楊占勝

城市配電網(wǎng)電力負荷分析是對一定范圍內(nèi)電力負荷的大小、發(fā)展趨勢及其分布等特點的刻畫與描述。城市配電網(wǎng)電力負荷具有很多不同的特點，例如負荷大小、增長趨勢等?？臻g電力負荷分析是準確地進行空間負荷預(yù)測的基礎(chǔ)，提出有效可行的空間負荷預(yù)測方法的關(guān)鍵，只有在進行電力負荷特性分析之后提出的預(yù)測方法，才會得到更高的負荷預(yù)測精度。

一、電力負荷的特性分析

（1）隨機變化的特性。電力負荷的隨機性可以分為內(nèi)在隨機性和外在隨機性兩種。內(nèi)在隨機性主要是電力系統(tǒng)中非線性元件的特性決定的，所以電力系統(tǒng)本身就是一個大型的非線性系統(tǒng)，并且電力負荷是該系統(tǒng)中的重要的一部分，因此，電力負荷也具有非線性特性，外在表現(xiàn)形式就是電力負荷數(shù)據(jù)的隨機變化性。（2）周期變化的特性。電力負荷具有隨機變化的同時，還有一個明顯的特點就是電力負荷變化的周期性，主要是由于溫度、氣候和工作規(guī)律等的影響，外在表現(xiàn)為負荷的季節(jié)性變化、周循環(huán)、工作日與節(jié)假日等特征。例如，每年的電力負荷的峰值往往出現(xiàn)在冬季和夏季，低谷出現(xiàn)在春季和秋季；每周的電力負荷周一到周五的變化具有規(guī)律性，雙休日負荷相對降低；在節(jié)假日期間，電力負荷值也會出現(xiàn)降低的情況。

二、空間電力負荷的特性分析

電力負荷特性分析是電力系統(tǒng)負荷預(yù)測的基礎(chǔ)，把握電力負荷的特點，有利于負荷預(yù)測精度的提高，同時在進行空間負荷預(yù)測時，若事先對空間電力負荷進行分析，并且針對這些特性采用一些理論來描述，也必然會改善空間負荷預(yù)測的預(yù)測精度。（1）空間電力分辨率。在進行空間負荷預(yù)測時，首先必須將預(yù)測區(qū)域按照一定的規(guī)則劃分小區(qū)，但是所劃分的小區(qū)的大小、類型也會影響空間負荷預(yù)測的方法的結(jié)果及精度，所以本文引入了空間電力分辨率的概念。所謂空間電力分辨率就是指在地理信息系統(tǒng)環(huán)境下，將預(yù)測區(qū)域按照一定規(guī)則劃分為一組供電小區(qū)，如果每一個小區(qū)負荷數(shù)據(jù)都能夠非常容易的采集和確定，則將該組供電小區(qū)面積的倒數(shù)稱為空間電力分辨率?？臻g電力分辨率是對空間電力負荷的分辨電力負荷大小和分布的能力的一種描述，包括所劃分供電小區(qū)的形狀、大小以及能否合理確定小區(qū)負荷值3個要素。通常劃分小區(qū)的方式主要有兩類，一類是按照等大小的有規(guī)則的網(wǎng)格來劃分，網(wǎng)格可以是長方形、正方形等有規(guī)則的圖形，這一類劃分方式得到的小區(qū)的負荷數(shù)據(jù)并不能直接得到，需要通過總量負荷來給劃分的這些小區(qū)進行合理分配；另一類小區(qū)劃分方式是按照電力設(shè)備、行政區(qū)域、供電單位等的供電區(qū)域進行劃分小區(qū)，這一類劃分方式得到的小區(qū)的負荷數(shù)據(jù)可以直接通過電力系統(tǒng)相關(guān)的電力設(shè)計的表記來收集。（2）空間電力負荷特性分析。空間電力負荷特性分析是提出可行有效的空間負荷預(yù)測方法的前提，空間電力負荷除了具有一般電力負荷的特性（即隨機變化性和周期變化性）外，還具有空間負荷自身特有的一些特性，并且這些特性能夠為下一步空間負荷預(yù)測方法的提出奠定基礎(chǔ)。本課題針對的主要是按照供電范圍劃分方式下的空間負荷預(yù)測，因此下面主要討論該方式下劃分的小區(qū)所具有的空間特性。一是S型增長特性?？臻g電力負荷的增長與該地區(qū)的社會經(jīng)濟的增長有關(guān)，主要包括該地區(qū)的人均國民生產(chǎn)總值，人口數(shù)量，及當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟政策等?？臻g電力負荷各年的增長并不是平穩(wěn)的，其增長曲線呈現(xiàn)S型。但是，空間電力負荷S型增長曲線并不是說明負荷增長總是在S型的基礎(chǔ)上開始的，只是說明電力負荷可能處于S型增長曲線的任一階段。另外，有的電力負荷的增長速度還會出現(xiàn)多次變化的情況，即多S型曲線的形式。因此，對小區(qū)進行負荷預(yù)測其實就是對小區(qū)負荷從增長速度為零，到高速發(fā)展，再到低速發(fā)展的階段的確定。二是負荷轉(zhuǎn)移特性。城市配電網(wǎng)是在“閉環(huán)設(shè)計、開環(huán)運行”的主導(dǎo)思想下建設(shè)的，所以部分饋線之間是相互聯(lián)絡(luò)的，即相互之間可以發(fā)生負荷轉(zhuǎn)移。在電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的過程中，時而會通過開關(guān)變位來倒切負荷以降低線路損耗、減少過載負荷，實現(xiàn)饋線間、變電所間的負荷轉(zhuǎn)移。在發(fā)生負荷轉(zhuǎn)移的過程中，一些是永久性轉(zhuǎn)移；另一些是臨時性轉(zhuǎn)移。永久性負荷轉(zhuǎn)移會永久的改變負荷小區(qū)的負荷，可以不計負荷轉(zhuǎn)移對負荷發(fā)展趨勢的影響；然而，臨時性負荷轉(zhuǎn)移會使負荷小區(qū)的負荷發(fā)展趨勢發(fā)生大的波動，從而產(chǎn)生隨機性很大的歷史負荷數(shù)據(jù)，進而影響負荷預(yù)測的結(jié)果，所以這部分負荷轉(zhuǎn)移必須在進行負荷預(yù)測的過程中予以考慮。三是空間傳播特性。以上特性都是空間電力負荷在時間上所體現(xiàn)出來的，同時，在空間上具有傳播性。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，在一些大負荷產(chǎn)生的區(qū)域，例如居民樓集中區(qū)域、學(xué)校、醫(yī)院等，它們的負荷的不斷增長變化會引起其周圍區(qū)域的負荷的變化，這就體現(xiàn)了電力負荷的空間傳播性。電力負荷的空間傳播性是指在一定尺度下的空間電力分辨率下，負荷密度較大的小區(qū)對周圍小區(qū)負荷的影響。

三、小結(jié)

城市配電網(wǎng)電力負荷特性分析是提出可行有效的負荷預(yù)測方法的基礎(chǔ)。本文首先對電力負荷進行了分類，然后分析了電力負荷所具有的隨機變化性和周期變化性特點，最后引入了空間電力分辨率的概念，對空間電力負荷具有的S型增長特性、負荷轉(zhuǎn)移特性和空間傳播特性進行了詳細地介紹分析，為提出可行有效地的空間負荷預(yù)測方法奠定了基礎(chǔ)。