城市电网规划的负荷预测方法

游洋

随着电力企业体制改革的深化发展，城市电网规划受到越来越广泛的关注。负荷预测作为电力规划的基础性工作，是确定城市电网建设规划与布局的重要依据。但在实际工作中，负荷预测的准确性也受到多种不确定因素制约，如预测手段方法的变化等。本文在阐述城市电网规划要求及负荷预测发展特点基础上，探讨电网规划负荷预测常见的几种方法，并根据电网实际选择最科学的预测方法，获取准确的负荷值，使城市电网规划作用得到最大化发挥。电力负荷预测是电力系统规划及运行的重要内容，它为城市电网规划发展提供了不可缺少的基础数据支持，它的精确度的高低将会直接影响着电网规划质量的优劣，是电力系统可靠、经济运行的前提与基础。

1.电网规划对负荷预测的要求

1.1要求预测结果的准确性。对于城市电网规划而言，保证负荷预测的精准度具有非常重要的意义与作用，它不仅影响到电网前期的投资建设与后期营运，甚至会影响到电网安全、稳定、经济运行。那么，如何提高电网负荷预测的准确度呢？首先，要充分了解政府对电网的整体规划，根据当前实际情况进行合理预测;其次，要从多角度掌握数据，在考虑社会经济发展基础上，采用科学的、先进的、合理的方法进行预测;再次，负荷预测结果受多方面因素影响，对各影响因素进行深入分析，基于此做出科学合理的负荷预测结果，为城市电网规划提供可靠的参考依据。

1.2预测结果要为后续工作服务。负荷预测必须要依据城市电网规划的内容与目标来确定，如若要确定规划年输配电系统所需的设备容量，就需要对规划年供电区域的负荷总量进行预测;如需确保变电站设备分布的合理性，就要对供电区域分块负荷进行预测，以增强配电设备布局的分辨度，使电网系统布局与其所需负荷的电量保持一致。由此可知，负荷预测所选的方法与预测结果并不是完全固定的，而是根据该电网规划的实际需求进行，准确的预测数据能够为电网的后期运行提供保障。

2.城市电网负荷发展的特点

2.1用电量和最大负荷增长快。由于电能是比较清洁能源，国家大力提倡电能替代，另外国家经济的快速发展，也使得城市用电量逐年稳步提升，在城市用电消费上升的同时，电网运行的最大负荷也在稳步提高。据我国相关电力数据显示：我国绝大部分重点城市电网最大负荷增长率在2013年都超过了2位数，如某电网用电量和最大负荷增长幅度分别为28.4%和25.79%。

2.2第三产业和生活用电比重增加。近几年，我国城市电网用电负荷有了显著增长，究其原因主要是城市人口的不断增长与人民生活水平的显著提高。与第三产业用电和生活用电一路攀升的情况形成鲜明对比的是，大部分城市工业用电比重有所下降，与电网总体增长率相比有所偏低。以2013年另外一省电网公司数据为例，第三产业用电与生活用电的比重分别为35.7%、16.0%，较2012年相比，分别增长了1.9%和0.6%。

2.3影响负荷发展的因素多。在我国城市电网负荷发展过程中，受到多种不确定因素的影响，其中以受到城市规划建设的影响最大，另外城市规划项目建设工程中的资金、政策、环境因素也会对电网规划造成影响。这些不确定因素的存在，都会使得电网规划建设发展存在较大的不确定性，如一些大型基建项目的建设，造成电网负荷发生较大变化。除上述因素外，我国居民生活方式的转变、第三产业的快速发展，一定程度上都会给电网负荷发展带来影响。

3.电网规划的负荷预测方法

3.1模糊预测法。模糊预测法是用模糊理论去研究和处理具有模糊特性的对象，实践证明有非常理想的效果。所谓的模糊理论是将操作人员的经验以规则形式表现出来，并转换成能够在计算机上运行的算法，在电力系统诸多领域已得到广泛应用。而在电力系统負荷预测中，是用例如模糊分行业用电模型、模糊时间序列模型等与原有模型同模糊理论相结合所形成，对具有模糊性的变量具有很好的处理效果，能够有效处理负荷预测中存在的大量模糊信息难题，对于提高负荷预测的准确度、改善电能质量具有重要作用，尤其适合电力系统中长期负荷预测。模糊预测法需要考虑电力负荷与其相关的影响因素，通过将待测年环境因素与历史环境特征相比较，即可求得负荷增长率。

3.2灰色预测法。灰色预测方法是近几年才提出来正在不断完善一种预测方法，它主要是针对含有不确定因素系统进行预测的一种方法，它的基本思想是把负荷系统看成灰色，针对不规则的数据建立模型给予描述，从而提高预测精确度。灰色系统介于白色系统与黑色系统之间，其中这种系统一部分参数是已知的，一部分是未知的。系统各因素间存在不确定性关系。灰色系统理论是来源于信息分析系统、建模、预测、决策和控制的理论。灰色预测是通过鉴别和分析系统因素间发展趋势的相异程度，对原始数据进行整理以此来找寻原始数据规律，将其生成为规律性强的数据序列，建立相应的微分方程模型，用于预测事物的未来发展趋势。

3.3小波分析预测法。小波变换法是一种具有良好的时频局部化、特性化的预测方法，与其他负荷预测方法相比，该方法具有良好的时域与频域的“显微镜”功能，对突发与短时的信息分析具有显著优势。根据负荷信号变化过程具有连续频谱这一特性，小波变换通过聚焦于信号的局部结构，捕捉并放大突变信号，对捕捉到的各时刻随机负荷进行分量统计，将各序列分量分别投影到不同尺度上，根据子负荷序列的不同，采用相对应的模型进行预测，再通过序列重构获取完整的负荷预测结果。

4.负荷预测结果的修正

城市电网负荷预测中，在充分考虑电网规划及运行等内在影响因素的同时，也不能忽略外界影响因素，如气候变化、网络运行等客观因素，也会对负荷预测结果造成一定影响，尤其以短时期内的负荷预测受到的影响更明显。由于出现这种情况，要对负荷预测结果进行修正，借助灰色预测法、模糊预测法等不确定性分析方法，将这些影响因素反映到预测模型中，从而提高负荷预测的精准度。但由于电力负荷属于非平稳的随机过程，因而难以找寻大量的数据的规律性，给预测带来困难和精确度的误差，为此，会加大负荷预测工作的困难，在实际工程应用中不能广泛的进行投入。鉴于此，通过学习国外的电网规划先进技术，并有效结合我国城市电网规划负荷预测现状，探索适合自己的的修正方法。

5.结束语

综上所述，负荷预测的准确性，对于城市电网规划的指导意义不言而喻。随着科学技术的发展，电网负荷预测方法也在不断发展与完善。只有采用科学正确的负荷预测方法，才能为城市电网规划提供精准的基础数据，才能保证电力系统的安全、稳定、经济的运行。