摘要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)地迅速發(fā)展，對電力系統(tǒng)也如大了深入改革力度，我的電力市場的發(fā)展環(huán)境也愈加規(guī)范。在對電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃時應(yīng)考慮到方方面面，以確保電網(wǎng)運(yùn)行的質(zhì)量，達(dá)到運(yùn)行安全有效的目的。而實現(xiàn)這一目標(biāo)，就應(yīng)做好電網(wǎng)系統(tǒng)中電力負(fù)荷的預(yù)測工作，現(xiàn)今關(guān)于電力負(fù)荷的預(yù)測工作有多種多樣的方法，但是根據(jù)現(xiàn)實精況不同，需要探索最適合實際的預(yù)測方法才能保證預(yù)測的準(zhǔn)確，進(jìn)而指導(dǎo)電力系統(tǒng)的健康運(yùn)行。另外，運(yùn)行過程中還要不斷摸索電網(wǎng)負(fù)荷變化的規(guī)律，對預(yù)測方法進(jìn)行合埋，提升電力負(fù)荷的預(yù)測質(zhì)量和水平。

1、預(yù)測電力負(fù)荷背景條件

1.1掌握準(zhǔn)確完善的資料

為了保證電力負(fù)荷預(yù)測的科學(xué)性，必須要完善、準(zhǔn)確掌握第一手資料，這樣有助于深入了解我國電網(wǎng)的發(fā)展史、我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，城鄉(xiāng)發(fā)展?fàn)顩r以及國民經(jīng)濟(jì)計劃等內(nèi)容，但是，設(shè)想與現(xiàn)實遠(yuǎn)不相同，在實際工作中收集資料是十分困難的，不僅無法完整地對資料進(jìn)行收集，而且無法保障收集到資料的準(zhǔn)確性，所以，需要進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)分析來篩選出預(yù)測電力負(fù)荷所需要的運(yùn)行資料，為科學(xué)、準(zhǔn)確預(yù)測當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)打下基礎(chǔ)，而當(dāng)?shù)剌^為系統(tǒng)的發(fā)電量、電網(wǎng)直供量等都是與電網(wǎng)系統(tǒng)直接相關(guān)資料準(zhǔn)確性，必須保證這些資料的準(zhǔn)確您為了保證電力負(fù)荷預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.2電力負(fù)荷預(yù)測我國電網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)狀

一般而言，隨著預(yù)測電網(wǎng)區(qū)域的擴(kuò)大，電網(wǎng)系統(tǒng)供電負(fù)荷產(chǎn)生的變化就會越大，我國地域幅員遼闊，在這方面存在著較大的問題。不過通過深入地分析這一現(xiàn)象具體的成因，還是有管用措施予以降低影響和規(guī)避誤差的。特別是對于條件良好的地方，可以對預(yù)測區(qū)域范圍內(nèi)的主供電區(qū)和用電大戶進(jìn)行分別預(yù)測和計算，保證數(shù)據(jù)的合理準(zhǔn)確。

1.3進(jìn)一步協(xié)調(diào)規(guī)劃電網(wǎng)系統(tǒng)

近些年來，我國經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，尤其是第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)展速度驚人，我國城鎮(zhèn)也隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而進(jìn)步，為推動工業(yè)產(chǎn)業(yè)的騰飛做出了貢獻(xiàn)，而電力系統(tǒng)就起到了強(qiáng)力支撐作用，因此，對電網(wǎng)進(jìn)行合理規(guī)劃有利于滿足經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，為保證規(guī)劃質(zhì)量需要分析好電力負(fù)荷的預(yù)測工作，這對電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃具有重要作用。

