刍议电力系统规划中的负荷预测

王润阳

摘 要：针对我国电网规划负荷预测中的问题进行了电力负荷的影响因素的分析，根据笔者工作经验提出了几种负荷预测的方法，最后总结了电力负荷预测的流程。

关键词：负荷预测；因素；方法；流程；

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-08-00-02

负荷预测是电网规划中关键的环节，预测的准确性决定了电网的安全性、经济性和可靠性；负荷预测的结果为电网后续规划提供指导，因为预测是从电网规划的目的出发。首先是对整个区域总的负荷量进行预测，然后对分区的负荷量进行预测。因此，必须做好电网负荷预测的准确合理性具有重要的研究意义。

一、负荷预测的问题

（一）预测精度不高

目前电力负荷最大的问题就是不能确保负荷预测的精度，造成预测困难的原因是多方面的，首先是人为因素，即面对预测时的实际问题，工作人员主要依靠自身经验进行判断能。其次是不确定的因素，未来各种不可预知的能引起负荷变化的因素，这些都不能全部在进行负荷预测时能够及时准确的掌握和预测，例如气候环境，对负荷的影响就很明显。第三是任何理论方法都无法满足所有的电力负荷环境条件的预测。此外，由于条件有限，进行负荷预测所必须的数据资料不全，也会为负荷预测造成很大的困难。

（二）负荷预测过程复杂

电网规划中负荷预测所需要收集的数据众多，包括负荷的历史数据和社会经济的历史与规划数据，在实际规划过程中，有些数据不能直接得到，有些数据能得到但不精确，甚至有些根本得不到，这些都将给负荷预测工作带来麻烦，对预测的精度有一定的影响。负荷预测的复杂性主要表现为预测时计算过程的的复杂性，尽管目前的计算机计算能力和计算软件为负荷预测提高了计算效率，但是在预测过程中要进行建模和预测，就需要迭代计算，预测精度只提高一倍时计算量可能就要成千上百倍的增加。此外，影响负荷发展的不确定因素较多，城市规划项目在具体实施过程中经常遇到政策、资金、建设环境等方面的不稳定因素增加了城市电网负荷的发展存在较大的不确定性。

二、负荷预测内容

电网规划中的负荷预测要按照以下流程和步骤进行，下图是负荷预测的完整流程图：

负荷预测流程图

整个流程包括确定负荷预测的目的、收集资料、整理资料、初步分析资料、建立预测模型、分析预测结果和说明预测结果等步骤。

（一）制定预测计划，确定负荷预测的目的是负荷预测是个首要也是非常重要的步骤，只有确定了目的才会有方向性。负荷预测的目的要联系电力系统实际需要，结合所需要的历史资料，选择合适的预测方法，毕竟不同地区、不同的规划要求都会使得负荷预测的目的不同。

（二）需要收集的资料包括用电大用户及其用电发展规划、计划新增和待建的大用户名单、装接容量、合同电力需量、时间地点以及国家及地方经济建设发展中的重点项目、城市总体规划中有关人口、产值、消费结构和大用户的历年装接容量、用电量、负荷、合同电力需量等。然后对所收集的各方面资料进行审核和筛选，提高预测的效率，另外对关键资料进行加工整理，确保预测效果。

（三）根据收集的资料画出动态折线图和散点图，计算如自相关系数等常用统计系数，为建立模型做准备。通过动态折线形态可以明确数据变动的轨迹，尤其是注意离群的数值和转折点，分析其产生的原因。

（四）建立预测模型。正确的选择预测模型十分关键，负荷模型轨迹具有多样性，如果在不同时间段，区域内只选择一种模型，会造成预测误差过大，必须对数学模型进行运算，做出横向比较以优选最佳。负荷预测模型遵循原始资料，反映了数据的变化规律，表现为一个数学公式。负荷预测模型多种多样，它们各自使用不同结构的资料，因此对一个具体资料，就有选择适当预测模型问题。

（五）分析预测结果。对于预测模型模拟出的结果要根据已有的可能性，对新的趋势和发展进行综合分析，对于影响预测结果的因素进行分析，最终对初步预测结果进行调整和修正。

（六）预测说明。根据负荷模拟预测的结果，进行预测说明，说明的内容包括得到结果的预测条件、假设环境。报告分析、数学模型、预测结果及必要图标。

三、负荷预测的方法

（一）时间序列法

利用时间序列法预测负荷的结果具有很好的延续性，计算速度快。但是由于存在负荷的稳定假设，必须在较长的时间区域内保持稳定性，模拟的函数才有效。时间序列法是在过去的负荷变化规律会一直延续或者循环到将来的假设下进行的，寻找过去的负荷统计数据随时间变化的规律，拟合出负荷数据随时间变化的函数，进而预测未来负荷数值的方法。另外，时间序列法缺乏对对环境等因素的充分考虑。因此该方法只适合短期内的模拟。此类模型的建模必须在平稳随机性的前提条件下进行。在实际负荷中，首先要将一般序列转化成平稳随机序列，对平稳时间序列均值、自相关和偏相关函数，从而确定模型的类型的相关分析。最后进行模型辨识，利用序列有关的样本数据，对模型参数进行估计。

（二）趋势增长法

根据拟合函数的性质可以分为比例系数负荷预测法、指数函数负荷预测法和二次多项式负荷预测法。趋势增长法是在已有数据的基础上，拟合出和已有数据一致的，能代表数据变化趋势的函数，实现对未知时间和区域负荷的估计。其中，比例系数负荷预测法的原理是根据平稳的历史数据计算其相邻时间间隔的的负荷增长速度。前提是负荷的增长速度是由规律的，从而才能依据这段数据进行相邻时间间隔内负荷的外推预测。在实际的拟合过程中，首先利用原始数据对预测模型进行检验，进行误差分析和修正，最后取修正后的结果作为负荷预测的结果。

（三）最大负荷利用小时数法

年最大负荷是全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率。在一定的时间段内，假设电力负荷按年最大负荷持续运行，所消耗的电能等于该电力负荷全年消耗的电能，改时间段就是最大负荷利用小时数。一般根据已有数据和对地区用电结构的变化趋势加以大致的分析判断。当年最大负荷预测值为规划水平年需求电量与最大负荷利用小时的比值。负荷与电量增长的具有一定的相关性，其的年均增长速度也有一定的规律性。

四、结语

总之，做好电网规划的负荷预测关键在于提供高预测精度，展望未来电力系统的规划，就如何提高预测精度是目前甚至较长一段时间内研究电力负荷预测理论与方法的重点和难点。

参考文献：

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[2]贺静，韦钢，熊玲玲.负荷预测线性回归分析法的模糊改进[J].华东电力.2003（11）

[3]李国号.组合预测模型在电力中长期负荷预测系统中的应用：[硕士毕业论文].广州：中山大学，2006