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芻議電力系統(tǒng)規(guī)劃中的負(fù)荷預(yù)測

2015-05-30 11:15:26王潤陽
文化產(chǎn)業(yè) 2015年8期
關(guān)鍵詞:負(fù)荷預(yù)測流程因素

王潤陽

摘 要:針對我國電網(wǎng)規(guī)劃負(fù)荷預(yù)測中的問題進行了電力負(fù)荷的影響因素的分析,根據(jù)筆者工作經(jīng)驗提出了幾種負(fù)荷預(yù)測的方法,最后總結(jié)了電力負(fù)荷預(yù)測的流程。

關(guān)鍵詞:負(fù)荷預(yù)測;因素;方法;流程;

中圖分類號:TM63 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-3520(2015)-08-00-02

負(fù)荷預(yù)測是電網(wǎng)規(guī)劃中關(guān)鍵的環(huán)節(jié),預(yù)測的準(zhǔn)確性決定了電網(wǎng)的安全性、經(jīng)濟性和可靠性;負(fù)荷預(yù)測的結(jié)果為電網(wǎng)后續(xù)規(guī)劃提供指導(dǎo),因為預(yù)測是從電網(wǎng)規(guī)劃的目的出發(fā)。首先是對整個區(qū)域總的負(fù)荷量進行預(yù)測,然后對分區(qū)的負(fù)荷量進行預(yù)測。因此,必須做好電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確合理性具有重要的研究意義。

一、負(fù)荷預(yù)測的問題

(一)預(yù)測精度不高

目前電力負(fù)荷最大的問題就是不能確保負(fù)荷預(yù)測的精度,造成預(yù)測困難的原因是多方面的,首先是人為因素,即面對預(yù)測時的實際問題,工作人員主要依靠自身經(jīng)驗進行判斷能。其次是不確定的因素,未來各種不可預(yù)知的能引起負(fù)荷變化的因素,這些都不能全部在進行負(fù)荷預(yù)測時能夠及時準(zhǔn)確的掌握和預(yù)測,例如氣候環(huán)境,對負(fù)荷的影響就很明顯。第三是任何理論方法都無法滿足所有的電力負(fù)荷環(huán)境條件的預(yù)測。此外,由于條件有限,進行負(fù)荷預(yù)測所必須的數(shù)據(jù)資料不全,也會為負(fù)荷預(yù)測造成很大的困難。

(二)負(fù)荷預(yù)測過程復(fù)雜

電網(wǎng)規(guī)劃中負(fù)荷預(yù)測所需要收集的數(shù)據(jù)眾多,包括負(fù)荷的歷史數(shù)據(jù)和社會經(jīng)濟的歷史與規(guī)劃數(shù)據(jù),在實際規(guī)劃過程中,有些數(shù)據(jù)不能直接得到,有些數(shù)據(jù)能得到但不精確,甚至有些根本得不到,這些都將給負(fù)荷預(yù)測工作帶來麻煩,對預(yù)測的精度有一定的影響。負(fù)荷預(yù)測的復(fù)雜性主要表現(xiàn)為預(yù)測時計算過程的的復(fù)雜性,盡管目前的計算機計算能力和計算軟件為負(fù)荷預(yù)測提高了計算效率,但是在預(yù)測過程中要進行建模和預(yù)測,就需要迭代計算,預(yù)測精度只提高一倍時計算量可能就要成千上百倍的增加。此外,影響負(fù)荷發(fā)展的不確定因素較多,城市規(guī)劃項目在具體實施過程中經(jīng)常遇到政策、資金、建設(shè)環(huán)境等方面的不穩(wěn)定因素增加了城市電網(wǎng)負(fù)荷的發(fā)展存在較大的不確定性。

二、負(fù)荷預(yù)測內(nèi)容

電網(wǎng)規(guī)劃中的負(fù)荷預(yù)測要按照以下流程和步驟進行,下圖是負(fù)荷預(yù)測的完整流程圖:

負(fù)荷預(yù)測流程圖

整個流程包括確定負(fù)荷預(yù)測的目的、收集資料、整理資料、初步分析資料、建立預(yù)測模型、分析預(yù)測結(jié)果和說明預(yù)測結(jié)果等步驟。

(一)制定預(yù)測計劃,確定負(fù)荷預(yù)測的目的是負(fù)荷預(yù)測是個首要也是非常重要的步驟,只有確定了目的才會有方向性。負(fù)荷預(yù)測的目的要聯(lián)系電力系統(tǒng)實際需要,結(jié)合所需要的歷史資料,選擇合適的預(yù)測方法,畢竟不同地區(qū)、不同的規(guī)劃要求都會使得負(fù)荷預(yù)測的目的不同。

(二)需要收集的資料包括用電大用戶及其用電發(fā)展規(guī)劃、計劃新增和待建的大用戶名單、裝接容量、合同電力需量、時間地點以及國家及地方經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展中的重點項目、城市總體規(guī)劃中有關(guān)人口、產(chǎn)值、消費結(jié)構(gòu)和大用戶的歷年裝接容量、用電量、負(fù)荷、合同電力需量等。然后對所收集的各方面資料進行審核和篩選,提高預(yù)測的效率,另外對關(guān)鍵資料進行加工整理,確保預(yù)測效果。

