配电网中长期负荷预测方法综述

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动力与电气工程
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配电网中长期负荷预测方法综述
吴亮 ( 广东电网汕头供电局 广东汕头 5 1 5 0 4 1 )
摘 要:中长期负荷预测是配电网规划的前提和基础,其准确性直接关系到规划方案的质量和配电网的安全经济运行;它也是实现电力系
1 配电网负荷预测的分类 配电网负荷预测,按照其研究对象的
不同可分为负荷总量预测和空间负荷预 测。
(1)负荷总量预测是将整个规划地区的 电量或负荷作为预测对象,以预测区域历 史 电 量 、历 史 负 荷 以 及 一 些 经 济 因 素 为 依 据,预测结果是未来预测区域对电力的需 求量和电网的供电容量,它属于战略预测, 对预测区域供电电源点的确定和发电计划 具有重要的指导意义。
3 配电网空间负荷预测综述 空间负荷预测方法主要分为两大类—
— 解 析 方 法 和 非 解 析 方 法 。非 解 析 方 法 是 更多地依靠规划人员的经验和主观判断来 决定负荷的大小和分布,虽然在一定程度 上缺乏必要的科学性,但可作为解析方法 的 辅 助 手 段 。解 析 方 法 是 运 用 数 学 工 具 分 析 小 区 的 各 项 原 始 数 据 ( 如 : 历 史 负 荷 、相
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动力与电气工程
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科技资讯 2010 NO.32 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORM测方法可以把负荷与影响 负荷的各种社会和经济等因素联系起来, 其优点是模型参数估计技术比较成熟,预 测过程简单,使预测人员能够清楚地看到 负荷增长趋势与其它可测影响因素之间的 关系。但是, 这种方法要求样本量大且有较 好 的 分 布 规 律 和 较 为 稳 定 的 发 展 趋 势 。另 外,有时难以找到合适的回归方程。 (3)新兴预测方法。 近些年,随着各种智能算法的进一步 深入研究和广泛运用,如人工神经网络预 测法、等, 这些预测方法已经开始引入电力 系统负荷预测,并取得了较好的效果。 人工神经网络预测法。 人工神经网络理论用于短期负荷预测 的研究比较多,其突出优点是它可以模仿 人脑的智能化处理, 对大量非结构性、非精 确性规律具有自适应功能,具有信息记忆、 自 主 学 习 、知 识 推 理 和 优 化 计 算 的 特 点 。人 工神经网络具有很强的自学习和复杂的非 线性函数拟合能力,很适合于电力负荷预 测问题,是在国际上得到认可的实用预测 方法之一。
进行规划。 配电网负荷预测,按照其预测时间期
限的不同通常又分为长期、中 期 、短期和超 短期负荷预测四类。
(1)长期负荷预测一般是指10年以上并 以年为单位的负荷预测,中期负荷预测是 指5 年左右并以年为单位的负荷预测。它 们 的意义在于合理地安排电源和电网的建设 进度,提供宏观决策的依据,使电力建设满 足国民经济增长和人民生活水平提高的需 要,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, 是电力规划部分的重要 工作之一。
(2)空间负荷预测又称小区负荷预测, 是将预测区域划分为小区,以小区的相关 因素为依据,预测结果是未来小区的电力 需求量和负荷值,它不仅是在时间上预测 未来负荷的量,而且还要预测负荷增长的 位置信息, 即未来负荷的空间分布。只有确 定了供电区域内各小区的未来负荷,才能 对 变 电 站 的 位 置 和 容 量 、馈 线 型 号 和 路 径 、 开关设备以及它们的投入时间等决策变量
(3)超短期负荷预测一般是指未来1h、 未 来 0 . 5 h 甚 至 未 来 1 0 m i n 的 负 荷 预 测 。其 意 义在于可对电网进行计算机在线控制,实 现发电容量的合理调度,满足给定的运行 要求,同时使发电成本最小。
2 配电网负荷预测国内外研究现状 2 . 1 配电网中长期负荷总量预测综述
关经济指标和用地数据等),进而预测小区 负 荷 的 发 展 趋 势 。解 析 方 法 通 常 又 分 为 趋 势 法 、多 变 量 法 等 。
(1)趋势法。 趋势法是所有基于负荷历史数据外推 负荷发展趋势的方法的总称,它有两个最 显著的优点:一是方法简单;二是仅需要小 区负荷的历史数据,所需数据量少。 趋势法初期的做法是,以划分的小区 为基础,根据每个小区的负荷历史数据采 用曲线拟合或其它推断方法外推来预测规 划 年 的 峰 值 负 荷 。有 关 文 献 提 出 了 负 荷 搜 集 法 、扩 散 法 、偏 好 系 数 法 和 时 间 序 列 法 等 一系列属于趋势法范畴的预测方法,但对 每个小区都要进行曲线拟合,其预测的工 作 量 相 当 大 。有 关 文 献 提 出 了 聚 类 模 板 法 , 该方法虽然减少了拟合曲线的工作,但仍 然存在模板多和难以选择的问题。 (2)多变量法。 多变量法是以每个小区的年负荷峰值 历史数据和其它多个变量为基础来预测规 划 年 的 峰 值 负 荷 。多 变 量 法 假 定 同 一 区 间 的控制数据和待求数据之间存在着某种关 系,通过它们之间的关系,可由历史年和未 来 年 一 系 列 控 制 数 据 预 测 待 求 数 据 。实 际 上,具体到空间负荷预测时,小区负荷就是 待求数据,对影响其变化的相关量就是控 制数据。
