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城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測方法和內(nèi)容研究目錄1 城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的基本方法 11.1 電力負(fù)荷分類及負(fù)荷特性指標(biāo) 11.1.1 電力負(fù)荷的分類 11.1.2 負(fù)荷特性指標(biāo)及其影響因素分析 41.2 負(fù)荷預(yù)測的分類和內(nèi)容 81.2.1 負(fù)荷預(yù)測的分類 81.2.2 負(fù)荷預(yù)測的內(nèi)容 101.3 負(fù)荷預(yù)測的一般性原理和基本要求 111.3.1 負(fù)荷預(yù)測的一般性原理 111.3.2 負(fù)荷預(yù)測的基本要求 111.4 負(fù)荷預(yù)測的主要步驟 121.4.1 準(zhǔn)備階段 121.4.2 實(shí)施階段 131.4.3 評價(jià)階段 131.5 負(fù)荷預(yù)測的基本方法 141.5.1 單耗法 161.5.2 電力彈性系數(shù)法 171.5.3 相關(guān)分析法(單元、多元回歸模型) 181.5.4 平均增長率法 201.5.5 最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)法 201.5.6 指數(shù)平滑法 211.5.7 灰色理論法 221.5.8 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法 231.5.9 模糊預(yù)測法 241.5.10 專家系統(tǒng)預(yù)測法 251.5.11 組合預(yù)測法 262 城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的內(nèi)容和要求 282.1 城市電網(wǎng)負(fù)荷發(fā)展的特點(diǎn) 282.2 我國城市的分類及不同城市電網(wǎng)負(fù)荷的發(fā)展趨勢 302.3 城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的內(nèi)容和要求 312.3.1 城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的內(nèi)容 312.3.2 城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的要求 322.4 城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的思路 322.4.1 預(yù)測量及其相互關(guān)系 322.4.2 城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的思路 342.5 城市電網(wǎng)空間負(fù)荷預(yù)測 352.5.1 空間負(fù)荷預(yù)測分析的原理和步驟 362.5.2 空間負(fù)荷預(yù)測中關(guān)鍵問題的處理 372.6 城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的實(shí)現(xiàn) 402.6.1 負(fù)荷預(yù)測方法的選用原則 402.6.2 城市不同地區(qū)負(fù)荷預(yù)測的方法 422.7 城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測內(nèi)容的擴(kuò)展 432.7.1 不良數(shù)據(jù)的辨識和處理 442.7.2 多場景預(yù)測 442.7.3 預(yù)測起點(diǎn)的選擇 452.7.4 預(yù)測結(jié)果的修正 452.7.5 與城市規(guī)劃的協(xié)調(diào)性 462.7.6 預(yù)測結(jié)果的滾動調(diào)整 47城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的基本方法電力負(fù)荷分類及負(fù)荷特性指標(biāo)電力負(fù)荷的分類根據(jù)研究出發(fā)點(diǎn)和研究目的不同,電力負(fù)荷(以下或簡稱為“負(fù)荷”)有多種分類方法。在電力系統(tǒng)規(guī)劃和生產(chǎn)運(yùn)行工作中經(jīng)常使用的分類方法包括,按所屬行業(yè)分類、按用電用戶的重要性劃分、按城市用地用電劃分。除此以外,在電力系統(tǒng)研究和分析中,也經(jīng)常使用其它一些分類方法,例如按發(fā)、供、用關(guān)系劃分、按城市用電負(fù)荷的特點(diǎn)劃分、按負(fù)荷的大小劃分等等。(1)按所屬行業(yè)分類這種分類方法的特點(diǎn)是和國家現(xiàn)行《國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類方法和代碼》保持一致,有利于調(diào)研、收集城市負(fù)荷歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與現(xiàn)狀資料。按所屬行業(yè)分類,電力負(fù)荷可分為全行業(yè)用電和城鄉(xiāng)居民生活用電兩大類。其中,全行業(yè)用電進(jìn)一步分為第一產(chǎn)業(yè)用電、第二產(chǎn)業(yè)用電和第三產(chǎn)業(yè)用電;城鄉(xiāng)居民生活用電分為城鎮(zhèn)居民用電和鄉(xiāng)村居民用電。詳細(xì)分類情況如表1-1所示。表1-1按所屬行業(yè)對電力負(fù)荷分類分類名稱劃分范圍第一產(chǎn)業(yè)用電農(nóng)、林、牧、漁業(yè)用電第二產(chǎn)業(yè)用電工業(yè)用電建筑業(yè)用電第三產(chǎn)業(yè)用電交通運(yùn)輸、倉儲和郵政業(yè)用電信息傳輸、計(jì)算機(jī)服務(wù)和軟件業(yè)用電商業(yè)、住宿和餐飲業(yè)用電金融、房地產(chǎn)、商務(wù)及居民服務(wù)業(yè)用電公共事業(yè)及管理組織用電以及居民生活用電居民生活用電城鎮(zhèn)居民生活用電鄉(xiāng)村居民生活用電(2)按用戶的重要性分類該分類方法主要是為了確定供電工程設(shè)計(jì)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),保證建成投入運(yùn)行的供電工程的供電可靠性能夠滿足生產(chǎn)或安全、社會安定的需要。按照用戶重要程度和對供電可靠性要求的不同,電力負(fù)荷分為一類負(fù)荷、二類負(fù)荷和三類負(fù)荷,其中一類負(fù)荷的供電可靠性要求最高,二類負(fù)荷次之,三類負(fù)荷最低。一類負(fù)荷是指突然中斷供電將會造成人身傷亡或會引起周圍環(huán)境嚴(yán)重污染的;將會造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失的;將會造成社會秩序嚴(yán)重混亂或在政治上產(chǎn)生嚴(yán)重影響的。二類負(fù)荷是指突然中斷供電會造成經(jīng)濟(jì)上較大損失的;將會造成社會秩序混亂或政治上產(chǎn)生較大影響的。三類負(fù)荷是指不屬于上述一類和二類負(fù)荷的其他負(fù)荷。(3)按城市用地用電分類為便于基礎(chǔ)資料的收集,在城市總體規(guī)劃階段和分區(qū)規(guī)劃中經(jīng)常按各類建設(shè)用地的功能、用電性質(zhì)的區(qū)別來對電力負(fù)荷類別進(jìn)行劃分,包括居住用地用電、公共設(shè)施用地用電、工業(yè)用地用電、倉儲用地用電、對外交通用地用電、市政公用設(shè)施用電以及其它事業(yè)用地用電等幾大類。表1-2為《城市電力規(guī)劃規(guī)范》(GB50293-1999)對城市建設(shè)用地用電負(fù)荷的分類情況。表1-2城市建設(shè)用地用電負(fù)荷分類分類名稱(大類)詳細(xì)分類(小類)適應(yīng)范圍居民用地用電一類居住以低層住宅為主的用地用電二類居住以多、中、高層住宅為住的用地用電三類居住住宅與工業(yè)用地有混合交叉的用地用電公共設(shè)施用地用電行政辦公行政、黨派和團(tuán)體等機(jī)構(gòu)辦公的用地用電金融貿(mào)易金融、保險(xiǎn)、貿(mào)易、咨詢、信息和商社等機(jī)構(gòu)的用地用電商業(yè)、服務(wù)業(yè)百貨商店、超級市場、飲食、旅館、招待所、商貿(mào)市場等的用地用電文化娛樂文化娛樂設(shè)施的用地用電體育體育場館和體育訓(xùn)練基地等的用地用電醫(yī)療衛(wèi)生醫(yī)療、保健、衛(wèi)生、防疫和急救等設(shè)施的用地用電教育科研設(shè)施高等學(xué)校、中等專業(yè)學(xué)校、科學(xué)研究和勘測設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)等設(shè)施的用地用電其它不包括以上設(shè)施的其它設(shè)施的用地用電工業(yè)用地用電一類工業(yè)對居住和公共設(shè)施等的環(huán)境基本無干擾和污染的工業(yè)用地用電二類工業(yè)對居住和公共設(shè)施等的環(huán)境有一定干擾和污染的工業(yè)用地用電三類工業(yè)對居住和公共設(shè)施等的環(huán)境有嚴(yán)重干擾和污染的工業(yè)用地用電倉儲用地用電倉儲業(yè)的倉庫房、堆場、加工車間及其附屬設(shè)施等用地用電對外交通用地用電鐵路鐵路站場等用地用電港口海港和河港的陸地部分,包括碼頭作業(yè)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)及客運(yùn)站用地用電機(jī)場民用及軍民合用機(jī)場的飛行區(qū)(不含凈空區(qū))、航站區(qū)和服務(wù)區(qū)等用地用電市政公用設(shè)施用地用電供水、供電、燃?xì)?