电力需求预测和负荷特性分析总结报告专项研究

电力需求展望及负荷特征剖析
专项研究
2010年9月
目录
第1章电力需求展望介绍 (1)
电力需求展望的意义 (1)
电力需求展望的分类 (1)
电力需求展望的基来源则和要求 (2)
电力需求展望的步骤 (3)
电力需求展望的方法 (4)
直观展望法 (4)
介于直观和模型之间的展望法 (5)
数学模型展望法 (12)
第2章负荷特征剖析 (19)
负荷特征指标定义 (19)
年最大负荷和典型日的选用 (20)
负荷特征剖析的主要内容 (21)
负荷曲线展望方法 (24)
第1章电力需求展望介绍
1.1电力需求展望的意义
电力系统运转总的目标是在安全、靠谱、经济的前提下，为各种用户不中断地供给优良电能，知足各种负荷的要求。

各种用户组成各式各种的负荷，各种负荷又体现不同的大小和特征；并且电能的生产和花费同时进行，不可以储藏，所以正确地展望电力需求是拟订电力规划的重要基础性工作，也是保持公民经济健康可连续发展的需要。

负荷展望是电网规划的基础和中心，也是整个规划中的要点和难点所在。

负荷的增添第一与社会和国家的经济生活亲密有关。

而对于某个详细的地域，当地的经济基础、居民生活水平、各家产发展状况、以市场为导向的经济构造动向调整、社会各种资源的整合和分拆、市政规划以及城市近、中、远期的发展战略和发展目标均直接影响到该城市负荷的增添。

经济和社会发展所处的不同程度和阶段，对负荷增添方式的影响程度也不相同。

此外，负荷展望中不确立和不精美要素多，这也致使负荷展望成为一项波及社会方方面面的系统工程。

要特别精准地确立各规划年的负荷值是特别困难的，可是，我们能够经过对该地域社会经济和负荷历史数据的剖析，对发展战略和目标的深入认识，对经济发展目标政策以及各家产发展趋势的掌握，并联合我们多年的规划知识和累积的经验，将负荷展望值控制在一个合理的范围内，使结果既反应了社会经济发展的本质要乞降意向，又能化解负荷欠展望造成的供电能力恶化和负荷过展望造成的电网建设投资浪费的风险，从而对各规划年的电网建设产生切合本质的指导作用。

1.2电力需求展望的分类
电力需求展望包含需电量展望和电力负荷展望两个部分；依照电力需求的周期能够将其分为调动展望、短期展望、中期展望和长久展望，此中短期（近期）展望、中期展望和长久（远期）展望主要用于电网规划。

(1)短期电力需求展望周期为1-5年，主假如为5年之内的项目计划实行和
规划转动调整供给依照。

依据五年期电力需求展望，电力工业五年计划
要提出分年度电力新动工和投产规模、详细项目安排和布局，分年度资
本需求、设备、燃料和运输均衡，电力电量互换关系，提出实现最大范
围内资源优化配置、知足公民经济和社会发展对电力需求的经济政策和
其余举措。

(2)中期电力需求展望周期为5-15年，主要为对应期间内电力系统规划的编
制供给依照。

依据中期电力需求展望，电力工业中期规划中要提出电力
新动工和投产规模、布局，电力电量互换关系，电网目标网架和布局。

中期电力需求展望需要依照全社会和电网两个口径对分行业、部门需电
量进行展望，或对第一、二、三家产和居民生活用电电量进行展望。

(3)长久电力需求展望周期为15-20年以上年，主要用于拟订电力工业的战
略规划。

中长久电力需求展望之间是相互联系和相互影响的，长久电力需求展望对中期电力需求展望拥有指导作用，中期电力需求展望是对长久电力需求展望的转动修正和完美。

因为受社会、经济、环境等各种不确立要素的影响，电力需求的变化也拥有较大的不确立性，所以要进行完整正确的电力需求展望是十分困难的，电力需求展望和其余经济展望近似，更多的是对发展趋势的展望。

