电力负荷预测

第一章电力负荷、预测简述

第一节负荷预测概念和原理

一、负荷预测概念

负荷可指电力需求量或者用电量，而需求量是指能量的时间变化率，即功率。也可以说，负荷是指发电厂、供电地区或电网在某一瞬间所承担的工作负荷。对用户来说，用电负荷是指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。

1．负荷按物理性能划分

负荷按物理性能分为有功负荷和无功负荷。

（1）有功负荷：是把电能转换为其它能量，并在用电设备中真实消耗掉的能量，计算单位为kW（千瓦）。

（2）无功负荷：在电能输送和转换过程中，需建立磁场（变压器、电动机等）而消耗的功率。仅完成

k。

电磁能量的相互转换，并不做功，在这个意义上称为“无功”，计算单位是var

2．负荷按电能的划分

负荷按电能的产、供、销生产过程分为发电负荷、供电负荷和用电负荷。

（1）发电负荷：指某一时刻电网或发电厂的实际发电出力的总和，计算单位为kW。

（2）供电负荷：指供电地区内各发电厂发电负荷之和，减去发电及供热的厂用电负荷，加上从供电地区外输入的负荷，再减去向供电地区外输出的负荷，计算单位为kW。

（3）用电负荷：指地区供电负荷减去线路和变压器中的损耗后的负荷，计算单位为kW。

3．负荷按时间的划分负荷按时间分为年、月、日、时、分负荷。

4．售电量及用电量

（1）售电量：是指电力企业售给用户（包括趸售户）的电量及供给本企业非电力生产（如修配厂用电）、基本建设、大修理和非生产部门（如食堂、宿舍）等所使用的电量。

（2）用电量：是指电网（或电力企业）的售电量与自备电厂自发、自用电和其售给附近用户的电量之和。

5．电量的划分

电量可分为有功电量和无功电量。

（1）有功电量：是指有功负荷与时间的乘积。有功电量可由电能表读出，也可由有功负荷的平均值乘以时间得出，有功电量的计算单位是kW h⋅。

（2）无功电量：是指无功负荷与时间的乘积。无功电量可由无功电能表读出，也可由无功负荷的平均

k h⋅。

值乘以时间得出，无功电量的计算单位是var

6．负荷预测

在充分考虑一些重要的系统运行特性、增容决策、自然条件与社会影响的条件下，研究或利用一套系统处理过去与未来负荷的数学方法，在满足一定精度要求的意义下，确定未来某特定时刻的负荷数值，称为负荷预测。

二、影响负荷预测作用大小的因素

负荷预测作用的大小，要看由于使用了预测结果所产生的收益，是否超出了所支出的费用，以及超出多少。影响预测作用大小的因素是多方面的，主要有以下几项。

1．负荷预测费用的高低

负荷预测费用包括设计和实行预测程序费，历史数据资料收集、整理、计算和储存费，资料使用费，资料更新费，人员技术培训费等。

2．负荷预测结果的准确性

一般来说，准确性高的负荷预测比准确性低的预测作用更大。但是，准确性高的预测方法往往是比较复杂的，这又与较大的费用支出相矛盾。这就要看由于使用复杂预测技术手段所提高的预测准确性，给决策者带来的好处有多大，是否值得。不同的负荷与电量预测对准确性的要求不同，长期的负荷预测甚至容许误差达到10%，而短期的日负荷预测的误差一般不能超过3%。

3．负荷预测的时效性

所谓负荷预测的时效性指的是提出一项预测结果需要多少时间。如能很快地得到预测结果，可使决策者有充分的时间改变决策，即预测的领先时间长，则预测作用大。反之，如果迟迟拿不出预测结果，领先时间又很短，其作用也就大不了。这一点对于电力系统在线超短期实时预测就更为重要了。

4．负荷预测所依据的历史资料其变动规律有无重大变化

在利用历史资料进行外推负荷预测中，如果负荷的过去和现在的发展规律直接延伸到未来，没有什么重大的干扰和破坏，则可以加以模型化，利用已知的模型，类比现在，预测未来。如果在预测期中发生了无法估计的重大事件（如气象的剧烈变化、严重灾害、国家政策的重大变化等），以致使负荷变化的正常规律被破坏，使原来持续上升或下降的资料发生转折，就会使预测失效。这类负荷预测失实的情况不少，因为转折点是最难预测的。

