曲惠芹

【摘 要】負(fù)荷預(yù)測是編制城市電力規(guī)劃的基礎(chǔ)和重要內(nèi)容，是合理確定城市電源電網(wǎng)規(guī)模和布局的基本依據(jù)。城市電力規(guī)劃工作復(fù)雜,需要收集供電基礎(chǔ)資料，調(diào)查有關(guān)社會經(jīng)濟發(fā)展的歷史數(shù)據(jù)，認(rèn)真深入分析現(xiàn)狀電網(wǎng)，結(jié)合城市總體發(fā)展規(guī)劃、土地資源和環(huán)保規(guī)劃等,對當(dāng)?shù)爻鞘须娋W(wǎng)的特點及用電特點進(jìn)行合理的負(fù)荷預(yù)測。

【關(guān)鍵詞】電力規(guī)劃基礎(chǔ)資料傳統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測現(xiàn)代負(fù)荷預(yù)測

一、城市電力規(guī)劃供電基礎(chǔ)資料的收集

1.城市總體規(guī)劃階段需調(diào)研收集的供電基礎(chǔ)資料

（1）地區(qū)動力資源分布、儲量、開采程度資料。

（2）城市綜合資料，包括區(qū)域經(jīng)濟、城市人口、土地面積、國內(nèi)生產(chǎn)總值，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)大型工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)值產(chǎn)量的近5年或10年的歷史規(guī)劃綜合資料。

（3）城市電源電網(wǎng)資料，包括地區(qū)電力電氣主結(jié)線系統(tǒng)圖、城市供電電源種類、裝機容量及發(fā)電廠位置，城網(wǎng)供電電壓等級及結(jié)構(gòu)、各級電壓的變電所容量數(shù)量位置及用地、高壓架空線路路徑、走廊寬度等現(xiàn)狀資料及城市電力部門制定的城市電力網(wǎng)行業(yè)規(guī)劃資料，在城市現(xiàn)狀地形圖中應(yīng)明確標(biāo)注現(xiàn)狀35KV以上變電站的位置和輸電線路的電壓等級以及地理走向。

（4）城市用電負(fù)荷資料，包括近5年來城市供(用)電量統(tǒng)計表(應(yīng)包括5年來城市每年的總供電量﹑用電量﹑線路損耗以及每年的最大負(fù)荷)，城市用電分類統(tǒng)計表可(分為市政用電﹑工業(yè)用電以及農(nóng)業(yè)用電)。

2.城市詳細(xì)規(guī)劃階段的電力規(guī)劃需要調(diào)研的資料

（1）城市各類建筑單位建筑面積歸算到10KV電源處的負(fù)荷指標(biāo)的現(xiàn)狀資料或現(xiàn)行的地方經(jīng)驗數(shù)據(jù)。

（2）詳細(xì)規(guī)劃范圍內(nèi)的各類行業(yè)現(xiàn)狀及規(guī)劃資料。

（3）詳細(xì)規(guī)劃區(qū)內(nèi)的道路網(wǎng)各類設(shè)施分布現(xiàn)狀及詳細(xì)規(guī)劃圖。

二、負(fù)荷預(yù)測

供電基礎(chǔ)資料收集后，應(yīng)根據(jù)本地電網(wǎng)的特點及用電特點，預(yù)測未來一定期限內(nèi)(近期1-5年，中期6-10年遠(yuǎn)期20年計)的負(fù)荷增長情況。如果預(yù)測的需求后于實際需求，將會導(dǎo)致供電負(fù)荷緊張，甚至造成拉閘限電；但如果預(yù)測的需求過度超前于實際需求，則系統(tǒng)利用率太低，將造成資源的嚴(yán)重浪費。

傳統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測通常采用以下方法：（1）單耗法；（2）彈性系數(shù)法；（3）平均增長率法；（4）綜合用電水平法；（5）負(fù)荷密度法；（6）回歸分析法；（7）時間序列法。下面重點介紹幾種方法：

