【摘 要】負荷預測是編制城市電力規(guī)劃的基礎(chǔ)和重要內(nèi)容，是合理確定城市電源電網(wǎng)規(guī)模和布局的基本依據(jù)。城市電力規(guī)劃工作復雜,需要收集供電基礎(chǔ)資料，調(diào)查有關(guān)社會經(jīng)濟發(fā)展的歷史數(shù)據(jù)，認真深入分析現(xiàn)狀電網(wǎng)，結(jié)合城市總體發(fā)展規(guī)劃、土地資源和環(huán)保規(guī)劃等,對當?shù)爻鞘须娋W(wǎng)的特點及用電特點進行合理的負荷預測。

　　【關(guān)鍵詞】電力規(guī)劃  基礎(chǔ)資料  傳統(tǒng)負荷預測  現(xiàn)代負荷預測

　　一、城市電力規(guī)劃供電基礎(chǔ)資料的收集

　　1.城市總體規(guī)劃階段需調(diào)研收集的供電基礎(chǔ)資料

　　（1）地區(qū)動力資源分布、儲量、開采程度資料。

　　（2）城市綜合資料，包括區(qū)域經(jīng)濟、城市人口、土地面積、國內(nèi)生產(chǎn)總值，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)大型工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)值產(chǎn)量的近5年或10年的歷史規(guī)劃綜合資料。

　　（3）城市電源電網(wǎng)資料，包括地區(qū)電力電氣主結(jié)線系統(tǒng)圖、城市供電電源種類、裝機容量及發(fā)電廠位置，城網(wǎng)供電電壓等級及結(jié)構(gòu)、各級電壓的變電所容量數(shù)量位置及用地、高壓架空線路路徑、走廊寬度等現(xiàn)狀資料及城市電力部門制定的城市電力網(wǎng)行業(yè)規(guī)劃資料，在城市現(xiàn)狀地形圖中應明確標注現(xiàn)狀35KV以上變電站的位置和輸電線路的電壓等級以及地理走向。

　　（4）城市用電負荷資料，包括近5年來城市供(用)電量統(tǒng)計表(應包括5年來城市每年的總供電量﹑用電量﹑線路損耗以及每年的最大負荷)，城市用電分類統(tǒng)計表可(分為市政用電﹑工業(yè)用電以及農(nóng)業(yè)用電)。

　　   2.城市詳細規(guī)劃階段的電力規(guī)劃需要調(diào)研的資料

　　（1）城市各類建筑單位建筑面積歸算到10KV電源處的負荷指標的現(xiàn)狀資料或現(xiàn)行的地方經(jīng)驗數(shù)據(jù)。

　　（2）詳細規(guī)劃范圍內(nèi)的各類行業(yè)現(xiàn)狀及規(guī)劃資料。

　　（3）詳細規(guī)劃區(qū)內(nèi)的道路網(wǎng)各類設(shè)施分布現(xiàn)狀及詳細規(guī)劃圖。

　　二、負荷預測

　　供電基礎(chǔ)資料收集后，應根據(jù)本地電網(wǎng)的特點及用電特點，預測未來一定期限內(nèi)(近期1-5年，中期6-10年遠期20年計)的負荷增長情況。如果預測的需求后于實際需求，將會導致供電負荷緊張，甚至造成拉閘限電；但如果預測的需求過度超前于實際需求，則系統(tǒng)利用率太低，將造成資源的嚴重浪費。

　　傳統(tǒng)負荷預測通常采用以下方法：

（1）單耗法；

（2）彈性系數(shù)法；

（3）平均增長率法；

（4）綜合用電水平法；

（5）負荷密度法；

（6）回歸分析法；

（7）時間序列法。

下面重點介紹幾種方法：

　　1.單耗法
　　根據(jù)產(chǎn)品（或產(chǎn)量）用電單耗和數(shù)量推算其用電量。應注意各行業(yè)單耗指標的動態(tài)變化，它可隨科技進步生產(chǎn)力的提高和節(jié)能技術(shù)發(fā)展而降低單耗，也會隨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整或產(chǎn)品改變而發(fā)生變化。單耗法的優(yōu)點是方法簡單，對短期負荷預測效果較好。缺點是需做大量細致的調(diào)研工作，比較籠統(tǒng)，很難反映現(xiàn)代經(jīng)濟、政治、氣候等條件的影響。單耗法適用于預測規(guī)劃近期和中期的用電負荷。
　　其預測公式P1=WnP/T。
　　式中：Wn——產(chǎn)品產(chǎn)量用電單耗；
　　N——產(chǎn)品（或產(chǎn)量）數(shù)；
　　T——國內(nèi)生產(chǎn)總值年平均增長率。

　　2.電力彈性系數(shù)法
　　電力彈性系數(shù)從宏觀上確定電力發(fā)展同國民經(jīng)濟發(fā)展的相對速度，它是衡量國民經(jīng)濟發(fā)展和用電需求的重要參數(shù)。
　　其計算式為：b=α/β。
　　式中：b——電力彈性系數(shù)；
　　α——電力消費年平均增長率；
　　β——國內(nèi)生產(chǎn)總值年平均增長率。
　　電力彈性系數(shù)反映市場需求情況，體現(xiàn)市場需求變化，對電力的規(guī)劃和發(fā)展有一定的意義。國內(nèi)嚴重缺電的時候電力彈性系數(shù)大于1。經(jīng)濟發(fā)展平穩(wěn)的時候電力彈性系數(shù)接近1，該方法的優(yōu)點是方法簡單，易于計算。缺點是需做大量細致的調(diào)研工作。用電力彈性系數(shù)法預測的用電量誤差很大，這種方法適用于校核規(guī)劃中期和遠期的負荷預測。

