馬永良

【摘 要】介紹了負荷預測的常用方法。結合城市飽和負荷預測的需求，重點說明負荷密度法在城市空間負荷預測方面的原理和優(yōu)勢。以清城區(qū)飽和負荷預測為案例，介紹了負荷密度法的運用方法和步驟。結果證明該預測方法對電網規(guī)劃建設有較強的實用價值。

【關鍵詞】負荷預測；負荷密度法；空間負荷；電網規(guī)劃

負荷預測是在掌握大量地區(qū)發(fā)展數(shù)據的基礎上，運用各種負荷預測方法對地區(qū)各水平年的電力負荷進行預測。負荷預測是城市電網規(guī)劃的重要依據，是電網規(guī)劃的基礎。在電網規(guī)劃中，合理的負荷預測結果非常重要，負荷預測滯后于電力需求，將限制地區(qū)的經濟發(fā)展；負荷預測過于超前，將導致設備的利用率不高，造成浪費。因此，運用合理的方法進行負荷預測有重要的實際意義。

1.負荷預測的方法

由于負荷預測在電力規(guī)劃設計中的中的重要作用，國內外專家對負荷預測的技術也進行了廣泛和深入的研究。有許多預測方法應用于實際工作中，《城市電力規(guī)劃規(guī)范》也介紹了電力彈性系數(shù)法、回歸分析法、增長率法、人均用電指標法、橫向比較法、負荷密度法、單耗法等負荷預測方法[1]。下文對在電網規(guī)劃中常用的幾種方法進行簡單介紹。

1.1電力彈性系數(shù)法

電力彈性系數(shù)是指用電量的年均增長率與國內生產總值的年均增長率的比值。在一定的發(fā)展階段，反映電力需求與國民經濟的發(fā)展關系。電力彈性系數(shù)法需要的基礎數(shù)據量較少，數(shù)據也較容易獲得，是電力規(guī)劃中較為常用的簡單方法。這種方法的優(yōu)點是計算簡單，缺點是預測結果精度較低。

1.2回歸分析法

回歸分析法是在掌握大量歷史數(shù)據的基礎上，利用數(shù)理統(tǒng)計方法，建立因變量與自變量之間函數(shù)[2]。該方法能較好擬合歷史數(shù)據，但隨著時間推移預測會隨著時間增加而精度降低。

1.3人均用電指標法

通過對與本地區(qū)發(fā)展相似的其他地區(qū)的橫向比較，對照本地區(qū)在規(guī)劃期內的人口和國內生產總值情況，預測出人均用電水平。

1.4單耗法

單耗法是根據產品用電單耗和產品數(shù)量來推測電量。該方法主要應用于中短期規(guī)劃，對基礎數(shù)據要求比較高。

1.5負荷密度法

負荷密度是指在單位面積上的平均負荷值。負荷密度法以前一般應用于工業(yè)園區(qū)電力專題規(guī)劃中，但近年多個城市也在嘗試使用負荷密度法來做區(qū)域負荷預測。負荷密度法能充分利用城市建設規(guī)劃成果，結合城市發(fā)展計劃等，對城市的各地塊的負荷需求進行詳細分析和預測。不僅能匯總得出城市的負荷總量，還能得到負荷的空間分布情況[3]。

由于城市的發(fā)展，土地的價值水漲船高，變電站的選址和線路走廊的選定日益困難。電網規(guī)劃納入城市總體規(guī)劃，進行超前布局和電力用地預控非常有必要。負荷密度法能較為明確地得出負荷的空間分布，也能結合各地塊發(fā)展情況得出水平年的負荷，為電力選址選線提供有力支撐。

2.基于負荷密度的空間負荷預測原理

在土地利用規(guī)劃的基礎上，根據地塊的用地性質，對地塊各水平年的負荷進行預測，通過各類負荷的特性曲線，對不同用地性質地塊的負荷進行疊加，得出全局的負荷總量。

從數(shù)學角度來講，空間負荷預測存在以下3中映射關系：

式中，m為地塊編號，λ為地塊負荷發(fā)展程度，P為該地塊的負荷密度，S（x，y）為第i地塊面積和Q（x，y）為k片區(qū)的負荷。

3.負荷密度法的優(yōu)點

基本上每個市級城市都有城市總體規(guī)劃，負荷密度法的基礎數(shù)據可以直接引用城市總體規(guī)劃中的土地規(guī)劃成果。新建片區(qū)沒有歷史數(shù)據，可以參考新建園區(qū)或片區(qū)的專項規(guī)劃。相比其他的負荷預測方法，負荷密度法有自身獨特的優(yōu)勢。

