配电网概率负荷分析及其应用

摘要：随着社会经济的发展，电力的作用逐渐日益凸显，各行各业对于电力的需求不断增大，使得电力部门更加重视对电网的规划和改造，以满足日益日益增长的电力需求。应对电力负荷的多样性和复杂性，通过建立电力负荷分析管理平台、建立科学的电力负荷安全评估系统；深入开展电力负荷特性分析研究，制定有针对性的解决方案，采取建立常态化的负荷特性分析与电网安全管控机制等措施，来防范和化解负荷特性原因对电网安全稳定运行的影响。

关键词：配电网；电力负荷；分析

中图分类号：F407文献标识码： A

一、电力负荷预测概述

电力负荷预测是电力系统规划的重要组成部分，同时也是电力系统经济运行的基础和前提，其意义和作用都是十分重要的。实际上，电力负荷预测包括两方面的含义，既可以指安装在国家机关、企业、居民等用户处的各种用电设备，也可以用以描述上述用电设备所消耗的电力电量数值。电力负荷预测是以电力负荷为对象，所进行的一系列预测工作，包括对未来电力需求量的预测以及对未来用电量的预测，甚至还包括对于电力负荷曲线的预测，通过对未来电力负荷的时间分布和空间分布的预测，为电力系统的规划和运行提供可靠的决策依据。需要注意的是，在电力负荷预测中，存在许多的影响因素，会在不同程度上影响预测值的准确性，这些因素包括气象因素、节假日、用电大户的突发性实践、负荷预测的方法等，在预测过程中，需要充分重视，以确保预测结果的合理性和真实性。

二、电力负荷预测方法

目前，常用的电力负荷预测方法包括以下几种：

1、神经网络预测法

神经网络预测法是一种建立在神经网络基础上的电力负荷预测方法，通过神经网络自身的学习功能，可以使得计算机学习包含在历史电力负荷数据中的映射关系，并以此为依据，对未来的电力负荷进行有效预测和分析。神经网络预测法在短期的电力负荷预测工作中，可以发挥出极其巨大的作用，但是对于长期电力负荷预测而言，这种方法存在相应的缺陷，会影响预测结果的准确性。

2、产值单耗法

产值单耗，指单位产值所消耗的成本，对于电力行业而言，就是每年国民生产总值所消耗的电能量，可以分为综合产值单耗和分行业产值单耗两种，其中综合产值单耗是指在统计区域范围内全部用电总量与该区域国民生产总值之比，而分行业产值单耗则是根据预测年分产业产值单耗额相关指标，以及预测区域各行业的国民生产总值目标，对各个行业在预测年的电力需求进行预测，结合居民日常生活的用电量预测值，就可以得出电力负荷的实际预测值。

3、负荷密度法

负荷密度法，是指将需要进行电力负荷预测的区域面积与其负荷密度相乘，进而得出相应的电力负荷预测值，用公式表示为L=a×d，其中L指电力负荷，a表示预测区域的面积，d表示该区域的负荷密度。对于此方法而言，最为关键的一点，就是对负荷密度的选取。在这个过程中，相关电力负荷预测人员应该充分考虑预测区域的用地性质，以及其未来的发展情况，同时参照国内成熟区域的电力负荷水平和实际状况，然后才能对负荷密度进行有效确定。

4、弹性系数法

对于电力产业而言，弹性系数是反映电力消费年平均增长率以及国民经济年平均增长率之间相互关系的重要指标，可以用相应的公式来表示：e=Ky/Kx。其中，e代表电力弹性系数，Ky代表电力消费年平均增长率，Kx代表该区域的国民经济年平均增长率。

5、模糊预测法

模糊预测法是一种基于数学模型的预测方法，利用电力负荷预测人员掌握的专业知识，结合模糊逻辑，将电力负荷相关的数据和语言等，形成一个模糊的规则，进而进行电力负荷预测。但是，由于这种方法并没有相应的学习功能，因此得到的预测结果往往缺乏准确性，需要与神经网络预测法相互结合，从而实现两者之间的互补，提升电力负荷预测结果的精准度。

三、电力负荷预测的实际应用

当前，在经济发展的带动下，我国的城市化进程不断加快，城市配电网的规划和改造也受到了广泛的关注。本文某城市工业园区的配电网规划为例，对电力负荷预测中的一些关键性问题进行讨论。

1、概况

该工业园区位于城市东部高新开发区，整体面积21.33平方公里，拥有人口约1.56万，区域内多为村庄、街道以及部分中小型乡镇企业，实际用地情况包括城市绿地、街道广场、商业金融用地、文化娱乐用地等。由于不同地区的建筑在用电指标方面存在着较大的差异，因此在对负荷指标进行选择时，参考了该市西部的实际情况，最终确定了不同类型用地的负荷密度、需用系数和容积率等相关参数。