电力需求展望包含电量展望和电力负荷展望两个方面：
(1)电量展望
1)全社会用电量和增添率展望。

2)分行业用电量展望。

3)各分区用电量展望。

4)售电量展望。

(2)电力负荷展望
1)分年度最大负荷及增添率展望。

2)负荷特征剖析展望。

3)典型日负荷曲线展望。

1.3电力需求展望的基来源则和要求
基来源则：
(1)连续性原则
(2)类推原则
(3)有关原则
(4)系统性原则
(5)反应原则
基本要求：
(1)基础资料合理
(2)历史数据可用
(3)统计剖析全面
(4)展望手段先进
(5)展望方法适合
1.4电力需求展望的步骤
1、经济社会发显现状及趋势剖析
经济社会发显现状及趋势剖析主要包含以下几个方面：
(1)采集数年规划地区社会经济发展的有关历史数据资料
(2)采集展望期内规划地区社会经济发展的有关规划数据资料
(3)对天气等环境要素与电力需求的变化进行有关性剖析
(4)对社会经济发展的现状进行剖析
(5)对展望期内社会经济发展的趋势及规划数据资料进行剖析
2、电力供需现状剖析
采集规划地区数年内的电力供需历史数据，主要有以下几种。

(1)电量数据，全社会用电量、分行业用电量、各分区用电量展望、电网统
调及发够电量、售电量、高耗能行业用电量等。

(2)电力负荷数据及负荷特征剖析。

(3)各种电源在建项目和估计投产时间。

(4)地区内输配电电网现状。

(5)供需均衡剖析。

依照电力电量均衡的有关原则，进行各年的电力电量均
衡计算，并供给相应的均衡计算结果。

对逐年电力电量均衡结果进行剖
析和评论，说明电源和电网存在及可能出现的问题。

3、展望模型方法的选择和建模
近期电力需求展望
采纳不同的方法和模型对展望对象进行量化，选择适合的展望模型和方法：考虑地域本质状况和基础资料，选择适合的模型和方法不在于多，要点是选择适合的方法和模型。

饱和电力需求展望
固然我国目前有一些城市的面积在发展和扩大，但大多数仍是相当固定的，并且城市某一地区的范围到中心城区而是相当固定的、有限的，所以很有必需对城市的饱和电力需求量作展望。

比如上海目前提出饱和电力需求量为3500-400万kW。

应用城市饱和电力需求量的展望，对指导编制城市电网的网架、大型变电站的布点，架空线路和电缆的走廊规划以及电源点的规划是特别重要的，同时也能起到“高屋建瓴”的作用，把中长久规划做的更好。

