城市电网负荷预测方法研究

张树杰

（贵州电网有限责任公司贵州贵阳550002）

城市电网负荷预测方法研究

张树杰

（贵州电网有限责任公司贵州贵阳550002）

介绍了不同负荷预测方法的适用范围，分析城市电网负荷发展的特点；在此基础上，提出了城市规划不同阶段和城市不同地区的负荷预测实现方法，并进一步研究提高城市电网负荷预测结果准确性的措施。

城市电网；负荷预测

负荷预测是电力系统规划建设的前提和基础。随着城镇化率的不断提高，城市电网的负荷预测工作愈发重要。影响城市电网负荷变化的因素较多，与全网负荷相较，城市电网的负荷波动性更大、不确定因素更多。为提高城市电网负荷预测的准确性，根据城市电网的负荷特点，研究相应的负荷预测方法是有必要的。

1 城市电网负荷发展的特点

一些起点较低、发展较快的城市，虽然目前用电水平较低，但随着城市开发力度的加大，在经济高速发展的带动下，城市用电量将呈现快速增长的态势；而对于发展较为成熟的特大型城市，随着城市用电负荷逐渐进入平稳发展阶段，其用电量的年增长率明显要低于快速发展的中小城市。电网负荷预测与分析，可通过预测模型进行综合识别，自动对城市用电荷载大小进行调控，确保区域用电荷载大小与预定标准一致，实现电网负荷的智能安全管理，此管理系统不但提高了智能化管理程度、保证了电网运输安全，而且此项系统的研究在电网信号设备管理中的使用尚属首例。

2 电力负荷预测基本过程

电能资源是国家战略规划重点，在保持区域正常用电情况下，维持电力资源分配与使用协调运行，体现了社会用电负荷控制的一体化建设。由于早期电力产业结构的滞后性，导致电力负荷预测缺乏先进性，电能资源利用率偏低，限制了区域供电传输作业发展。为了更好地利用电能，要建立科学有序的电力负荷预测方案，解决早期用电规划中潜在的问题。一般来说，电力负荷预测要按照标准流程操作：①收集，结合地区用电历史数据进行收集，收录大量历史用电负荷数据，为后期预测分析做好准备；②建模，结合原始数据建立数据模型，以预测性模型为主，保持数据分析与控制的一体化，确保试验数据与原始数据一致；③算法，选择与电力负荷预测相对应的算法，为数据分析及控制提供指导依据，对模型或数据进行检验、分析，掌握其规律性。

3 负荷预测的基本方法及其适用性

3.1 电力弹性系数法、回归分析法

此类方法是通过对历史统计数据的分析而建立的外推模型，通常用于对中远期规划负荷预测结果的相互补充和校核。电力负荷预测所用方法要符合实际情况，回归分析法中可按照时间顺序进行研究，以某个时间段为中心，收集历史资料数据后展开预测。通常，时间序列可以反映出用电负荷的波动，在正常情况或特殊情况下，某个原始数据呈现出来的用电荷载动态，对数学模型建设提供相对稳定的数据支撑，再利用数学分析法进行延伸、推算，所得数据结果的精确度更高。回归分析法具有历史性特点，与历史数据相结合，体现了电力负荷预测的准确性。

3.2 灰色理论法

该方法可用于贫信息条件下的分析和预测，但因其构造模型较为复杂，且数据离散程度越大预测精度越差，故仅用于短期负荷预测。灰色理论法用于电力负荷预测中，可以不考虑各项指标之间的关联性，可按照负荷指标大小进行独立计算，不会对最终的负荷结果形成影响，大大控制了数据结果的误差。同时，在预测过程中，灰色理论法以短期预测为主，不适用于长期负荷预测，这是由于数据的时效性决定性的，若间隔周期太长，最终数据预测结果的误差更大，需在短时间内完成相关预测与分析。

3.3 人均用电法、单耗法、负荷密度法

此类方法一般适用于分项、分类的局部预测以及对预测结果的横向比较。用电负荷预测是一项复杂工程，要考虑多个因素对区域用电产生的影响，同时选择多个用电负荷标准进行分析，确保用电负荷控制达到预期标准。在人均用电法预测中，可选用横向比较法进行研究，按照地区综合用电水平及需求情况，确定未来地区综合用电规划标准，对发电生产及供输电进行严格控制，这样能够提高区域电能综合分配效率，避免各种因素造成的耗损。此外，也要考虑经济、资源、气候、人居等因素，对生活用电负荷产生的不利影响，这些都是预测中要考虑的问题。

3.4 空间负荷预测法

该方法由于对城市规划内容深度的要求较高，多用于城市各功能区地块用地性质比较明确的情况。不同的负荷预测方法适用范围不同，在具体应用于城市电网负荷预测时，必须结合城市负荷发展的特点、要求以及预测条件，选择合适的预测方法，才能达到满足预测精度的要求。对于城市电力负荷预测方案设计来说，要综合多种因素进行分析，空间负荷预测法使用过程中，必须以充分的预测条件为中心，确保预测数据符合规定的指标要求。例如，供电公司要实现手机大量用电数据，通过调查与收集获得原始数据，确保城市用电负荷预测达到标准。对于预测模型构建之后，要进行综合检验与评价，对数据误差、指标结果、空间布局等进一步探讨，确定电力负荷标准与动态数据相吻合，才能落实城市电网负荷控制标准，提高数据预测精度指数。

4 城市电网负荷预测注意事项

4.1 差异性

城市规划不同阶段负荷预测方法的选择，由于在城市规划的不同阶段，其用地性质及产业功能的规划清晰程度不同，所以城市电网负荷预测原则上需要采用不同的方法。在城市总体规划和分区规划阶段，负荷预测可采用电力弹性系数法、回归分析法等。在城市详细规划阶段，对地域范围较小的居住区、工业区等局部范围的负荷预测可选用人均用电法、单耗法、空间负荷预测法。

4.2 区域性

城市不同地区负荷预测方法的选择，按照建设时期的不同，城市可大致分为老城区和新区（开发区）。不良数据的存在将给正常数据的运用带来较大的干扰，影响预测体系的精度。如果不良数据的影响过大，则可能误导预测体系的预测结果。一般可通过经验分析及逻辑判断排除由不良数据带来的不良影响。敏感性分析要考虑具体情况，例如，城市功能定位不十分明确或城市经济发展受国家政策等因素影响较大，需要根据不同情况做出多种方案的预测。

4.3 科技性

电网负荷预测可设置数字控制器，用其参与远程现场作业控制及传输调度，对远程传输网络服务平台进行设置，开发出了综合性的现场作业负荷控制检测系统。数据传输是城市电网负荷控制数字化控制重点，借助负荷控制系统实现了信号传输智能化维修，加快了新型城市电网负荷控制系统设计与应用进程，满足了各类负荷控制运行要求。因此，掌握智能网络运行特点，设计城市电网负荷控制数字化智能系统模式，将会是智能网络时代的技术革新要点。

5 结论

总之，随着用电负荷预算方法的多元化发展，城市电力负荷预测可采用不同类型的方式，按照现有用电规划方向进行控制，确保电能资源综合利用与控制。例如，模糊逻辑法、神经网络法、组合预测法等，这些都是城市电力负荷预测可选用的方式。城市电网负荷预测需严格控制误差率，在保证数据分析准确性前提下，提出切实可行的节能降耗措施，以免用电负荷超标而造成资源浪费。

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TM76

A

1004-7344（2016）28-0123-02

2016-9-23

张树杰（1987-），男，贵州贵阳人，工程师，工学学士，主要从事电力系统规划研究工作。