飽和負(fù)荷預(yù)測方法研究綜述

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1、飽和負(fù)荷預(yù)測方法研究綜述何淼葉鵬何寧寧沈陽工程學(xué)院電力學(xué)院國家電網(wǎng)遼陽供電公司摘要：隨著我國城鎮(zhèn)化及工業(yè)化水平不斷提高，基于電網(wǎng)遠(yuǎn)景規(guī)劃的飽和負(fù)荷預(yù)測越來越受到人們的重視。做好電力系統(tǒng)飽和負(fù)荷的預(yù)測對城市電網(wǎng)架構(gòu)、電網(wǎng)規(guī)模的規(guī)劃和發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。本文綜述了電力系統(tǒng)飽和負(fù)荷預(yù)測研究的最新進(jìn)展，介紹了飽和負(fù)荷的定義，分析了城市電力系統(tǒng)飽和負(fù)荷預(yù)測常用的方法，并對電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行總結(jié)和展望，為城市電力系統(tǒng)飽和負(fù)荷預(yù)測的研究推廣提供參考。關(guān)鍵詞：飽和負(fù)荷預(yù)測;電網(wǎng)規(guī)劃;負(fù)荷特性;負(fù)荷

2、預(yù)測方法;總結(jié)展望;0引言飽和負(fù)荷與社會經(jīng)濟(jì)聯(lián)系最為緊密，與人U、環(huán)境、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和當(dāng)?shù)卣南嚓P(guān)政策密切相關(guān)。分析經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段特征及其負(fù)荷需求，預(yù)測城市電網(wǎng)飽和負(fù)荷，指導(dǎo)相關(guān)電網(wǎng)階段性規(guī)劃建議，提高電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)營能力，有利于促進(jìn)電力產(chǎn)業(yè)與社會經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展。因此，幵展經(jīng)濟(jì)發(fā)展與飽和負(fù)荷之間的內(nèi)在聯(lián)系及發(fā)展趨勢的研宄工作，必將對城市地區(qū)乃至全國的電網(wǎng)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響［1-2］。1飽和負(fù)荷定義區(qū)域充分發(fā)展后電力負(fù)荷將穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)波動，這就是該區(qū)域的飽和負(fù)荷位1。飽和負(fù)荷分析不僅耍預(yù)測飽和負(fù)荷的

3、規(guī)模，還耍分析其出現(xiàn)的時間和空間分布。影響電力飽和負(fù)荷的自然因素主要有地形、氣候、地理位置;社會因素主要包括人口流動、交通條件和政治因素［4］。2飽和負(fù)荷預(yù)測方法2.1Logistic曲線預(yù)測模型在城市建設(shè)初期，由于城市建設(shè)的各種設(shè)施不完善，電力系統(tǒng)負(fù)荷的消耗處于緩慢的增長階段;隨著城市化建設(shè)的加快以及基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，電力系統(tǒng)負(fù)荷的消耗處于快速增長階段;當(dāng)城市化建設(shè)處于高度飽和階段，電力系統(tǒng)負(fù)荷的消耗將處于飽和狀態(tài)，即處于飽和增長階段。在城市建設(shè)的進(jìn)程屮，電力負(fù)荷的消耗滿足S型曲線的增長方式，因

4、此，可以用基于S型曲線的Logistic數(shù)學(xué)模型進(jìn)行電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測。Logistic曲線是一種常見的“S”型曲線模型。該模型最初源自對生物種群的研宄，經(jīng)過大量的科學(xué)實驗研宄，發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會、人U以及其他領(lǐng)域中很多事物的發(fā)展過程屮的某個或某些定量化特性也符合生物發(fā)展過程屮的曲線規(guī)律。該曲線模型的方程如下：1k+aehl其中k〉0,a>0,b〈0。通過定性分析，該曲線基本可以分為3個階段，第一階段是緩慢增長階段;第二階段是快速增長階段;第三階段為飽和增長階段。曲線穩(wěn)定的極限水平漸近線是1iut=kl[

