关于城市电力规划负荷预测的分析

曲惠芹

【摘 要】负荷预测是编制城市电力规划的基础和重要内容，是合理确定城市电源电网规模和布局的基本依据。城市电力规划工作复杂,需要收集供电基础资料，调查有关社会经济发展的历史数据，认真深入分析现状电网，结合城市总体发展规划、土地资源和环保规划等,对当地城市电网的特点及用电特点进行合理的负荷预测。

【关键词】电力规划基础资料传统负荷预测现代负荷预测

一、城市电力规划供电基础资料的收集

1.城市总体规划阶段需调研收集的供电基础资料

（1）地区动力资源分布、储量、开采程度资料。

（2）城市综合资料，包括区域经济、城市人口、土地面积、国内生产总值，产业结构大型工业企业的产值产量的近5年或10年的历史规划综合资料。

（3）城市电源电网资料，包括地区电力电气主结线系统图、城市供电电源种类、装机容量及发电厂位置，城网供电电压等级及结构、各级电压的变电所容量数量位置及用地、高压架空线路路径、走廊宽度等现状资料及城市电力部门制定的城市电力网行业规划资料，在城市现状地形图中应明确标注现状35KV以上变电站的位置和输电线路的电压等级以及地理走向。

（4）城市用电负荷资料，包括近5年来城市供(用)电量统计表(应包括5年来城市每年的总供电量﹑用电量﹑线路损耗以及每年的最大负荷)，城市用电分类统计表可(分为市政用电﹑工业用电以及农业用电)。

2.城市详细规划阶段的电力规划需要调研的资料

（1）城市各类建筑单位建筑面积归算到10KV电源处的负荷指标的现状资料或现行的地方经验数据。

（2）详细规划范围内的各类行业现状及规划资料。

（3）详细规划区内的道路网各类设施分布现状及详细规划图。

二、负荷预测

供电基础资料收集后，应根据本地电网的特点及用电特点，预测未来一定期限内(近期1-5年，中期6-10年远期20年计)的负荷增长情况。如果预测的需求后于实际需求，将会导致供电负荷紧张，甚至造成拉闸限电；但如果预测的需求过度超前于实际需求，则系统利用率太低，将造成资源的严重浪费。

传统负荷预测通常采用以下方法：（1）单耗法；（2）弹性系数法；（3）平均增长率法；（4）综合用电水平法；（5）负荷密度法；（6）回归分析法；（7）时间序列法。下面重点介绍几种方法：

1.单耗法

根据产品（或产量）用电单耗和数量推算其用电量。应注意各行业单耗指标的动态变化，它可随科技进步生产力的提高和节能技术发展而降低单耗，也会随产业结构的调整或产品改变而发生变化。单耗法的优点是方法简单，对短期负荷预测效果较好。缺点是需做大量细致的调研工作，比较笼统，很难反映现代经济、政治、气候等条件的影响。单耗法适用于预测规划近期和中期的用电负荷。

其预测公式如下：P1=WnP/T。

式中：Wn——产品产量用电单耗；

N——产品（或产量）数；

T——国内生产总值年平均增长率。

2.电力弹性系数法

电力弹性系数从宏观上确定电力发展同国民经济发展的相对速度，它是衡量国民经济发展和用电需求的重要参数。

其计算式为：b=α/β。

式中：b——电力弹性系数；

α——电力消费年平均增长率；

β——国内生产总值年平均增长率。

电力弹性系数反映市场需求情况，体现市场需求变化，对电力的规划和发展有一定的意义。国内严重缺电的时候电力弹性系数大于1。经济发展平稳的时候电力弹性系数接近1，该方法的优点是方法简单，易于计算。缺点是需做大量细致的调研工作。用电力弹性系数法预测的用电量误差很大，这种方法适用于校核规划中期和远期的负荷预测。