2、電力負(fù)荷預(yù)測內(nèi)容

開展電力負(fù)荷的預(yù)測工作，是以建立起來的電力負(fù)荷模型為研究對象，其最主要的構(gòu)成包括，電力負(fù)荷的時空特性、電網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)荷電壓以及電力的頻率特性等內(nèi)容。所謂的電力負(fù)荷的時空特性：是指隨著空間位置改變和時間變動，電網(wǎng)負(fù)荷也會發(fā)生改變，而且通常這改變較為復(fù)雜，需要通過分析負(fù)荷時間的曲線體現(xiàn)時空的特性，所以根據(jù)時間的區(qū)別，負(fù)荷曲線可以被劃分為年負(fù)荷、季負(fù)荷、月負(fù)荷和日負(fù)荷;根據(jù)用電性質(zhì)又可以劃分為生活、農(nóng)業(yè)、工業(yè)和市政四個研究領(lǐng)域等。關(guān)于電力負(fù)荷預(yù)測的模型，不僅要對短期實時電力負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測分析，還要發(fā)揮對電網(wǎng)規(guī)劃以及電力發(fā)展進(jìn)行長期預(yù)測的作用，一般情況下會通過概率統(tǒng)計對負(fù)荷進(jìn)行評估。值得注意的是預(yù)測電網(wǎng)長期的負(fù)荷情況時，存在客觀上的誤差，而導(dǎo)致這一誤差出現(xiàn)的原因是電網(wǎng)運(yùn)行的不穩(wěn)定、負(fù)荷變化的不確定。但是總體而言，負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確度還是非常高的。

3、負(fù)荷的主要分類方法

按照物理性能進(jìn)行劃分。將電網(wǎng)中的負(fù)荷按照物理性能進(jìn)行劃分主要可以分為無功負(fù)荷和有功負(fù)荷。所謂的無功負(fù)荷就是電路之中的各種原件產(chǎn)生的無功功率。比如經(jīng)過電閘的時候電流發(fā)生畸形變化，然后就在轉(zhuǎn)換的過程中形成了無功功率，造成了負(fù)荷的消耗。有功負(fù)荷就是電流通過用電器將電能轉(zhuǎn)化為可供其他東西利用的能源，比如電流通過電磁爐產(chǎn)生熱能。二是，根據(jù)電能的中斷損失程度進(jìn)行劃分。在正常輸電過程中，由于電網(wǎng)的忽然中斷會損失電能，因此我國根據(jù)損失數(shù)據(jù)將損失按程度分為一二三級電荷，一級電荷表示損失最大，二三級逐次減小，三級負(fù)荷則表示受斷電產(chǎn)生的影響最小。三是，按照使用流程進(jìn)行劃分。按照使用流程劃分可以將電能劃分成發(fā)電負(fù)荷、供電負(fù)荷和用電負(fù)荷。發(fā)電負(fù)荷就是在發(fā)電廠中產(chǎn)生的所有負(fù)荷。供電負(fù)荷就是除去發(fā)電廠消耗的那些負(fù)荷以后往外輸送的負(fù)荷。用電負(fù)荷就是除去在輸送過程中損失的負(fù)荷以后的負(fù)荷。

4、電網(wǎng)規(guī)劃負(fù)荷預(yù)測的方法

4.1人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由多個神經(jīng)元連接而成，模擬人類學(xué)習(xí)和處理信息的過程，理論上可以通近任意的函數(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所具有的自適應(yīng)性學(xué)習(xí)函數(shù)逼近等特點(diǎn)，使其被引入短期負(fù)荷預(yù)測中，取得了較好預(yù)測效果。其優(yōu)點(diǎn)在于不需要數(shù)學(xué)模型，通過對數(shù)據(jù)的自適應(yīng)訓(xùn)練，能夠解決如負(fù)荷時序的高隨機(jī)性、非確定性問題。迄今為止，對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)僅限于對其結(jié)構(gòu)或結(jié)合其他方法進(jìn)行改進(jìn)，從而提高預(yù)測精度。

4.2模糊預(yù)測法

使用模糊預(yù)測法的條件就是數(shù)據(jù)本身具有廣泛的能夠投射出許多非線性映射。模糊預(yù)測就是對一個非線性函數(shù)進(jìn)行推理解讀，然后根據(jù)推理數(shù)據(jù)設(shè)計一個迷糊推理系統(tǒng)，讓這個模糊系統(tǒng)無線接近非線性函數(shù)。因為模糊預(yù)測的不確定性比較高，為了提高預(yù)測的準(zhǔn)確性應(yīng)與其他方法結(jié)合使用。