最后和联合专家经验对展望结果进行调整。

4、展望结果的校核和综合剖析
(1)采纳多种指标对展望结果进行校核，如人均用电指标、产值单耗指标、
其余地区或外国的类比指标。

(2)采纳多种方法对展望结果的合理性校核，如专家咨询、构造剖析等。

(3)依据电源规划、进度进行框算判断结果能否合理。

(4)情形剖析可能出现的突发要素对展望结果的影响。

1.5电力需求展望的方法
影响电力负荷的要素有好多，剖析以下：
影响用电的要素：经济发展总量、经济构造调整、工业化、城市化、能源政策、节能减排、重要事件等。

影响负荷的因数：用电构造、电力供给能力、天气气温、用电方式、电力需求侧管理、智能电网等。

电力负荷展望的方法有多种，各单位要依据规划区的负荷特色选择适合规划区负荷变化的展望方法。

用于电力规划的电力需求展望方法主要分为直观展望法、介于直观和模型之间的方法、数学模型展望法三类。

1.5.1直观展望法
直观展望法也称为分析剖析法，主要包含专家展望法（如专家会议法、Delphi 法、主观概率法），类比法（同其余地域类比、同其余国家类比）。

此类方法一般
运用在国家性和经济发达地域的电力需求展望中间，一般地级市或县城不介绍使用直观展望法。

(1)专家会议法
组织专家现场议论，经过专家建议的相互沟通获得可行的展望结果。

这种方法的长处是：不同建议能够相互交手，经过议论与争辩扬长避短，有益于迅速得出结论；弊端是：展望结果可能受威望和上司人士的左右。

(2)Delphi法
背靠背的专家展望方法，由展望者经过信件形式请各领域专家对电力需求进行展望。

信件检查一般经过2论以上，且均采纳匿名方式。

Delphi方法专家数在10-30人之间比较适合，精选专家时需要注意不同专家的搭配。

这个方法的长处是：专家建议不受技术外要素扰乱；弊端是：所需要的时间长，并且专家建议没有经过交手，拥有较大的分别性。

(3)主观概率法
由展望者或专家对展望问题进行主观估计，而后运用主观概率加以评定。

主观概率法本质应用时，常采纳三点估量法公式进行计算和展望。

(4)类比法
类比法是依据一些国家或地域某一期间用电量、用电水平易用电增添速度来展望本国或规划区达到相同经济发展水平常的用电量、用电水平的方法，分为国际比较法和国内比较法两种。

类比的参照指标包含：社会总产值、工农业总产值、公民收入、公民生产总值和国内生产总值以及上述指标的人均数值和年增添率。

运用此方法时要对本国或规划区展望期经济发展希望达到的各种经济指标和经济发展速度进行剖析研究，且要注意指标的口径问题，口径不一则无可比性。

1.5.2介于直观和模型之间的展望法
这种方法主要包含：指标换算法、产值单耗（产品单耗）法、弹性系数法、增添率法、负荷密度法、同时率法、最大负荷利用小时数法等。

(1)弹性系数法
弹性系数法是利用电力发展与公民经济发展的有关关系来展望电力需求量的一种展望方法。

电力弹性系数kt是指年用电量（或年最大负荷）的年均匀增添率kzch（%）与（%）公民经济年均匀增添率kgzch（%）的比值，即
k t =k k gzch
zch
公民经济年均匀增添率能够用工业年均匀增添率、工农业生产总值年均匀增添率、公民生产总值年均匀增添率和国内生产总值年均匀增添率来表示，目前一般用国内生产总值（GDP ）年均匀增添率来表示。

电力弹性系数是一个宏观指标，可用作远期规划粗线条的负荷展望。

采纳这个方法第一要掌握此后国内生产总值的年均匀增添速度，而后依据过去各阶段的电力弹性系数值，剖析其变化趋势，采纳适合的电力弹性系数（一般大于1）。

因为电力弹性系数与各省、各地域的公民经济构造及发展有关，各省及地域需对本省、规划区的电力弹性系数资料进行统计剖析，找出适合于本省、规划区的电力弹性系数发展趋势。

在确立电力弹性系数时可参照发达国家工业化阶段弹性系数一些特色：
(1) 电力弹性系数大于1，甚至有些年份超出2，大概均匀为1.2-2.0；
(2) 一般呈先升后降或许逐渐降落的趋势；
(3) 跟着经济发展和科学技术的进步，在累积了必定的物质基础后，将由粗放型经济向集约型经济转变，电力电力弹性系数将逐渐低于1；
(4) 后进入工业化阶段的国家，同阶段的电力弹性系数相对较低。

有了弹性系数及国内生产总值的年均匀增添率，就能够计算规划年份所需用的电量，即
A m =A 0(l ＋k t k gzch )n
式中 A m —展望期末的需用电量（或年最大负荷）；
A 0 —展望期初的需用电量（或年最大负荷）；
k t —电力弹性系数；
k gzch —国内生产总值的年均匀增添率；
n —计算期的年数。