1.單耗法

根據(jù)產(chǎn)品（或產(chǎn)量）用電單耗和數(shù)量推算其用電量。應(yīng)注意各行業(yè)單耗指標(biāo)的動態(tài)變化，它可隨科技進(jìn)步生產(chǎn)力的提高和節(jié)能技術(shù)發(fā)展而降低單耗，也會隨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整或產(chǎn)品改變而發(fā)生變化。單耗法的優(yōu)點是方法簡單，對短期負(fù)荷預(yù)測效果較好。缺點是需做大量細(xì)致的調(diào)研工作，比較籠統(tǒng)，很難反映現(xiàn)代經(jīng)濟、政治、氣候等條件的影響。單耗法適用于預(yù)測規(guī)劃近期和中期的用電負(fù)荷。

其預(yù)測公式如下：P1=WnP/T。

式中：Wn——產(chǎn)品產(chǎn)量用電單耗；

N——產(chǎn)品（或產(chǎn)量）數(shù)；

T——國內(nèi)生產(chǎn)總值年平均增長率。

2.電力彈性系數(shù)法

電力彈性系數(shù)從宏觀上確定電力發(fā)展同國民經(jīng)濟發(fā)展的相對速度，它是衡量國民經(jīng)濟發(fā)展和用電需求的重要參數(shù)。

其計算式為：b=α/β。

式中：b——電力彈性系數(shù)；

α——電力消費年平均增長率；

β——國內(nèi)生產(chǎn)總值年平均增長率。

電力彈性系數(shù)反映市場需求情況，體現(xiàn)市場需求變化，對電力的規(guī)劃和發(fā)展有一定的意義。國內(nèi)嚴(yán)重缺電的時候電力彈性系數(shù)大于1。經(jīng)濟發(fā)展平穩(wěn)的時候電力彈性系數(shù)接近1，該方法的優(yōu)點是方法簡單，易于計算。缺點是需做大量細(xì)致的調(diào)研工作。用電力彈性系數(shù)法預(yù)測的用電量誤差很大，這種方法適用于校核規(guī)劃中期和遠(yuǎn)期的負(fù)荷預(yù)測。

3.年平均增長率法

從供電基礎(chǔ)資料入手，把本市(縣)近5年來的用電量和最大負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計，計算出負(fù)荷的年平均增長率。從而推算未來一定期限內(nèi)(近期規(guī)劃按5年計，遠(yuǎn)期規(guī)劃按20年計)負(fù)荷的增長情況。這種方法適用于預(yù)測規(guī)劃近期和中期遠(yuǎn)期的各種用電負(fù)荷。

其計算式為：A（m+n）=Am(1+a) n。

式中：α——預(yù)計規(guī)劃期內(nèi)年平均用電量增長率；

M——基準(zhǔn)年份；

N——預(yù)測規(guī)劃年限。

4.綜合用電水平法

根據(jù)各規(guī)劃期內(nèi)的年人均綜合用電水平來推算負(fù)荷的增長情況。按照以往所做的一些城市電力規(guī)劃，根據(jù)人均綜合用電水平乘以近期規(guī)劃和遠(yuǎn)期規(guī)劃的人口規(guī)模，即可得出未來一定期限內(nèi)的城市用電負(fù)荷。這種方法適用于預(yù)測規(guī)劃近期和中期的用電負(fù)荷。

其預(yù)測公式如下：Pl=WaP/T。

式中：Pl——用電負(fù)荷；

Wa——年人均用電量（Kw/h）；

P——規(guī)劃期人口數(shù)；

T——年綜合最大利用小時數(shù)。

當(dāng)以人口進(jìn)行計算時，用電水平相當(dāng)于人均電耗；如以面積進(jìn)行計算，所得用電水平即相當(dāng)于負(fù)荷密度。年用電量An=Sd萬度,其中S--指定計算范圍內(nèi)的人口數(shù)，d--表示用電水平指標(biāo)。