、供熱、公共交通、郵電通信及排水等設(shè)施用地用電其它事業(yè)用地用電除以上各大類用地之外的用地用電(4)其它負(fù)荷分類方法按發(fā)、供、用關(guān)系分為用電負(fù)荷、線路損失負(fù)荷、供電負(fù)荷、廠用電負(fù)荷、發(fā)電負(fù)荷。用電負(fù)荷是指用戶的用電設(shè)備在某一時(shí)刻實(shí)際取用的功率的總和;線路損失負(fù)荷是指電能在輸送過程中發(fā)生的功率損失。用電負(fù)荷加上同一時(shí)刻的線路損失負(fù)荷即為供電負(fù)荷。廠用電負(fù)荷是指發(fā)電廠廠用設(shè)備所消耗的功率;同一時(shí)刻各發(fā)電廠的廠用電負(fù)荷加上供電負(fù)荷,即構(gòu)成了電網(wǎng)的全部生產(chǎn)負(fù)荷,習(xí)慣上稱為電網(wǎng)發(fā)電負(fù)荷。按城市用電負(fù)荷的特點(diǎn)分為點(diǎn)負(fù)荷和一般負(fù)荷。點(diǎn)負(fù)荷是指城市中用電量大、負(fù)荷集中的大用戶,如大型工廠企業(yè)或大型公共建筑群;一般負(fù)荷也稱為均勻負(fù)荷,是指點(diǎn)負(fù)荷以外分布較分散的其它負(fù)荷。按負(fù)荷的大小分為最大負(fù)荷、最小負(fù)荷、平均負(fù)荷。上述三種負(fù)荷又可以按年、月、日的時(shí)間周期進(jìn)一步劃分,以最大負(fù)荷為例,可分為年最大負(fù)荷、月最大負(fù)荷和日最大負(fù)荷,其它類推。負(fù)荷特性指標(biāo)及其影響因素分析(1)負(fù)荷特性指標(biāo)負(fù)荷特性指標(biāo)用于正確描述負(fù)荷的變化特性,并進(jìn)一步反映負(fù)荷變化的趨勢。1989年,原能源部頒發(fā)了《電力工業(yè)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)解釋》,其中涉及負(fù)荷特性指標(biāo)共計(jì)有14個(gè)。2001年,原國家電力公司對其進(jìn)行了補(bǔ)充修改,增加了部分指標(biāo)。這些負(fù)荷特性指標(biāo)的定義,是從指標(biāo)的物理含義出發(fā),概念性較強(qiáng)。在實(shí)際應(yīng)用中,根據(jù)數(shù)據(jù)的可獲得程度和應(yīng)用的方便性,又由此派生出了一些較為具體的負(fù)荷特性指標(biāo)??紤]到詳細(xì)的負(fù)荷特性指標(biāo)描述不是本報(bào)告研究的重點(diǎn),以下主要結(jié)合報(bào)告研究內(nèi)容的需要,對電力系統(tǒng)規(guī)劃中經(jīng)常會提及或使用到一些負(fù)荷特性指標(biāo),例如年最大負(fù)荷、最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)、年負(fù)荷率等進(jìn)行介紹,對于其它一些常用的負(fù)荷特性指標(biāo),例如日負(fù)荷率、年平均日負(fù)荷率等,為方便應(yīng)用也給出概念性的解釋。年最大負(fù)荷根據(jù)國內(nèi)外的使用情況,年最大負(fù)荷分別有最大負(fù)荷整點(diǎn)值、最大負(fù)荷瞬時(shí)值和最大三日平均負(fù)荷三種定義。最大負(fù)荷整點(diǎn)值是指某一年內(nèi)記錄的整點(diǎn)負(fù)荷中,數(shù)值最大的一個(gè);最大負(fù)荷瞬時(shí)值是指某一年內(nèi)記錄的瞬時(shí)負(fù)荷值(一般為5分鐘一點(diǎn)測到的數(shù)據(jù))中最大的一個(gè);最大三日平均負(fù)荷是指某月內(nèi)最大三日平均負(fù)荷值,即在某個(gè)月內(nèi),取每日中一小時(shí)的最大負(fù)荷,以此選出最大三日負(fù)荷,求其平均值,作為該月的最大三日平均負(fù)荷,同時(shí)也作為該月最大負(fù)荷,年最大負(fù)荷即為12個(gè)月中最大三日平均負(fù)荷的最大值。目前,我國描述年最大負(fù)荷指標(biāo)一般采用年最大負(fù)荷整點(diǎn)值或瞬時(shí)值。在實(shí)際計(jì)算中,最大負(fù)荷應(yīng)該代表一種最高負(fù)荷水平的狀態(tài),而不是一個(gè)帶有某種程度偶然性的上限值,應(yīng)具有一定的代表性。從這個(gè)意義上來所,采用單一最大負(fù)荷整點(diǎn)值或者最大負(fù)荷瞬時(shí)值均具有一定的局限性;另外,據(jù)此安排電源規(guī)劃裕度較大,往往不經(jīng)濟(jì),因?yàn)闆]有必要為滿足短時(shí)的最大負(fù)荷值而提高裝機(jī)水平,使得容量不能充分利用,發(fā)電利用小時(shí)數(shù)降低。年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)可通過年用電量和年最大負(fù)荷計(jì)算得到,用公式(1-1)表示如下:年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)=年用電量(1-1)年最大負(fù)荷在年用電量和年最大負(fù)荷數(shù)據(jù)不明確情況下,年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)也可按下述兩種方法取值:一是根據(jù)歷史資料由專家分析判斷確定;另一種是以歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,找出負(fù)荷結(jié)構(gòu)與年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)的關(guān)系,再由預(yù)測的負(fù)荷結(jié)構(gòu)計(jì)算出年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)。年負(fù)荷率年負(fù)荷率為全年實(shí)際用電量與全年按最大負(fù)荷用電所需電量的比值,其定義式為:年負(fù)荷率=全年實(shí)際用電量(1-2)8760×年最大負(fù)荷當(dāng)年平均負(fù)荷已知時(shí),年負(fù)荷率也可表示為年平均負(fù)荷與年最大負(fù)荷的比值。比較式(1-1)和式(1-2)不難得到:年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)=年負(fù)荷率×8760(1-3)年負(fù)荷曲線年負(fù)荷曲線是指按一年中逐月最大負(fù)荷繪制的曲線,可采用典型年負(fù)荷曲線疊加法或綜合典型年負(fù)荷曲線擴(kuò)展法進(jìn)行編制。值得注意的是,在編制年負(fù)荷曲線時(shí),要注意研究季節(jié)性用電的影響。在季節(jié)性生產(chǎn)用電比重小于10%的系統(tǒng),可利用該地區(qū)現(xiàn)有的年負(fù)荷曲線,分析工業(yè)用電和非工業(yè)用電的構(gòu)成關(guān)系,如果今后的用電結(jié)構(gòu)沒有太大變化,那么未來年負(fù)荷曲線便可采用現(xiàn)有的負(fù)荷曲線形狀,并按照預(yù)測的最大負(fù)荷與現(xiàn)有的年最大負(fù)荷的比例,將現(xiàn)有的曲線擴(kuò)展而成;如果今后的用電結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化,則必須先編制變化較大的年負(fù)荷曲線,并將此曲線與地區(qū)現(xiàn)有的年負(fù)荷曲線疊加,得到地區(qū)新的年典型負(fù)荷曲線,然后再根據(jù)負(fù)荷預(yù)測值將其擴(kuò)展為地區(qū)今后的年負(fù)荷曲線。對于季節(jié)性用電比重較大的系統(tǒng),應(yīng)分別繪制出連續(xù)性生產(chǎn)用電和季節(jié)性生產(chǎn)用電的年負(fù)荷逐月變化曲線,然后將其疊加,構(gòu)成生產(chǎn)用電的年負(fù)荷曲線,再與其它方面的用電年負(fù)荷曲線疊加,即得到所需的年負(fù)荷曲線。其它常用的負(fù)荷特性指標(biāo)除上述指標(biāo)外,還有一些常用的負(fù)荷特性指標(biāo),主要包括(典型日)日最大(?。┴?fù)荷、日平均負(fù)荷以及日負(fù)荷率等,如表1-4所示。表1-4負(fù)荷特性指標(biāo)及其定義*指標(biāo)名稱指標(biāo)定義(典型日)日最大(?。┴?fù)荷典型日中記錄的負(fù)荷中,數(shù)值最大(?。