劉洪志　張銘昕

摘要：負(fù)荷預(yù)測(cè)是電力系統(tǒng)調(diào)度、實(shí)時(shí)控制、運(yùn)行計(jì)劃和發(fā)展規(guī)劃的前提，是一個(gè)電網(wǎng)調(diào)度部門(mén)和規(guī)劃部門(mén)所必須具有的基本信息。提高負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)水平，有利于計(jì)劃用電管理，有利于合理安排電網(wǎng)運(yùn)行方式和變電站布點(diǎn)，有利于節(jié)煤、節(jié)油和降低發(fā)電成本，有利于制定合理的電源建設(shè)規(guī)劃，有利于提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此，負(fù)荷預(yù)測(cè)已成為實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)管理現(xiàn)代化的重要內(nèi)容。

關(guān)鍵詞 ：負(fù)荷預(yù)測(cè);電力系統(tǒng);方法探討

1 引言

電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)是指在考慮電力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)、增容的決策、自然的條件和社會(huì)的影響條件下，研究出的一套可用于系統(tǒng)處理過(guò)去和未來(lái)負(fù)荷的數(shù)學(xué)的方法，它在滿足一定的精度要求前提條件下，確定將來(lái)某個(gè)特定時(shí)刻的負(fù)荷的值。本文介紹了負(fù)荷預(yù)測(cè)的特點(diǎn)以及幾種較為普遍的預(yù)測(cè)方法。

2 ?負(fù)荷預(yù)測(cè)基本情況?2.1 ?負(fù)荷預(yù)測(cè)的概念?電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)是基于歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等對(duì)電力負(fù)荷變化具有影響的因素，尋找負(fù)荷及各影響因素之間的映射關(guān)系，對(duì)未來(lái)的電力負(fù)荷做出預(yù)測(cè)。???? 2.2 負(fù)荷預(yù)測(cè)的意義?電力負(fù)荷預(yù)測(cè)面向電力負(fù)荷，以用電量和負(fù)荷曲線為主要預(yù)測(cè)目標(biāo)，可以對(duì)電力負(fù)荷在時(shí)間上和空間上的變化做出預(yù)先估計(jì)，對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)行，指導(dǎo)發(fā)電廠合理安排發(fā)電機(jī)組檢修都具有重要意義。???? 2.3 負(fù)荷預(yù)測(cè)分類(lèi)?按照預(yù)測(cè)期限的長(zhǎng)短可將負(fù)荷預(yù)測(cè)分為中長(zhǎng)期、短期、超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)。中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)以年或月為預(yù)測(cè)期限，它對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃、發(fā)電廠和變電站選址都具有指導(dǎo)性作用。短期負(fù)荷預(yù)測(cè)主要對(duì)未來(lái)一周內(nèi)的電力負(fù)荷做出預(yù)測(cè)，在電力市場(chǎng)環(huán)境下，短期負(fù)荷預(yù)測(cè)對(duì)電力調(diào)度、電力交易都具有重要作用。超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)主要是對(duì)未來(lái)幾個(gè)小時(shí)內(nèi)的電力負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，主要用于對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)安全分析與調(diào)度。

3 負(fù)荷預(yù)測(cè)的作用和要求?提高負(fù)荷預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度是電力系統(tǒng)正常規(guī)劃和運(yùn)行的必然要求，對(duì)電力系統(tǒng)的各個(gè)部門(mén)都起著十分重要的作用。諸如電力企業(yè)制定的中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)是電力系統(tǒng)實(shí)施燃料計(jì)劃的前提，而短期負(fù)荷預(yù)測(cè)則是制定發(fā)電計(jì)劃的基礎(chǔ)，通過(guò)符合預(yù)測(cè)能夠更加準(zhǔn)確地分析電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，并且還能預(yù)測(cè)電力系統(tǒng)的潛在運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，其目的就是為了提高負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而為電力系統(tǒng)的安全性與經(jīng)濟(jì)性提供可靠保障。?關(guān)于負(fù)荷預(yù)測(cè)的具體分類(lèi)存在有很多種分法，按照預(yù)測(cè)期限的不同可以將其分為長(zhǎng)期預(yù)測(cè)、中期預(yù)測(cè)以及短期預(yù)測(cè)，其相對(duì)應(yīng)的方式為年度預(yù)測(cè)、月度預(yù)測(cè)等。從國(guó)外的一些負(fù)荷預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)可以得知，其長(zhǎng)期預(yù)測(cè)研究比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于短期預(yù)測(cè)。無(wú)論在哪一種期限類(lèi)別負(fù)荷預(yù)測(cè)中，其內(nèi)容通常包括負(fù)荷曲線以及電量的預(yù)測(cè)。

