电力负荷预测

电力网中的电力负荷预测

（广西科技大学**）

摘要：电力负荷预测是供电部门的重要工作之一，准确的负荷预测，可以在保障电网的安全前提下，经济合理的安排电网内部发电机组的启停，合理安排机组检修计划，减少不必要的旋转备用容量，降低电网公司的运营成本，提高经济和社会效益。本文主要介绍了电力负荷预测的概念、步骤以及经常采用的负荷预测方法。

关键字：负荷；预测；方法；步骤

引言

基于“十五”期间国民经济和电力工业的发展状况，在全国电力供需趋于平衡的前提下，我国“十一五”规划对电力工业发展坚持了“十五”期间制定的“可持续发展”的要求：电力工业发展方式要从数量速度型向质量效益型转变，从以供给导向为主转向以需求导向为主，优化电力资源配置。国家经贸委电力工业“十一五”规划中预测：“十一五”期间我国经济增长速度为年均8%左右，电力需求的平均增长速度为7%，到2009年全国发电装机容量将达到7.93亿千瓦，（其中，水电占总容量22.51%，火电占总容量74.60%）国家电力公司电力工业“十一五”计划及2015年远景规划中预测：“十一五”期间我国GDP年均增长8%左右，电力需求的平均增长速度在5.5%~6.0%之间，到2009年全国发电装机容量将达到7.93亿千瓦，全社会用电量将达到16200亿~16600亿千瓦时。

但实际的情况是：截至2009年年底，全国发电装机容量达到8.74亿千瓦，全国发电量达到24975.26亿千瓦时，全社会用电量为24689亿千瓦时。

1、电力负荷预测综述

1.1、电力负荷预测的意义

电力用户是电力工业的服务对象，电力负荷的不断增长是电力工业发展的根据。正确地预测电力负荷，既是为了保证无条件供应国民经济各部门及人民生活以充足的电力的需要，也是电力工业自身健康发展的需要。电力负荷预测工作既是电力规划工作的重要组成部分，也是电力规划的基础。全国性的电力负荷预测，为编制全国电力规划提供依据，它规定了全国电力工业的发展水平、发展速度、源动力资源的需求量，电力工业发展的资金需求量，以及电力工业发展对人力资源的需求量。

收稿日期：2012-12-25

作者简介：***，本科，研究方向：电力负荷预测，E-mail：

本文运用神经网络对某市某年某月某日进行电力负荷的短期预测，它为这一地区电力规划奠定了一定的基础，同时也为这一地区电力工业布局、能源资源平衡、电力余缺调剂，以及电网资金和人力资源的需求与平衡提供可靠的依据。因此，电力负荷预测是一项十分重要的工作，它对于保证电力工业的健康发展，乃至对于整个国民经济的发展均有着十分重要的意义

1.2、电力负荷预测的定义

电力负荷预测结果的准确与否直接电力负荷预测是指通过对电力系统负荷历史数据的分析和研究，运用统计学、数学、计算机、工程技术及经验分析等定性定量的方法，探索事物之间的内在联系和发展变化规律，对未来的负荷发展做出预先估计和推测。关系到电力投资的效益，供电的可靠性，用电需求的正常发展，以及社会的经济效益和社会效益。但要做到预测准确或较准确是很困难的，因为影响电力负荷预测的因素相当多，且由于各地区产业结构和人民生活水平不同，各具体因素对电力负荷预测的敏感度是不一样的，因而电力负荷预测具模糊性。

负荷电力预测可定义为：通过研究国民经济和社会发展的各种相关因素与电力需求之间的关系，预测电力用户的需电量和最大负荷。

2、电力负荷预测的内容

电力负荷预测的内容是指需要测算些什么量（或参数），归纳起来有以下一些参数需要测算。

（1）最大有功负荷及其分布。最大有功负荷的大小是确定电力系统装机规模的基础数据，换句话说是电源规划的依据。有功负荷，加上电网中损失的有功和发电厂自用有功量，再加上适量的备用容量，就等于电力系统的装机容量。

（2）无功负荷及其分布。无功负荷的大小及分布是确定电力系统无功电源规划的基础，也是影响电力系统安全经济运行的重要因素。

（3）需电量。它是进行能源供需平衡的主要依据。

（4）电力负荷曲线及其特征值。电力负荷大小及其在时间上的分布特征，对电力规划及电力系统运行是至关重要的。它是确定电力系统中电源结构、调峰容量需求、运行方式及能源平衡的主要依据。

负荷预测根据目的的不同可以分为超短期、短期、中期和长期：①超短期负荷预测是指未来1h以内的负荷预测。②短期负荷预测是指日负荷预测和周负荷预测，分别用于安排日调度计划和周调度计划，包括确定机组起停、水火电协调、联络线交换功率、负荷经济分配、水库调度和设备检修等，对短期预测，需充分研究电网负荷变化规律。③中期负荷预测是指月至年的负荷预测，主要是确定机组运行方式和设备大修计划等。④长期负荷预测是指未来3～5年甚至更长时间段内的负荷预测，对中、长期负荷预测，要特别研究国民经济发展、国家政策等的影响。

3、电力负荷预测模型及基本算法

3.1、电力负荷预测模型

针对影响系统负荷的因素，电力系统总负荷预测模型一般可以按四个分量模型描述为

L(t)=B(t)+W(t)+S(t)+V(t)

式中，L(t)为时刻t 的系统总负荷；B(t)为时刻t 的基本正常负荷分量；W(t)为时刻t 的天气敏感负荷分量；S(t)为时刻t 的特别事件负荷分量；V(t)为时刻t 的随机负荷分量。

（1） 基本正常负荷分量模型

不同的预测周期，B(t)分量具有不同的内涵。对于超短期负荷预测，B(t)近似线性变化，甚至是常数；对于短期负荷预测，B(t)一般呈周期性变化；而中长期负荷预测中，B(t)呈明显增长趋势的周期性变化。

3.2、电力负荷预测方法与应用

综合国内外对电力系统中长期负荷预测方面的研究，采用的预测方法及达到的预测精度各有不同，但主要有：经典方法、传统方法、智能方法等三大类。

经典预测方法

经典预测方法通常是依靠专家的经验或一些简单变量之间的相互关系对未来负荷值做出一个方向性的结论。主要有分单耗法、电力弹性系数法、负荷密度法、分类负荷预测法和人均电量法等，这里主要介绍电力弹性系数法。

电力弹性系数法

电力弹性系数kt 是指年用电量（或年最大负荷）的年平均增长率k zch （%）与（%）国内生产总值（GDP ）年平均增长率k gzch （%）的比值，即 kt=k k gzch

zch 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预测。

采用这个方法首先要掌握今后国内生产总值的年平均增长速度，然后根据过去各阶段的电力弹性系数值，分析其变化趋势，选用适当的电力弹性系数（一般大于1）。由于电力弹性系数与各省、各地区的国民经济结构及发展有关，各省及地区需对本省、本地区的电力弹性系数资料进行统计分析，找出适合于本省、本地区的电力弹性系数发展趋势。

有了弹性系数及国内生产总值的年平均增长率，就可以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 —预测期末的需用电量（或年最大负荷）；

A 0 —预测期初的需用电量（或年最大负荷）； k t —电力弹性系数； k gzch —国内生产总值的年平均增长率； 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消费弹性系数，前者与装机容量或发