┑囊粋€(gè)日平均負(fù)荷日電量除以24時(shí)點(diǎn)日負(fù)荷率一般取月最大負(fù)荷日的平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值日最小負(fù)荷率一般取月最大負(fù)荷日的最小負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值年平均日負(fù)荷率一年內(nèi)12個(gè)月各月最大負(fù)荷日的平均負(fù)荷之和與各月最大負(fù)荷日最大負(fù)荷之和的比值年平均日最小負(fù)荷率一年內(nèi)12個(gè)月各月最大負(fù)荷日的最小負(fù)荷之和與各月最大負(fù)荷日最大負(fù)荷之和的比值月負(fù)荷率月平均負(fù)荷與月最大負(fù)荷日平均負(fù)荷的比值年平均月負(fù)荷率一年內(nèi)12個(gè)月各月平均負(fù)荷之和與各月最大負(fù)荷日平均負(fù)荷之和的比值季負(fù)荷率一年內(nèi)12個(gè)月各月最大負(fù)荷日的最大負(fù)荷之和的平均值與年最大負(fù)荷的比值日峰谷差日最大負(fù)荷與最小負(fù)荷之差日峰谷差率日最大負(fù)荷與最小負(fù)荷之差與日最大負(fù)荷的比值年最大峰谷差一年中日峰谷差的最大值年平均峰谷差一年中日峰谷差的平均值年平均峰谷差率一年中日峰谷差率的平均值典型日負(fù)荷曲線(典型日)按一天中逐小時(shí)(半小時(shí)、15分鐘)負(fù)荷變化繪制的曲線年持續(xù)負(fù)荷曲線按一年中系統(tǒng)負(fù)荷的數(shù)值大小及其持續(xù)小時(shí)數(shù)順序繪制的曲線備注:典型日一般選最大負(fù)荷日,也可選最大峰谷差日,還可根據(jù)各地區(qū)情況選不同季節(jié)的某一代表日。(2)影響電力負(fù)荷特性的主要因素分析經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整。經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá),經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中第三產(chǎn)業(yè)比重越大,負(fù)荷率水平趨于下降(暫不考慮需求側(cè)管理效應(yīng)),系統(tǒng)峰谷差增大。在重化工業(yè)發(fā)展初期,重工業(yè)趨于擴(kuò)張,在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中的比重不斷增大,年最大負(fù)荷增長速度較快,負(fù)荷率水平相對較高,峰谷差不大。當(dāng)重化工業(yè)發(fā)展到一定程度后,經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)開始由“二三一”開始向“三二一”方向轉(zhuǎn)變,將使負(fù)荷率水平下降,峰谷差拉大,年最大負(fù)荷增長速度也相對下降。此外,隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高,居民人均生活用電量將趨于增加,對負(fù)荷率水平的下降和系統(tǒng)峰谷差擴(kuò)大也具有一定的積極作用。電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化。電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)是影響負(fù)荷特性的重要因素。由于工業(yè)用戶負(fù)荷率水平較高,第一、三產(chǎn)業(yè)和居民生活用電的負(fù)荷率水平相對較低,因此工業(yè)用電所占比重較大的地區(qū),負(fù)荷率水平也相對較高。地區(qū)氣溫。我國城鄉(xiāng)差別較大,農(nóng)村地區(qū)調(diào)溫負(fù)荷所占比重不大,現(xiàn)階段氣溫對負(fù)荷及負(fù)荷特性影響較大的主要是大中城市。另外,我國地域遼闊,不同地區(qū)氣溫對負(fù)荷及負(fù)荷特性的影響幅度也有較大差異。根據(jù)典型分析,對于空調(diào)負(fù)荷占年最大負(fù)荷30%左右的我國大部分城市,溫度每變化1℃,將引起日最大負(fù)荷約變化2%~3%,引起日供電量變化在2.5%~3.5%電價(jià)政策。電價(jià)對負(fù)荷特性的影響包括電價(jià)水平影響和電價(jià)結(jié)構(gòu)影響兩方面。電價(jià)水平影響涉及因素較為復(fù)雜,如經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、全社會物價(jià)指數(shù)、各類用戶對電價(jià)的承受能力等。電價(jià)結(jié)構(gòu)對負(fù)荷特性的影響,主要在峰谷電價(jià)方面,峰谷電價(jià)的執(zhí)行,一方面抑制高峰負(fù)荷的增長,同時(shí)起到較明顯的拉高負(fù)荷率的作用。需求側(cè)管理措施。上世紀(jì)90年代以來,需求側(cè)管理的思想引入我國,實(shí)施需求管理對負(fù)荷特性的改善起到一定的積極作用。需求側(cè)管理的主要措施包括,推行峰谷電價(jià)、蓄冰(冷)空調(diào)、蓄熱電鍋爐、節(jié)能型電光源和變頻調(diào)速電機(jī)等等,但是由于這些措施的實(shí)施力度和范圍還比較有限,因此對負(fù)荷特性的影響作用并不十分顯著。電力供應(yīng)側(cè)因素。電力供應(yīng)側(cè)對電力負(fù)荷及負(fù)荷特性的影響主要包括拉閘限電、電網(wǎng)建設(shè)改造等。拉閘限電產(chǎn)生的影響主要體現(xiàn)在改變負(fù)荷高峰期日負(fù)荷曲線的形狀,一般可以消減日最高負(fù)荷,提高日負(fù)荷率。通過城市電網(wǎng)的建設(shè)改造,可以有效加強(qiáng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu),提高供電可靠性,逐步緩解制約供電的瓶頸,部分用戶特別是一些原先因供電受制約的用戶,其負(fù)荷特性曲線將有明顯變化。負(fù)荷預(yù)測的分類和內(nèi)容負(fù)荷預(yù)測是指從負(fù)荷本身的變化情況以及經(jīng)濟(jì)、氣象等因素的影響規(guī)律出發(fā),通過對歷史數(shù)據(jù)的分析和研究,探索事物之間的內(nèi)在聯(lián)系和發(fā)展變化規(guī)律,以未來的經(jīng)濟(jì)、氣象等因素的發(fā)展趨勢為依據(jù),對電力需求做出預(yù)先的估計(jì)和預(yù)測。負(fù)荷預(yù)測屬于戰(zhàn)略預(yù)測,對電源點(diǎn)的確定和發(fā)電規(guī)劃具有重要的指導(dǎo)意義。準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測,有利于制定合理的電源建設(shè)規(guī)劃,決定未來新建機(jī)組的安裝地點(diǎn)、安裝容量以及投產(chǎn)時(shí)間;有利于合理地安排電網(wǎng)的建設(shè)和改造,決定電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展;有利于經(jīng)濟(jì)合理地安排電網(wǎng)運(yùn)行方式和機(jī)組檢修計(jì)劃,保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行,減少不必要的旋轉(zhuǎn)備用容量;有利于節(jié)約能源、降低發(fā)電成本,提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。目前,負(fù)荷預(yù)測已成為電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度和電力市場運(yùn)行的必要基礎(chǔ),是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)管理現(xiàn)代化的重要內(nèi)容之一。負(fù)荷預(yù)測的分類負(fù)荷預(yù)測從預(yù)測的時(shí)間范圍上可以分為長期、中期、短期和超短期負(fù)荷預(yù)測,如圖1-1所示。圖1-1負(fù)荷預(yù)測的分類(1)中長期負(fù)荷預(yù)測長期負(fù)荷預(yù)測一般指十年以上并以年為單位的預(yù)測,中期負(fù)荷預(yù)測指在五年左右以年為單位的預(yù)測。長期負(fù)荷預(yù)測和中期負(fù)荷是相互聯(lián)系和相互影響的,長期負(fù)荷預(yù)測對中期負(fù)荷預(yù)測具有指導(dǎo)作用,中期負(fù)荷預(yù)測是對長期負(fù)荷預(yù)測的滾動修正和完善。習(xí)慣上也將長期和中期負(fù)荷預(yù)測統(tǒng)稱為遠(yuǎn)景負(fù)荷預(yù)測。遠(yuǎn)景負(fù)荷預(yù)測主要是用于制定電力系統(tǒng)的擴(kuò)建規(guī)劃,包括裝機(jī)容量的大小、形式、地點(diǎn)、時(shí)間和電網(wǎng)的增容擴(kuò)建。遠(yuǎn)景負(fù)荷預(yù)測能夠?yàn)樗诘貐^(qū)或電網(wǎng)的電力發(fā)展速度、電力建設(shè)規(guī)模、電力工業(yè)布局、能源資源平衡、地區(qū)間的電力余缺調(diào)劑、電網(wǎng)資金和人力資源的需求平衡提供重要的依據(jù)。但是由于受到經(jīng)濟(jì)社會以及環(huán)境等不確定因素的影響,電力需求的變化也具有較大的不確定性,因此要進(jìn)行完全準(zhǔn)確的電力需求預(yù)測是十分困難的,遠(yuǎn)景負(fù)荷預(yù)測更多的是對電力需求發(fā)展趨勢的預(yù)測。(2)短期負(fù)荷預(yù)測短期負(fù)荷預(yù)測指一年內(nèi)以月為單位的負(fù)荷預(yù)測,還指以周、天、小時(shí)為單位的負(fù)荷預(yù)測,通常預(yù)測未來一個(gè)月、一周或者一天的負(fù)荷指標(biāo),也預(yù)測未來一天每小時(shí)的負(fù)荷,短期負(fù)荷預(yù)測對電力企業(yè)的日常運(yùn)營起到指導(dǎo)和調(diào)節(jié)作用,有利于合理安排電力日生產(chǎn)計(jì)劃。(3)超短期負(fù)荷預(yù)測超短期負(fù)荷預(yù)測指未來1小時(shí)、半小時(shí)甚至10分鐘的預(yù)測,其意義在于對電網(wǎng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)在線控制,實(shí)現(xiàn)發(fā)電容量的合理調(diào)度,滿足給定的運(yùn)行要求,并使發(fā)電成本最小。