(三)根據(jù)收集的資料畫出動態(tài)折線圖和散點圖,計算如自相關(guān)系數(shù)等常用統(tǒng)計系數(shù),為建立模型做準(zhǔn)備。通過動態(tài)折線形態(tài)可以明確數(shù)據(jù)變動的軌跡,尤其是注意離群的數(shù)值和轉(zhuǎn)折點,分析其產(chǎn)生的原因。

(四)建立預(yù)測模型。正確的選擇預(yù)測模型十分關(guān)鍵,負(fù)荷模型軌跡具有多樣性,如果在不同時間段,區(qū)域內(nèi)只選擇一種模型,會造成預(yù)測誤差過大,必須對數(shù)學(xué)模型進行運算,做出橫向比較以優(yōu)選最佳。負(fù)荷預(yù)測模型遵循原始資料,反映了數(shù)據(jù)的變化規(guī)律,表現(xiàn)為一個數(shù)學(xué)公式。負(fù)荷預(yù)測模型多種多樣,它們各自使用不同結(jié)構(gòu)的資料,因此對一個具體資料,就有選擇適當(dāng)預(yù)測模型問題。

(五)分析預(yù)測結(jié)果。對于預(yù)測模型模擬出的結(jié)果要根據(jù)已有的可能性,對新的趨勢和發(fā)展進行綜合分析,對于影響預(yù)測結(jié)果的因素進行分析,最終對初步預(yù)測結(jié)果進行調(diào)整和修正。

(六)預(yù)測說明。根據(jù)負(fù)荷模擬預(yù)測的結(jié)果,進行預(yù)測說明,說明的內(nèi)容包括得到結(jié)果的預(yù)測條件、假設(shè)環(huán)境。報告分析、數(shù)學(xué)模型、預(yù)測結(jié)果及必要圖標(biāo)。

三、負(fù)荷預(yù)測的方法

(一)時間序列法

利用時間序列法預(yù)測負(fù)荷的結(jié)果具有很好的延續(xù)性,計算速度快。但是由于存在負(fù)荷的穩(wěn)定假設(shè),必須在較長的時間區(qū)域內(nèi)保持穩(wěn)定性,模擬的函數(shù)才有效。時間序列法是在過去的負(fù)荷變化規(guī)律會一直延續(xù)或者循環(huán)到將來的假設(shè)下進行的,尋找過去的負(fù)荷統(tǒng)計數(shù)據(jù)隨時間變化的規(guī)律,擬合出負(fù)荷數(shù)據(jù)隨時間變化的函數(shù),進而預(yù)測未來負(fù)荷數(shù)值的方法。另外,時間序列法缺乏對對環(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。此類模型的建模必須在平穩(wěn)隨機性的前提條件下進行。在實際負(fù)荷中,首先要將一般序列轉(zhuǎn)化成平穩(wěn)隨機序列,對平穩(wěn)時間序列均值、自相關(guān)和偏相關(guān)函數(shù),從而確定模型的類型的相關(guān)分析。最后進行模型辨識,利用序列有關(guān)的樣本數(shù)據(jù),對模型參數(shù)進行估計。

(二)趨勢增長法

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)測法、指數(shù)函數(shù)負(fù)荷預(yù)測法和二次多項式負(fù)荷預(yù)測法。趨勢增長法是在已有數(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)變化趨勢的函數(shù),實現(xiàn)對未知時間和區(qū)域負(fù)荷的估計。其中,比例系數(shù)負(fù)荷預(yù)測法的原理是根據(jù)平穩(wěn)的歷史數(shù)據(jù)計算其相鄰時間間隔的的負(fù)荷增長速度。前提是負(fù)荷的增長速度是由規(guī)律的,從而才能依據(jù)這段數(shù)據(jù)進行相鄰時間間隔內(nèi)負(fù)荷的外推預(yù)測。在實際的擬合過程中,首先利用原始數(shù)據(jù)對預(yù)測模型進行檢驗,進行誤差分析和修正,最后取修正后的結(jié)果作為負(fù)荷預(yù)測的結(jié)果。

(三)最大負(fù)荷利用小時數(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的平均功率。在一定的時間段內(nèi),假設(shè)電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷持續(xù)運行,所消耗的電能等于該電力負(fù)荷全年消耗的電能,改時間段就是最大負(fù)荷利用小時數(shù)。一般根據(jù)已有數(shù)據(jù)和對地區(qū)用電結(jié)構(gòu)的變化趨勢加以大致的分析判斷。當(dāng)年最大負(fù)荷預(yù)測值為規(guī)劃水平年需求電量與最大負(fù)荷利用小時的比值。負(fù)荷與電量增長的具有一定的相關(guān)性,其的年均增長速度也有一定的規(guī)律性。

四、結(jié)語

總之,做好電網(wǎng)規(guī)劃的負(fù)荷預(yù)測關(guān)鍵在于提供高預(yù)測精度,展望未來電力系統(tǒng)的規(guī)劃,就如何提高預(yù)測精度是目前甚至較長一段時間內(nèi)研究電力負(fù)荷預(yù)測理論與方法的重點和難點。

參考文獻:

[1]楊靖研,杜德生.一種電力系統(tǒng)短期負(fù)荷預(yù)測的新方法[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用.2004(02)

[2]賀靜,韋鋼,熊玲玲.負(fù)荷預(yù)測線性回歸分析法的模糊改進[J].華東電力.2003(11)

[3]李國號.組合預(yù)測模型在電力中長期負(fù)荷預(yù)測系統(tǒng)中的應(yīng)用:[碩士畢業(yè)論文].廣州:中山大學(xué),2006

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