4 負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法?4.1 時(shí)間序列法

利用時(shí)間序列法預(yù)測(cè)負(fù)荷的結(jié)果具有很好的延續(xù)性，計(jì)算速度快。但是由于存在負(fù)荷的穩(wěn)定假設(shè)，必須在較長(zhǎng)的時(shí)間區(qū)域內(nèi)保持穩(wěn)定性，模擬的函數(shù)才有效。時(shí)間序列法是在過(guò)去的負(fù)荷變化規(guī)律會(huì)一直延續(xù)或者循環(huán)到將來(lái)的假設(shè)下進(jìn)行的，尋找過(guò)去的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的規(guī)律，擬合出負(fù)荷數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的函數(shù)，進(jìn)而預(yù)測(cè)未來(lái)負(fù)荷數(shù)值的方法。另外，時(shí)間序列法缺乏對(duì)對(duì)環(huán)境等因素的充分考慮。因此該方法只適合短期內(nèi)的模擬。此類(lèi)模型的建模必須在平穩(wěn)隨機(jī)性的前提條件下進(jìn)行。在實(shí)際負(fù)荷中，首先要將一般序列轉(zhuǎn)化成平穩(wěn)隨機(jī)序列，對(duì)平穩(wěn)時(shí)間序列均值、自相關(guān)和偏相關(guān)函數(shù)，從而確定模型的類(lèi)型的相關(guān)分析。最后進(jìn)行模型辨識(shí)，利用序列有關(guān)的樣本數(shù)據(jù)，對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行估計(jì)。

4.2最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)法?年最大負(fù)荷是全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)消耗電能最大的半小時(shí)的平均功率。在一定的時(shí)間段內(nèi)，假設(shè)電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行，所消耗的電能等于該電力負(fù)荷全年消耗的電能，改時(shí)間段就是最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)。一般根據(jù)已有數(shù)據(jù)和對(duì)地區(qū)用電結(jié)構(gòu)的變化趨勢(shì)加以大致的分析判斷。當(dāng)年最大負(fù)荷預(yù)測(cè)值為規(guī)劃水平年需求電量與最大負(fù)荷利用小時(shí)的比值。負(fù)荷與電量增長(zhǎng)的具有一定的相關(guān)性，其的年均增長(zhǎng)速度也有一定的規(guī)律性。?4.3趨勢(shì)增長(zhǎng)法?根據(jù)擬合函數(shù)的性質(zhì)可以分為比例系數(shù)負(fù)荷預(yù)測(cè)法、指數(shù)函數(shù)負(fù)荷預(yù)測(cè)法和二次多項(xiàng)式負(fù)荷預(yù)測(cè)法。趨勢(shì)增長(zhǎng)法是在已有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，擬合出和已有數(shù)據(jù)一致的，能代表數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)的函數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)未知時(shí)間和區(qū)域負(fù)荷的估計(jì)。其中，比例系數(shù)負(fù)荷預(yù)測(cè)法的原理是根據(jù)平穩(wěn)的歷史數(shù)據(jù)計(jì)算其相鄰時(shí)間間隔的的負(fù)荷增長(zhǎng)速度。前提是負(fù)荷的增長(zhǎng)速度是由規(guī)律的，從而才能依據(jù)這段數(shù)據(jù)進(jìn)行相鄰時(shí)間間隔內(nèi)負(fù)荷的外推預(yù)測(cè)。在實(shí)際的擬合過(guò)程中，首先利用原始數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行檢驗(yàn)，進(jìn)行誤差分析和修正，最后取修正后的結(jié)果作為負(fù)荷預(yù)測(cè)的結(jié)果。

5 問(wèn)題的解決及影響的因素

5.1 ?問(wèn)題的解決1）我們?cè)谶M(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理的分析和建立負(fù)荷預(yù)測(cè)模型的過(guò)程中，必須充分地考慮外界環(huán)境因素（經(jīng)濟(jì)，政策）的變化，和相關(guān)因素的不確定性對(duì)于中長(zhǎng)期的負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果造成的影響。2）要注意負(fù)荷模型的參數(shù)隨著環(huán)境和相關(guān)因數(shù)改變將出現(xiàn)趨勢(shì)的適應(yīng)問(wèn)題，并且在負(fù)荷模型使用的過(guò)程中，對(duì)于預(yù)測(cè)的專家經(jīng)驗(yàn)和意見(jiàn)要加以有效利用。3）對(duì)受影響的中長(zhǎng)期的負(fù)荷變化多方面因數(shù)綜合考慮，必須運(yùn)用不同的方法來(lái)組合開(kāi)展研究的工作。

5.2 影響的因素影響的因素主要有以下幾方面。1）氣候的變化及自然災(zāi)害影響。2）國(guó)家的政策、工農(nóng)業(yè)等其他宏觀產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整造成的影響。3）能源市場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)變化對(duì)負(fù)荷影響。而且，因?yàn)樯鲜鲐?fù)荷預(yù)測(cè)方法自身就存在著一定的不確定性，所以，我們必須把負(fù)荷預(yù)測(cè)的結(jié)果來(lái)相互的驗(yàn)證及補(bǔ)充。

6 ?結(jié)語(yǔ)

電力系統(tǒng)負(fù)荷的預(yù)測(cè)是電網(wǎng)的調(diào)度、信息管理等方面的前提，他是一個(gè)電力系統(tǒng)調(diào)度部門(mén)及規(guī)劃部門(mén)必須具備的基本的信息。提高電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的技術(shù)水平，十分有利于計(jì)劃用電的管理，十分有利于合理的安排電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式及機(jī)組的檢修計(jì)劃，十分有利于節(jié)約煤、節(jié)約油和降低發(fā)電的成本，十分有利于制定經(jīng)濟(jì)合理的電源的建設(shè)規(guī)劃，十分有利于提高我們電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。所以，電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)將成為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理的重要內(nèi)容。

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