負(fù)荷預(yù)測的內(nèi)容從預(yù)測指標(biāo)上來看,負(fù)荷預(yù)測的內(nèi)容包括(需)電量預(yù)測(如全社會用電量、各行業(yè)電量、各產(chǎn)業(yè)電量等)和電力預(yù)測(如最大負(fù)荷、最小負(fù)荷、峰谷差等)兩大類。其中,電量預(yù)測是對能量需求的預(yù)測,電力預(yù)測屬于對功率需求的預(yù)測。就預(yù)測對象上講,負(fù)荷預(yù)測的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)區(qū)分總量預(yù)測和空間分布預(yù)測,二者所采用的方法是不同的??紤]到國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展是電力負(fù)荷預(yù)測的依據(jù),一些綜合性指標(biāo),例如電力彈性系數(shù)、產(chǎn)業(yè)單耗等是某些預(yù)測方法的基礎(chǔ)參數(shù),表1-5從不同的預(yù)測期限列出了負(fù)荷預(yù)測的內(nèi)容,并對各類預(yù)測問題的特點(diǎn)和主要影響也進(jìn)行了簡要說明。表1-5不同預(yù)測期限負(fù)荷預(yù)測問題的比較預(yù)測期限長期預(yù)測中期預(yù)測短期預(yù)測超短期預(yù)測預(yù)測對象與內(nèi)容某物理量(負(fù)荷、電量)的年度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)某物理量(負(fù)荷、電量)的月度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)某日內(nèi)每個(gè)時(shí)刻(例如24、48、96或288點(diǎn))的負(fù)荷,日電量當(dāng)前時(shí)刻往后若干時(shí)段的負(fù)荷作用提供電源、電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ),確定年度檢修計(jì)劃、運(yùn)行方式等安排月度檢修計(jì)劃、運(yùn)行方式,水庫調(diào)度計(jì)劃,電煤計(jì)劃安排日開停機(jī)計(jì)劃和發(fā)電計(jì)劃用于實(shí)時(shí)安全分析、實(shí)時(shí)經(jīng)濟(jì)調(diào)度、自動發(fā)電控制預(yù)測特點(diǎn)數(shù)據(jù)基本上單調(diào)變化(一般是遞增的)、無周期性周期性增長,各個(gè)年度的12個(gè)月具有相似的規(guī)律在年、月、周、日不同期限上均具有明顯的周期性與前幾日同時(shí)段的瞬時(shí)變化規(guī)律比較類似主要影響因素國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況、人口、產(chǎn)值單耗、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整情況、電價(jià)政策等大用戶生產(chǎn)計(jì)劃、氣象條件、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整情況、電價(jià)政策等星期類型、氣象因素(溫度、濕度、降雨等)、電價(jià)一般較少考慮,暑期時(shí)可以計(jì)及實(shí)時(shí)溫度變化負(fù)荷預(yù)測的一般性原理和基本要求負(fù)荷預(yù)測的一般性原理與其它預(yù)測問題類似,負(fù)荷預(yù)測基于如下原理:(1)可知性原理。人類可以認(rèn)識過去、現(xiàn)在,也可以據(jù)此預(yù)測未來,預(yù)測的可靠性取決于掌握事物發(fā)展規(guī)律的程度。(2)可能性原理。事物未來的發(fā)展,存在各種可能性,而不是單一的可能性,因此,只能對其可能性進(jìn)行預(yù)測。(3)可控性原理。事物未來的發(fā)展是可以控制和干預(yù)的,預(yù)測的動機(jī)即在于將所有的未來信息反饋至現(xiàn)在,從而做出決策,以調(diào)整和控制未來的行動。(4)系統(tǒng)性原理。預(yù)測對象在時(shí)間上是連續(xù)的,預(yù)測將來必須已知過去和現(xiàn)在。負(fù)荷預(yù)測的基本要求負(fù)荷預(yù)測對電力系統(tǒng)的許多部門都起著非常重要的作用,要做好負(fù)荷預(yù)測,應(yīng)滿足以下基本要求:(1)基礎(chǔ)資料的合理性。負(fù)荷預(yù)測的目的是得到合理、可信的預(yù)測結(jié)果,負(fù)荷預(yù)測的核心是根據(jù)預(yù)測對象的歷史資料,建立數(shù)學(xué)模型來表達(dá)其發(fā)展變化規(guī)律。因此,要做好負(fù)荷預(yù)測,需要收集和掌握大量全面、準(zhǔn)確的資料,并進(jìn)行必要的分析和整理。(2)歷史數(shù)據(jù)的可用性。如果各種渠道取得數(shù)據(jù)相互矛盾,就需要對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的分析和取舍,去“偽”存“真”。(3)統(tǒng)計(jì)分析的全面性。對于大量的歷史資料,要進(jìn)行客觀而全面的統(tǒng)計(jì)分析,預(yù)測人員應(yīng)該從客觀實(shí)際出發(fā),本著實(shí)事求是的原則,反復(fù)研究和分析歷史發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律性,為預(yù)測工作做好準(zhǔn)備。(4)預(yù)測手段的先進(jìn)性。一是預(yù)測工具的先進(jìn)性,由于數(shù)據(jù)量很大,可采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種統(tǒng)計(jì)分析與預(yù)測工作,預(yù)測人員可以從繁雜的大量計(jì)算中解脫出來;二是預(yù)測理論的先進(jìn)性,可以不斷的發(fā)展和應(yīng)用新的預(yù)測理論和方法,借鑒其它領(lǐng)域預(yù)測工作的成功經(jīng)驗(yàn),使電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測工作達(dá)到一個(gè)較高的水平。(5)預(yù)測方法的適應(yīng)性。預(yù)測量發(fā)展變化的自然規(guī)律復(fù)雜多樣,因此要求預(yù)測方法具有一定的適應(yīng)性,能夠根據(jù)預(yù)測效果不斷進(jìn)行調(diào)整,以提高預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。負(fù)荷預(yù)測的主要步驟電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測主要是根據(jù)輸入數(shù)據(jù)建立預(yù)測模型,求得模型參數(shù),然后進(jìn)行預(yù)測,并在此基礎(chǔ)上對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行評價(jià)??偟膩砜矗?fù)荷預(yù)測工作可分為準(zhǔn)備、實(shí)施、評價(jià)等三個(gè)階段。準(zhǔn)備階段(1)確定預(yù)測目標(biāo)根據(jù)不同地區(qū)、不同時(shí)期的具體情況,在確定預(yù)測目的前提下,規(guī)定預(yù)測對象的范圍、內(nèi)容和預(yù)測期限。一般而言,預(yù)測范圍視研究問題所涉及的范圍而定;預(yù)測期限是指預(yù)測的時(shí)間范圍的長短,包括短期預(yù)測、中期預(yù)測及長期預(yù)測等。(2)調(diào)查并搜集資料資料是預(yù)測的基本依據(jù),占有的資料充裕程度及資料的可信度對預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。(3)整理、分析基礎(chǔ)資料資料的來源、統(tǒng)計(jì)計(jì)算口徑及調(diào)查方法的不同,都會對資料的可信度產(chǎn)生不同的影響。因此,在調(diào)查收集資料的過程中需要對收集到的資料進(jìn)行審核和加工整理,去粗取精、去偽存真,以保證預(yù)測中使用的資料翔實(shí)可靠。(4)選取預(yù)測方法負(fù)荷預(yù)測常用的分析方法有多種,要根據(jù)資料的掌握情況及資料樣式,選擇相應(yīng)的預(yù)測方法,尋找預(yù)測量的演變規(guī)律或趨勢,建立預(yù)測模型。各種預(yù)測方法均有其不同特點(diǎn)和適用范圍。實(shí)踐證明,沒有一種方法在任何預(yù)測場合下均可以保證獲得滿意的結(jié)果。因此,必須根據(jù)對資料的占有情況,以及預(yù)測目標(biāo)、預(yù)測期限、預(yù)測環(huán)境、預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確性要求,同時(shí)考慮預(yù)測本身的效益成本分析等進(jìn)行權(quán)衡,以便做出合理的選擇。實(shí)施階段在進(jìn)行預(yù)測時(shí),要依據(jù)選擇的預(yù)測方法來進(jìn)行預(yù)測。如果是采用定量預(yù)測方法來進(jìn)行預(yù)測,就要根據(jù)建立的定量預(yù)測模型,代入預(yù)測期的自變量目標(biāo)值,從而獲得預(yù)測期所需的預(yù)測變量值。