电力需求预测及负荷特性分析专项研究

电力需求预测及负荷特性分析专项研究2010年9月1目录第1章电力需求预测介绍................................................................................11.1电力需求预测的意义............................................................................11.2电力需求预测的分类............................................................................11.3电力需求预测的基本原则和要求........................................................21.4电力需求预测的步骤............................................................................31.5电力需求预测的方法............................................................................41.5.1直观预测法................................................................................41.5.2介于直观和模型之间的预测法................................................51.5.3数学模型预测法......................................................................12第2章负荷特性分析......................................................................................192.1负荷特性指标定义..............................................................................192.2年最大负荷和典型日的选取..............................................................202.3负荷特性分析的主要内容..................................................................212.4负荷曲线预测方法..............................................................................241第1章电力需求预测介绍1.1电力需求预测的意义电力系统运行总的目标是在安全、可靠、经济的前提下，为各类用户不间断地提供优质电能，满足各类负荷的要求。各类用户构成各式各样的负荷，各种负荷又呈现不同的大小和特性；并且电能的生产和消费同时进行，不能储存，所以准确地预测电力需求是制定电力规划的重要基础性工作，也是保持国民经济健康可持续发展的需要。负荷预测是电网规划的基础和核心，也是整个规划中的重点和难点所在。负荷的增长首先与社会和国家的经济生活密切相关。而对于某个具体的地区，当地的经济基础、居民生活水平、各产业发展状况、以市场为导向的经济结构动态调整、社会各类资源的整合和分拆、市政规划以及城市近、中、远期的发展战略和发展目标均直接影响到该城市负荷的增长。经济和社会发展所处的不同程度和阶段，对负荷增长方式的影响程度也不一样。另外，负荷预测中不确定和不精细因素多，这也导致负荷预测成为一项涉及社会方方面面的系统工程。要非常精确地确定各规划年的负荷值是非常困难的，但是，我们可以通过对该地区社会经济和负荷历史数据的分析，对发展战略和目标的深入了解，对经济发展方针政策以及各产业发展趋势的把握，并结合我们多年的规划知识和积累的经验，将负荷预测值控制在一个合理的范围内，使结果既反映了社会经济发展的实际要求和意愿，又能化解负荷欠预测造成的供电能力恶化和负荷过预测造成的电网建设投资浪费的风险，从而对各规划年的电网建设产生符合实际的指导作用。1.2电力需求预测的分类电力需求预测包括需电量预测和电力负荷预测两个部分；按照电力需求的周期可以将其分为调度预测、短期预测、中期预测和长期预测，其中短期（近期）预测、中期预测和长期（远期）预测主要用于电网规划。(1)短期电力需求预测周期为1-5年，主要是为5年以内的项目计划实施和规划滚动调整提供依据。根据五年期电力需求预测，电力工业五年计划要提出分年度电力新开工和投产规模、具体项目安排和布局，分年度资金需求、设备、燃料和运输平衡，电力电量交换关系，提出实现最大范2围内资源优化配置、满足国民经济和社会发展对电力需求的经济政策和其他措施。(2)中期电力需求预测周期为5-15年，主要为对应时期内电力系统规划的编制提供依据。根据中期电力需求预测，电力工业中期规划中要提出电力新开工和投产规模、布局，电力电量交换关系，电网目标网架和布局。中期电力需求预测需要按照全社会和电网两个口径对分行业、部门需电量进行预测，或对第一、二、三产业和居民生活用电电量进行预测。(3)长期电力需求预测周期为15-20年以上年，主要用于制定电力工业的战略规划。中长期电力需求预测之间是相互联系和互相影响的，长期电力需求预测对中期电力需求预测具有指导作用，中期电力需求预测是对长期电力需求预测的滚动修正和完善。由于受社会、经济、环境等各种不确定因素的影响，电力需求的变化也具有较大的不确定性，因此要进行完全准确的电力需求预测是十分困难的，电力需求预测和其他经济预测类似，更多的是对发展趋势的预测。