4.3單耗法

所謂單耗法，則是通過測定電力負(fù)荷量的單耗進(jìn)而分析預(yù)測全面用電量，一般適用于農(nóng)業(yè)或者工業(yè)電力單耗指標(biāo)的負(fù)荷預(yù)測，預(yù)測效果較好。而實施單耗指標(biāo)進(jìn)行電力負(fù)荷預(yù)測時，要注意區(qū)分不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r以及發(fā)展目標(biāo)，同時根據(jù)電力規(guī)劃期間單耗指標(biāo)開展全面分析。結(jié)合之前單位的耗電量，根據(jù)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律預(yù)測最終單耗值。此方法特點(diǎn)是操作較為簡單，在短時間內(nèi)預(yù)測效果好，不過精度低，成本高。

4.4卡爾曼濾波預(yù)測法

卡爾曼濾波就是利用狀態(tài)空間的思維，將信號當(dāng)成線性系統(tǒng)的輸出，然后將信號轉(zhuǎn)變成方程進(jìn)行解決。卡爾曼濾波預(yù)測法對數(shù)據(jù)的需求較少，它可以將最新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，然后通過方程進(jìn)行推理計算，得到新的估算值卡爾曼濾波預(yù)測法通過不斷收集的數(shù)據(jù)對計算的數(shù)值進(jìn)行修改。通過不斷的數(shù)據(jù)修改使預(yù)測的準(zhǔn)確性大大增加。這種方法不但能夠?qū)Χ唐谪?fù)荷進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測，還能對超短期的負(fù)何進(jìn)行預(yù)測。

4.5趨勢分析法

趨勢分析法是現(xiàn)今我國電力系統(tǒng)中最為常見的定量預(yù)測方法。在具體的工作過程中，趨勢分析法的應(yīng)用形式十分簡單，在處理歷史資料的過程中，很容易產(chǎn)生隨機(jī)誤差。但是，在很多情況下，選擇合適的趨勢曲線進(jìn)行計算。會產(chǎn)生良好的預(yù)測結(jié)果，其使用的關(guān)鍵是數(shù)據(jù)處理模型選擇的可行度。圖形識別法和差分法是應(yīng)用趨勢分析的過程中兩種選擇處理模式的最堪本方法。趨勢分析法主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)處理量較少、數(shù)據(jù)處理流程比較簡單等方面，其確定性在于一旦負(fù)荷量出現(xiàn)改變，其數(shù)據(jù)計算結(jié)果會產(chǎn)生嚴(yán)重的偏差。

4.6灰色預(yù)測法

灰色預(yù)測法是利用生活中的顏色對所能獲取的信息資源進(jìn)行描述，一般情況下，這種方法非常簡單明了，白色代表已經(jīng)獲知的信息內(nèi)容，黑顏色代表未知，灰色地帶相當(dāng)于對信息掌握相對模糊、不潔晰。所說的電荷就屬于典型的灰色地帶，其主要特點(diǎn)是只需要知道少量的數(shù)據(jù)，就可以對預(yù)測結(jié)果有大致判斷，對參數(shù)進(jìn)行估算，通常運(yùn)用最小二乘法，當(dāng)然，這只適用于對小數(shù)據(jù)的預(yù)則應(yīng)用。將負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行變權(quán)緩沖預(yù)處理后，再利用灰色理論進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測，取得了較理想效果。

5、結(jié)束語

綜上所述，負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確性對于電網(wǎng)規(guī)劃具有重要的意義。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測方法也在不斷發(fā)展與完善。只有采用科學(xué)正確的負(fù)荷預(yù)測方法，才能為城市電網(wǎng)規(guī)劃提供精準(zhǔn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，才能保證電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

(宋思海 國網(wǎng)晉中供電公司 山西普中 045400)

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作者簡介：

宋思海(1974.11-)，男，山西介休人，西安交通大學(xué)畢業(yè)，工程師，單位：國網(wǎng)晉中供電公司，主要從事電網(wǎng)規(guī)劃及營銷業(yè)務(wù)管理。