关于配电网规划中电力负荷预测方法的研究

关于配电网规划中电力负荷预测方法的研究

俞浩李栋洋刘兆阳许海涛许皖宁赵重

（国家电网天津市电力公司滨海供电分公司天津滨海300450）

摘要：在配电网规划设计中，做好电力负荷预测非常重要，有效的负荷预测方法是保证预测结果准确性和可靠性的前提。对于电力企业而言，在开展配电网规划建设时，必须从实际需求出发，选择切实可行的方法，做好电力负荷预测工作，结合相应的计算模型，保证预测结果的精确性，为配网的建设以及稳定可靠运行提供相应的理论依据。

关键词：配电网规划；电力负荷预测；方法

随着社会的不断发展与进步，各行各业对电力需求越来越大，这就要求电网企业能够不断发展以满足人们的用电需求。合理规划配电网设置，分析历史用户用电的数据，挖掘数据中的潜在重要信息，能够对未来用电负荷趋势进行预测，然而，采用不同的方法具有不同的预测效果。传统的负荷预测方法有很多，例如：电力弹性系数法、外推法、回归预测法、用电单耗法以及负荷密度法等等，这些传统方法是根据以往的负荷数据，加上一定的经验总结研究出来的，具有很强的依赖性和不准确性，有些方式甚至只是一个简单的定向预测问题，这些传统方法已经不能满足现代社会用电数据量大的分析，预测结果存在较大误差，对配电网规划具有重要影响。近年来，越来越多的学者致力于研究短期、中期以及长期用电负荷预测方法，探索挖掘大数据中的潜在变化趋势，在计算机学习的基础上，寻找数据之间的映射关系，利用神经网络、模糊逻辑等各种智能方法能够得到更加准确的预测结果，对配电网规划工作具有重要意义。

一、电力负荷预测的内容

随着现代智能电网线路逐步推进，日常的生活工作中都需要使用各种各样的电气设备，运行的各种输电线路必须要加强维护与检测，防止由于各种线路故障造成对日常工作生活产生的影响。为了能够将实际的配电网中出现的各种电力负荷问题进行预测，就必须要使传输线路在预测过程中少走弯路，熟练的掌握各种负荷预测的方法，并且建立一套完善的传输分配机制。对于进行的电力负荷预测需要有一定的科学技术作为支撑，通过建立一套完善的管理体系，提高施工与维护技术能够将在电力负荷预测中出现的问题进行避免。因此，建立一个良好的线路，以及完善的管理体系能够提高施工的效率，通过在工作中加强传输与分配的各种故障进行研究指导，从而使预测人员的工作检查时间得到提高。首先，将使用分析整个电力网络的办法来预测实际需要的电力负荷，这种短期的预测工作能够对长期电力荷载产生巨大的帮助作用，通过纠正相应出现的问题，提升预测的准确度。其次，电力负荷预测是一种基于数学模型的预测方法，需要我们的工作人员掌握一定的逻辑知识水平，通过相关的数据以及语言的预测能够避免各种误差的出现。而这种数学模型与函数计算能够有机的结合，从而相互的进行补充，使误差计算得更为准确。

二、配电网规划中的电力负荷预测方法

（一）回归分析法

回归分析法是现阶段配电网规划中，对电力负荷进行预测的首要方法，其基本原理是通过对历史电力负荷数据的整理和分析，得到电力负荷变化的趋势和大致规律，明确影响电力负荷变化的因素，然后以此为依据，对回归分析过程中需要用到的回归方程式的参数进行明确，构建分析式自变量与因变量之间的参数与模型，通过模型实现对电力负荷的准确预测，以保证较高的精准度。

