第3章 电力负荷预测(打印版)

负荷曲线： 在某一时间段内描绘负荷随时间的推移而变化的曲线。 9 按负荷性质可绘制有功和无功的负荷曲线； 9 按负荷持续时间可绘制日、月和年的负荷曲线； 9 按负荷在电力系统内的地点可绘制个别用户、电力线路、变电所、 发电厂乃至整个地区、整个系统的负荷曲线。 有的负荷曲线是按一定时间为间隔绘制出来的。但是逐点描绘 的负荷曲线为依次连续的折线，不适于实际应用。为了计算简单起 见，往往将逐点描绘的负荷曲线用等效的阶梯曲线来代替。
负荷预测的特点
负荷预测基本概念
负荷曲线
负荷预测基本概念
由于负荷预测是根据电力负荷的过去和现在推测它的未来数 值，所以，负荷预测工作所研究的对象是不肯定事件。 1．不准确性 电力负荷未来的发展是不肯定的，受到多种复杂因素的影响。 2．条件性 各种负荷预测都是在一定条件下作出的。条件又可分为必然 条件和假设条件两种，如果真正掌握了电力负荷的本质规律，那 么预测条件就是必然条件，所作出的预测往往是比较可靠的。 3．时间性 需要确切地指明预测的时间。 4．多方案性 由于预测的不准确性和条件性，所以有时要对负荷在各种情 况下可能的发展状况进行预测，就会得到各种条件下不同的负荷 预测方案。
W0 为起始年用电量。
电力负荷预测的基本方法
电力负荷预测的基本方法
例：90 年代，某省非物质生产部门（包括客运业、公 用事业及居民服务业，金融保险业、文教卫生科研事业
和行政机关等） 电力消费量， 八五期间按年均增长率 18% 计，九五期间按年均增长率 20%计，以 1990 年的 8.83 亿 kW ⋅ h 为起点，1995 年非物质生产部门电力需求为
¾ 负荷按物理性能划分为有功负荷和无功负荷。 ¾ 负荷按时间分为年、月、日、时、分负荷。
负荷预测基本概念
负荷预测基本概念
按电能的产、供、销生产过程分为： 用电负荷： 连接在电网的用户所有用电设备在某一瞬间所消耗的功率之和。 供电负荷： 用电负荷加网络中损耗的功率，为系统中各发电厂应供出的功率。 发电负荷： 供电负荷加各发电厂厂用电，为系统中各发电机应发出的功率。
第三节 电力负荷预测的基本方法
基本方法包括：直观分析法、统计分析法、综合法 共三类。 直观分析法： 单耗法 增长率法 弹性系数法 需用系数法 负荷密度法
End
电力负荷预测的基本方法
单耗法
通过某一工业产品的平均单位产品用电量以及该产 品的产量，可得到生产这种产品的总用电量：
W =C⋅A
弹性系数法
设未来年国民生产总值的年均增长率为 βA，运用电 力弹性系数 Kw 可得第 n 年的总用电量 Wn 为
W1995 = 8.83 × (1 + 18% ) = 20.2 （万 kWh）
5
Wn = W0 (1 + K w β A ) n
再以 1995 年的预测值 20.2 亿 kW ⋅ h 作起点，预测 2000 年的用电量为
电力负荷预测的基本方法
产值与用电量表
序号 年份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 用电量 工农业产 用电量 序号 年份 （万 kWh） 值（亿元） （万 kWh） 13141 13853 16158 17366 17988 22374 24033 29265 31835 37259 46308 53180 56681 55608 54070 61301 63611 64380 64824 6.29 8.58 11.85 15.40 20.69 23.35 24.64 31.56 35.2 54.50 74.20 82.50 50.95 42.50 46.10 55.15 69.70 84.30 72.65 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 63006 63094 66234 68529 74318 82175 90164 95557 102008 108019 118201 131063 142033 155000 169550 186700 207237 230033 工农业产 值 （亿元） 69.00 92.15 120.50 139.10 148.30 162.39 162.79 187.42 189.93 212.06 246.85 267.32 290.66 301.32 323.46 349.33 378.27 428.53
