徐建委 張國平

摘 要：負(fù)荷預(yù)測是電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中的重要環(huán)節(jié)。新建變電站、線路的規(guī)模很大程度上取決于地區(qū)負(fù)荷情況。準(zhǔn)確預(yù)測負(fù)荷，可以更好地指導(dǎo)變電站、線路的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)工作，以確保工程設(shè)計(jì)技術(shù)方案更加可靠、投資更加經(jīng)濟(jì)，避免新建工程偏離實(shí)際，防止二次投資或投資浪費(fèi)。本文提出一種用于指導(dǎo)城市110kV變電站建設(shè)方案的負(fù)荷預(yù)測方法-“分區(qū)分點(diǎn)”負(fù)荷預(yù)測法，旨在實(shí)際工程設(shè)計(jì)工作中指導(dǎo)新建變電站主變?nèi)萘?、配網(wǎng)線路的規(guī)模等，合理解決地區(qū)負(fù)荷現(xiàn)狀及發(fā)展的需求，更好地服務(wù)于地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：負(fù)荷預(yù)測;分區(qū)分點(diǎn);最大負(fù)荷;同時(shí)率;負(fù)荷密度法;需用系數(shù)法;單耗法;電力平衡

電能是當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的優(yōu)質(zhì)二次能源，日常的生產(chǎn)、生活用電，均離不開電能。為了制定一個(gè)經(jīng)濟(jì)、合理、可靠的電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃，負(fù)荷預(yù)測是重要的環(huán)節(jié)。從預(yù)測的時(shí)間來講，負(fù)荷預(yù)測分為短期、中期和遠(yuǎn)期，短期負(fù)荷預(yù)測周期大約為一個(gè)發(fā)展規(guī)劃年的時(shí)間段，大約5年左右，中期負(fù)荷預(yù)測周期為5～15年，遠(yuǎn)期負(fù)荷預(yù)測周期為15～30年[1]。

新建變電站負(fù)荷預(yù)測往往根據(jù)近期最大負(fù)荷開展研究，同時(shí)適當(dāng)考慮今后5～10年的發(fā)展，以便確定新建變電站的建設(shè)規(guī)模。實(shí)際電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中，負(fù)荷預(yù)測工作一般是指年最大負(fù)荷。對于地區(qū)新建變電站，所依據(jù)的負(fù)荷主要有地區(qū)現(xiàn)狀負(fù)荷和新增報(bào)裝負(fù)荷。對于現(xiàn)狀負(fù)荷，可以統(tǒng)計(jì)近3～5年的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，分析其自然增長率，結(jié)合地區(qū)已有的變電站的規(guī)模，分析主變?nèi)萘磕芊駶M足現(xiàn)狀負(fù)荷在設(shè)計(jì)水平年內(nèi)的增長需求。

對于新增報(bào)裝負(fù)荷的用電需求，要結(jié)合負(fù)荷周邊已有變電站的主變負(fù)載情況、出線情況，統(tǒng)籌考慮，合理規(guī)劃新建變電站的建設(shè)規(guī)模。實(shí)際運(yùn)行情況中，新增用戶的負(fù)荷報(bào)裝偏大，周邊已有變電站負(fù)載率偏低等情況往往導(dǎo)致新建變電站的主變規(guī)模偏大，變電站長期低載或者空載運(yùn)行，運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)，電網(wǎng)企業(yè)投資與回報(bào)不成比例，造成資源浪費(fèi)，影響企業(yè)的營業(yè)收入。

負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確性關(guān)系到電網(wǎng)投資的經(jīng)濟(jì)性，直接影響到企業(yè)的營業(yè)收入。因此，合理預(yù)測負(fù)荷的用電量，對于電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員而言是一項(xiàng)十分重要的工作。由于用戶報(bào)裝負(fù)荷的不確定性，自然增長率的差異性等因素的影響。負(fù)荷預(yù)測要結(jié)合地區(qū)地理位置、城區(qū)性質(zhì)、人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、居民生活水平、商業(yè)投資率、居民入住率等影響因素，并以該地區(qū)歷史負(fù)荷和現(xiàn)狀負(fù)荷為基礎(chǔ)，經(jīng)過綜合分析、比較和研究。得出最為合理、準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測情況，合理安排新建變電站的建設(shè)規(guī)模。

本文提出一種“分區(qū)分點(diǎn)”負(fù)荷預(yù)測的方法，并通過需用系數(shù)法、負(fù)荷密度法和單耗法三種方法進(jìn)行負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，旨在能夠更加合理、準(zhǔn)確地指導(dǎo)城區(qū)新建110kV變電站的建設(shè)規(guī)模，對實(shí)際電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1? 負(fù)荷預(yù)測的基本方法

負(fù)荷預(yù)測是一項(xiàng)十分龐大繁瑣的工作，預(yù)測方法也是多種多樣，常見的預(yù)測方法有單耗法、電力彈性系數(shù)法、回歸分析法、時(shí)間序列法、專家預(yù)測法、需用系數(shù)法、負(fù)荷密度法等。電力負(fù)荷預(yù)測方法雖然多種多樣，但是在實(shí)際工程設(shè)計(jì)工作中比較實(shí)用的卻不多。在配電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測工作中，常用的比較實(shí)用的方法主要有負(fù)荷密度法、需用系數(shù)法和單耗法。