三、负荷预测的特点

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

因为电力负荷未来的发展是不肯定的，它要受到多种多样复杂因素的影响，而且各种影响因素也是发展变化的。

2．条件性

各种负荷预测都是在一定条件下作出的。对于条件而言，又可分为必然条件和假设条件两种，如果负荷员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

各种负荷预测都有一定的时间范围，因为负荷预测属于科学预测的范畴，因此，要求有比较确切的数量概念，往往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。

四、负荷预测的基本原理

负荷预测工作是根据电力负荷的发展变化规律，预计或判断其未来发展趋势和状况的活动，因此必须科学的总结出预测工作的基本原理，用于指导负荷预测工作。

1．可知性原理

也就是说，预测对象的发展规律，其未来的发展趋势和状况是可以为人们所知道的。客观世界是可以被认识的，人们不但可以认识它的过去和现在，而且可以通过总结它的过去和现在推测其未来。这是人们进行预测活动的基本依据。

2．可能性原理

因为事物的发展变化是在内因和外因共同作用下进行的。内因的变化及外因作用力大不同，会使事物发展变化有多种可能性。所以，对某一具体指标的预测，往往是按照其发展变化的多种可能性，进行多方案预测的。

3．连续性原理

又称惯性原理，是指预测对象的发展是一个连续统一的过程，其未来发展是这个过程的继续。它强调了预测对象总是从过去发展到现在，再从现在发展到未来。

4．相似性原理

尽管客观世界中各种事物的发展各不相同，但一些事物发展之间还是存在着相似之处，我们就利用这种相似性进行预测。

5．反馈性原理

反馈就是利用输出返回到输入端，再调节输出结果。预测的反馈性原理实际上是为了不断提高预测的准确性而进行的反馈调节。

6．系统性原理

这个原理认为预测对象是一个完整的系统，它本身有内在的系统，它与外界事物的联系又形成了它的外在系统。

第二节 负荷预测基本程序

对电力负荷进行科学预测，要有一个基本程序，就是要考虑预测工作怎样进行，分几个阶段，先做什么，后做什么。只有把负荷预测工作的整个程序搞清楚，才能做好负荷预测工作。根据所进行的电力负荷预测的实践活动，认为其基本程序如下。

一、确定负荷预测目的，制订预测计划

负荷预测目的要明确具体，紧密联系电力工业实际需要，并拟订一个负荷预测工作计划。在预测计划中要考虑的问题主要有：准备预测的时期，所需要的历史资料（按年、按季、按月、按周或按日），需要多少项资料，资料的来源和搜集资料的方法，预测的方法，预测工作完成时间，所需经费来源等等。关于所需资料项数多少，说法不一。有人主张外推预测的时期数不能超过历史资料的时期数，如设d =历史资料时期数，h =外推预测时期数，则有d h ≥。也有人认为，这种要求低估了短期预测所需项数和高

估了长期预测所需项数，主张用d =1期，则1h =，4d =，即需要4期历史资料；如向前预测4期，则需8期历史资料；如向前预测100期，就要用40期历史资料即可。可见，用这个公式，照顾短期预测的需要，不利于长期预测。实际上，根据长期的历史资料进行短期预测，要比根据短期的历史资料进行长期预测更可靠些，因为这样根据更充分些。

二、调查资料和选择资料

要多方面调查收集资料，包括电力企业内部资料和外部资料，国民经济有关部门的资料，以及公开发表和未公开发表的资料，然后从众多的资料中挑选出有用的一小部分，即把资料浓缩到最小量。挑选资料的标准，一要直接有关性，二要可靠性，三要最新性。先把符合这三点的资料挑出来，加以深入研究，再收集其它资料。收集统计资料是不容易的，尤其是在我国当前的情况下，各层次的资料往往不够完整，真实性也有问题，再加上保密问题尚未解决，就更增加了难度。尤其是如果资料收集和选择的不好，会直接影响负荷预测的质量。