对系统规划而言，电力需求预测决定发电、输电、配电系统 新增容量的大小；电能预测决定发电设备的类型(如调峰机组、 基荷机组等)。 对系统运行而言，负荷预测用来合理安排机组启停、检修、 以及确定系统的旋转备用容量。 负荷预测在电网调度自动化系统的能量管理系统（EMS）等 高级应用软件中起着非常重要的作用。 End 负荷预测是一项重要的基础性工作。
用电单耗C =
用电量W 产值A
(单位：kWh/万元)
j月最大负荷日的平均负荷Pavj j月最大负荷日的最大负荷Pmaxj
j月最大负荷日的最小负荷Pminj j月最大负荷日的最大负荷Pmaxj
以上三项指标称为电量特性指标。
日最小负荷率 βj=
γj 和 βj<1。越小，负荷变动越大，调压工作量大，属生活和非连续性 工业用电负荷。 负荷变动越小， 调压工作量小，属连续性工业用电负荷。 γj 和 βÆ1 时，
实时平衡市场中，计划外的发电再调度用；安全监视、预防性 控制。 ¾ 短期负荷预测(日、周、月负荷曲线)： 日前市场中确定发电计划用、安排电力设备的小型检修。 ¾ 中期负荷预测(1-5年电量和最大负荷预测)： 安排电力设备的中大型检修和近期电力网规划。 ¾ 长期负荷预测(5年以上电量和最大负荷预测)： 远期电力网规划。
第三章 电力负荷预测
负荷 第一节 负荷预测基本概念 第二节 负荷增长的特性及其分类 第三节 电力负荷预测的基本方法 第四节 分行业负荷预测的需求叠加法 第五节 负荷预测的回归分析法 第六节 分区负荷预测 第七节 负荷预测的其它方法
湖南大学电气与信息工程学院
第一节 负荷预测基本概念
（用电）负荷： 在某供电区域中所有用电设备消费功率的总和。 广义负荷： 包括电力需求量（功率）与（用）电量（功率*时间）。
负荷预测的步骤
(5) 选取预测模型、确定模型的参数 (6) 负荷预测 用预测模型进行负荷预测，给出“上、中、下”几个可能的、 较为可靠的预测方案。 (7) 结果审核 结合专家经验对预测结果、预测精度及可信度作出评价，用 历史数据样本进行检验，并进行自适应修正。
负荷增长的特性及其分类
第二节 负荷增长的特性及其分类
W2000 = 20.2 × (1 + 20% ) = 50.26 (万 kWh)
5
例： 已知某地区 1958~1994 年的工农业生产总值和实际 用电量，求电力弹性系数，若选定今后一个时期内电力 弹性系数为 1.3， 工农业生产增长率为 8.5%， 试预测 2000 年和 2010 年的地区用电量。
负荷增长的特性及其分类
负荷增长的特性及其分类
功率特性指标（续） 月负荷率
功率特性指标（续） 负荷的同时率
月平均负荷 月负荷率σ = 月最大负荷日的平均负荷
年负荷率
负荷的同时率K t =
功率因数
总的最大负荷 各用户的最大负荷之和
有功功率 视在功率
年负荷率δ =
年最大负荷利用小时
发电负荷=电网或发电厂的实际发电出力的总和 供电负荷=（供电区内发电负荷-厂用电负荷）+（区外输入负荷-区外输出负荷） 用电负荷=供电负荷-网损(线路和变压器中的损耗)
负荷预测
负荷预测： 从已知的用电需求出发，考虑政治、经济、气候等相关 因素，对未来的用电需求做出的预测，包括电力需求预测和 电能需求预测两部分内容。
式中 W ——用电量（kWh/万元） ； A ——产品产量（万元） ； C ——产品的单位耗电量（kWh/万元） 。 一个地区的工业生产用电，可按照行业划分为若干 部门，如煤炭、石油、冶金、机械、建筑、纺织、化纤、 造纸、食品等，再对每个部门统计出主要产品的单位产 品耗电量，知道了每种产品的产量，就可得到工业产品 总用电量。