3.年平均增长率法

从供电基础资料入手，把本市(县)近5年来的用电量和最大负荷进行统计，计算出负荷的年平均增长率。从而推算未来一定期限内(近期规划按5年计，远期规划按20年计)负荷的增长情况。这种方法适用于预测规划近期和中期远期的各种用电负荷。

其计算式为：A（m+n）=Am(1+a) n。

式中：α——预计规划期内年平均用电量增长率；

M——基准年份；

N——预测规划年限。

4.综合用电水平法

根据各规划期内的年人均综合用电水平来推算负荷的增长情况。按照以往所做的一些城市电力规划，根据人均综合用电水平乘以近期规划和远期规划的人口规模，即可得出未来一定期限内的城市用电负荷。这种方法适用于预测规划近期和中期的用电负荷。

其预测公式如下：Pl=WaP/T。

式中：Pl——用电负荷；

Wa——年人均用电量（Kw/h）；

P——规划期人口数；

T——年综合最大利用小时数。

当以人口进行计算时，用电水平相当于人均电耗；如以面积进行计算，所得用电水平即相当于负荷密度。年用电量An=Sd万度,其中S--指定计算范围内的人口数，d--表示用电水平指标。

5.负荷密度法

即单位面积功率法，这种方法适用预测各功能分区的用电负荷。适用于总图方案或初步设计的负荷预测与计算负荷的估算。首先计算现状和历史的分区负荷密度，然后根据地区发展规划对各分区负荷发展的特点推算出各分区各目标年的负荷密度预测值。对于集中的用电大户预测时可做为点负荷单独计算。

6.回归分析法

根据负荷的历史资料，建立可以进行数学分析的数学模型。用数理统计中的回归分析方法对变量的观测数据统计分析，从而实现对未来的负荷进行的预测。优点是预测精度较高，适用于在中、短期预测使用。缺点是：（1）规划水平年的工农业总产值很难详细统计；（2）只能测算出综合用电负荷的发展水平，无法测算出各供电区的负荷发展水平，也就无法进行具体的电网建设规划。

电力弹性系数法、年平均增长率法、回归分析法主要是根据历史统计数据进行分析而建立的预测数学模型，多用于宏观预测城市总用电负荷或校核中远期的规划负荷预测值，单耗法、负荷密度法适用于分项分类的局部预测。以上负荷预测方法中，实际应用中相互补充校核。

三、现代负荷预测方法

20世纪80年代后期，一些基于新兴学科理论的现代预测方法逐渐得到了成功应用。这其中主要有灰色数学理论、专家系统方法、神经网络理论、模糊预测理论等。

1.灰色数学理论

灰色数学理论是把负荷序列通过生成变换，使其变化为有规律的生成数列再建模用于负荷预测。影响负荷因素的未知性和不确定性，成为系统的灰色特性。

2.专家系统方法

专家系统方法是对于数据库里存放的过去几年的负荷数据和天气数据等进行细致的分析，借助专家系统，汇集有经验的负荷预测人员的知识，按照一定的推理进行负荷预测。

3.神经网络理论

神经网络理论是利用神经网络的学习功能，让计算机学习包含在历史负荷数据中的映射关系，再利用这种映射关系预测未来负荷。

4.模糊负荷预测

模糊控制是在所采用的控制方法上应用了模糊数学理论，使其进行确定性的工作，对一些无法构造数学模型的被控过程进行有效控制。模糊负荷预测是近几年比较热门的研究方向。

随着电力市场的发展，负荷预测的重要性日益显现，并且对负荷预测精度的要求越来越高。传统的预测方法比较成熟，预测结果具有一定的参考价值，但要进一步提高预测精度，就需要对传统方法进行一些改进，同时随着现代科学技术的不断进步，现代负荷预测的理论会越来越成熟，预测的精度越来越高。

参考文献：

[1]城市电力规划规范GB50293-1999.

[2]建筑电气手册.中国建筑工业出版社，1996.

（作者单位：山东省莱西市规划管理局）