母线负荷预测技术及负荷特性对电网影响的研究

2017-03-05

电气技术与经济 2017年1期

（苏州供电公司）

周梦璇

（苏州供电公司）

智能电网的快速发展很好地解决了当下电能供应日益紧张的问题，实现了对电能的智能化管理。智能电网建设过程中，母线负荷预测技术及负荷特性的有效把握，能够保证对相关数据进行较好的处理，从而保证母线负荷处于一个正常水平，保证供电的安全性和稳定性。同时，从当下电力系统逐年增长的发展态势来看，母线负荷量的大幅度增加，加上历史信息缺乏，可能导致母线负荷差异较大的问题，进而影响到智能电网的稳定发展。基于这一问题，加强母线负荷预测技术及负荷特性的把握，也成为电网建设必须关注的重点议题。

母线负荷预测技术；负荷特性；电网建设

0 引言

母线负荷预测技术在当下电网发展中的作用越显突出。在对母线负荷预测技术应用过程中，要注重构建完善的负荷预测管理体系，能够对母线负荷量进行较好的把握，以确保智能电网运行稳定性。现阶段管理过程中，各母线之间的差异相对较大，缺乏对负荷特性的有效把握，这样一来，势必给智能电网发展产生不利影响。智能电网快速发展形势下，立足于母线负荷特性，能够对母线负荷预测技术发展进行较好把握，从而有效消除负荷特性中的不良因素，以促进智能电网的快速发展和进步。

1 关于母线负荷预测技术的分析

母线负荷预测技术的发展，是在当下智能电网发展基础上，对电网建设中母线差异性问题进行有效解决的一种技术手段。母线负荷受到变电站变压器终端负荷之和影响，通过对母线负荷的把握，能够对变电站变压器的性能进行有效分析，以保证供电的平稳性和可靠性。母线负荷预测技术包括了短期负荷预测和母线负荷预测两个方面内容，具体情况如下。

1.1 短期负荷预测

在进行短期负荷预测过程中，需要对预测的对象进行把握，主要涉及到了母线下网负荷。短期负荷预测涉及到了传统方法预测和现代方法预测两种。传统预测过程中，主要以回归分析法和时间序列法为主。其中，回归分析法预测时，通过对数据信息进行统计整理，就母线负荷的影响因素进行把握，形成一种线性关系，从而利用回归模型，对母线负荷进行预测。时间序列法应用过程中，通过问题假设的方式，列举时间序列与对应随机数据之间的关系，之后利用数据变化过程模型，对时间序列的预测值进行求解。现代负荷法相对于传统方法而言，对传统方法进行了简化，能够对问题进行更好的解决。

1.2 母线负荷预测

在进行母线负荷预测过程中，如何对坏数据进行较好的处理，成为母线负荷预测的一个关键。母线负荷预测过程中，由于信息的不完备、掌握较为困难等问题，导致历史数据获取不准确，还涉及到了一些坏数据，无法对母线负荷预测起到实质性的帮助。这样一来，在进行母线负荷预测过程中，为了保证取得较好的预测效果，就需要提升对坏数据的处理。坏数据处理过程中，首先利用母线节点数据库进行预处理，对历史数据与时序数据的关系进行把握，以剔除无用的坏数据。

2 负荷特性对电网影响的研究

负荷特性对于电网有着一定的影响，可能会对智能电网的运行及发展产生作用。在对负荷特性把握过程中，要从负荷特性的内涵入手，保证对其合理利用后，能够更好地对电网实际问题进行有效解决。

2.1 负荷特性分析

（1）负荷预测坏数据的处理

要想实现对负荷特性进行较好的把握，就需要保证负荷预测数据样本具有较高的精确性和可靠性。在测量过程中，要保证相关测量方法更加准确，能够对坏数据以及缺损数据进行弥补，从而保证数据信息具有较大的功能和作用。负荷预测坏数据处理过程中，首先需要对缺失数据进行弥补，其次利用时间序列得到一条曲线，对比实际数据曲线，对缺损点值进行计算。