如果是采用定性預(yù)測方法來進(jìn)行預(yù)測,就應(yīng)根據(jù)掌握的客觀資料進(jìn)行科學(xué)的邏輯推理,推斷出預(yù)測期的預(yù)測值。由于影響預(yù)測對象的諸因素可能會發(fā)生變化,從而可能使未來的實(shí)際結(jié)果與預(yù)測依據(jù)的歷史資料呈現(xiàn)的規(guī)律不相吻合,預(yù)測人員必須適時(shí)地對預(yù)測模型及預(yù)測結(jié)果加以修正。這種情況下,預(yù)測人員的經(jīng)驗(yàn)、理論素養(yǎng)及分析判斷能力將起重要的作用。評價(jià)階段預(yù)測的主要成果是得出預(yù)測結(jié)果,預(yù)測結(jié)果應(yīng)該是明確的、可以被檢驗(yàn)的。在得到預(yù)測結(jié)果后應(yīng)該結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)對預(yù)測結(jié)果、預(yù)測精度及可信度做出評價(jià),并用歷史數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行檢驗(yàn),務(wù)必使預(yù)測誤差處于可接受的范圍內(nèi),若誤差太大,就失去了預(yù)測的意義。一般的講,負(fù)荷預(yù)測產(chǎn)生誤差的原因主要有以下幾個(gè)方面:(1)預(yù)測模型沒有全面的考慮各種影響因素。預(yù)測中所采用的數(shù)學(xué)模型大多只包括所研究現(xiàn)象的某些主要因素,只是一種簡單化了的負(fù)荷狀況的反映,與實(shí)際負(fù)荷之間存在差距,用它來進(jìn)行預(yù)測,就不可避免的會產(chǎn)生誤差。(2)負(fù)荷預(yù)測的方法可能選擇不當(dāng)。負(fù)荷所受影響是千變?nèi)f化的,進(jìn)行預(yù)測的目的和要求又各種各樣,因而就有一個(gè)如何從許多預(yù)測方法中正確選用一個(gè)合適的預(yù)測方法的間題。如果選擇不當(dāng)?shù)脑?,也就隨之而產(chǎn)生誤差。(3)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測的各項(xiàng)資料可能不是完全準(zhǔn)確可靠的。進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測要用到大量資料,如果各項(xiàng)資料并不能保證都是準(zhǔn)確可靠的,這就必然會帶來預(yù)測誤差。(4)某種意外事件的發(fā)生或情況的突然變化。以上各種不同原因引起的誤差是混合在一起表現(xiàn)出來的,因此,當(dāng)發(fā)現(xiàn)誤差很大,預(yù)測結(jié)果嚴(yán)重失實(shí)時(shí),必須針對以上各種原因逐一進(jìn)行審查,尋找根源,對預(yù)測結(jié)果加以改進(jìn)。負(fù)荷預(yù)測的基本方法近些年來,負(fù)荷預(yù)測的方法始終在發(fā)展,各種預(yù)測負(fù)荷的方法不斷出現(xiàn)。這些方法為負(fù)荷預(yù)測工作的進(jìn)行開辟了更多的途徑,同時(shí)通過各種方法之間的相互校核,也促進(jìn)了負(fù)荷預(yù)測的結(jié)果更加接近實(shí)際情況。但應(yīng)該注意的是,負(fù)荷預(yù)測工作具有很強(qiáng)的科學(xué)性,盡管預(yù)測的方法有多種,但由于所需的數(shù)據(jù)難以得到或由于預(yù)測模型存在不適應(yīng)性,針對某一具體規(guī)劃區(qū)域而言可供選擇的預(yù)測方法可能并不是很多。負(fù)荷預(yù)測的數(shù)學(xué)理論的核心是如何獲得預(yù)測對象的歷史變化規(guī)律及其受某些因素影響的關(guān)系。負(fù)荷預(yù)測模型實(shí)際上是表述這種變化規(guī)律的數(shù)學(xué)函數(shù)。建立良好的數(shù)學(xué)模型、減少負(fù)荷預(yù)測的誤差、提高預(yù)測精度是預(yù)測人員關(guān)注的核心問題。隨著電力市場的發(fā)展,負(fù)荷預(yù)測精度的要求越來越高。傳統(tǒng)的預(yù)測方法比較成熟,預(yù)測結(jié)果具有一定的參考價(jià)值,但要進(jìn)一步提高預(yù)測精度,還需要對傳統(tǒng)方法進(jìn)行一些改進(jìn)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,理論研究的逐步深入,以灰色理論、專家系統(tǒng)理論、模糊數(shù)學(xué)等為代表的新興交叉學(xué)科理論的出現(xiàn),也為負(fù)荷預(yù)測工作的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。圖1-2負(fù)荷預(yù)測方法及其分類負(fù)荷預(yù)測從內(nèi)容上講包括電量預(yù)測和電力預(yù)測兩大類,有時(shí)也將二者統(tǒng)稱為電力需求預(yù)測。按照預(yù)測分析對象的不同,負(fù)荷預(yù)測方法大致也可分為以下兩類:一類為分類專用的預(yù)測方法,即只進(jìn)行電量預(yù)測或電力預(yù)測;一類為通用序列預(yù)測方法,即既適用于電量預(yù)測也適用于電力預(yù)測。圖1-2給出了負(fù)荷預(yù)測方法的大致分類情況,其中組合預(yù)測方法是在各種單一預(yù)測方法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種綜合預(yù)測分析方法。單耗法單耗法用于電量指標(biāo)的預(yù)測,它是根據(jù)計(jì)劃產(chǎn)品數(shù)量(或產(chǎn)值)和用電單耗來推算年需電量的方法,比較適用于有單耗指標(biāo)的工業(yè)和部分農(nóng)業(yè)負(fù)荷。具體計(jì)算中分為產(chǎn)值單耗法和產(chǎn)品產(chǎn)量單耗法兩種。(1)產(chǎn)值單耗法每單位國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值所消耗的電量稱為產(chǎn)值單耗。若已知國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的用電單耗為,計(jì)劃(或預(yù)測期)的產(chǎn)值指標(biāo)為,則預(yù)測期的需電量指標(biāo)為:(1-4)如已知工業(yè)各部門或行業(yè)的產(chǎn)值用電單耗為,預(yù)測年份各工業(yè)門類的產(chǎn)值指標(biāo)為,則預(yù)測年份整個(gè)工業(yè)的需電量可求:(1-5)產(chǎn)值單耗法既可以用于近期負(fù)荷預(yù)測,也可以用于長期負(fù)荷預(yù)測。利用產(chǎn)值單耗法進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測的關(guān)鍵是能否準(zhǔn)確的確定產(chǎn)值單耗指標(biāo),其次是需要知道預(yù)測期國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值的增長目標(biāo)和人口的發(fā)展政策。產(chǎn)值單耗指標(biāo)一般是根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),在分析影響產(chǎn)值單耗的諸因素的可能變化趨勢后確定的。(2)產(chǎn)品產(chǎn)量單耗法生產(chǎn)每單位某種產(chǎn)品所消耗的電量,稱為某產(chǎn)品的產(chǎn)量單耗。利用產(chǎn)品產(chǎn)量單耗進(jìn)行需電量預(yù)測的方法在計(jì)算工業(yè)用電量時(shí)得到了廣泛應(yīng)用,其一般的表達(dá)式為:(1-6)式中—預(yù)測年、經(jīng)濟(jì)區(qū)、工業(yè)部門、工業(yè)產(chǎn)品的用電單耗;—預(yù)測年、經(jīng)濟(jì)區(qū)、工業(yè)部門、工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量;—用電單耗中不能計(jì)及的用電量。產(chǎn)品產(chǎn)量單耗法一般僅適用于近期負(fù)荷預(yù)測,因?yàn)楦h(yuǎn)期的工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量指標(biāo)較難獲得。電力彈性系數(shù)法(1)電力彈性系數(shù)的定義設(shè)為自變量,是的可微函數(shù),則稱(1-7)為對的彈性系數(shù)。若令表示用電量,表示國內(nèi)生產(chǎn)總值,則即為電力彈性系數(shù),它是地區(qū)總用電量平均年增長率與國內(nèi)生產(chǎn)總產(chǎn)值平均增長率的比值,是反映電力發(fā)展與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間關(guān)系的一個(gè)宏觀指標(biāo)。式(1-7)中,可理解國內(nèi)生產(chǎn)總值的產(chǎn)值單耗,簡稱為邊際產(chǎn)值單耗(或稱為單位國內(nèi)生產(chǎn)總值的“邊際電能成本”);表示全部國內(nèi)生產(chǎn)總值的平均單耗,即(平均)產(chǎn)值單耗(或稱為單位國內(nèi)生產(chǎn)總值的“平均電能成本”)。于是,電力彈性系數(shù)可解釋為邊際電能成本與平均電能成本之比,或邊際產(chǎn)值單耗與(平均)產(chǎn)值單耗之比??