城市配电网规划中电力负荷预测实践研究

黄奕忠

摘 要：电力负荷预测是配电网规划设计的重要内容，是保证电力系统安全、稳定、经济运行的基础，也是电力系统调度、实时控制的前提，电力负荷预测是否准确直接影响城市配电网规划质量。

关键词：配电网；电力负荷预测；灰色预测法；负荷密度法

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）21-0150-01

随着市场经济的发展和电力市场化改革的逐渐深化，我国电网逐渐朝着智能化方向发展，在此过程中，配电网系统也越来越受关注。作为电力系统的主要负荷中心，城市配电网具有点多、面广、现场、用电量大、电力负荷密度高、供电质量和可靠性要求高等特征。电力负荷预测是配电网运行和规划的基础，也是电力系统安全、经济运行的基础，负荷预测是否准确直接关系着配电网规划质量。

1 城市配电网规划中电力负荷预测方法

1.1 灰色预测法

灰色预测法为电力负荷预测提供了全新的解决方法和数学方法。由于在城市配电网运行和改造中，影响电力负荷因数较为繁杂，各个影响因素之间的关系也无法采用定量模型来描述，从总体上看，电力负荷在稳定的环境下呈现着一种非负递减序列，这些特点与灰色预测理论和模型较为一致，因此，可根据城市配电网规划实际情况将灰色模型应用到电力负荷预测中。灰色预测法对电力负荷原始数据要求不高，不需要计算统计特征量，同时也无需考虑分布规律和运算的方便性。在实际负荷预测中，应用较多的是包含一个变量的GM（1，1）模型，该模型由一阶微方程构成，对于具有增长规律的数列来说预测精度较高，当然，该模型也有其自身缺点，比如若数据增长速度较快，模型应用效果就会较差，为了进一步提高模型预测精度，可针对每个建模流程提出改进方法。经过改进后的方法在进行模型创建时只需要时间序列即可，其算法流程如下。

通过上述流程，可得到原始序列的历史拟合值和未来预测值。但是灰色模型只适应于非线性变化的负荷指标预测，对其他趋势的负荷指标的预测精度就比较差。在误差检验方面可利用残差检验法进行后期处理。

1.2 负荷密度法

负荷密度法中的衡量指标则是规划区域或建筑面积的平均用电负荷，通过对某一段时期内该区域面积内的用电密度进行预测进而将用电量计算出来，计算公式如下：

L=ap（10）

其中，L为规划区域面积内的用电负荷，a为配电网规划区面积，p为规划区负荷密度。

采用负荷密度预测法时，应注意配电网规划区子功能的划分，根据规划区用地性质、预测期限内规划区域的实际发展情况，同时结合有关负荷水平恰当选择子功能区的负荷密度，选取的负荷密度必须能够将预测期限内的实际用电水平和电力负荷情况真实反映出来。

2 电力负荷预测流程和实例分析

对于城市配电网规划来说，更为重要的是电力负荷的空间分布情况，也就是说在规划过程中，不仅要对负荷饱和值进行预测，还要对负荷的增长时间和空间进行预测，空间负荷密度法中所需基础数据易于获得，灵活性较强，能够很好适应城市配电网规划方案的变化，根据城市规划部门的城市规划结果，并利用专家的经验、技能和知识进行预测工作，就能够将规划年限内空间比如小区的电力负荷分布情况预测出来。下面以空间负荷密度法为研究要点探讨城市配电网规划中的电力负荷预测流程。

2.1 划分负荷单元区块

首先，根据规划原则和用地性质将规划区划分成若干单元区块，根据单元区块性质确定每个区块的密度指标，进而通过负荷密度法预测单元区块内负荷增长的位置和负荷分布情况，从而为城市配电网的规划提供精确的地理空间信息。在此过程中，单元区块的划分越细，电力负荷预测的空间分辨率就越高，同时，必须保证单元区块划分的合理性以及负荷密度指标选取的合理性，确保选取的负荷密度指标能将预测年限内的实际情况和用电水平真实反映出来，能代表未来发展变化情况，这样有利于提高配电网规划质量。其次，定义每个区块的类型和性质，一般城市配电网负荷类型包括居民、工业、商业负荷等，每个小区必须有且只能有一种用地类型，一种电力负荷性质。计算预测规划区内电力负荷需求量的公式如下：

式中，P代表的是预测的负荷值，Pi为单元区块的负荷密度，Qi为单元区块面积。计算完毕后，结合专家预测法对分区负荷、分类负荷、分电压等级负荷进行校验和修正，取长补短，将预测风险降到最低，最大限度提高预测精度。

2.2 电力负荷预测实例

以某市区域配电网规划为例，该区域总面积约为18.3 km2，规划区的用地类型包括科研教育、二类居民、一二类工业、物流加工、商业、医疗卫生、娱乐、市政基础设施和体育用地等，对不同用地的负荷密度情况进行了深入调查，同时采纳专家意见确定了预测规划区域的负荷密度指标。根据规划区的面积大小和用地性质将该区域划分成了100个单元区块，通过空间负荷密度法预测了到2020年各种分类用地负荷情况，最后预测出居民用地负荷约为96.10 MW、工业用地负荷约为32.14 MW、商业用地负荷约为13.24 MW、行政办公用地负荷约为13.27 MW。通过详细计算和统计并考虑同时率，预测出该规划区总负荷为285、33 MW，为了确保配电网供电灵活性，10 kV配电网负荷所占比例约为90%，35 kV配电网负荷约为10%，最后结合预测出的总负荷结果和城市配电网规划区块类型，预测出10 kV配电网直供负荷为256.80 MW，35 kV配电网直供负荷为28.53 MW。

3 结 语

总之，随着社会经济的发展和电力市场化改革的逐渐深化，城市居民对供电质量和供电可靠性要求越来越高，我们必须科学地进行电力负荷预测，确保城市配电网规划质量，提高供电质量，同时避免不必要的资源浪费和经济损失。

参考文献：

[1] 陈振莲.浅析配电网负荷预测规划信息[J].科学时代，2013，（2）.