关于电力负荷预测的特点及其方法探讨

时间:2022-04-14 03:32:51

关于电力负荷预测的特点及其方法探讨

摘要:电力负荷预测的准确度,对电网规划和电网运行具有重要作用。随着科学发展,电力负荷预测的研究在不断的深化,各种各样的负荷预测方法不断涌现。本文将对经典和常用的电力负荷分析方法进行分析探讨,以便合理选择和使用负荷分析方法,提高负荷预测准确度。

关键词:电力负荷、预测方法、电网规划

中图分类号:U665文献标识码: A

引言

作为电力规划工作的重要组成部分,电力负荷预测为地区和电网的电力发展速度、电力建设规模、电力工业布局、能源资源平衡以地区或电网资金和人力资源的需求和平衡提供可靠的依据,它对于保证电力工业的发展,及国民经济的发展均有着十分重要的意义。当前,电力企业走向市场化对电力负荷预测提出了新的要求,需要充分利用最先进的科学预测理论,做出符合市场需求的科学预测,使预测手段及预测结果满足市场经济化的电力发展。

一、负荷预测的特点

(一)资料的收集整理

负荷预测是依据当地国民经济和电网有关的历史数据,以及今后国民经济发展规划和城乡总体规划等资料来进行的。电网有关负荷预测的资料往往由于管理的原因收集不够完整,一些数据也不够确切,需要认真进行整理分析。在收集资料时,为了获得规划区域的全社会用电量,需注意收集地方电源发电量和供本区域电量(含企业自备电源) 、大电网直供电量,避免出现遗漏或重复情况。

(二)负荷发展的分析

对于供电负荷增长变化较大的县级电网必须认真分析研究其原因,有条件时可将一些大用户、主要供电区域及其他负荷的用电情况分别计列,以便单独进行分析研究。

(三)规划的协调

在目前形势下,按照国民经济发展规划,其国内生产总值(GDP) 的增长率普遍较高,一般都在10%左右,产业结构中第二、三产业增长较快,工业和城镇建设项目较多。在此情况下,为了促进县市经济的发展,需做好电网规划与其经济发展规划及城乡总体规划的协调工作。市、县电网规划是省级电网规划的基础,但又必须在省级电网规划总的原则和框架指导下进行。因此,必须做好与省级电网规划的协调工作。

二、负荷预测的意义

电力用户是电力工业的服务对象,随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,电力负荷将不断增长。中长期负荷预测主要用于新的发电机组的安装与电网的增容和改建。正确地预测电力负荷是保证国民经济各部门及人民生活的电力需要,是电力工业自身健康发展的需要,也是电力规划的基础。作为电力规划工作的重要组成部分,电力负荷预测为地区或电网的电力发展速度、电力建设规模、电力工业布局、能源资源平衡,地区或电网间的电力余缺调剂,以及地区或电网资金和人力资源的需求与平衡提供可靠的依据,它对于保证电力工业的健康发展,乃至对于国民经济的发展均有着十分重要的意义。

影响电力负荷的因素有很多,其中存在一些难以量化的因素,如政策、经济等影响,这些因素之间又存在着一定的相关关系,因此,需要用复杂度更高的参数组来表述电力负荷在这些因素影响下的变化趋势,如何分析参数间的联系就成了研究重点。

因此需要引入计量经济学的协整理论探求用电量及其影响因素的动态均衡关系。在此基础上的预测方法能够得到更为准确的预测结果,能够为电力规划提供更可靠的依据。电力负荷预测是计划用电管理、合理安排电网运行方式和制定机组检修计划的前提,是对发电、输电和电能分配等工作进行合理安排的必要前提。它对电网的安全、经济运行具有重要意义,也是电网营销决策时必须考虑的因素。它的重要性表现在几个方面:(1)负荷预测工作是电力系统增容规划的基础。(2)准确的负荷预测有利于进行市场营销分析,采取适合的营销策略组合。(3)准确的负荷预测有利于电网采取正确的运行方式。

三、负荷预测的方法

(一)单耗法

根据计划产品数量和用电单耗来推算年用电量,比较适用于有单耗指标的工业和部分农业负荷,是预测有单耗指标的工业和部分农业用电量的一种直接有效的方法。

预测时,可依据规划城市的经济社会发展状况规划目标,利用规划期各年份的工业农业产值指标和主要工业产量规划指标,通过对过去国民经济各部门在各种产品生产过程中的单位产品耗电量、亿元产值耗电量经过统计,并根据产业结构调整,找出一定的规律,得出各种产品和产值的综合单耗。然后按国民经济各部门编制的发展规划的产品产量指标及经济指标,按单耗进行预测。单耗法的优点是:方法简单,对短期负荷预测效果较好。缺点是:需做大量细致的调研工作,也不够准确。