為了做好負(fù)荷預(yù)測工作，必須對當(dāng)?shù)刎?fù)荷現(xiàn)狀及歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，搜集各行各行在歷史三到五年的年最大負(fù)荷情況。充分了解該區(qū)域各行各業(yè)的用電水平和實(shí)際增長速度。探索內(nèi)在的規(guī)律，得出地區(qū)負(fù)荷的自然增長率。對于新增點(diǎn)負(fù)荷的報(bào)裝情況，要根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平，結(jié)合同行業(yè)用電水平，嚴(yán)格分析和論證新增負(fù)荷的實(shí)際用電水平。

同時(shí)，負(fù)荷預(yù)測工作需要充分調(diào)研當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平、當(dāng)?shù)赜秒娝胶蜕鐣?huì)用電量的關(guān)系，充分考慮人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)增長水平、城市發(fā)展規(guī)劃、居民用電水平等等因素，與當(dāng)?shù)毓╇姴块T及政府部門做好溝通，得出準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測值[1]。

2“分區(qū)分點(diǎn)”負(fù)荷預(yù)測法

“分區(qū)分點(diǎn)”負(fù)荷預(yù)測法的思路是根據(jù)用戶的不同性質(zhì)，將負(fù)荷進(jìn)行分“區(qū)”，然后精確統(tǒng)計(jì)和計(jì)算各“區(qū)”內(nèi)“點(diǎn)”負(fù)荷并進(jìn)行累加求和，然后根據(jù)不同地區(qū)不同 “ 區(qū)”負(fù)荷的同時(shí)率，并結(jié)合自然增長率進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測，從而對新增變電站或線路規(guī)模進(jìn)行合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。

“分區(qū)分點(diǎn)”負(fù)荷預(yù)測方法的基本工作流程如下圖1所示。

本文以甘肅某地級市新增規(guī)劃小區(qū)為例，詳細(xì)說明“分區(qū)分點(diǎn)”負(fù)荷預(yù)測方法的基本思路。依據(jù)《城市電力規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》，并參考該市實(shí)際調(diào)研的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用三種方法對規(guī)劃小區(qū)的負(fù)荷情況進(jìn)行預(yù)測。

根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃，規(guī)劃小區(qū)內(nèi)正在施工建設(shè)的小區(qū)有兩個(gè)，分別是甲房地產(chǎn)公司和乙房產(chǎn)地產(chǎn)公司，現(xiàn)將兩個(gè)房地產(chǎn)公司的概況介紹如下。

新增規(guī)劃小區(qū)危舊房整體改造項(xiàng)目是2007年重大招商引資項(xiàng)目，規(guī)劃區(qū)位于市城區(qū)以北，是城市的重要組成部分。是實(shí)現(xiàn)良好的城市功能互動(dòng)、串聯(lián)城市功能區(qū)的重要節(jié)點(diǎn)。按照該市“十四五”發(fā)展規(guī)劃，該區(qū)域?qū)⒅攸c(diǎn)發(fā)展甲房地產(chǎn)、乙房地產(chǎn)。

甲房地產(chǎn)規(guī)劃總用地面積約86.1萬m2，總建筑面積約354.6萬m2，其中住宅約232萬m2，商業(yè)54萬m2，辦公10.3萬m2，公寓8.3萬m2，地下車庫50萬m2，部分建筑高度100m以上。住宅用戶合計(jì)為19915戶。

乙房地產(chǎn)項(xiàng)目由兩塊獨(dú)立的居住用地地塊共同組成。住宅1#地臨規(guī)劃區(qū)北出口道路，住宅2#地塊臨規(guī)劃區(qū)東南出口道路及北環(huán)路，項(xiàng)目總建設(shè)用地面積20.3萬m2，總建筑面積53.8萬m2。其中住宅約41萬m2，商業(yè)0.8萬m2，辦公0.3萬m2，地下車庫10.8萬m2。住宅用戶合計(jì)為4304戶。

甲、乙小區(qū)分“區(qū)”供電示意圖如下圖2所示。

隨著該市規(guī)劃區(qū)道路、綠地和公園等配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的進(jìn)一步推進(jìn)，該區(qū)域的項(xiàng)目前景十分良好。

甲、乙小區(qū)工程項(xiàng)目分期分時(shí)序?qū)嵤┕╇?，根?jù)甘肅省建筑設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)圖紙及民用建筑電氣設(shè)計(jì)手冊，甲、乙房地產(chǎn)報(bào)裝用電負(fù)荷主要為住宅照明、住宅動(dòng)力（電梯、生活水泵），商業(yè)照明（商鋪照明和商場公共照明），商業(yè)動(dòng)力（扶梯）及室外亮化，地下車庫一般照明，一般動(dòng)力，不含任何消防負(fù)荷。下面分別通過三種方法對新增規(guī)劃區(qū)甲、乙房地產(chǎn)分“區(qū)”根據(jù)小區(qū)內(nèi)不同負(fù)荷“點(diǎn)”用電水平分門別類進(jìn)行預(yù)測分析。