（1）新規(guī)劃建設區(qū)域，沒有歷史數(shù)據支撐，不能使用其他時間序列方法預測，負荷密度法可以根據區(qū)域專項規(guī)劃對地塊的規(guī)劃，參考其他相似園區(qū)的負荷密度，能夠較為合理地預測負荷。

（2）負荷密度法能夠緊密結合城市的土地規(guī)劃。負荷密度法依據城市的用地規(guī)劃來預測負荷，負荷預測結果與土地規(guī)劃密切相關，能夠充分反映土地對城市和負荷需求的影響。

（3）負荷密度法得出的空間負荷分布有利于把電網規(guī)劃納入城市總體規(guī)劃。負荷密度是從每個小地塊著手，進行地塊的負荷預測，能詳盡地反應各地塊對負荷的需求，體現(xiàn)出負荷的空間分布，對于電網規(guī)劃的變電站站址和線路走廊提供有力支撐。

4.對清城區(qū)中長期負荷預測

清城區(qū)現(xiàn)轄源潭、龍?zhí)?、石角、飛來峽四個鎮(zhèn)，鳳城、東城、洲心、橫荷四個街道，全區(qū)總面積1296平方公里。2011年國內生產總值為364億元，2007年至2011年年均增長16.58%。最大負荷739MW，全社會用電53億千瓦時。隨著社會經濟的發(fā)展，城市用地日益緊張，迫切需要對城市進行飽和負荷預測，提前規(guī)劃電網的飽和網架。

4.1地塊面積統(tǒng)計

清城區(qū)變電站主要是根據行政片區(qū)進行供電范圍的劃分，本次飽和負荷預測也以行政片區(qū)域為片區(qū)，片區(qū)內的規(guī)劃地塊為最小的負荷預測單位。在城市規(guī)劃中，均對每個地塊的用地性質、負荷密度和容積率等作出規(guī)劃。本次規(guī)劃的主要依據也是來之清城區(qū)的城市規(guī)劃。根據清城區(qū)城市土地規(guī)劃成果，統(tǒng)計各種類型用地的面積見表1。

4.2 負荷密度選擇

根據地區(qū)現(xiàn)狀負荷密度，對典型地區(qū)進行負荷密度調查，初步得出符合本地區(qū)的負荷密度取值范圍。橫向類比佛山市的發(fā)展規(guī)劃和產業(yè)結構，發(fā)現(xiàn)清城區(qū)的發(fā)展路徑與佛山相似。綜合現(xiàn)狀負荷密度和橫向比較先發(fā)展地區(qū)的負荷密度，清城區(qū)負荷密度的取值見表2。

4.3片區(qū)負荷預測

從地區(qū)用地規(guī)劃中獲得地塊的面積，根據地塊的用地特性選取相應的負荷密度，代入公式（2），得出各地塊的負荷。分析地塊的發(fā)展程度和政府的產業(yè)規(guī)劃，賦予負荷發(fā)展程度系數(shù)λ在0.1～1之間的值。算出片區(qū)各類地塊的負荷結果見表3。

4.4 利用地區(qū)負荷特性曲線疊加

在電網中存在著多負荷，負荷曲線不一致，也就是說存在同時率的問題。各類地塊的負荷不能直接相加。本規(guī)劃通過調查以上9類用地的日負荷曲線[4]，把負荷曲線進行歸一化處理，然后通過疊加各類負荷曲線得出地區(qū)負荷最高點，最后通過負荷最高點反推出對應的各類負荷疊加系數(shù)。疊加匯總的地區(qū)負荷預測結果見表4。

5.結論

在清城區(qū)的飽和負荷預測中使用了負荷密度法進行遠景負荷預測，其結果得到評審專家的認可。負荷密度法在城市飽和負荷預測中，能充分體現(xiàn)負荷的空間特性，為飽和網架規(guī)劃等提供依據，使得變電站布點和出線走廊的規(guī)劃更科學和合理。

【參考文獻】

[1]程浩忠.電力系統(tǒng)規(guī)劃[M].北京：中國電力出版社，2008.

[2]劉先虎.負荷密度法在城市遠景負荷預測中的應用[J].供用，2007（12）：13-15：

[3]陳盛燃.區(qū)域電網規(guī)劃負荷預測實例[J].技術與管理，35-38.

[4]趙希正.中國電力負荷特性分析與預測[M].北京：中國電力出版社，2001.