紤]以下兩種情況:若,則表明邊際電能成本高于平均電能成本,或者說邊際產(chǎn)值單耗大于(平均)產(chǎn)值單耗,(平均)產(chǎn)值單耗繼續(xù)升高;若,則表明邊際電能成本低于平均電能成本,或者說邊際產(chǎn)值單耗小于(平均)產(chǎn)值單耗,(平均)產(chǎn)值單耗繼續(xù)降低。不難看出,電力彈性系數(shù)越大,新增加的國內(nèi)生產(chǎn)總值的電能成本也就越大,表明“電能效率”較低;彈性系數(shù)越小,國內(nèi)生產(chǎn)總值實(shí)現(xiàn)同樣的增長耗用的電能越少,表明“電能效率”相對較高。(2)基于電力彈性系數(shù)的負(fù)荷預(yù)測電力彈性系數(shù)適合于電量指標(biāo)的預(yù)測。假設(shè)預(yù)測年國內(nèi)生產(chǎn)總值和需電量按某一確定比例增長,則利用電力彈性系數(shù)計(jì)算用電量的方法表示為:(1-8)式中和—計(jì)算期初期和末期的用電量;—預(yù)測年的電力彈性系數(shù);—預(yù)測年的國內(nèi)生產(chǎn)總值增長速度;—預(yù)測年限。利用電力彈性系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測主要優(yōu)點(diǎn)是方法簡單、易于計(jì)算,但是由于電力彈性系數(shù)是根據(jù)地區(qū)負(fù)荷結(jié)構(gòu)、性質(zhì),并對歷史資料及各類用電比重發(fā)展趨勢加以分析后慎重確定的,因此利用電力彈性系數(shù)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測主要用于校核中、遠(yuǎn)期的宏觀負(fù)荷預(yù)測。若預(yù)測時(shí)間較短,則與用電相關(guān)的經(jīng)濟(jì)因素可能受國內(nèi)、國際政治形勢或宏觀經(jīng)濟(jì)的影響,彈性系數(shù)的波動性比較大,從而彈性系數(shù)的預(yù)測的難度增大,影響最終全社會用電量的預(yù)測精度。相關(guān)分析法(單元、多元回歸模型)相關(guān)分析法是用時(shí)間、人口、工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值等相關(guān)因素作為自變量,以用預(yù)測量作因變量,根據(jù)歷史規(guī)律用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法求出適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型來預(yù)測未來年用電情況的方法。具體的講,可細(xì)分為經(jīng)濟(jì)指標(biāo)回歸分析模擬法、時(shí)間和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)混和回歸分析模擬法等等。(1)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)回歸分析模擬法該方法利用了經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象間最穩(wěn)定的關(guān)系以及這些關(guān)系的發(fā)展“慣性”,通常以國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值或工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值作為自變量,其一般的表達(dá)式為:(1-9)式中—第年所需預(yù)測量;—預(yù)測年的國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值(或工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值);和—回歸系數(shù)。上式為一元線性回歸方程式,比較簡單和直觀,但誤差可能較大,一般多使用于宏觀研究中。目前,也經(jīng)常使用多元回歸分析模擬法,它的一般表達(dá)式為:(1-10)式中—預(yù)測年的第個(gè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo);—回歸系數(shù)。除了線性的經(jīng)濟(jì)回歸方法外,非線性回歸方法在負(fù)荷預(yù)測中也得到了應(yīng)用,其一般的表達(dá)式為:(1-11)式中—預(yù)測年的經(jīng)濟(jì)指標(biāo);、和—回歸系數(shù)。由于經(jīng)濟(jì)指標(biāo)模型要求首先預(yù)測出有關(guān)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),因此經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的預(yù)測誤差會給用電量的預(yù)測值帶來補(bǔ)充誤差。(2)時(shí)間和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)混和回歸分析模擬法該方法的特點(diǎn)是既考慮了時(shí)間因素,又考慮了經(jīng)濟(jì)指標(biāo)因素,其一般的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:(1-12)或(1-13)相關(guān)分析法的優(yōu)點(diǎn)是原理、結(jié)構(gòu)簡單,預(yù)測速度快,外推特性好,對于歷史上未出現(xiàn)過的情況有較好的預(yù)測值,且預(yù)測精度較高;缺點(diǎn)是歷史數(shù)據(jù)要求高,無法詳細(xì)地考慮各種影響負(fù)荷的因素,模型初始化難度較大,無法測算出各供電區(qū)的負(fù)荷發(fā)展水平。因此,相關(guān)分析法適用于大樣本,且過去、現(xiàn)在和未來發(fā)展模式一致的預(yù)測,習(xí)慣上多用于中、長期負(fù)荷預(yù)測。平均增長率法平均增長率法是根據(jù)歷史規(guī)律和未來國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃,估算今后的用電的平均增長率,并以此測算目標(biāo)年的用電情況。(1-14)式中—預(yù)測基準(zhǔn)值—第年預(yù)測量的增長率—計(jì)算期末期的預(yù)測量—預(yù)測年限。利用式(1-14)進(jìn)行電力需求預(yù)測時(shí),也可采用同一增長率或者分階段采用不同的增長率。若采用同一增長率計(jì)算,則式(1-14)可簡化為:(1-15)式中—規(guī)劃期內(nèi)預(yù)測量的年均增長率。最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)法最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)法適用于最大負(fù)荷的預(yù)測。在已知未來年份電量預(yù)測值的情況下,可利用式(1-1)計(jì)算該年度的年最大負(fù)荷預(yù)測值,即:(1-16)式中—預(yù)測年份的年最大負(fù)荷;—預(yù)測年份的年電量;—預(yù)測年份的年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù),可根據(jù)歷史數(shù)據(jù)采用外推方法得到。指數(shù)平滑法指數(shù)平滑法是一種時(shí)間序列分析法,其擬合值或預(yù)測值是對歷史數(shù)據(jù)的加權(quán)算術(shù)平均值,并且近期數(shù)據(jù)權(quán)重大,遠(yuǎn)期權(quán)重小,因此對接近目前時(shí)刻的數(shù)據(jù)擬合得較為精確。一次指數(shù)平滑只適用于下一步的預(yù)測,一般用于預(yù)測的是二次指數(shù)平滑。指數(shù)平滑法預(yù)測期不應(yīng)過長。另外,平滑系數(shù)的選擇對預(yù)測結(jié)果影響很大,一般對于平穩(wěn)數(shù)列,宜取。指數(shù)平滑法是用以往的歷史數(shù)據(jù)的指數(shù)加權(quán)組合來直接預(yù)報(bào)時(shí)間序列的將來值。其基本形式如下:(1-17)式中—預(yù)測值;—實(shí)際值;—衰減因子。式(1-17)中,,體現(xiàn)了“重近輕遠(yuǎn)”,即近期數(shù)據(jù)對預(yù)測影響大,遠(yuǎn)期數(shù)據(jù)對預(yù)測影響小的基本原則。越大,由近期到遠(yuǎn)期數(shù)據(jù)的權(quán)系數(shù)由大變小就越快,是強(qiáng)調(diào)新近數(shù)據(jù)的作用,在極端情形下,,則以往數(shù)據(jù)對預(yù)報(bào)沒任何影響。對于電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測,曲線越接近目前的情況就應(yīng)當(dāng)越準(zhǔn)確,而對于過去很久的數(shù)據(jù),則不必要做很精確的擬合。將式(1-17)表示成循環(huán)形式為:(1-18)或(1-19)指數(shù)平滑法循環(huán)計(jì)算公式表明:可利用前一時(shí)刻的預(yù)測值和現(xiàn)在時(shí)刻的實(shí)際值對未來時(shí)刻預(yù)測值進(jìn)行預(yù)測。因此,在預(yù)測計(jì)算中,只需存儲值,并不斷觀測值,就可不斷進(jìn)行下一步預(yù)測。顯然,這種預(yù)測的速度極快,適用于動態(tài)變化的快速預(yù)測。不僅如此,循環(huán)計(jì)算還具有校正預(yù)測的含義,即新的預(yù)測值等于原來的預(yù)測值與校正項(xiàng)之和,而校正項(xiàng)又等于預(yù)測誤差與的乘積。