　　3.年平均增長率法
　　從供電基礎(chǔ)資料入手，把本市(縣)近5年來的用電量和最大負荷進行統(tǒng)計，計算出負荷的年平均增長率。從而推算未來一定期限內(nèi)(近期規(guī)劃按5年計，遠期規(guī)劃按20年計)負荷的增長情況。這種方法適用于預測規(guī)劃近期和中期遠期的各種用電負荷。
　　其計算式為：A（m+n）=Am(1+a) n。
　　式中：α——預計規(guī)劃期內(nèi)年平均用電量增長率；
　　M——基準年份；
　　N——預測規(guī)劃年限。

　　4.綜合用電水平法
　　根據(jù)各規(guī)劃期內(nèi)的年人均綜合用電水平來推算負荷的增長情況。按照以往所做的一些城市電力規(guī)劃，根據(jù)人均綜合用電水平乘以近期規(guī)劃和遠期規(guī)劃的人口規(guī)模，即可得出未來一定期限內(nèi)的城市用電負荷。這種方法適用于預測規(guī)劃近期和中期的用電負荷。
　　其預測公式Pl=WaP/T。
　　式中：Pl——用電負荷；
　　Wa——年人均用電量（Kw/h）；
　　P——規(guī)劃期人口數(shù)；
　　T——年綜合最大利用小時數(shù)。
　　當以人口進行計算時，用電水平相當于人均電耗；如以面積進行計算，所得用電水平即相當于負荷密度。年用電量An=Sd萬度,其中S--指定計算范圍內(nèi)的人口數(shù)，d--表示用電水平指標。

　　5.負荷密度法
　　即單位面積功率法，這種方法適用預測各功能分區(qū)的用電負荷。適用于總圖方案或初步設(shè)計的負荷預測與計算負荷的估算。首先計算現(xiàn)狀和歷史的分區(qū)負荷密度，然后根據(jù)地區(qū)發(fā)展規(guī)劃對各分區(qū)負荷發(fā)展的特點推算出各分區(qū)各目標年的負荷密度預測值。對于集中的用電大戶預測時可做為點負荷單獨計算。

　　6.回歸分析法
　　根據(jù)負荷的歷史資料，建立可以進行數(shù)學分析的數(shù)學模型。用數(shù)理統(tǒng)計中的回歸分析方法對變量的觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，從而實現(xiàn)對未來的負荷進行的預測。優(yōu)點是預測精度較高，適用于在中、短期預測使用。缺點是：

（1）規(guī)劃水平年的工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值很難詳細統(tǒng)計；

（2）只能測算出綜合用電負荷的發(fā)展水平，無法測算出各供電區(qū)的負荷發(fā)展水平，也就無法進行具體的電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃。

　　電力彈性系數(shù)法、年平均增長率法、回歸分析法主要是根據(jù)歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析而建立的預測數(shù)學模型，多用于宏觀預測城市總用電負荷或校核中遠期的規(guī)劃負荷預測值，單耗法、負荷密度法適用于分項分類的局部預測。以上負荷預測方法中，實際應用中相互補充校核。

　　三、現(xiàn)代負荷預測方法

　　20世紀80年代后期，一些基于新興學科理論的現(xiàn)代預測方法逐漸得到了成功應用。這其中主要有灰色數(shù)學理論、專家系統(tǒng)方法、神經(jīng)網(wǎng)絡理論、模糊預測理論等。

　　1.灰色數(shù)學理論
　　灰色數(shù)學理論是把負荷序列通過生成變換，使其變化為有規(guī)律的生成數(shù)列再建模用于負荷預測。影響負荷因素的未知性和不確定性，成為系統(tǒng)的灰色特性。

　　2.專家系統(tǒng)方法
　　專家系統(tǒng)方法是對于數(shù)據(jù)庫里存放的過去幾年的負荷數(shù)據(jù)和天氣數(shù)據(jù)等進行細致的分析，借助專家系統(tǒng)，匯集有經(jīng)驗的負荷預測人員的知識，按照一定的推理進行負荷預測。

　　3.神經(jīng)網(wǎng)絡理論
　　神經(jīng)網(wǎng)絡理論是利用神經(jīng)網(wǎng)絡的學習功能，讓計算機學習包含在歷史負荷數(shù)據(jù)中的映射關(guān)系，再利用這種映射關(guān)系預測未來負荷。

　　4.模糊負荷預測
　　模糊控制是在所采用的控制方法上應用了模糊數(shù)學理論，使其進行確定性的工作，對一些無法構(gòu)造數(shù)學模型的被控過程進行有效控制。模糊負荷預測是近幾年比較熱門的研究方向。

　　隨著電力市場的發(fā)展，負荷預測的重要性日益顯現(xiàn)，并且對負荷預測精度的要求越來越高。傳統(tǒng)的預測方法比較成熟，預測結(jié)果具有一定的參考價值，但要進一步提高預測精度，就需要對傳統(tǒng)方法進行一些改進，同時隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷進步，現(xiàn)代負荷預測的理論會越來越成熟，預測的精度越來越高。

　　參考文獻：

　　[1]城市電力規(guī)劃規(guī)范GB50293-1999.
　　建筑電氣手冊.中國建筑工業(yè)出版社，1996.