5、5]o2.2基于人均電量的飽和負(fù)荷預(yù)測方法人均用電量法的優(yōu)點(diǎn)是計算簡單，易操作。然而，計算屮需要的數(shù)據(jù)量龐大，預(yù)測工作十分繁瑣，H前適用于中小型負(fù)荷預(yù)測。參照城市經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展計劃與W外發(fā)達(dá)W家數(shù)據(jù)，首先確定了基于環(huán)境和資源的該城市最大人U規(guī)模數(shù)，以人均用電量法計算出城市負(fù)荷達(dá)到飽和的數(shù)值，并預(yù)測出未來城市電力達(dá)到飽和的時間。采用人均用電量法預(yù)測飽和負(fù)荷的思想是，飽和年的總?cè)碎T乘以人均飽和用電量，即得出全社會的飽和用電量及其規(guī)模，如式（2）所示;最大負(fù)荷的飽和規(guī)模則可根據(jù)式（3）求得。Q，N,Qa（

6、2）P，QJT匾⑶式中a—一全社會用電量飽和規(guī)模;Q。一一人均用電量飽和規(guī)模;ps—一最大負(fù)荷飽和規(guī)模;Ns—一人門飽和規(guī)模;TLX—一最大負(fù)荷利用小時數(shù)。式（2）、式（3）為人均電量法的傳統(tǒng)預(yù)測模型。而全社會用電量的負(fù)荷預(yù)測模型為：PX=H(4)式中—一人均用電負(fù)荷飽和規(guī)模m。2.3基于多維度的飽和負(fù)荷預(yù)測方法許多事物的變化常會受到影響因素的干擾，那么我們想知道這些影響因素對事物影響的深度，從而定量評估，通過基于多維度的飽和負(fù)荷預(yù)測方法可以實現(xiàn)。分別以影響因素和研宄對象作自變量與因變量來建立數(shù)學(xué)模

7、型，其數(shù)學(xué)模型為:y二/(W.xJ式中(i=l,2,(43),n)為影響因素變量;y為因變量。這樣可以通過所建立的數(shù)學(xué)模型對各影響因素變量求偏導(dǎo)，即可對相應(yīng)影響因素變動帶來的靈敏dy，度進(jìn)行分析，比如通過數(shù)學(xué)模型表達(dá)式對影響因素變量Xi求偏導(dǎo)，可以對在具體的影響因素&處相應(yīng)的變動對目標(biāo)研宄對象的影響或者“沖擊”的大小進(jìn)行評價與評估。多維度負(fù)荷預(yù)測模型的創(chuàng)新源于計量經(jīng)濟(jì)學(xué)，在計量經(jīng)濟(jì)學(xué)中建模和分析主要基于線性模型，但有時卻與事物的實際發(fā)展軌跡相差很大。與之相比，多維度飽和負(fù)荷預(yù)測模型相對靈活，從事物本

8、身的特性出發(fā)進(jìn)行建模，考慮的因素更全面，結(jié)果也往往更準(zhǔn)確。此外，該模型可以更準(zhǔn)確地分析影響因素變化的敏感度,從且彌補(bǔ)了將時間序列數(shù)據(jù)擬合和預(yù)測的傳統(tǒng)方法直接適用于敏感性分析的缺點(diǎn)［7］。3總結(jié)和展望綜上所述，隨著電力系統(tǒng)智能化程度的不斷提高，電力負(fù)荷預(yù)測技術(shù)研宄也在不斷深入，從以前的經(jīng)典方法不斷涌現(xiàn)到目前的智能化優(yōu)化方法，給電力負(fù)荷預(yù)測提供了強(qiáng)大的工具?？梢哉f，負(fù)荷預(yù)測技術(shù)的發(fā)展在不斷的改進(jìn)，實現(xiàn)并成熟運(yùn)用智能化、精細(xì)化負(fù)荷預(yù)測技術(shù)是當(dāng)前和未來電力負(fù)荷預(yù)測技術(shù)發(fā)展的趨