5.負(fù)荷密度法

即單位面積功率法，這種方法適用預(yù)測各功能分區(qū)的用電負(fù)荷。適用于總圖方案或初步設(shè)計的負(fù)荷預(yù)測與計算負(fù)荷的估算。首先計算現(xiàn)狀和歷史的分區(qū)負(fù)荷密度，然后根據(jù)地區(qū)發(fā)展規(guī)劃對各分區(qū)負(fù)荷發(fā)展的特點推算出各分區(qū)各目標(biāo)年的負(fù)荷密度預(yù)測值。對于集中的用電大戶預(yù)測時可做為點負(fù)荷單獨計算。

6.回歸分析法

根據(jù)負(fù)荷的歷史資料，建立可以進(jìn)行數(shù)學(xué)分析的數(shù)學(xué)模型。用數(shù)理統(tǒng)計中的回歸分析方法對變量的觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，從而實現(xiàn)對未來的負(fù)荷進(jìn)行的預(yù)測。優(yōu)點是預(yù)測精度較高，適用于在中、短期預(yù)測使用。缺點是：（1）規(guī)劃水平年的工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值很難詳細(xì)統(tǒng)計；（2）只能測算出綜合用電負(fù)荷的發(fā)展水平，無法測算出各供電區(qū)的負(fù)荷發(fā)展水平，也就無法進(jìn)行具體的電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃。

電力彈性系數(shù)法、年平均增長率法、回歸分析法主要是根據(jù)歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行分析而建立的預(yù)測數(shù)學(xué)模型，多用于宏觀預(yù)測城市總用電負(fù)荷或校核中遠(yuǎn)期的規(guī)劃負(fù)荷預(yù)測值，單耗法、負(fù)荷密度法適用于分項分類的局部預(yù)測。以上負(fù)荷預(yù)測方法中，實際應(yīng)用中相互補充校核。

三、現(xiàn)代負(fù)荷預(yù)測方法

20世紀(jì)80年代后期，一些基于新興學(xué)科理論的現(xiàn)代預(yù)測方法逐漸得到了成功應(yīng)用。這其中主要有灰色數(shù)學(xué)理論、專家系統(tǒng)方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論、模糊預(yù)測理論等。

1.灰色數(shù)學(xué)理論

灰色數(shù)學(xué)理論是把負(fù)荷序列通過生成變換，使其變化為有規(guī)律的生成數(shù)列再建模用于負(fù)荷預(yù)測。影響負(fù)荷因素的未知性和不確定性，成為系統(tǒng)的灰色特性。

2.專家系統(tǒng)方法

專家系統(tǒng)方法是對于數(shù)據(jù)庫里存放的過去幾年的負(fù)荷數(shù)據(jù)和天氣數(shù)據(jù)等進(jìn)行細(xì)致的分析，借助專家系統(tǒng)，匯集有經(jīng)驗的負(fù)荷預(yù)測人員的知識，按照一定的推理進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測。

3.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)功能，讓計算機學(xué)習(xí)包含在歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)中的映射關(guān)系，再利用這種映射關(guān)系預(yù)測未來負(fù)荷。

4.模糊負(fù)荷預(yù)測

模糊控制是在所采用的控制方法上應(yīng)用了模糊數(shù)學(xué)理論，使其進(jìn)行確定性的工作，對一些無法構(gòu)造數(shù)學(xué)模型的被控過程進(jìn)行有效控制。模糊負(fù)荷預(yù)測是近幾年比較熱門的研究方向。

隨著電力市場的發(fā)展，負(fù)荷預(yù)測的重要性日益顯現(xiàn)，并且對負(fù)荷預(yù)測精度的要求越來越高。傳統(tǒng)的預(yù)測方法比較成熟，預(yù)測結(jié)果具有一定的參考價值，但要進(jìn)一步提高預(yù)測精度，就需要對傳統(tǒng)方法進(jìn)行一些改進(jìn)，同時隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代負(fù)荷預(yù)測的理論會越來越成熟，預(yù)測的精度越來越高。

參考文獻(xiàn)：

[1]城市電力規(guī)劃規(guī)范GB50293-1999.

[2]建筑電氣手冊.中國建筑工業(yè)出版社，1996.

（作者單位：山東省萊西市規(guī)劃管理局）