楊 逸，周麗華，柳 昂

（國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司，浙江 湖州 313000）

計(jì)及穩(wěn)定度分量的負(fù)荷預(yù)測新評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

楊 逸，周麗華，柳 昂

（國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司，浙江 湖州 313000）

到目前為止，負(fù)荷預(yù)測工作基本上以負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確率為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。而負(fù)荷準(zhǔn)確率只反映了負(fù)荷預(yù)測的絕對偏差的大小，由于各地區(qū)負(fù)荷構(gòu)成因素不同，導(dǎo)致負(fù)荷穩(wěn)定性迥異。各地區(qū)負(fù)荷穩(wěn)定性高低基本決定了地區(qū)負(fù)荷準(zhǔn)確率高低，不利于反映負(fù)荷預(yù)測人員真實(shí)努力的程度。記及穩(wěn)定度分量的負(fù)荷預(yù)測新評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)引入了穩(wěn)定度分量的概念，通過該地每個(gè)月穩(wěn)定度分量的高低來核算每月負(fù)荷預(yù)測合格率，通過合格率與準(zhǔn)確率雙重指標(biāo)對負(fù)荷預(yù)測工作進(jìn)行評價(jià)。

負(fù)荷預(yù)測；穩(wěn)定度；評價(jià)；預(yù)測誤差

在電力系統(tǒng)中，發(fā)電、規(guī)劃、計(jì)劃、調(diào)度等部門都需要負(fù)荷預(yù)測，電力系統(tǒng)的規(guī)劃和調(diào)度運(yùn)行也都以電力負(fù)荷預(yù)測為依據(jù)。負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到如何安排電網(wǎng)內(nèi)部發(fā)電機(jī)組的啟停，關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性。符合要求的負(fù)荷預(yù)測還能有效地降低發(fā)電成本，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。而負(fù)荷預(yù)測工作需要評價(jià)機(jī)制，以確認(rèn)負(fù)荷預(yù)測工作的深入程度以及評價(jià)預(yù)測方法的優(yōu)劣。

目前普遍采用的是以國家電網(wǎng)公司電網(wǎng)短期負(fù)荷預(yù)測技術(shù)規(guī)范中的負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確率或合格率評價(jià)負(fù)荷預(yù)測的水平，但是經(jīng)過大量的分析發(fā)現(xiàn)，準(zhǔn)確率的高低因負(fù)荷特性的不同有巨大的差異，即使改變預(yù)測方法以及預(yù)測人員主客觀再多努力也難以提高。因此，有必要研究負(fù)荷自身的特性以及評價(jià)負(fù)荷預(yù)測的方法。

1 負(fù)荷規(guī)律性與預(yù)測準(zhǔn)確率的關(guān)系

電力負(fù)荷是具有較強(qiáng)周期性的時(shí)間序列，其變化既有規(guī)律性又有隨機(jī)性。其中每日、周、月、季、年負(fù)荷曲線基本都具有一定的相似性，同時(shí)又有較大的差異。若負(fù)荷變化只有規(guī)律性沒有隨機(jī)性，則可以進(jìn)行完全建模從而實(shí)現(xiàn)精確的負(fù)荷預(yù)測（無差預(yù)測）；若負(fù)荷變化只有隨機(jī)性而無規(guī)律性，則只能在隨機(jī)規(guī)律的范疇內(nèi)做出預(yù)測，要使預(yù)測結(jié)果的精度超越隨機(jī)規(guī)律所限定的精度是不可能的。

為對負(fù)荷的規(guī)律性有一個(gè)定量的分析，需要對若干連續(xù)日負(fù)荷進(jìn)行數(shù)據(jù)分解與成分分析，采用傅立葉分解等手段對負(fù)荷曲線進(jìn)行頻域分解，分解為日周期分量、周周期分量、高頻分量和低頻分量。

對指定建模時(shí)域的負(fù)荷時(shí)間序列做如下有限傅立葉分解：

進(jìn)行周期性成分重構(gòu)：

式中：ai和bi為實(shí)頻率分量的振幅；a0+D（t）為日周期分量；W（t）為周周期分量；L（t）為低頻分量；H（t）為高頻分量；P（t）為負(fù)荷時(shí)間序列。

前兩項(xiàng)為日周期分量，W（t）為周周期分量，是穩(wěn)定分量，可以用常規(guī)方法準(zhǔn)確建模，并用做預(yù)測。式中L（t）為低頻分量，受溫度等緩變性質(zhì)因素影響為部分可預(yù)測分量。建模難點(diǎn)是不能窮盡各種影響因素，且某些因素很難通過數(shù)量化手段描述。H（t）為高頻分量，反映負(fù)荷的隨機(jī)波動，是不可預(yù)測分量，即隨機(jī)分量。

在這種模型分解方法下，由于低頻分量和高頻分量的存在，且不能完全建模，故存在建模誤差，從而決定了負(fù)荷預(yù)測有一定的準(zhǔn)確率上限，即穩(wěn)定度上限。

利用高頻分量計(jì)算負(fù)荷的穩(wěn)定度上限Luper：

同樣，日分量和周分量是負(fù)荷預(yù)測中必須把握的負(fù)荷，因此，合格的負(fù)荷預(yù)測有一定的準(zhǔn)確率下限，即穩(wěn)定度下限：

利用日、周周期分量計(jì)算負(fù)荷的穩(wěn)定度下限Llower：

通過穩(wěn)定度上限和穩(wěn)定度下限算術(shù)平均可以確定當(dāng)月穩(wěn)定度L：

2 計(jì)及穩(wěn)定度分量的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2.1 負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確率