电力弹性系数也分为电力生产弹性系数和电力花费弹性系数，前者与装机容量或发电量的增添速度有关，后者与用电量的增添速度有关。

电力弹性系数，一般是指以电量为基础来计算的，即用发电量或用电量的发展速度（增添率）除以公民经济增添速度得出的。

公民经济增添速度过去常采纳工农业总产值或公民收入的增添速度来计算，后为了与国际接轨，采纳公民生产
总值的增添速度来计算，近来几年来又采纳公民生产总值的增添速度来计算。

因为电力不可以贮备，所以不单要知足电量的要求，还要知足容量的要求，所以应该有以发供电设备容量为基础计算的电力弹性系数。

在不缺电的状况下，这两个弹性系数应该是一致的，可是在缺电特别是严重缺电和的条件下，这两个弹性系数是不一致的。

在缺电的条件下，计算以容量为基础的电力弹性系数比计算以电量为基础的电力弹性系数更加重要。

另一方面，以容量为基础的电力弹性系数所要考虑的要素也要比以电量计算考虑得多一些，一是要考虑还欠账，以保证电力系统有足够的备用容量；二是要考虑降低过高的发供电设备利用小时数；三是要考虑公民经济计划超额和提早达成的要素。

所以，在缺电的条件下，以容量计算的电力弹性系数要大于以电量计算的电力弹性系数。

依据现代经济学原理剖析，不同地域在不同的经济发展阶段。

其电力弹性系数有不同的数值。

电力弹性系数的变化不单与电力工业的发展水平直接有关，还与科学技术水平、经济构造、资源状况、产品构造、装备和管理水平以及人民生活水同等要素有关。

从“一五”到“十五”期间，我国有6个五年计划期电力弹性系数大于1，大多数集中在先期；有3个五年计划期弹性系数小于1，多集中在近期，这仿佛反应了用电增添速度最后将趋势于低于经济的增添速度这样一种发展态势（见下表）
我国各个五年计划经济增添与用电增添的关系
电力弹性系数的数值大小及其变化隐含了很多相对数目关系，对应了很多不同的电力及经济发展状况。

相同的电力弹性系数，有可能对应了完整不同的电力及经济发展状况。

所以，剖析电力弹性系数，要点应剖析电力及经济增添速度的内在有关性，经过电力弹性系数自己的数值变化来剖析经济发展中的优势及隐形问题，经过宏观调控、政策指引，达到经济可连续发展的目标。

弹性系数法是从宏观上确立电力发展同公民经济发展的相对速度，是权衡公民经济发展和用电需求的重要参数。

在市场经济条件下，电力弹性系数已经变得捉摸不定，并且跟着科学技术的迅猛发展，“节能降耗”政策、节电技术和电力需求侧管理、新经济(如和识经济、信息经济)的不停产生和发展，以电能代替其余非电能源的范围不停扩大，电力与经济的关系急巨变化，电力需求与经济发展的变化步伐严重失调，使弹性系数难以捉摸，使用弹性系数法展望电力需求难以获得知足的成效，应逐渐淡化。

该方法的长处是方法简单、易于计算，弊端是需做大批仔细的调研工作需要经济发展展望一定正确，人为主观影响过大；故该方法一般用于电力需求展望结果的校核。

(2) 单耗法
单耗法是依据生产单位产品或单位产品产值所需耗用的电量和计划期相应的产量或产值来展望未来用电量的方法，一般分为产值单耗法和产品单耗法。

A h ＝∑=n
i 1Q i U i
式中 A h —某行业展望期的需电量；
U i —各种产品（产值）用电单耗；
Q i —各种产品产量（或产值）。

当分别算出各行业的需用电量以后，把它们相加，就能够获得所有行业的需用电量。

这个方法合用于工业比重要的系统。

对于中近期负荷展望（中期负荷展望的前5年），此时，用户已有生产或建设计划，依据我国的多年经验，用单耗法是有效的。

单耗法可依据第一、第二、第三家产单位用电量创建的经济价值，从展望经济指标计算用电需求量，加上居民生活用电量，组成全社会用电量。

展望时，经
过对过去的单位产值耗电量(以下简称“单耗”) 进行统计剖析，并联合家产构造调整，找出必定的规律，展望规划第一、第二、第三家产的综合单耗，而后依据公民经济和社会发展规划指标，按单耗进行展望。

