李帆 黃河 樊麗君 胡彩紅

1.國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司常州供電分公司； 2.北京成和能源咨詢有限公司

一、引言

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處于轉(zhuǎn)型升級(jí)的特殊階段，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)規(guī)律發(fā)生了很大的變化,從而也引起電力電量增長(zhǎng)規(guī)律發(fā)生了較大變化。尤其是近期國(guó)內(nèi)外新冠疫情常態(tài)化、中美貿(mào)易摩擦持續(xù)深化，更是影響深遠(yuǎn)。電力電量和負(fù)荷特性預(yù)測(cè)工作關(guān)系到電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)計(jì)劃制定和電網(wǎng)規(guī)劃編制，準(zhǔn)確的電力電量和負(fù)荷特性預(yù)測(cè)結(jié)果能夠規(guī)避電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，提高用戶供電可靠性，降低電網(wǎng)無(wú)效投資，有助于提高系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和電網(wǎng)投資效益。

文1采用用戶畫像技術(shù)，基于用戶負(fù)荷水平、用戶日常用電行為、用戶多元互動(dòng)能力等因素，構(gòu)建多個(gè)維度用戶特征的園區(qū)用戶三級(jí)標(biāo)簽體系，并以此構(gòu)建了園區(qū)用戶成熟度評(píng)價(jià)模型，分別從負(fù)荷水平、用電行為、互動(dòng)能力三個(gè)維度對(duì)用戶的用電特性進(jìn)行評(píng)價(jià)，以便快速直觀掌握電力用戶的負(fù)荷行為模式以及電量需求規(guī)律。文2以電網(wǎng)供需互動(dòng)為目標(biāo),基于非入戶終端的細(xì)粒度用電行為量測(cè)數(shù)據(jù)及營(yíng)銷系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)行為統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),開展居民用戶畫像方法研究，從用戶行為、用電特性、消費(fèi)習(xí)慣三大維度建立用戶多源特征標(biāo)簽體系,并提出各個(gè)特征標(biāo)簽的萃取方法，進(jìn)行電力客戶總體調(diào)控簇別分析,并對(duì)居民用戶進(jìn)行綜合畫像及可視化呈現(xiàn)。上述研究未充分考慮地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展特點(diǎn)，不能有效預(yù)測(cè)用戶各階段的用電特征變化趨勢(shì)。

本文結(jié)合江蘇常州地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展特點(diǎn)和用戶行業(yè)屬性，構(gòu)建基于S曲線的用戶負(fù)荷增長(zhǎng)特征模型，通過歷史數(shù)據(jù)回歸分析，得到用戶負(fù)荷特征參數(shù)演變規(guī)律，進(jìn)而預(yù)測(cè)未來(lái)典型用戶的用電特征行為，案例研究表明所提方法的合理性。

二、預(yù)測(cè)模型

為量化分析用戶的負(fù)荷特性，構(gòu)建S型曲線反映不同用戶各成長(zhǎng)階段的負(fù)荷增速，模型公式如下：

首先，通過對(duì)用戶歷年負(fù)荷曲線進(jìn)行S型曲線模型擬合，計(jì)算所得的模型參數(shù)可以從負(fù)荷起步的速度、進(jìn)入飽和的速度、飽和的水平三個(gè)方面來(lái)表征用戶負(fù)荷增長(zhǎng)特征。參數(shù)a用來(lái)表征用戶停留在緩慢增長(zhǎng)階段的時(shí)間長(zhǎng)短，a越大，停留在緩慢增長(zhǎng)階段的時(shí)間越長(zhǎng)。k表示達(dá)到飽和時(shí)的水平。參數(shù)b表征用戶停留在快速增長(zhǎng)期的時(shí)間，反應(yīng)了進(jìn)入飽和狀態(tài)的速度。

其次，結(jié)合用戶所在行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，以及S型曲線中的k、a、b等參數(shù)的變化規(guī)律，預(yù)測(cè)未來(lái)典型用戶的用電負(fù)荷曲線成長(zhǎng)規(guī)律。

三、案例分析

國(guó)網(wǎng)江蘇公司以國(guó)家統(tǒng)計(jì)局新頒行的《國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)用電分類》為依據(jù)，構(gòu)建2017國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)用電分類標(biāo)準(zhǔn)編碼，對(duì)江蘇省國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)用電分類進(jìn)行了梳理，將其分為一級(jí)行業(yè)（大行業(yè)）、二級(jí)行業(yè)（分行業(yè)）和三級(jí)行業(yè)（行業(yè)）三類，其中大行業(yè) 12 個(gè)，分行業(yè) 72個(gè)，行業(yè) 640 個(gè)。其中，制造業(yè)種類最多，包含31個(gè)分行業(yè)和293個(gè)行業(yè)，占比46%。

2019年常州全市經(jīng)濟(jì)運(yùn)行總體平穩(wěn)，發(fā)展質(zhì)效持續(xù)提升，高質(zhì)量發(fā)展取得積極成效，全市實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）7400.9億元，按可比價(jià)計(jì)算增長(zhǎng)6.8%，增速高出江蘇省平均水平0.7個(gè)百分點(diǎn)。全市全社會(huì)用電量為505.85億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)3.29%，其中一、二、三產(chǎn)用電量分別為2.66、387.71、64.65億千瓦時(shí)。未來(lái)5年江蘇經(jīng)濟(jì)增加值增速將略低于全國(guó)平均水平，電力需求增速放緩，用電負(fù)荷也將呈現(xiàn)與工業(yè)化中期顯著不同的特性。

選擇常州地區(qū)典型寄宿制中學(xué)，應(yīng)用上述模型研究其負(fù)荷特性。數(shù)值分析表明，寄宿制中學(xué)負(fù)荷緩慢增長(zhǎng)階段的時(shí)間長(zhǎng)度約為1-2年，快速增長(zhǎng)階段的時(shí)間長(zhǎng)度約為1-2年，通常3-4年左右達(dá)到飽和階段。飽和階段的負(fù)荷特征是，春秋季日最小負(fù)荷率約為25%，平均負(fù)荷率約為0.62；夏季和冬季日最小負(fù)荷率約為45%，平均負(fù)荷率約為0.71。

四、結(jié)論

我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處于轉(zhuǎn)型升級(jí)的特殊階段，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)規(guī)律發(fā)生了很大的變化,從而也引起電力負(fù)荷特性發(fā)生較大變化。用戶供電服務(wù)質(zhì)量和可靠性水平要求不斷提高、電網(wǎng)公司降本增效的內(nèi)在壓力也客觀要求深刻把握用戶負(fù)荷特性規(guī)律。本文結(jié)合江蘇常州地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展特點(diǎn)和用戶行業(yè)屬性，構(gòu)建基于S曲線的用戶負(fù)荷增長(zhǎng)特征模型，通過歷史數(shù)據(jù)回歸分析，得到用戶負(fù)荷特征參數(shù)演變規(guī)律，進(jìn)而預(yù)測(cè)未來(lái)典型用戶的用電特征行為。常州地區(qū)典型寄宿制中學(xué)用電負(fù)荷通常3-4年左右達(dá)到飽和階段，春秋季日最小負(fù)荷率約為25%，平均負(fù)荷率約為0.62；夏季和冬季日最小負(fù)荷率約為45%，平均負(fù)荷率約為0.71。案例研究表明所提方法的合理性。