电网规划负荷预测方法研究

电网规划负荷预测方法研究2016-09-29摘要负荷预测是电网规划的基础性工作，负荷预测的准确性直接影响着电网规划质量的优劣。因此，如何基于现有资料、合理运用各种预测方法、得出符合实际情况的预测结果、为城市电网规划提供科学的基础，是电网规划工作者面临的重要问题。本文对应用于城市电力负荷预测的众多模型进行了归纳和总结。关键词：城市电网负荷预测随着我国电力企业体制改革的不断深入，电网经营企业将应运而生。城市电网（以下简称城网）规划和建设、改造工程可行性研究等工作，将成为电网经营企业主要的前期规划工作。城网规划和建设、改造工程可行性研究很大一部分工作量发生在10kV配电网。城网规划能否简单套用以往用于电源和超高压（220kV及以上）电网规划的负荷预测方法，很值得深入探讨。1、负荷预测分类城市电力负荷预测，按照作用的不同分为电量、负荷预测，空间负荷预测和负荷曲线预测。电量、负荷预测主要针对城市未来的电力需求量，对城市供电电源点的确定和发电规划具有重要的指导意义，其中电量、负荷预测又包括总量电量、负荷预测和产业行业电量、负荷预测；空间负荷预测可以得出负荷分布的地理位置、时间和数量，是高压变电站选址确定容量的基础，其准确性决定了城市电网规划方案的可操作性和适应性；负荷曲线预测可以通过日负荷曲线得出各种分类标准下总量负荷与分类负荷间的关系，是电量、负荷预测和空间负荷预测之间联系的纽带。因此，城市电力负荷预测，要根据城市的用地规划，以空间负荷分布预测为基础，采用多种负荷预测方法进行负荷及负荷分布预测。历史数据的完整程度直接影响着负荷预测工作的开展。一般来说，各地区总量的电量、负荷历史数据均较容易获得；但对于各产业行业来说，负荷数据的获得远比电量数据困难。因此，电量预测与负荷预测之间需要通过最大负荷利用小时数来联系。同样，其他各类负荷预测间也存在着各种关系。2、负荷预测的基本流程电网规划中的负荷预测是一个系统的工作，涉及的工作很多，不能盲目的进行，关键在于收集大量的历史数据，建立科学有效的预测模型，采用有效的算法，以历史数据为基础，进行大量试验性研究，总结经验，不断修正模型和算法，以真正反映负荷变化规律。以下是该项工作的一个标准流程情况：（1）确定负荷预测的目的；（2）资料的收集；（3）资料整理；（4）对收集的资料的初步分析；（5）建立预测模型；（6）预测结果分析。3、负荷预测的方法长期以来，国内外学者对电力负荷预测的理论进行了广泛而深入的研究，己经形成了诸多预测方法。如趋势外推预测技术、时间序列预测技术、回归模型预测技术、灰色模型预测技术等。电网规划中的负荷预测属于电力负荷预测中的中长期负荷预测，上述模型在中长期负荷预测中有重要的研究价值。3.1趋势外推法就是根据负荷的变化趋势对未来负荷情况作出预测。电力负荷虽然具有随机性和不确定性，但在一定条件下，仍存在着明显的变化趋势，例如农业用电，在气候条件变化较小的冬季，日用电量相对稳定，表现为较平稳的变化趋势。这种变化趋势可为线性或非线性，周期性或非周期性等等。3.2时间序列法时间序列法是一种最为常见的短期负荷预测方法，它是针对整个观测序列呈现出的某种随机过程的特性，去建立和估计产生实际序列的随机过程的模型，然后用这些模型去进行预测。它利用了电力负荷变动的惯性特征和时间上的延续性，通过对历史数据时间序列的分析处理，确定其基本特征和变化规律，预测未来负荷。时间序列预测方法可分为确定型和随机性两类，确定型时间序列作为模型残差用于估计预测区间的大小随机型时间序列预测模型可以看作一个线性滤波器。根据线性滤波器的特性，时间序列可划为自回归、动平均自回归-动平均、累计式自回归-动平均、传递函数几类模型，其负荷预测过程一般分为模型识别、模型参数估计、模型检验、负荷预测、精度检验预测值修正5个阶段。3.3回归分析法回归分析法就是根据负荷过去的历史资料，建立可以分析的数学模型，对未来的负荷进行预测。利用数理统计中的回归分析方法，通过对变量的观测数据进行分析确定变量之间的相互关系，从而实现预测。3.4灰色系统理论灰色系统理论是我国学者邓聚龙教授于1982年在国际上首次提出的。目前已经在各领域得到广泛的应用灰色数学理论是把负荷序列看作一真实的系统输出，它是众多影响因子的综合作用结果。这些众多因子的未知性和不确定性，成为系统的灰色特性。灰色系统理论把负荷序列通过生成变换，使其变化为有规律的生成数列再建模，用于负荷预测。灰色模型法预测方法简单，样本需求量不大，在样本数量不充足的情况下采用此方法可以得到较好的预测效果，灰色系统通用模型为GM（1，n），其中GM（1，1）最为常用。中长期电力负荷预测的方法很多，每种方法均有各自的特点和适用范围。除上述方法外，还不断有学者用专家系统理论、模糊数学等对预测方法进行负荷预测。4、结语随着电力市场的发展，负荷预测的重要性日益显现，并且对负荷预测精度的要求越来越高。传统的预测方法比较成熟，预测结果具有一定的参考价值，但要进一步提高预测精度，就需要对传统方法进行一些改进，同时随着现代科学技术的不断进步，理论研究的逐步深入，以灰色理论、专家系统理论、模糊数学等为代表的新兴交叉学科理论的出现，也为负荷预测的飞速发展提供了坚实的理论依据和数学基础。相信负荷预测的理论会越来越成熟，预测的精度越来越高。（来源：中国科技纵横201211期）