单耗法需要做大批仔细的统计、剖析工作，近期展望成效较佳。

对于一些经济基础数据和各家产产值展望值比较正确的地域采纳这种方法仍是比较正确的。

产值单耗的变化趋势能够反应电力弹性系数的变化，当产值单耗奉上升趋势，电力弹性系数则大于1，反之则小于1，它综合放映了经济构造调整、电气化程度、工业化进度的一些特色。

单耗法的长处是方法简单，对短期负荷展望成效较好。

弊端是需做大批仔细的调研工作，比较抽象，很难反应现代经济、政治、天气等条件的影响。

(3)负荷密度法
负荷密度法是依据供电范围内不同功能分区占地面积及相应的用电负荷密度，展望计划期用电负荷的方法。

用电负荷密度为用电负荷除以占地面积，单位是kW/km2或MW/km2。

负荷密度法的基本可分为以下几个步骤：
(1)对需要进行负荷展望的地区依照必定的规则细分红一个个小区，如按功
能区分。

(2)向政府有关部门和开发单位采集各展望小区的规划方案。

(3)依据各小区的规划方案，对各小区进行电力负荷以及负荷特征进行展
望。

(4)将各小区的负荷特征曲线进行啮合和采纳同时率等方法，得出某一地域
的电力负荷展望值。

方法的要点是单位建筑面积负荷取值，其指标是依据不同性质建筑的用电负荷特色进行分类取值，该指标为规划区内同一类建筑用电归算至10kV电源侧的用电指标，而非某一建筑单体的单位建筑面积负荷指标。

在计算总计算负荷时，应第一计算各地块内各种建筑用电负荷，该负荷值需考虑各种类建筑用电的需用系数，而后将各地块负荷相加，并考虑总同时系数，总同时系数取值宜为0.7～0.9。

在负荷指标选用时，应依据建筑类型、规模、功能和等级等要素综合考虑，在特别状况下，如超高层建筑、大型高科技工业厂房、研发设备和大型空调仓储建筑等，以及上述指标中未包含的建筑种类，应依据详细项目状况确立详细指标。

单位建筑面积负荷指标的选用，既要考虑目前的经济发展水平，又要适应远期负荷增添的用电需要。

在采纳单位建筑面积用电负荷指标时，应明确所用指标值的含义，并应试虑各级同时系数。

该方法是近来20年来新发展起来的展望方法，它不单能够展望未来负荷量的变化规律，并且对未来的负荷地理散布状况也作出了相应的展望，对于指导远景电网网架规划和变电站布点有很粗心义。

该方法合用于城市的远景负荷展望，对于一些基础负荷很小的规划新区或工业园的近期负荷展望也能够使用该方法。

(4)人均电量法
人均电量法是依据规划地区历史的人均用电量联合展望期的人口规模来展望全社会用电量的一种方法。

人口有户籍人口和常驻人口，计算时应按常驻人口较合理。

人均电量是观察一个国家、一个城市经济发达程度的一个重要参数。

按《城市电力规划规范》，规划人均综合用电量指标以下表。

城市规划人均综合用电量表
全国1990～2001年间的人均用电量统计表以下表所示，人均用电量均匀增添率为7.2%。

全国1990～2001年人均用电量统计表单位：kW•h
因为常驻人口展望的不确立性比较大，所以该方法有很大的不确立性，一般用于展望结果的校验。

(5)最大负荷利用小时数法
年最大负荷利用小时数：是一个设想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷连续运转所耗费的电能，恰巧等于该电力负荷整年的电能。

