浅谈负荷预测
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作者: 张丽娟
[摘要]本文简单介绍负荷预测的几种方法:单耗法、弹性系数法、综合用电水平法、外推法、负荷密度法等。以中山市为例进行了具体分析。
[关键词]负荷预测 电力 负荷
负荷预测是根据系统的运行特性、增容决策、自然条件与社会影响等诸多因素,在满足一定精度要求的条件下,确定未来某特定时刻的负荷数据,其中负荷是指电力需求量(功率)或用电量;负荷预测是电力系统经济调度中的一项重要内容,是能量管理系统(EMS)的一个重要模块。
负荷预测的目的就是提供负荷发展状况及水平,同时确定各供电区、各规划年供用电量、供用电最大负荷和规划地区总的负荷发展水平,确定各规划年用电负荷构成。电力负荷预测是电力企业计划的基础,无论是编制企业的经营计划还是长远发展规划,以及电力基本建设、编制负荷调度曲线等工作都必须以系统负荷为依据,因此,负荷预测是提高企业经营决策的准确性和科学性的重要手段,是电力系统经济运行的基础。在当前电力发展迅速和供应相对紧张的情况下,合理地进行电力负荷预测和系统规划运行显得尤为重要。
负荷预测的基本方法有两种:一种是从电量预测入手,然后转化为负荷;一种是从计算分区现有负荷密度入手,然后再推算出总负荷。前一种方法即电量预测法,在高压配电网的负荷预测中比较常用,电量预测法就是先预测年用电量,再除以最大负荷利用小时数,从而得到最大负荷值的方法,具体采用的预测方法很多,常用的有单耗法、弹性系数法、综合用电水平法、外推法;而后一种方法具体采用的是负荷密度法。
一、单耗法
根据计划产品数量(或产值)和用电单耗来推算年用电量,比较适用于有单耗指标的工业和部分农业负荷,是预测有单耗指标的工业和部分农业用电量的一种直接有效的方法。
预测时,可依据规划城市的社会经济发展总体规划目标,利用规划期各年份的工业农业产值指标和主要工业产量规划指标,通过对过去国民经济各部门在各种产品生产过程中的单位产品耗电量,亿元产值耗电量经过统计,并根据产业结构调整,找出一定的规律,得出各种产品和产值的综合单耗。然后按国民经济各部门编制的发展规划的产品产量指标及经济指标,按单耗进行预测。根据中山市的整体发展规划,中山第一产业的发展重点是转向优化结构和推行现代化经营,预计第一产业产值电耗为0.069～0.07kW.h/元之间;第二产业的发展方向是培育技术密集型工业,组建一批实力雄厚的企业集团,预计2001～2005年第二产业产值电耗为0.20～0.24kW.h/元之间;第三产业在同内生产总值所占比重将逐渐增加,形成与经济发展同步增长的趋势,预计2001～2005年第三产业产值电耗为0.11～0.12kW.h/元之间;居民生活用电,随着生活水平的不断提高,居民生活用电量也逐年增长,预计2001～2005年居民生活用电为700～900kW.h之间。根据以上产业及生活用电单耗法预测,中山市2005年全社会用电量为123亿kW.h。
目前我国城市、乡镇企业中工业用电所占比重较大,单耗法是一个重要的方法,比较适用于近、中期规划中负荷预测。
二、弹性系数法
电力弹性系数是地区总用量平均年增长率与工农业总产值平均增长率的比值,是反映电力发展与国民经济发展之间关系的一个宏观指标。
一般来说,电力工业适度超前发展,就是电力弹性系数应大于1,但是由于电力弹性系数是根据地区负荷结构、性质,并对历史资料及各类用电比重发展趋势加以分析后慎重确定的,因此,弹性系数法一般用于校核中期或远期的宏观负荷预测。在中山市的产业规划中,优化产业结构,加快产业转换升级和合理布局,加快高新技术产业和第三产业的发展,预测未来电力弹性系数将呈下降趋势,预计2001～2005年电力弹性系数为0.96。
三、综合用电水平法
综合用电水平法也称人均电量法。主要根据地区人口和每个人口平均年用电量来推算年用电量,城市生活用电可按每户或每人的平均用电量来推算,工业和非工业等分类用户的用电量可按每单位设备装接容量的平均用电量来推算。对于现在和历史的综合用电水平可通过资料分析和典型调查取得;对于将来各目标年的人口、户数、设备装接容量的预测值,可通过城市规划部门和用户的资料信息或用外推法。同时各目标年的综合用电水平还可参照国内外同类型城市的数据或用外推测算。由于中山市位于珠江三角洲,“三来一补”“外资”企业较多,在相当一段时间内,外来人口的比重还比较大,同时,结合全省电网30年规划,预测中山市2005年人均供电量为3700kW.h/人。综合用电水平法比较适用于近、中期规划中负荷预测。
四、外推法
是运用历年的历史资料和数据加以延伸,由此推测未来各年的用电量。外推测法有回归分析法和平均增长率法等,回归分析法是用时间、人口、工农业产值等相关因素作为自变量,以用电量作因变量,根据历史规律用数理统计的方法求出适当的数学模型,来预测未来的年用电量;平均增长率法是根据历史规律和未来国民经济发展规划,估算出今后的用电量的平均增长率,在一定的时期内采用同一增长率来测算,也可采用分阶段的不同增长率来测算。
五、负荷密度法
负荷密度是每km2的平均负荷数值。一般并不直接预测整个城市的负荷密度,而是按城市区域或功能分区。首先计算现状和历史的分区负荷密度,然后根据地区发展规划对各分区负荷发展的特点,推算出各分区各目标年的负荷密度预测值;至于分区中的少数集中用电的大用户,在预测时可另作点负荷单独计算。预测中山市城区未来用电负荷指标,居民用地250～350kW/Ha,公共设施用地350～650kW/Ha,工业用地300～500kW/Ha。考虑到城市的社会经济和电力负荷常有随同某种因素而不连续(跳跃式)发展的特点,因此负荷密度法是一种比较直观的方法,使用时必须谨慎。
由于影响电力负荷预测因素较多,主要有:①气候变化和自然灾害的影响。②国家政策、工农业等宏观产业结构调整的影响。③能源市场经济变化带来的影响。同时,由于上述负荷预测的方法自身存在着某些不确定性。因此,必须将负荷预测结果进行相互验证和补充,一般而言,近期规划可用外推法、单耗法预测,用弹性系数法、综合用电水平法校核;远期规划用外推法预测,用弹性系数法校核。这样才能做到合理、准确、科学地预测负荷。
参考文献:
[1]甘德辉.浅谈配网规划中负荷预测的几种方法.中电电气.
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