2、电力负荷预测

首先，要结合区域内的实际情况，参照城市单元区块的划分原则，对其空间负荷进行划分，从而为配电网的规划提供相应的空间信息。然后，要结合城市发展的特点，对区域内的单元区块进行归类，根据单元区块的性质，确定每一个区块的密度指标，进而通过负荷密度法，对单元区块电力负荷的增长情况以及负荷分布情况进行预测，为配电网的规划提供准确的地理空间信息。在这个过程中，单元区块的划分越细，则电力负荷预测的空间分辨率也就越高，其工作量也相对越大。因此，需要结合实际情况，对单元区块进行合理划分，并对负荷密度指标进行科学选取，确保选取的负荷密度指标可以真实地反映出预测年限内，该区域的实际情况和用电水平，能够有效代表未来发展变化情况，从而提高配电网规划的质量。最后，根据区域的实际用电情况，对每一个单元区块的电力负荷性质进行定义，一般来说，城市配电网的负荷类型包括居民负荷、工业负荷、商业负荷等，每一个小区必须有而且只能有一种用地类型和一种电力负荷性质。在对规划区域内的电力负荷需求量进行预测计算时，可以利用以下公式

其中，P表示电力预测负荷值，Pi表示单元区块的负荷密度，Qi表示单元区块的面积。在计算完成后，可以结合其他的预测方法，对分区负荷、分类负荷等进行校验和修正，通过优势互补的方式，最大限度地提高预测结果的精准度，降低预测风险。根据不同类型的负荷区块以及不同性质的负荷，就可以进行电力负荷的预测工作。在实际操作中，需要注意以下几点问题：

对于商业负荷，需要重点预测市政建设场所以及商场、写字楼等，对这些地方的负荷变化情况，要充分重视起来，然后结合区域的规划和设计，选择恰当的用电指标，并以此为依据，进行电力负荷的预测工作。

对于工业负荷，应该根据相应的工业规划进行，确保预测工作可以与城市工业规划分布相一致，预测结果准确可靠。如果在未来一段时间内，该区域的工业并没有明显的变化，则可以采用工业用电用户上报的装容量数据对工业电力负荷进行预测。

对于居民负荷，需要结合建筑的使用年限进行。例如，对于那些使用年限在5年或5年以上的建筑，其居民的人数以及用电负荷基本上已经趋于饱和，如果没有特殊情况，短时间内不会出现大的变化，因此，可以利用现有的负荷乘以城市经济发展相匹配的负荷提升系数，就能得到电力负荷的预测信息；对于使用年限在2-5年的建筑，属半饱和状态，电力负荷有着较大的增长空间，在预测时需要考虑城市用电饱和系数。

根据以上对于各种类型、各种性质的电力负荷预测的原则，建立相应的数学模型，确定适当的增长系数，然后结合各个单元区域的实际情况，就可以对每一个单元区到目标年份的电力负荷进行合理预测，然后将所有单元区的电力负荷预测结构进行叠加，就可以得出准确的电力负荷数据。结合这些电力负荷预测的结果，可以为配电网的规划设计提供有效的参考依据，确保配网规划的合理性和准确性。

五、电力负荷控制装置

1、长波电台负荷装置

先将各个地方的电力负荷控制情况进行汇总，然后在负荷控制中心进行相关处理，经过处理之后的信息经过电台再将用电控制指令传达到各个地方，这就是长波电台电力负荷控制系统。这种装置比较适合小范围内电力负荷的控制，我们国家幅员辽阔，如果运用这种装置，在信息的传输过程中将耗费大量的时间，因而长波电台电力负荷控制系统不适合在我国使用。

2、音频电力负荷控制系统

音频负荷控制装置是指利用已经存在且较为成熟的网络来传输信息进行电力控制。这种系统已经存在了较长时间，甚至在某些企业内已经发展成为一项非常成熟的技术。由于稳定性较强，这种系统可以满足工业生产的要求，但是繁琐复杂的生产过程和过大的体积决定这项装置并不适合实际用于生产，因此这项装置并没有得到推广。

3、电力线载波负荷装置

和前两种控制系统相比，电力线载波负荷控制系统更加方便快捷，且需要的设备比较简单。几乎所有的用户都有电力线，信号的传输相当便捷简单。但是这种系统装置有个比较棘手的问题尚未得到很好的解决，那就是电力线的干扰问题，当电力线受到干扰时，系统传输的新号和数据的真实性和准确性就不能得到保证，因此，这项装置尚未得到大范围的应用和推广。

结束语

电力负荷预测对于配电网的规划有着不可替代的作用，可以有效避免规划不合理的现象，确保配电网功能的充分发挥，应该引起相关人员的重视。

参考文献

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