年最大负荷=年需电量/年最大负荷利用小时数
该方法是利用上述公式来反推最大负荷或许最大电量，方法的要点是确立规划期内规划区的最大负荷利用小时数的变化趋势。

这就要求展望者要深入剖析规划区历史最大负荷利用小时数的变化规划和未来规划区的家产构造调整政策和家产发展方向。

年最大负荷利用小时数的取值，一是依据历史资料由专家剖析判断确立，另一种是以历史统计数据进行回归剖析，找出负荷构造与年最大负荷利用小时数的关系，再由展望的负荷构造计算出年最大负荷利用小时数。

(6)增添率法
增添率法分为均匀增添率法和大用户加自然增添法。

均匀增添率法是依据历史电量负荷的增添速度和变化规律联合规划期的政策调整，确立未来电量负荷的增添速度的方法。

大用户加自然增添法是把一些用电量（负荷）比较大的用户独自取出来做增添展望，其余的部分用自然增添法展望的一种方法。

均匀增添率法要充足考虑规划期地域三产构造比率的变化会使负荷构造产生什么样的变化，负荷构造的变化又会对电量负荷产生什么样的影响。

该方法的长处是方法简单、易于计算，合用于一些电力需求增添比较安稳的地域，即规划期负荷电量不会出现太大的增添。

大用户加自然增添法是对规划年度的大用户(含新增大用户)的需负荷电量逐一进行检核查实，得出各个大用户需负荷电量之和，再加上其余一般用户考虑自然增添率后的需负荷电量，以及用电线损、净输出区外的负荷电量，即为规划区的所有需负荷电量。

这种方法比较适合县级供电公司和规划新区的电力需求展望，因为一般县级供电公司和规划新区供电量较少，一个大用户用电量的增减将会对该县的供电量有极大的影响，这种影响是用其余展望方法难以正确反应的。

1.5.3数学模型展望法
数学模型展望法主要包含：回归剖析模型法，时间序列模型法，计量模型法，智能模型法，其余模型法和组合模型法等六大类方法。

回归剖析模型法又称为有关剖析模型法，主要包含各种线性回归模型法，非线性回归模型法和多元回归模型法。

时间序列模型法主要包含挪动均匀模型法，指数光滑模型法，季节性时间序列模型，灰色模型法等。

计量模型主要包含投入产出模型法和计量经济学模型法。

智能模型法主要包含神经网络模型，遗传算法，模糊算法。

其余模型法主要包含系统动力学模型法，小波剖析法，地域分解法，部门剖析法等。

组合模型法主假如加权均匀法等。

数学模型展望的方法好多下边简要介绍几种常用的方法。

1、回归剖析模型法
回归剖析法是利用数理统计原理，对大批的统计数据进行数学办理，并确立用电量或用电负荷与某些自变量比如人口、公民经济产值等之间的有关关系，成立一个有关性较好的数学模式即回归方程，并加之外推，用来展望此后的用电量。

回归剖析包含一元线性、多元线性和非线性回归法。

一元线性回归方程以y=a＋bx表示，此中x为自变量，x为因变量；a，b为回归系数。

多元线性回归方程为y=a0＋a1x1十a2x2＋…十anxn。

非线性回归方程因变量与自变量不是线性关系，如y=aebx等，但很多经过变换后仍可变换为线性回归方程。

依据历史数据，选择最靠近的曲线函数，而后用最小二乘法使此间的偏差之平方和为最小，求解出回归系数，并成立回归方程。

回归方程求得此后，把待求的未来点代入方程，就能够获得展望值。

别的还可测出置信区间。

从理论上讲，任何回归方程的合用范围一般只限于本来观察数据的变化范围内，不赞同外推，但是本质上老是将回归方程在适合范围内外推。

应用回归剖析方法一定预祖先为给定回归线种类，若给定的不适合将直接影响展望精度。

同时对不同的系统因为负荷特色不尽相同，也很难成立起拥有通用性的负荷展望模型。