电力系统负荷预测方法的探讨

刘洪志　张铭昕

摘要：负荷预测是电力系统调度、实时控制、运行计划和发展规划的前提，是一个电网调度部门和规划部门所必须具有的基本信息。提高负荷预测技术水平，有利于计划用电管理，有利于合理安排电网运行方式和变电站布点，有利于节煤、节油和降低发电成本，有利于制定合理的电源建设规划，有利于提高电力系统的经济效益和社会效益。因此，负荷预测已成为实现电力系统管理现代化的重要内容。

关键词 ：负荷预测;电力系统;方法探讨

1 引言

电力系统负荷预测是指在考虑电力系统的运行特点、增容的决策、自然的条件和社会的影响条件下，研究出的一套可用于系统处理过去和未来负荷的数学的方法，它在满足一定的精度要求前提条件下，确定将来某个特定时刻的负荷的值。本文介绍了负荷预测的特点以及几种较为普遍的预测方法。

2  负荷预测基本情况 2.1  负荷预测的概念 电力系统负荷预测是基于历史负荷数据、气象数据、经济数据等对电力负荷变化具有影响的因素，寻找负荷及各影响因素之间的映射关系，对未来的电力负荷做出预测。     2.2 負荷预测的意义 电力负荷预测面向电力负荷，以用电量和负荷曲线为主要预测目标，可以对电力负荷在时间上和空间上的变化做出预先估计，对电网规划和运行，指导发电厂合理安排发电机组检修都具有重要意义。     2.3 负荷预测分类 按照预测期限的长短可将负荷预测分为中长期、短期、超短期负荷预测。中长期负荷预测以年或月为预测期限，它对电力系统发展规划、发电厂和变电站选址都具有指导性作用。短期负荷预测主要对未来一周内的电力负荷做出预测，在电力市场环境下，短期负荷预测对电力调度、电力交易都具有重要作用。超短期负荷预测主要是对未来几个小时内的电力负荷进行预测，主要用于对电力系统进行实时安全分析与调度。

3 负荷预测的作用和要求 提高负荷预测的精准度是电力系统正常规划和运行的必然要求，对电力系统的各个部门都起着十分重要的作用。诸如电力企业制定的中长期负荷预测是电力系统实施燃料计划的前提，而短期负荷预测则是制定发电计划的基础，通过符合预测能够更加准确地分析电力系统的经济性，并且还能预测电力系统的潜在运行风险，其目的就是为了提高负荷预测的准确性，进而为电力系统的安全性与经济性提供可靠保障。 关于负荷预测的具体分类存在有很多种分法，按照预测期限的不同可以将其分为长期预测、中期预测以及短期预测，其相对应的方式为年度预测、月度预测等。从国外的一些负荷预测发展趋势可以得知，其长期预测研究比重远远高于短期预测。无论在哪一种期限类别负荷预测中，其内容通常包括负荷曲线以及电量的预测。

4 负荷预测的方法 4.1 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。

4.2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。 4.3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。

5 问题的解决及影响的因素

5.1  问题的解决1）我们在进行相关数据处理的分析和建立负荷预测模型的过程中，必须充分地考虑外界环境因素（经济，政策）的变化，和相关因素的不确定性对于中长期的负荷预测结果造成的影响。2）要注意负荷模型的参数随着环境和相关因数改变将出现趋势的适应问题，并且在负荷模型使用的过程中，对于预测的专家经验和意见要加以有效利用。3）对受影响的中长期的负荷变化多方面因数综合考虑，必须运用不同的方法来组合开展研究的工作。

5.2 影响的因素影响的因素主要有以下几方面。1）气候的变化及自然灾害影响。2）国家的政策、工农业等其他宏观产业的结构调整造成的影响。3）能源市场的经济变化对负荷影响。而且，因为上述负荷预测方法自身就存在着一定的不确定性，所以，我们必须把负荷预测的结果来相互的验证及补充。

6  结语

电力系统负荷的预测是电网的调度、信息管理等方面的前提，他是一个电力系统调度部门及规划部门必须具备的基本的信息。提高电力系统负荷预测的技术水平，十分有利于计划用电的管理，十分有利于合理的安排电力系统的运行方式及机组的检修计划，十分有利于节约煤、节约油和降低发电的成本，十分有利于制定经济合理的电源的建设规划，十分有利于提高我们电力系统的经济效益及社会效益。所以，电力系统负荷预测将成为实现现代电力系统管理的重要内容。

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