指數(shù)平滑法對越近期的數(shù)據(jù)加權(quán)越大,這反映了近期數(shù)據(jù)對未來負(fù)荷影響更大這一實(shí)際情況,同時(shí)能通過平滑作用消除序列中的隨機(jī)波動。指數(shù)平滑法的優(yōu)點(diǎn)是曲線越接近目前的情況就越準(zhǔn)確且速度極快;缺點(diǎn)是當(dāng)時(shí)間序列發(fā)生變化,尤其發(fā)生突然變化時(shí),預(yù)測結(jié)果不甚理想,在比較長的時(shí)間內(nèi)反應(yīng)緩慢。因此,該方法一般多用于短期負(fù)荷預(yù)測?;疑碚摲ɑ疑到y(tǒng)理論是反模糊控制的觀點(diǎn)和方法延伸到復(fù)雜的大系統(tǒng)中,將自動控制與運(yùn)籌學(xué)的數(shù)學(xué)方法相結(jié)合,研究廣泛存在于客觀世界中具有灰色性的問題。有部分信息已知和未知的系統(tǒng)稱為灰色系統(tǒng)?;疑珨?shù)學(xué)理論是把負(fù)荷序列看作一真實(shí)的系統(tǒng)輸出,它是眾多影響因子的綜合作用結(jié)果。這些眾多因子的未知性和不確定性,成為系統(tǒng)的灰色特性。該方法就是對在一定幅值范圍、一定時(shí)區(qū)內(nèi)變化的灰色量,通過一定的數(shù)據(jù)處理技術(shù),尋找出比原始數(shù)據(jù)有更強(qiáng)變化規(guī)律的新的數(shù)據(jù)數(shù)列,進(jìn)而建立一定數(shù)學(xué)模型進(jìn)行預(yù)測的方法?;疑碚撜J(rèn)為能夠建立微分方程預(yù)測模型,主要依據(jù)是:(1)隨機(jī)量是一定范圍內(nèi)變化的灰色量,隨機(jī)過程是一定范圍一定時(shí)區(qū)內(nèi)變化的灰色過程;(2)無規(guī)律的數(shù)據(jù)列累加后,可生成指數(shù)增長規(guī)律的上升序列;(3)通過灰數(shù)的不同生成方式,數(shù)據(jù)的不同取舍以及不同級別的殘差GM模型,可以調(diào)整、修正、提高精度;(4)高階系統(tǒng)的建模的GM模型群是一階微分方程組組成的灰色模型。對于時(shí)間序列的若干個(gè)歷史數(shù)據(jù)作累加生成,得到新的數(shù)列,其中。對于數(shù)列可以建立預(yù)測模型的方程如下:(1-20)式中—模型的發(fā)展系數(shù),它反映與的發(fā)展趨勢,—模型的協(xié)調(diào)系數(shù),反映了數(shù)據(jù)間的變化關(guān)系。式(1-20)可進(jìn)一步的改寫為:(1-21)式(1-21)通過對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行累加生成,得到規(guī)律性較強(qiáng)的序列,用指數(shù)曲線去擬合得到預(yù)測值,即為通常所說的GM(1,1)模型。GM(1,1)模型需要進(jìn)行殘差檢驗(yàn)、關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)和后驗(yàn)差檢驗(yàn)。由于GM(1,1)模型是一種指數(shù)增長模型。當(dāng)電力負(fù)荷嚴(yán)格呈指數(shù)增長時(shí),從理論上已經(jīng)證明,灰色理論的方法具有預(yù)測精度高、所需樣本數(shù)據(jù)少、不考慮分布規(guī)律、不考慮變化趨勢、計(jì)算簡便和易于檢驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn)。但其主要缺點(diǎn)是當(dāng)數(shù)據(jù)離散程度越大,即數(shù)據(jù)灰度越大時(shí),預(yù)測精度越差,因此不太適合于電力系統(tǒng)的長期后推若干年的預(yù)測,主要用于短期負(fù)荷預(yù)測。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ArtificialNeuralNetworks,簡記ANN)是模仿人腦工作方式的一種信息處理方式,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以通過“學(xué)習(xí)”,自適應(yīng)地產(chǎn)生適合新情況的新法規(guī)。人腦是由大量神經(jīng)元經(jīng)過復(fù)雜的連接而形成的一種高復(fù)雜、非線性、并行處理的信息處理系統(tǒng),能夠處理大量的復(fù)雜的、非線性的數(shù)據(jù)信息。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的模型為:(1-22)式中—為第天的負(fù)荷向量;—第天第小時(shí)負(fù)荷;—權(quán)重向量;—(為數(shù)據(jù)長度,下同);—,為影響負(fù)荷變化的因素,如天氣狀況、溫度、濕度等。研究證實(shí),將ANN應(yīng)用于短期負(fù)荷預(yù)測比應(yīng)用于中長期負(fù)荷預(yù)測更為適宜。因?yàn)椋唐谪?fù)荷變化可以認(rèn)為是一個(gè)平穩(wěn)隨機(jī)過程。而長期負(fù)荷預(yù)測可能會因政治、經(jīng)濟(jì)等大的轉(zhuǎn)折導(dǎo)致其模型的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的破壞。該方法的優(yōu)點(diǎn)包括:(1)可以模仿人腦的智能化處理;(2)可以充分考慮影響負(fù)荷變化規(guī)律的因素,預(yù)測精度高;(3)對大量非結(jié)構(gòu)性、非精確性規(guī)律具有自適應(yīng)功能;(4)具有信息記憶、自主學(xué)習(xí)、知識推理和優(yōu)化計(jì)算的特點(diǎn)。缺點(diǎn)是:(1)樣本數(shù)據(jù)要求高,樣本選擇困難;(2)初始值的確定無法利用已有的系統(tǒng)信息,易陷于局部極小的狀態(tài);(3)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過程通常較慢,對突發(fā)事件的適應(yīng)性差。模糊預(yù)測法模糊負(fù)荷預(yù)測是近幾年比較熱門的研究方向。模糊控制是在所采用的控制方法上應(yīng)用了模糊數(shù)學(xué)理論,使其進(jìn)行確定性的工作,對一些無法構(gòu)造數(shù)學(xué)模型的被控過程進(jìn)行有效控制。模糊系統(tǒng)不管其是如何進(jìn)行計(jì)算的,從輸入輸出的角度講它是一個(gè)非線性函數(shù)。模糊系統(tǒng)對于任意一個(gè)非線性連續(xù)函數(shù),就是找出一類隸屬函數(shù),一種推理規(guī)則,一個(gè)解模糊方法,使得設(shè)計(jì)出的模糊系統(tǒng)能夠任意逼近這個(gè)非線性函數(shù)。模糊預(yù)測的一些基本方法有表格查尋法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成的高木一關(guān)野模糊預(yù)測算法、改進(jìn)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的算法、反向傳播學(xué)習(xí)算法等等。模糊預(yù)測法的主要優(yōu)點(diǎn)是數(shù)學(xué)模型的構(gòu)造簡單,且計(jì)算快速、精度高。但由于模糊預(yù)測法的一些理論還不夠完善,有待進(jìn)一步發(fā)展,從而也限制了該方法在實(shí)際中的廣泛應(yīng)用。目前,模糊預(yù)測法一般用于短期的負(fù)荷預(yù)測。專家系統(tǒng)預(yù)測法在負(fù)荷預(yù)測的過程中,專家的意見起著至關(guān)重要的作用。負(fù)荷預(yù)測與城市歷史用電情況、城市建設(shè)和各行業(yè)發(fā)展情況、國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展情況、環(huán)境氣象條件等多種因素有關(guān),是一個(gè)復(fù)雜的思維決策過程。在實(shí)際工作中積累了豐富經(jīng)驗(yàn)的規(guī)劃專家常常能對這些因素進(jìn)行全面考慮,把握負(fù)荷發(fā)展的方向和數(shù)量,對負(fù)荷預(yù)測結(jié)果給出相對可靠的數(shù)值。專家系統(tǒng)預(yù)測法是對數(shù)據(jù)庫里存放的過去幾年甚至幾十年的,每小時(shí)的負(fù)荷和天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,從而匯集有經(jīng)驗(yàn)的負(fù)荷預(yù)測人員的知識,提取有關(guān)規(guī)則,按照一定的規(guī)則進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測。實(shí)踐證明,精確的負(fù)荷預(yù)測不僅需要高新技術(shù)的支撐,同時(shí)也需要融合人類自身的經(jīng)驗(yàn)和智慧。因此,就會需要專家系統(tǒng)這樣的技術(shù)。專家系統(tǒng)法,是對人類的不可量化的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行轉(zhuǎn)化的一種較好的方法。但專家系統(tǒng)分析本身就是一個(gè)耗時(shí)的過程,并且某些復(fù)雜的因素(如天氣因素),即使知道其對負(fù)荷的影響,但要準(zhǔn)確定量地確定其對負(fù)荷的影響也是很難的。專家系統(tǒng)預(yù)測法通常適用于短期負(fù)荷預(yù)測。