（二）负荷密度法

在不同的功能分区，用电量会存在较大的差异，不同的产业用电费用也有所不同，因此，电力负荷预测就变得非常困难。为了确保电力负荷预测的有效进行，保证良好的预测效果，电力主管部门应将用电区域划分为商业区、工业区、住宅区等，然后从不同的区域着手，对其用电状况进行分析和预测。负荷密度法因此得以普及，通过用电密度系数与土地面积相乘的方法，计算得到区域的总用电量。对于区域内存在的特殊用户，可以构建针对性的计算模型，单独进行计算。

（三）弹性系数法

电力弹性系数作为一种宏观指标，能够反映电力消费的年平均增长率和国民经济的年平均增长率二者之间的关系。电力弹性系数可用E=Ky/Kx公式表示，其中：

E——电力弹性系数；

Ky——电力消费年平均增长率；

Kx——国民经济年平均增长率。

一方面电力弹性系数法可以从宏观上确定电力发展同国民经济发展的相对速度，另一方面，它还可以作为一种重要的参数来衡量国民经济发展和用电需求。在市场经济条件下，电力弹性系数已经变得很灵活；随着科学技术的迅速发展，节约用电技术、用电管理、知识经济以及信息经济的不断产生与发展，电能的使用范围不断扩大，导致了电力与经济的关系发生了急剧的改变，两者的变化步伐不能够协调一致，使得弹性系数也很难确定。如果在这样的条件下使用电力弹性系数法预测电力需求就不会得到预期的效果。此方法的优点是方法简单，易于计算；缺点就是需要大量细致的调研工作。

（四）趋势外推法

包括线性趋势外推、对数趋势外推、二次曲线、指数曲线等各种预测方法，具有依靠数据性弱，只需少量数据就能预测的优点，但是预测结果误差很大，不适宜大数据的预测。趋势外推的基本原理是：通过时间变量t和时序数值y分别作为自变量和因变量进行模型建立，得到y=f（t），根据相应时刻来计算预测值。

（五）灰色模型法

该方法是以灰色理论为基础的灰色预测技术，灰色系统理论是研究解决灰色系统分析、建模、预测、决策和控制的理论。现在该方法已经在气象、农业等领域有了广泛的应用。对于电力负荷预测的影响因素可以分为确定性因素和不确定性因素，在此可以看作是一个灰色系统。该系统计算简单、精确度高、实用性强，因此在电力负荷预测中有了较成功的应用。在短、中、长三个时期的负荷预测中该方法均可以使用，并且可适用于任何非线性变化的负荷指标预测。灰色预测的优点就是负荷数据少，无需考虑分布规律和变化趋势，短期的预测精度较高、易于检验。缺点就是当数据灰度变大时，预测精度会越低。

（六）人工神经网络法

在进行电力负荷预测过程中，由于经常受到外界各种因素的影响，导致电力负荷中可能存在随机性和非线性的关系，严重的影响了负荷预测的准确性。人工神经网络的出现，有效的解决了这个问题，这是因为电力负荷在预测过程中通过引入人工神经网络的模型，然后利用人工神经网络从电力负荷的历史数据中采集各种不同的样本，通过训练式的方法进行计算，从而满足了负荷预测计算精准度方面的要求。

（七）时间序列法

该方法将某种现象按照时间的顺序进行排列，进而挖掘出这种现象与时间的规律或关联性，从而通过这种随时间变化的规律预测出待预测未来这一现象的变化，这种方法又可称为历史延伸预测法。如果各种影响负荷变化的因素没有发生突发性剧烈变化，电网仍以固定模式工作的情况下，应用时间序列法进行预测会得到精度较高的预测结果。若影响负荷变化的因素剧烈变化，比如气候和以往相比突然出现较大变动，则预测结果的精度将极其不理想。

三、结论

综上所述，为了能够保证电力负荷预测在整个配电网规划中发挥相应的配电功能，那么必须要加强对电力负荷预测的重视，并且进一步的提高电力负荷预测方法研究，保证预测方法对整个配电网的各个不同领域的电力需求，从而有效的促进我国工业的可持续发展。

参考文献

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