根據(jù)國家電網(wǎng)公司《電網(wǎng)短期負(fù)荷預(yù)測技術(shù)規(guī)范》中對負(fù)荷預(yù)測合格率的定義：

評估點(diǎn)負(fù)荷預(yù)測偏差率Ei為：

式中：Li，f為時(shí)刻i的負(fù)荷預(yù)測值；Li為時(shí)刻i的負(fù)荷實(shí)際值。

日平均負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確率Ad為：

式中：RMSE為日負(fù)荷預(yù)測偏差率均方根；E為15 min時(shí)刻的負(fù)荷預(yù)測偏差率；n為日實(shí)際考核點(diǎn)數(shù)。

2.2 負(fù)荷預(yù)測合格率

通過當(dāng)月穩(wěn)定度及該月每日負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確率，計(jì)算當(dāng)月負(fù)荷預(yù)測合格率Bm（計(jì)及穩(wěn)定度）為：

式中：Ad為月平均日負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確率；L為月穩(wěn)定度；n為當(dāng)月天數(shù)。

2.3 負(fù)荷預(yù)測綜合指標(biāo)

負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確率和與計(jì)及穩(wěn)定度的負(fù)荷預(yù)測合格率，按不同權(quán)重計(jì)入綜合指標(biāo)：

通過月負(fù)荷預(yù)測合格率與月負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確率計(jì)算取當(dāng)月綜合評價(jià)指標(biāo)：

式中：Cm為月負(fù)荷預(yù)測結(jié)合指標(biāo)率；Am為月負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確率；a為負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確率所占權(quán)重；b為負(fù)荷預(yù)測合格率所占權(quán)重。

式中的a與b之和為100%，不同地區(qū)a與b的值可以不同，根據(jù)該地區(qū)的負(fù)荷特性可適當(dāng)調(diào)整，使其達(dá)到最優(yōu)。

3 具體評價(jià)案例

以國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司為例，2012年1月起開始試行采用計(jì)及穩(wěn)定度分量的負(fù)荷預(yù)測評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對下屬長興、德清、安吉3個(gè)縣級供電公司的負(fù)荷預(yù)測工作進(jìn)行考核。長興、德清、安吉三縣負(fù)荷約分別為60，40，25萬kW，負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確率見表1。

按傳統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測評價(jià)體系評價(jià)，2012年湖州縣級調(diào)度機(jī)構(gòu)負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確率排序?yàn)殚L興、德清、安吉。

按計(jì)及穩(wěn)定度的負(fù)荷預(yù)測評價(jià)規(guī)則，計(jì)算縣級調(diào)度機(jī)構(gòu)月度負(fù)荷穩(wěn)定度，再以此為基準(zhǔn)計(jì)算負(fù)荷預(yù)測合格率見表2。

表1 2012年湖州縣級調(diào)度機(jī)構(gòu)負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確率 萬kW

表2 2012年湖州縣級調(diào)度機(jī)構(gòu)負(fù)荷預(yù)測合格率

表3 2012年湖州縣級調(diào)度機(jī)構(gòu)負(fù)荷綜合評價(jià)指標(biāo)

在實(shí)際考評中，a與b的取值與負(fù)荷實(shí)際情況及負(fù)荷波動程度相關(guān)，當(dāng)負(fù)荷波動明顯時(shí)，b的取值可適當(dāng)增大。

湖州在評價(jià)縣級調(diào)度機(jī)構(gòu)時(shí)在式（10）中，考慮到負(fù)荷波動較為明顯，a與b均取50%，則其最終綜合指標(biāo)情況見表3。

4 結(jié)語

通過計(jì)及穩(wěn)定度的負(fù)荷預(yù)測新評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，建立循環(huán)動態(tài)考核機(jī)制，在規(guī)定時(shí)間周期內(nèi)循環(huán)展開穩(wěn)定度分析，依據(jù)穩(wěn)定度上下限，并結(jié)合當(dāng)?shù)刎?fù)荷水平，動態(tài)調(diào)整負(fù)荷預(yù)測考核精度，更具有可比較的公平性，激勵(lì)預(yù)測人員提高預(yù)測精度，改變了過去“一刀切”的考核機(jī)制，體現(xiàn)了科學(xué)管理、精細(xì)化管理的理念，保證了管理的科學(xué)性與公平性。

[1]王學(xué)申，劉剛．電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測方法分析及應(yīng)用[J]．能源與環(huán)境，2011（8）∶20，31.

[2]牛東曉，曹樹華，趙磊，等．電力負(fù)荷預(yù)測技術(shù)及其應(yīng)用[M]．北京：中國電力出版社，1998.

[3]查特菲爾德（Chatterfidle）.時(shí)間序列分析導(dǎo)論（The guide oftime series analysis）[M].北京：宇航出版社，1986.

（本文編輯：楊 勇）

A New Standard of Load Forecast Evaluation Based on Stability Degree Component

YANG Yi，ZHOU Lihua，LIU Ang
（State Grid Huzhou Power Supply Company，Huzhou Zhejiang 313000，China）

So far，accuracy is basically taken as the only work of load forecast.However，the accuracy just reflects the absolute deviation of load forecast，which differentiates load stability due to different load structures in different regions.The load stability degrees in all regions basically decide the load accuracy，which can not reflect effort of load forecast personnel.The stability degree component is introduced as a new conception in load forecast evaluation standard that takes stability component into account.The new system checks monthly qualification rate of load forecast through stability degree component and evaluates load forecast by qualification rate and accuracy.

load forecast；stability degree；evaluation；forecast error

TM714

A

1007-1881（2015）09-0022-03

2015-02-11

楊 逸（1981），男，工程師，從事電力市場、電力經(jīng)濟(jì)調(diào)度、電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行等研究。