电力系统中长期负荷预测方法的研究

顾 坚

（江苏农垦南通电力公司，江苏 南通226000）

0 引言

电力系统负荷预测是电力系统安全经济调度、 规划、设计研究的基础和前提。准确的负荷预测结果将意味着在满足供电质量要求的条件下对系统建设资金最大可能限度的利用和有限投资的最大社会、经济效益的获得。提高中长期负荷预测水平，有利于计划用电的优化管理，有利于电力建设的合理规划，对电力系统具有重要意义。

1 负荷预测的概念和原理

负荷预测是指在充分考虑一些重要的系统运行特性、增容决策、自然环境和社会影响的条件下，研究或利用一套能系统地处理过去与未来负荷的数学方法，在满足一定精度要求的前提下，确定某特定时刻的负荷数值。负荷预测根据规划目标年限分类，可分为长期预测(指未来10 年到20 年的负荷预测)、中期预测(指未来5 到10 年的负荷预测)和近期预测(指5 年内的预测)。

负荷预测工作是根据电力负荷的发展规律，预计或判断其未来发展趋势和状况的活动。这项活动基于以下的基本原理：

1.1 可知性原理

作为预测的对象，负荷的发展规律、未来的发展趋势和状况是可以为人们所知道的。人们不但可以认识它的过去和现在，而且可以通过总结它的过去和现在而推测其未来。

1.2 可能性原理

事物的发展变化是内因和外因共同作用下的结果。内因的变化及外因作用力大小不同，会使事物的发展变化有多种可能性。所以对某一具体指标的预测往往是按照其发展变化的多样性，进行多方案预测。

1.3 连续性原理又称惯性原理

是指预测对象的发展是一个连续的过程。其未来发展是这个过程的连续。它强调了预测对象总是从过去发展到现在，再从现在发展到将来。它认为事物发展变化过程中会将某些原有的特征保存下来，延续下去，电力系统的发展变化同样存在惯性，这种惯性是我们进行负荷预测的主要依据。

1.4 相似性原理

在很多情况下，作为预测对象的一个事物，其现在发展过程和发展状况可能与过去另一事物过去一定阶段的发展过程和发展状况相类似，人们可以根据后一事物的已知发展过程和状况，来预测所预测对象的未来发展过程和状况，这就是相似性原理。目前，预测技术中使用的类推法和历史类比法就是基于这个原理的预测方法。

1.5 反馈性原理

反馈就是利用输出返回输入端，再调节输出结果。预测的反馈性原理实际上是为了不断提高预测的准确性而进行的反馈调节。当预测结果和经过一段实践得到的实际值存在差距，可利用这个差距对预测模型进行调节，提高预测的准确性。反馈性预测的实质就将预测的理论值和实际要求相结合，在实践中检验，然后进行修改、调整，使预测质量进一步提高。

1.6 系统性原理

这个原理认为预测对象是一个完整的系统，它本身有内在的系统，它与外界的联系又形成了它的外界系统。这些系统总和构成一个完整的总系统，预测对象的未来发展是系统整体的动态发展，也是整个系统的动态发展和它的各个组成部分和影响因素之间相互作用和相互影响密切相关的。系统性原理还强调系统整体最佳，只有系统整体最佳的预测，才是高质量的预测，才能为决策者提供最佳的预测方案。

2 常用中长期电力负荷预测方法

2.1 分产业产值单耗法

单耗法即单位产品耗电法，是通过某一单位产品的平均单位产品用电量以及该产品的产量，得到生产这种产品总产量的总用电量。单耗法需要做大量细致的统计工作，但在实际工作证很难对产品较准确的求出单耗，而且工作量也太大。

2.2 电力弹性系数法

电力弹性系统是电量平均增长率与国内生产总值之间的比值。根据国内生产总值增长速度结合电力弹性系数得到规划期末的总用电量，同单耗法一样，电力弹性系统法需要做大量细致的统计工作。

2.3 分区负荷密度法

负荷密度预测法是从地区土地面积（或建筑面积）的平均耗电量出发做预测。一般，先预测未来某时期的土地面积（或建筑面积）和单位面积用电密度，再乘以面积得到用电预测值，分区负荷预测法首先根据近年来的发展情况、经济发展目标以及电力规划目标将待预测区域划分为多个功能区，然后对每个功能区用负荷密度法进行预测，最后相加得到总得用电量预测值。

2.4 时间序列法

时间序列法是根据过去的负荷统计数据，找到其随时间变化的规律，建立时序模型，以推断未来负荷数值的方法，其基本假定是：过去的负荷变化规律会持续到将来，即未来是过去的延续。

2.5 相关分析法

相关分析法是寻找负荷与影响因素之间的因果关系，建立相关分析模型，通过对观测数据的统计分析和处理进行预测的方法。其特点是：将影响预测对象的因素分解，在考察各个因素的变化中，估计预测对象未来的数量状态。

2.6 人均电量指标换算法

人均电量指标换算发誓指选取一个与本地区人为地理条件、经济发展状况以及用电结构等方面相似的国内外地区作为比较对象，通过分析两地区过去和现在的人均用电指标，得到本地区的人均电量预测值，再结合人口分析得到总用电量的预测值。

3 中长期负荷预测的特点

中长期负荷预测经历了许多代人的研究与发展，并与最新的数学、工程学的研究成果相结合，到今天拥有了较为成熟的思路方法和经验，总结起来也就形成了现代负荷预测的特征。掌握这些特征将对负荷预测的进一步研究和发展提供更明确的思路与方法。现代中长期负荷预测有以下几个明显的特点：

3.1 不准确性

电力负荷未来的发展受到多种复杂因素的影响，各种影响因素也在不断变化，不光有随机状况还可能发生一些突发性的状况，这使得电力负荷未来的发展也是不能肯定的，这使得预测结果是不完全准确的。

3.2 条件性

负荷预测都是在一定条件下作出的。预测时，由于未来的不确定性就需要添加一些假设条件，如可假设在某一时间段内，国家政策不会有大的变动，不会发生大的自然灾害，经济以现有势头继续增长等。假设也不能随意凭空产生，而应根据调查分析，以出现概率最大的情况作为假设情况。

3.3 时间性

负荷预测都是有实效性的，负荷的某一发展规律也只存在于一定的时间范围内，因此负荷预测时的历史数据应选取在特定的时间范围内的数据，所预测的对象也只能是在某一时间范围内的。

3.4 多方案性

根据可能性原理，电力负荷在未来存在多种可能性，因此有时需要考虑在不同条件下电力负荷可能出现的各种状况，得到各种条件下不同的预测方案。

［1］吴亮.配电网中长期负荷预测方法综述[J].科技资讯，2010，NO.32.

［2］牛东晓,曹树华,赵磊，等.电力系统负荷预测理论与应用[M].北京：中国电力出版社,1998.