电力需求预测包括电量预测和电力负荷预测两个方面：(1)电量预测1)全社会用电量和增长率预测。2)分行业用电量预测。3)各分区用电量预测。4)售电量预测。(2)电力负荷预测1)分年度最大负荷及增长率预测。2)负荷特性分析预测。3)典型日负荷曲线预测。1.3电力需求预测的基本原则和要求基本原则：(1)延续性原则(2)类推原则(3)相关原则3(4)系统性原则(5)反馈原则基本要求：(1)基础资料合理(2)历史数据可用(3)统计分析全面(4)预测手段先进(5)预测方法合适1.4电力需求预测的步骤1、经济社会发展现状及趋势分析经济社会发展现状及趋势分析主要包括以下几个方面：(1)收集数年规划区域社会经济发展的有关历史数据资料(2)收集预测期内规划区域社会经济发展的有关规划数据资料(3)对天气等环境因素与电力需求的变化进行相关性分析(4)对社会经济发展的现状进行分析(5)对预测期内社会经济发展的趋势及规划数据资料进行分析2、电力供需现状分析收集规划区域数年内的电力供需历史数据，主要有以下几种。(1)电量数据，全社会用电量、分行业用电量、各分区用电量预测、电网统调及发够电量、售电量、高耗能行业用电量等。(2)电力负荷数据及负荷特性分析。(3)各类电源在建项目和预计投产时间。(4)区域内输配电电网现状。(5)供需平衡分析。按照电力电量平衡的有关原则，进行各年的电力电量平衡计算，并提供相应的平衡计算结果。对逐年电力电量平衡结果进行分析和评价，说明电源和电网存在及可能出现的问题。3、预测模型方法的选择和建模近期电力需求预测4采取不同的方法和模型对预测对象进行量化，选择合适的预测模型和方法：考虑地区实际情况和基础资料，选择合适的模型和方法不在于多，关键是选择合适的方法和模型。饱和电力需求预测虽然我国目前有一些城市的面积在发展和扩大，但大部分还是相当固定的，而且城市某一区域的范围到中心城区而是相当固定的、有限的，因此很有必要对城市的饱和电力需求量作预测。例如上海目前提出饱和电力需求量为3500-400万kW。应用城市饱和电力需求量的预测，对指导编制城市电网的网架、大型变电站的布点，架空线路和电缆的走廊规划以及电源点的规划是非常重要的，同时也能起到“高屋建瓴”的作用，把中长期规划做的更好。最后和结合专家经验对预测结果进行调整。4、预测结果的校核和综合分析(1)采用多种指标对预测结果进行校核，如人均用电指标、产值单耗指标、其他区域或国外的类比指标。(2)采用多种方法对预测结果的合理性校核，如专家咨询、结构分析等。(3)根据电源规划、进度进行框算判定结果是否合理。(4)情景分析可能出现的突发因素对预测结果的影响。1.5电力需求预测的方法影响电力负荷的因素有很多，分析如下：影响用电的因素：经济发展总量、经济结构调整、工业化、城市化、能源政策、节能减排、重大事件等。影响负荷的因数：用电结构、电力供应能力、气候气温、用电方式、电力需求侧管理、智能电网等。电力负荷预测的方法有多种，各单位要根据规划区的负荷特点选择合适规划区负荷变化的预测方法。用于电力规划的电力需求预测方法主要分为直观预测法、介于直观和模型之间的方法、数学模型预测法三类。1.5.1直观预测法直观预测法也称为解析分析法，主要包括专家预测法（如专家会议法、Delphi法、主观概率法），类比法（同其他地区类比、同其他国家类比）。此类方法一般5运用在国家性和经济发达地区的电力需求预测当中，一般地级市或县城不推荐使用直观预测法。(1)专家会议法组织专家现场讨论，通过专家意见的相互交流得到可行的预测结果。这种方法的优点是：不同意见可以相互交锋，通过讨论与辩论取长补短，有利于快速得出结论；缺点是：预测结果可能受权威和上级人士的左右。(2)Delphi法背靠背的专家预测方法，由预测者通过信函形式请各领域专家对电力需求进行预测。信函调查一般经过2论以上，且均采用匿名方式。Delphi方法专家数在10-30人之间比较合适，挑选专家时需要注意不同专家的搭配。这个方法的优点是：专家意见不受技术外因素干扰；缺点是：所需要的时间长，并且专家意见没有经过交锋，具有较大的分散性。(3)主观概率法由预测者或专家对预测问题进行主观估计，然后运用主观概率加以评定。主观概率法实际应用时，常采用三点估算法公式进行计算和预测。(4)类比法类比法是根据一些国家或地区某一时期用电量、用电水平和用电增长速度来预测本国或规划区达到相同经济发展水平时的用电量、用电水平的方法，分为国际比较法和国内比较法两种。类比的参考指标包括：社会总产值、工农业总产值、国民收入、国民生产总值和国内生产总值以及上述指标的人均数值和年增长率。运用此方法时要对本国或规划区预测期经济发展期望达到的各种经济指标和经济发展速度进行分析研究，且要注意指标的口径问题，口径不一则无可比性。1.5.2介于直观和模型之间的预测法这类方法主要包括：指标换算法、产值单耗（产品单耗）法、弹性系数法、增长率法、负荷密度法、同时率法、最大负荷利用小时数法等。(1)弹性系数法弹性系数法是利用电力发展与国民经济发展的相关关系来预测电力需求量的一种预测方法。电力弹性系数kt是指年用电量（或年最大负荷）的年平均增长率kzch（%）与（%）国民经济年平均增长率kgzch（%）的比值，即6kt=kkgzchzch国民经济年平均增长率可以用工业年平均增长率、工农业生产总值年平均增长率、国民生产总值年平均增长率和国内生产总值年平均增长率来表示，目前一般用国内生产总值（GDP）年平均增长率来表示。电力弹性系数是一个宏观指标，可用作远期规划粗线条的负荷预测。采用这个方法首先要掌握今后国内生产总值的年平均增长速度，然后根据过去各阶段的电力弹性系数值，分析其变化趋势，选用适当的电力弹性系数（一般大于1）。由于电力弹性系数与各省、各地区的国民经济结构及发展有关，各省及地区需对本省、规划区的电力弹性系数资料进行统计分析，找出适合于本省、规划区的电力弹性系数发展趋势。在确定电力弹性系数时可参照发达国家工业化阶段弹性系数一些特点：(1)电力弹性