主动配电网规划中的负荷预测与发电预测

刘怀远

（海南电网有限责任公司三亚供电局配电管理中心，海南 三亚 572000）

0 引 言

因我国近年来显著提升的用电需求量，使得电网尖峰负荷现象频繁发生，最大负荷利用小时数呈现出持续下降态势。在此背景下，设备利用率受到尖峰负荷的影响而持续降低，配电网运行也受到严重影响。同时，配电网运行也因新型负荷的出现面临着更高的标准与要求，促使以往配电系统朝着主动配电的方向不断迈进。

1 主动配电网规划负荷预测

1.1 类别分析

分析负荷预测在主动配电规划网中的类别，具体包括两个方面。（1）宏观预测，是指以最大负荷、最大用电量为预测指标，对某局域地区开展负荷预测。通常，预测方式的应用多为数学模型构建，结合对以往数据的分析与参考，达到宏观负荷预测的目的[1]。（2）微观预测，是指以配电网规划区域为范围，进行指定局部地区的选择，借助类比、线性预测方式进行该地区的合理预测，并且预测期间需要将以往检验指标、数据记录当做分析依据来提升预测准确性。实际预测中，具体分析依据包括负荷密度检验、产品耗能等参数。

1.2 负荷预测过程

负荷预测的开展具体包括如下程序。

1.2.1 资料收集

资料收集效果直接影响到负荷预测效果，所以数据收集工作开展至关重要，收集资料内容囊括电力企业信息、电力行业发展信息等。通过按照标准规定来整理数据，可为数据库的高质量构建打下基础[2]。现阶段，资料收集工作开展期间，具体数据的收集包括城市经济发展、农业生产、电力推广区域、电力消费负荷、工业生产、电力系统发展计划、电网发展具体情况等数据。

1.2.2 资料整理

针对资料整理的开展，若资料不具备价值性与可比性，会直接影响到负荷预测的准确性。所以为确保预测结果的准确与真实，需要开展数据整理与分析，确保数据的真实性与完整性，避免因数据误差的出现导致预测结果的真实性与准确性受到影响[3]。在具体分析中，数据值的分析必须充分考虑到当地实际情况，禁止出现盲目、随意套用的现象，必须保证数据的真实性与完整性。若数据存在空白或缺失，可借助平均值计算方式来填补数据，或者是结合实际情况采取趋势比率法进行数值填补。

1.2.3 预测模型构建

预测模型为负荷预测开展的核心关键，所以需重视负荷预测模型构建的合理性与科学性。需注意，模型的构建必须依据最新、最完善的数据资料，并且需结合实际进行多模型的构建。在负荷预测过程中同时进行多模型的计算，然后对不同模型所得出的结果进行比对分析，进一步提升预测结果的准确性与真实性，为主动配电网规划提供参考。

1.2.4 预测结果确定

依托于数据模型与预测公式所得出的预测结果虽然有一定的准确性与真实性，并具备预测价值，但是此结果为初步预测结果，无法直接应用于配电网规划的数据参考。还需对已经存在的或者是将要出现的可能性进行分析与预测，并且需依据各种结果情况，进行未来发展趋势的科学预测。此外，并非所有负荷预测结果都能具有一定的准确性与真实性，需要通过反复的校正与调整来保障结果的准确性。需注意，负荷预测的开展其过程具备复杂性特点，并不能通过一次计算就确定最终结果，而是需要反复多次的计算与比对，才能确保符合预测结果达到预期要求[4]。

1.3 负荷预测方法

当前负荷预测工作的开展，常用方法包括回归分析法、弹性系数法、负荷密度法、比例系数法等。需注意，具体负荷预测过程中，必须结合实际选择适合的方法来保障结果的准确性。（1）回归分析法。该方法应用是以统计学原理为依据，选取特定时间段内数据信息并分析，以此构建科学线性回归、非线性回归模型及其数据模型，通过数据关系的对应，计算并得出变量之间关系[5]。（2）负荷密度法。该方法是指将预测依据按照功能进行划分。例如，依据功能的不同划分出商业区、工业区和居民区，然后结合对不同区域土地面积、电量密度进行负荷预测，最终获取较为准确的结果。（3）弹性系数法。该方法是指预测工作的开展依据对比方式，电力弹性系数的确定：用电量平均年增长量对比生产总值平均年增长率，其比值为最终结果。（4）比例系数法。依据对以往数据的分析，对未来负荷情况运用相应比例进行预测，计算公式为具体年数×（1+基年至预测年增长率）等于预测年用电量。此预测方式的应用虽然简便，但是在准确性方面相对较差。

2 主动配电网规划发电预测

2.1 预测分布式发电概率

电网负荷预测结果会受到友好负荷调节的影响，并且部分负荷的平衡与分布式电源的接入存在联系，进而影响到预测效果。针对分布式电源规模的确定，电网企业通常无法轻易决定，所以在具体主动配电网规划期间，需要充分考虑到分布式电源建设因素、并网情况因素，科学预测出规划范围内分布式电源情况。

在具体预测过程中，因为电源存在波动性出力现象，所以分布式电源的具体出力情况无法依托于装机容量来准确体现。为保障预测结果的精准性，需在预测过程中先进行分布式电源装机总容量的预测，具体范围控制在规划年、规划区，然后以此为依据预测电源的总可信出力[6]。所谓可信出力，是指在相应概率、置信度的前提下，分布式电源的最低出力水平，可以通过Pβ来体现。而针对Pβ的计算，可以借助概率密度函数或者累积分布函数来科学计算，分布式电源的实际出力置信度会直接影响到主动配电网的可靠性以及真实水平。

2.2 电源装机总容量预测

分析电源装机总容量，发现影响远景年装机总容量的因素诸多，而电网负荷因素为其中之一。电源总规划指标函数与政策、自然、负荷及地理等因素之间存在直接联系，所以函数的取值需要灵活且全面，需做到对区域内远景用地规划、负荷预测等方面因素综合分析，并遵循先远后近的原则进行装机总容量的科学预测。

2.3 电源可信出力计算

典型日光强时序曲线与可信光强曲线如图1所示，其中虚线所体现的是可信光强曲线，而实线则体现为典型日光强时序曲线的变化。若假定太阳光的光照强度在夜间时期为零值，而太阳光光照强度在白天阶段其强度相似于正态分布，以此进行光强曲线可信值的确定。

图1 典型日光强时序与可信光强曲线

全天光伏出力情况如图2 所示，光伏出力的具体分布趋势相似于光强，若光伏系统在昼夜周期性方面表现较为显著 那么全天出力情况即使在天气情况良好的前提下，仍有50%概率出现为零的现象，而光伏可信出力会与置信度呈现出正比关系，即置信度越低，光伏可信出力越小[7]。所以在负荷晚高峰时期，极有可能出现光伏发电为零的现象，无法发挥出消峰作用。所以，配电规划期间，需增大对分布式电源在高峰阶段的具体可行出力情况的关注度，进而最大化发挥出电源应有的作用与功能，以达到降低设备容量的目的。而光伏发电量此时可以借助储能装置进行存储，以期光谱系统在负荷高峰阶段的可信出力得到提升。

图2 光伏系统日出力累积分布函数

3 结 论

发电预测与负荷预测在主动配电网规划中起到至关重要作用。鉴于此，应强化控制负荷预测与发电预测工作开展，保障其结果的准确性与真实性，为网架与变电站规划提供重要数据参考。