应的计算方法，再采用合适的计算模型分析历史数据。过程中也可以采用统计学的相关算法科学分析历史数据中存在的变量，从而预测未来发展结果的相关数据。一般情况下，对于中期负荷进行预测时都采用线性回归的方法。线性回归法不但预测结果较为精准，也能在计算过程中对历史数据进行二次分析[2]。但是，回归分析法仍然存在缺点和不足，虽然适用于综合用电的电力负荷预测，但在不具有局域借鉴的实际意义。

2.3 负荷密度法

负荷密度法即计算单位面积内的负荷值[3]。负荷密度法与其他计算方法不同，注重计算的直观性，虽然不能预测整体区域内的负荷密度，但可以将整体划分为不同部分，再针对每一部分进行负荷预测。计算方法为先将区域内的目前负荷密度数据和历史负荷密度数据进行计算，然后结合地区发展的特征和具体情况进行负荷预测，单独计算部分用电量过大的区域。在使用负荷密度法进行预测时，应当注意区域内的整体电力负荷因外界因素刺激变化时而导致出现的阶段性和跳跃性的发展形势。

2.4 单位耗电法

单位耗电法即通过对电力负荷量的单耗进行测定，得出数据后分析及预测规划区域内整体用电量的方法。通常情况下，单耗法适用于工业电力和农业生产电力单耗指标的预测，预测结果较为精准[1]。但是，采用单耗法进行电力负荷预测时，应当注意针对不同地区的经济发展情况做区分，同时根据规划期间内所得到的单耗指标进行综合性分析，结合历史数据和规划范围内的发展特点进行预测。单耗法的优势在于计算方法较其他方法简单，且较短的时间内预测结果更准确。

2.5 趋势外推法

趋势外推法是根据已经计算的历史数据绘制一个可以反映规划内负荷本身增长趋势的曲线，根据曲线的内容和走向判断往后某一时间的负荷水平。此方法不单只适用于中长期的电力负荷预测，对于短期规划内的负荷预测也可应用。趋势外推法的优势在于需要计算的数据量大大减少，相关人员的计算工作相对较少。但是，使用趋势外推发计算电力负荷预测时，必须注意由于历史负荷数据适用于不同计算方法，所得出的预测结果精准度可能略有不同，故在实际工作过程中，需要比较各种不同算法，选取更贴合实际情况的模型进行计算。

3 配电网规划中的智能电力负荷预测方法

伴随着电力系统的飞速进步，近年来各种智能算法和新型理论得到了广泛应用，在电力负荷预测领域也有了较大提高。相比前文提到的5种预测方法，国内外也出现了一些根据新型研究成果而设计的智能负荷预测方法。

3.1 灰色模型预测法

灰色模型预测法主要针对灰色系统的分析、预测和控制进行研究，认为在规划范围内所出现的任何随机的过程都可以视为灰色量，并把该过程称为灰色过程[3]。虽然灰色过程在表面看是随机出现的，但事实上灰色过程仍然具有可以预测的规律性。在负荷预测过程中，将所观察的数据作为灰色量，通过持续增加或减少的方式使得灰色量逐渐变为白色量，以帮助相关人员建立计算模型。该预测法的优点在于需要的负荷数据少，计算方式较为简单，且不需要统计规划范围内的分布规律等，非常适用于短期规划负荷的预测。该方式的缺点在于，当数据不集中、离散程度大的时候，预测的精准度会随之降低。

3.2 模糊预测法

模糊预测法主要针对电力负荷受到的不确定的外界因素影响所采用的预测方法，如地区经济发展、环境气候以及当地政策等。模糊预测法将模糊数学理论作为负荷预测基础，以处理主观因素较为严重的数据为优势，在包括电力负荷预测以内的各项电力领域得到了广泛推广和应用。由于模糊预测在短期规划内的应用较为成熟，目前已经逐渐在中厂区领域中发展应用。模糊预测的主要方法包括模糊聚类、模糊相似优先比以及最大贴进度3种计算方式。

3.3 专家系统

专家系统是一个将大量负荷预测数据和相关知识作为基础而建立的计算机系统。一个完善的专家系统包括健全的知识库、推理系统、输出解释界面以及知识存储获取4个独立存在的部分。专家系统涵盖了包括负荷预测领域在内的多个方面的相关知识和经验，可以模拟专家运用经验和知识，选择和分析众多预测算法和模型，减少了相关人员的工作量和以人工操作时所产生的失误。该系统由于可以正确预测规划内的电力负荷且预测结果精准，在电力负荷预测的领域内具有非常重要的应用价值。

4 结 语

综上所述，在配电网规划中应用电力负荷预测方法是电力系统的重要部分，保障了电力系统的正常安全运转，为电力系统的计划和发展规划提供了具有指导性的参考意见，而成熟的电力负荷预测水平可以帮助配电网更加科学，同时在安全范围内节约发电成本，使电力系统的经济效益最大化。