负荷性质主要有高耗能、扬水负荷、电气化铁路负荷、建材负荷、造纸及日常的工农业用电负荷组成。而采用单耗法的行业一般有高耗能、建材及造纸业,这种方法推算出的年用电量基本与该行业的实际负荷相吻合。

(二)弹性系数法

电力弹性系数是地区总用量平均年增长率与工农业总产值平均增长率的比值,是反映电力发展与国民经济发展之间关系的一个宏观指标。

k =Vw/V Wh=(1 kv) nWo

式中:Wo、Wh――计算期初、期末用电量;

K――电力弹性系数;

V――国内生产总值平均增长速度;

Vw――用电量平均增长速度;

n――规划年限。

一般来说,电力工业适度超前发展,就是电力弹性系数应大于1 ,但是由于电力弹性系数是根据地区负荷结构、性质,并对历史资料及各类用电比重发展趋势加以分析后慎重确定的。因此,弹性系数法一般用于校核中期或远期的宏观负荷预测。

(三) 趋势外推法

当电力负荷依时间变化呈现某种上升或下降的趋势,并且无明显的季节波动,又能找到一条合适的函数曲线反映这种变化趋势时,就可以用时间t 为自变量,时序数值y 为因变量,建立趋势模型y=f(t)。当有理由相信这种趋势能够延伸到未来时,赋予变量t 所需要的值,可以得到相应时刻的时间序列未来值。这就是趋势外推法。

外推法有线性趋势预测法、对数趋势预测法、二次曲线趋势预测法、指数曲线趋势预测法、生长曲线趋势预测法。趋势外推法的优点是:只需要历史数据,所需的数据量较少。缺点是:如果负荷出现变动,会引起较大的误差。

(四) 负荷密度法

负荷密度是每km2的平均负荷数值。一般并不直接预测整个城市的负荷密度,而是按城市区域或功能分区。首先计算现状和历史的分区负荷密度,然后根据地区发展规划对各分区负荷发展的特点,推算出各分区各目标年的负荷密度预测值;至于分区中的少数集中用电的大用户,在预测时可另作点负荷单独计算。在使用负荷密度法时,要考虑到预测地区的经济社会和电力负荷常有随同某种因素而不连续(跳跃式)发展的特点。因此,负荷密度法是一种比较直观的方法,使用时必须谨慎。

(五) 回归分析法

回归分析法就是通过对历史数据的分析、研究,并考虑和电力负荷有关的各种影响因素,建立起适当的回归预测模型,用数理统计中的回归分析方法对变量的观测数据统计分析,从而预测未来的电力负荷。回归预测模型可以是线性的也可以是非线性的,可以是一元的也可以是多元的,其中一元线性回归预测是最基本的、最简单的预测方法。

适用于中、短期预测,它的预测精度依赖于模型的准确性和影响因子(如国民生产总值、工农业生产总值、人口、气候等)预测值的准确度,该方法只能预测出综合用电负荷的发展水平,无法预测出各供电区的负荷发展水平,无法进行具体的电网建设规划。

(六) 灰色模型法

部分信息已知,部分信息未知的系统称为灰色系统,灰色系统理论是用来解决含有不确定因素,信息不完备系统的数学方法。基于灰色系统理论的模型的预测称为灰色预测,灰色预测技术可在数据不多的情况下找出某个时期内起作用的规律,建立负荷预测的模型。 运用灰色系统理论时,对原始数据段的不同选取和对原始数据序列进行不同处理,对建模的精度和预测的结果都会产生影响。灰色模型法所需负荷数据少,计算简单,短期预测精度高,结果可信,但当数据灰度较大时预测精度较差,并且不太适合于电力系统的长期预测。

四、结论

电力负荷预测的方法有许多种,每一种方法都是一种发展趋势。随着数学理论的发展,会有更多更准确的预测方法和预测模型出现。但是每种预测方法都有自己的优缺点和局限性,均只适用于一定的场合。没有一种方法或是模型能够满足所有负荷的预测要求。因此,结合实际需求,考虑预测的期限、准确度、目标值等方面,选用合适的预测方法,才能解决实际的电力生产、电网发展需求。

参 考 文 献

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