中长期负荷预测是配电网规划的前提 和基础,配电网规划要求既要预测未来负 荷的总量,又要预测未来负荷增长的位置, 即中长期负荷总量预测和空间负荷预测, 它们对于合理地配电网规划都具有重要的 指导意义,其预测结果为地区电力发展速 度 、电 力 建 设 规 模 、电 力 工 业 布 局 以 及 能 源 资源平衡等提供可靠的依据;其预测结果 的可靠性与准确性直接影响到国民经济的 发展和人民的日常生活。
配电网中长期负荷总量预测方法可分 为 经 典 预 测 方 法 、传 统 预 测 方 法 和 新 兴 预 测方法,它们都有各自的优缺点和适用范 围,同时研究人员还对一些方法进行了改 进,以进一步提高其预测结果的可靠性和 准确性。
(1)经典预测方法。 从严格意义上说经典预测方法并不是 真正的预测方法,它不是通过建立数学模 型,而是依靠专家经验或一些简单变量之 间的相互关系对未来负荷做出一个方向性
关 键 词: 配电网规划 中长期负荷总量预测
中 图 分 类 号 :TM7
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :1672-3791(2010)11(b)-0117-02
随着我国国民经济的快速发展和人民 生活水平的不断提高,人们对电量需求量 以 及 电 能 质 量 的 要 求 也 越 来 越 高 。配 电 网 是发输电系统与用户用电设备联络的枢 纽,是电力系统的重要组成部分,在我国, 配电网的网络建设却远落后于电源建设, 特别是城市配电网,在全国很多城市中都 存在供电卡脖子,以致给企业生产和人民 生 活 等 方 面 带 来 了 消 极 影 响 的 现 状 。因 此 , 提 高 配 电 网 规 划 水 平 、合 理 改 造 电 网 结 构 、 减 少 电 能 损 耗 、提 高 供 电 效 益 和 供 电 质 量 , 是非常必要的。
a a ± Ua = −0.068 ± 0.072(V )
的结论,所以预测的精度较差,而且常需要 做 大 量 细 致 的 统 计 工 作 。该 类 方 法 主 要 有 单 耗 法 、比 例 系 数 增 长 法 等 。
①单耗法。 单耗法即单位产品电耗法,是通过某 一工业产品的平均单位产品用电量u以及 该产品的产量o,得到生产该产品的总用电 量 T 。计 算 公 式 是 :
测技术及其应用[M].北京:中国电力出 版社,1998.
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统管理现代化的重要内容之一。配电网规划要求既要预测未来负荷的总量,又要预测未来负荷增长的位置,即中长期负荷总量预测和空
间 负 荷 预 测 ,它 们 对 合 理 地 配 电 网 规 划 具 有 重 要 的 指 导 意 义 。本 文 分 析 了 各 种 配 电 网 中 长 期 负 荷 总 量 预 测 方 法 。
(上接 116 页) 作为比较,我们采用电压表外接法对
电阻R进行测量,实验结果如表2所示。
表格2的实验数据进行最小二乘法处
理结果如下所示。
r=0.9999517,
a 6.821428×10-2 , Ua = 7.244997×10−2 ,
b = 0.1068929,Ub = 1.051215 ×10−3 结果表示:
T = o × u (1.1)
有时考虑用国民经济生产总值或工农 业生产总值G,结合其电量单耗(产值单耗) U,计 算 出 用 电 量 T,这 就 是 产 值 单 耗 法 。计 算公式是:
T = G ×U (1.2) 单耗法需要作大量细致的统计调查工 作,近期预测效果较佳,但实际中很难对所 有产品较准确地求出其用电单耗,即使运 用该方法,其工作量也很大。 ②比例系数增长法。 比例系数增长法是假定今后的电力负 荷与过去具有相同的增长比例,用历史数 据求出比例系数,按比例预测未来的负荷 值。 (2)传统预测方法。 传统预测方法主要包括趋势外推预测 方法、回归模型预测方法等, 这些方法通常 都是根据负荷的历史数据或一些负荷的相 关影响因素建立一种确定的模型来预测未 来负荷值。 ①趋势外推预测方法。 在一定条件下,电力负荷存在着明显 的变化趋势,一旦找到了这个变化趋势,按 照该变化趋势就能对未来负荷情况做出预 测,这里突出对趋势明显的电力负荷数据 序列作递推计算外推或曲线拟合外推,所 以 它 是 一 种 外 延 的 方 法 。如 : 移 动 平 均 法 、 平滑预测法、指数曲线模型等, 此类方法的 优 点 是 : 所 需 历 史 数 据 少 , 工 作 量 小 。但 是 此方法有效的前提是过去的发展模型会延 续到未来,没有考虑负荷的影响因素,只致 力于数据的拟合,对规律性处理不足,因此 这种方法对短期效果比较好而不大适合于 中长期预测。
(2)短期负荷预测一般是指一年之内以 月 为 单 位 的 负 荷 预 测 , 还 指 以 周 、天 、小 时 为单位的负荷预测, 通常预测未来一月、未 来一周、未来一天的负荷指标, 也预测未来 一天2 4 h中的负荷。其意义在于帮助确定燃 料供应计划,对运行中的电厂出力要求提 出预测,使对发电机组出力变化事先得以 估计,可以经济合理地安排本网内各机组 的启停,降低旋转储备容量,可以在保证正 常用电的情况下合理安排机组检修计划。
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