年最大负荷曲线：
负荷预测基本概念
可根据典型日负荷曲线间接制成，表示从年初到年终 的整个1年内的逐月（或逐日）综合最大负荷的变化情形。
年最大负荷曲线
年负荷持续曲线
负荷预测基本概念
负荷预测的分类
¾ 超短期负荷预测(≤1h)：
负荷预测基本概念
年负荷持续曲线是不分日月先后的界限，只按全年的 负荷变化，根据各个不同的负荷值在一年中的累计持续时 间而重新排列组成的，即反映了全年负荷变动与负荷持续 时间的关系。
电力负荷预测的基本方法
电力负荷预测的基本方法
设某产品 i 的单位产值耗电量为 Ci（kWh/万元） ，则 第 n 年各产品的规划产值 Ai 已知时，第 n 年的总用电量 Wn 为
增长率法
假定今后的电力负荷与过去有相同的增长比 例，用历史数据求出比例系数，按比例预测未来发 展。 设已知未来年负荷的年均增长率为 βw，则第 n 年的总用电量 Wn 为
年平均负荷 年最大负荷
年用电量 = 年最大负荷
功率因数 cosφ= 负荷的需用系数 负荷的需用系数 Kx=
年最大wenku.baidu.com荷利用小时Tmax
实际最大负荷 用电设备的额定容量
电力负荷的分类
按国民经济行业用电分类： ① 农、林、牧、渔、水利用电 ② 工业用电—制造业、采掘业 ③ 地质普查和勘探用电 ④ 建筑业用电 ⑤ 交通、运输、邮电通信业用电 ⑥ 商业、公共饮食、物质供销和仓储 ⑦ 其它事业用电—房地产、公共事业、卫生、体育、 文化、教育、机关 ⑧ 城乡居民生活用电（城镇居民、乡村居民）
主要讨论中长期负荷预测，它是配电网规划设计的依据。
年负荷持续曲线
负荷预测基本概念
负荷预测的步骤
(1) 明确负荷预测的内容和要求 根据不同地区、不同时期的具体情况，确定合理的预测内容 和预测指标。 (2) 调查并搜集资料 尽可能全面、细致地收集所需要的资料，避免用臆想的数据 去填补负荷预测数学模型中所缺少的资料。 (3) 基础资料分析 对收集的大量信息去伪存真，提高关键数据的可信度。 (4) 经济发展预测 掌握经济发展对电力需求的影响。 经济增长必然带动电力需求的增长。要重点关注国家增加投 入、扩大内需、结构调整、通货紧缩、企业经营状况及深化 改革等因素。
KW =
βW = m− n
第m年电量Wm −1 第n年电量Wn
电量增长率β w 国民生产总值增长率β A
（∵ Wm = Wn (1 + β w ) m − n ）
负荷增长的特性及其分类
负荷增长的特性及其分类
用电单耗
反应的是单位产值消耗的电量。
功率特性指标
负荷率：平均负荷与最大负荷的比值 日负荷率：反映电力负荷在日内变化特性的参数。 日负荷率 γj=
1 负荷增长的特性指标 （用）电量特性指标
电量的年均增长率 ，第 n 年的用电量为 Wn （ kW ⋅ h ） ， 设第 m 年的用电量为 Wm （ kW ⋅ h ） 则从第 n 年至第 m 年 ( n < m ) 用电量的平均增长率为
电力弹性系数
弹性系数是一定时期内相互联系的两个经济指标增长速度 的比率， 它是衡量一个经济变量的增长幅度对另一个经济变量增 长幅度的依存关系。 电力弹性系数反应电量增长速度与国民生产总值增长速度 的关系。
End
电力负荷的分类
按照全社会用电情况分为： 第一产业； 第二产业； 第三产业（3-7项）；居民用电4大类。 结合电力市场的发展趋势，国外通常分三类： 生活用电、商业用电、工业用电 美国电价约为： 8.74 8.18 4.98 ¢/kWh 中国电价约为： 0.6 0.9 0.9-1 元/kWh 中国生活用电比工业用电便宜，不合理。
Wn = ∑ Ci Ai
i =1
m
式中 m 该地区产品门类数。
预测时，可以用未来某时段的产品产量预测值，单位 产品电耗仍用现在值。 如果单位产品电耗发生变化，先用某种方法（如回归 方法）对单位产品单耗作出预测。
问题：Ci 靠统计、Ai 靠规划，未来不确定因素多，难以
把握。
Wn = W0 (1 + β w ) n