（2）母线负荷水平

母线负荷水平对负荷特性有着较为直观的反应，它表示为日负荷曲线的走向，数据信息受到季节以及气候影响相对较大。在这一过程中，对负荷特性研究和分析时，需要对相关因素进行把握，能够对相关因素的影响程度有一个较好的认知。现阶段在进行母线负荷水平预测时，主要以SVM算法和LS-SVM算法为主。LS-SVM算法能够对短期负荷问题进行较好的处理。

2.2 负荷特性对电网的影响分析

负荷特性对电网的影响较大。在对该问题解决过程中，需要考虑到负荷的电能质量特性，以此把握其性质可能对电网产生的影响。母线在工作过程中具有一定的独特性，电能在通过母线传输过程中，会受到电网负荷因素影响，导致电能质量出现一定的变化。具体内容可以从下图中看出。

图母线对电能质量的影响

负荷特性影响下，电能质量会受到不同程度的影响。这样一来，电能在传输过程中，将会与预期目标发生一定的偏差。当电能质量受到负荷特性影响较大时，可能导致其无法满足供电需求，从而给智能电网的正常运转带来不利影响。一般来说，负荷特性对电网的影响，主要体现在以下几点：第一，电网在运行过程中，系统稳定性与电压水平有着密切的关联性。当电压水平较低时，系统稳定性会变差。电网运行时，由于在某种程度上会缺乏无功功率，这一过程中没有对该问题进行较好的调整，会导致系统电压出现崩溃的问题，进而引起大范围停电的故障。第二，电力系统运行过程中，若是出现频率过高的问题，输电线路和电力设备的电抗压降会增大，电压的调整效率会随之降低。这种现象出现后，电力系统运行将变得十分危险，可能会引起电力系统崩溃，并对智能电网的安全、可靠运行带来较大的隐患。第三，负荷特性的变化，还会引起三相不平衡问题，从而产生大量的负序电流，导致继电保护装置和自动装置功能无法发挥，给智能电网安全运行带来较大隐患。上述分析中可以看出，负荷特性对电网的正常运行有着较大的影响，为了保证电网的正常运行，必须对其不利影响进行清除。

2.3 负荷特性影响的解决对策分析

解决负荷特性对电网平稳运行的影响，在具体操作过程中，要注重对电力负荷特性进行较好的分析，通过设置电力负荷特性分析系统，保证对相关数据进行有效的处理。关于负荷特性影响的解决对策，具体内容可以从下面分析中看出：

（1）加强负荷特性分析

电网运营过程中，管理人员能够对电力负荷特性问题予以认真对待，能够从电网运行实际情况入手，对供电方案进行有效设计。供电方案设计的好坏，直接关系到了电网供电的可靠性。在供电方案设计过程中，考虑到电力负荷可能产生的不利影响，并就这一问题采取相应对策进行解决。同时，注重对负荷特性规律进行较好的把握，以此入手，切实保证电网运行的平稳性和可靠性。

（2）构建完善的负荷特性分析系统

智能电网快速发展形势下，智能化特征十分显著。这样一来，在对负荷特性影响问题解决过程中，要注重利用分析系统，能够对负荷数据信息进行较好的搜集，以此作为负荷特性分析的重要依据。分析数据的搜集，能够建立较为直观的分析模型，能够对电网当中每一个供电区域的华润雪花啤酒项目总投资8032.10万元，采用1台6MW级燃气轮机+1台20t/h补燃式余热锅炉+2台20t/h燃气锅炉+1台1MW级热水型溴化锂机组。截止到2015年10月8日止，此项目累计向用户供热8万t，发电量876.8万kWh，供电量837.2万kWh，综合能源利用率达83.43%，节能率21%，极大提高华润雪花啤酒厂的经济效益。

3.2 技术效益

该项目的投产，一是减少了主网向华润雪花啤酒厂供电时的能量损失；二是通过协调无功功率控制和限制有功功率来改善电压质量；三是在主网停电时，通过华润雪花啤酒项目的部分或完全孤岛效应提高了自身供电可靠性。

3.3 环境效益

华润雪花啤酒项目以天然气为燃料，通过回收定排扩容器外排废气废热用于锅炉给水预热，极大减少有害物排放量，实现年节约标煤4300t，年减排二氧化碳1.86万t、二氧化硫160 t、氮氧化物43 t、烟尘29 t，具有较好的环境效益。