电力负荷预测方法与应用

【内容摘要】：

负荷预测是电力系统规划、计划、用电、调度等部门的基础工作。讨论了年度负荷预测、月度负荷预测和短期负荷预测的特点、成熟方法，分析了负荷预测问题的各种解决方案，并指出未来的主要研究方向。根据国内电力系统负荷预测的实践和国外的经验，对我国开展电力系统负荷预测工作提出了一些建议。

【关键词】:电力系统;负荷预测;模型;参数辨识

电力负荷预测方法与应用

一、概述

电力工业是国民经济的基础工业。随着我国产业结构完善和人民整体生活水平的改善，对电能的需求逐年加大，同时对电力质量的要求也越来越高，且由于电能生产和消费的同时性，对电网建设和布局提出了更高的要求。

电力负荷预测是电网规划建设的依据和基础。随着电力工业在国民经济中扮演着越来越重要的角色，电力负荷的正确预测显得尤为重要。

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。电力负荷预测结果的准确与否直接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。

回顾我国“十五”期间的预测情况与实际发展情况是很有意义的。

基于“九五”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，我国制定的“十五”规划对电力工业发展提出了“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“十五”规划中预测：“十五”期间我国经济增长速度为年均7%左右，电力需求的平均增长速度为5%，到2005年全国发电装机容量将达到3.9亿千瓦，全国发电量将达到17500亿千瓦时以上。国家电力公司电力工业“十五”计划及2015年远景规划中预测：“十五”期间我国GDP年均增长7%左右，电力需求的平均增长速度在4.5%~5.0%之间，到2005

年全国发电装机容量将达到3.65亿千瓦，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2005年年底，全国发电装机容量达到5.17亿千瓦，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。

比较我国“十五”期间电力工业发展中发电装机容量、发电量与全社会用电量等参数的预测值与实际值，可以发现我国“十五”电力规划中全国发电装机容量、发电量和全社会用电量的误差分别高达33%、43%和50%，这还是在2002年下半年至2005年间严重限电情况下发生的值，实际的电力需求值比这还高很多，也即误差比这还要高的多。这直接导致了自2002年6月以来的全国电力供需严重紧缺状态，直至“十五”末期电力供需形势总体来说仍然处于紧张状态，2005年曾在一季度拉闸限电省份达创纪录的26个，最大限负荷达3400万千瓦。而“十五”期间的严重缺电，不仅成为影响国民经济快速发展的“瓶颈”，其隐性损失更是不可估量：成百上千的企业无法正常生产，安全生产埋下隐患，投资环境和城市形象蒙上阴影，人民正常生活受到影响。

因此正确预测电力负荷对指导我国电力“又好又快”地发展具有重要意义。

预测技术的发展源于社会的需求和实践。预测是人们根据历史的和现在掌握的信息，利用已经掌握的知识和手段，预先推知和判断研究对象的未来或未知状况的结果。预测可以提供未来的信息，为当前人们做出有利的决策提供依据。随着人类社会和科学技术的发展，预测技术也得到了不断的发展，尤其是最近几十年，随着预测理论、方法和技术的不断丰富，在某些领域预测的精度甚至可以达到很高的水平。到二十世纪七十年代末，预测逐渐形成了一门自成体系的综合性学科，并得到了迅速发展。电力系统负荷预测方法的研究起步较晚，从二十世纪八十年代后才有了较大的发展。

电力系统负荷预测是指：在考虑一些重要的系统运行特性、增容决策和自然条件下，利用一套系统的处理过去和未来负荷的方法，在一定精度意义下，决定未来某特定时刻或某些特定时刻的负荷值。电力负荷预测是电力系统规划、运行不可缺少的重要环节，负荷预测的准确程度将直接影响到投资、网络布局和运行的合理性，是实时控制、运行计划和发展规划的前提和重要依据。因此，电力负荷预测工作的水平已成为衡量一个电力企业的管理是否走向现代化的显著标志之一。

电力系统负荷预测的具体作用视预测期限的长短而异。一般可分为长期、中期、短期和超短期四种。其中，中期负荷预测是指5年左右，长期负荷预测一般是指十年至数十年的负荷预侧。中长期负荷预测的意义在于帮助决定新的发电机组的安装（包括装机容量大小、型式、地

点和时间）与电网的规划、增容和改建，是电力规划部门的重要工作[8]。近年来，随着计算机技术的迅猛发展，使大量复杂的、用人工方法难以实现的预测方法的采用成为可能，而且负荷预测的手段也逐渐发展为运用软件预测，使得负荷预测的方法和手段大为增加，但要做准确的预测仍存在着很大的问题。

2005年，全国发电装机总容量5.08亿kW（其中，火电占75.6%，水电占22.9%，核电占1.35%，其它占0.15%），发电量24747亿kW·h。

2006年，全国发电装机总容量6.22亿kW（其中，火电占77.82%，水电占20.67%，其它占1.51%），同比增长20.3%，发电量28344亿kW·h，同比增长13.5%。其中，水电发电量4167亿kW·h，约占全部发电量14.70%，同比增长5.1%；火电发电量23573亿kW·h，约占全部发电量83.17%，同比增长15.3%；核电发电量543亿kW·h，约占全部发电量1.92%，同比增长2.4%。

预计2010年，全国发电装机总容量将达到8亿kW。

2005年，我国全社会用电量24689亿kW·h，同比增长13.45%，用电结构仍以工业为主，占73.8%，同比增长13.37%。城乡居民生活用电量增长最快，达2838亿kW·h，同比增长16.19%。2006年，我国全社会用电量28248亿kW·h，同比增长14.0%，其中，第一产业用电量为832亿kW·h，同比增长9.9%；第二产业用电量为21354亿kW·h，同比增长14.3%；第三产业用电量为2822亿kW·h，同比增长11.8%；城乡居民生活用电量为3240亿kW·h，同比增长14.7%。

2005年，云南省总装机容量1320万kW（其中，火电约占35%，水电约占65%），同比增长12.7%；发电量624.2亿kW·h，同比增长14.8%。云南电网公司统调装机容量893万kW，同比增长6.95%；完成售电量432.4亿kW·h，同比增长14.14%，其中，省内售电量完成366.17亿kW·h，同比增长18.81%；外送电量66.23亿kW·h，其中送广东电量62.96亿kW·h，送越南电量3.27亿kW·h。

2006年，云南省总装机容量1853万kW。目前，全省发电总装机容量达2077万kW。预计2010年，全省发电装机总容量将突破3600万kW，2020年，将达到8000万kW。

二、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