專家系統(tǒng)方法的優(yōu)點(diǎn)是:(1)能匯集多個(gè)專家的知識和經(jīng)驗(yàn),最大限度地利用專家的能力;(2)能充分考慮影響負(fù)荷變化規(guī)律的因素,使負(fù)荷預(yù)測精度提高;(3)預(yù)測人員根據(jù)獲得的知識可以填充知識庫,以便提高預(yù)測精度。該方法存在的不足主要有:(1)提取有關(guān)規(guī)則較為困難;(2)不具有自學(xué)習(xí)能力,受數(shù)據(jù)庫里存放的知識總量的限制;(3)必須對幾年的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查、分析、提取,將花費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力,對突發(fā)性事件和不斷變化的條件適應(yīng)性差。組合預(yù)測法(1)組合預(yù)測作用原理由于影響用電因素很多,采用以上單個(gè)負(fù)荷預(yù)測方法由于只考慮了一種變化趨勢,因此僅能體現(xiàn)系統(tǒng)的局部,很難準(zhǔn)確描述電力負(fù)荷預(yù)測的實(shí)際復(fù)雜變化規(guī)律。特別是在中長期負(fù)荷預(yù)測中,一旦單一固定式模型或方法不能反映負(fù)荷的真實(shí)內(nèi)部規(guī)律,或者當(dāng)負(fù)荷變化規(guī)律后來又發(fā)生改變后就容易會產(chǎn)生較大的預(yù)測誤差。因此,為了考慮多種因素對電力負(fù)荷的影響,可以結(jié)合具體情況綜合采用多種方法進(jìn)行組合預(yù)測,以降低單獨(dú)方法出現(xiàn)失誤的概率,進(jìn)一步提高預(yù)測的精度。圖3-2為組合預(yù)測作用原理。圖1-3組合預(yù)測的作用原理為進(jìn)一步提高組合預(yù)測的精度,有文獻(xiàn)提出,在進(jìn)行組合預(yù)測之前,還可以根據(jù)需要增加預(yù)測決策這一環(huán)節(jié),即對各種單一預(yù)測模型進(jìn)行判斷和篩選,去除一些明顯不能達(dá)到較好預(yù)測效果的模型,使剩余的若干種“單一預(yù)測模型”從單一方法角度看,都能夠做出較好的預(yù)測。(2)組合預(yù)測模型設(shè)為觀測值序列,對用個(gè)不同的預(yù)測模型得到預(yù)測值為,則組合模型為:(1-23)式中—第個(gè)模型所占權(quán)重,滿足。組合預(yù)測法的關(guān)鍵是在于如何確定權(quán)重。確定權(quán)重的方法一般有算術(shù)平均法、方差倒數(shù)法、均方倒數(shù)法、最優(yōu)加權(quán)法等,詳細(xì)內(nèi)容可參閱有關(guān)文獻(xiàn)。應(yīng)當(dāng)注意的是,組合預(yù)測是在單個(gè)預(yù)測模型不能完全正確地描述預(yù)測量的變化規(guī)律時(shí)發(fā)揮作用,一個(gè)能夠完全反映實(shí)際發(fā)展規(guī)律的模型進(jìn)行預(yù)測完全可能比用組合預(yù)測法預(yù)測效果好。城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的內(nèi)容和要求城市電網(wǎng)是城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施,是電力系統(tǒng)的主要負(fù)荷中心。由于聚集了大量的黨政機(jī)關(guān)、商業(yè)金融、工業(yè)交通等重要用戶負(fù)荷,城市電網(wǎng)發(fā)生停電事故不僅會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失,而且有可能產(chǎn)生較大的政治社會影響。大力提高城市電網(wǎng)的建設(shè)水平,使城市電網(wǎng)的功能與城市規(guī)劃功能定位相適應(yīng),是我國城市未來發(fā)展主要內(nèi)容之一。合理的城市電網(wǎng)建設(shè)離不開城市電網(wǎng)規(guī)劃,而城市電網(wǎng)規(guī)劃工作的開展是以城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果為基礎(chǔ)。因此,為保證城市電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展的有序進(jìn)行,滿足地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對電網(wǎng)供電安全性和供電可靠性的需要,城市電網(wǎng)應(yīng)盡可能的提高負(fù)荷預(yù)測工作的準(zhǔn)確性。然而,城市電網(wǎng)的負(fù)荷由于不確定因素較多,負(fù)荷預(yù)測工作面臨極大挑戰(zhàn)。根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷的特點(diǎn),選擇合適的預(yù)測方法和模型,并結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)和預(yù)測結(jié)果修正等手段,是減少負(fù)荷預(yù)測誤差。提高負(fù)荷預(yù)測精度的有效手段。城市電網(wǎng)負(fù)荷發(fā)展的特點(diǎn)黨的十六大提出到2020年實(shí)現(xiàn)全面小康社會的目標(biāo)。伴隨著新世紀(jì)社會主義和諧社會的建設(shè),我國城市經(jīng)濟(jì)快速增長,人民生活水平顯著提高。與此相適應(yīng),城市電網(wǎng)的規(guī)模也逐漸擴(kuò)大,據(jù)統(tǒng)計(jì),城市電網(wǎng)用電量約占到全國總用電量的70%~80%。城市電網(wǎng)已發(fā)展成為電力系統(tǒng)的主要負(fù)荷中心,其電力負(fù)荷具有如下明顯特點(diǎn):(1)電網(wǎng)年最大負(fù)荷增長迅速。隨著我國城市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及城市用地面積的迅速擴(kuò)大,城市用電量在保持較快增長勢頭的同時(shí),城市電網(wǎng)年最大負(fù)荷也穩(wěn)步提高。統(tǒng)計(jì)顯示,2006年國家電網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)范圍內(nèi)大部分重點(diǎn)城市電網(wǎng)最大負(fù)荷增長率都在兩位數(shù)以上,其中杭州電網(wǎng)最大負(fù)荷的增長率已達(dá)27.57%。(2)第三產(chǎn)業(yè)用電和生活用電所占比重逐漸加大。隨著城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級和人民生活條件水平的提高,我國城市電網(wǎng)負(fù)荷的增長趨勢逐步呈現(xiàn)現(xiàn)代化城市的特點(diǎn),大部分城市工業(yè)用電比重已趨下降且平均增長率已小于總用電量的增長率,第三產(chǎn)業(yè)和生活用電的比重進(jìn)一步上升。(3)電網(wǎng)負(fù)荷的增長速度一般快于電量的增速。隨著我國居民生活條件的逐漸改善,城市冬季的取暖負(fù)荷和夏季的降溫負(fù)荷均有了較大提高,城市電網(wǎng)負(fù)荷曲線峰谷差漸趨拉大,最大負(fù)荷的增長速度高于電量的增速,最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)有下降趨勢。以鄭州電網(wǎng)為例,“十五”期間年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)由2001年的5365小時(shí)變化為2005年的4971小時(shí),五年下降幅度達(dá)394小時(shí)。(4)不同城市或同一城市不同地區(qū)負(fù)荷增長速度存在較大差異。不同城市之間,由于所處的發(fā)展階段、資源環(huán)境、社會條件等方面的不同,城市電網(wǎng)負(fù)荷增長速度差別較大。其中,起點(diǎn)較低、發(fā)展較快的城市,雖然目前經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)相對薄弱、用電水平較低,但隨著城市開發(fā)力度的加大和國家相關(guān)優(yōu)惠政策的落實(shí),城市經(jīng)濟(jì)正邁入高速發(fā)展行列,其用電量呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢;相比而言,發(fā)展較為成熟的特大型城市,其用電量年增長率明顯低于一些快速發(fā)展的中小城市,這類城市(尤其是城市的中心地區(qū))用電負(fù)荷將在較短的時(shí)間內(nèi)逐漸進(jìn)入平穩(wěn)發(fā)展階段。而在同一城市內(nèi)部負(fù)荷發(fā)展情況也有明顯差異。城市中心城區(qū)由于發(fā)展時(shí)間較長,基礎(chǔ)設(shè)施配套較為完善,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整較為合理,電網(wǎng)負(fù)荷規(guī)模和負(fù)荷密度大多高于城市郊區(qū)或外圍地區(qū)。(5)負(fù)荷發(fā)展過程中存在較多的不確定因素。城市電網(wǎng)負(fù)荷的發(fā)展很大程度上受城市規(guī)劃布局的影響,而城市規(guī)劃項(xiàng)目在具體實(shí)施過程中經(jīng)常存在政策、資金、建設(shè)環(huán)境等較多不穩(wěn)定因素,使得城市電網(wǎng)負(fù)荷的發(fā)展存在較大的不確定性,特別是對于一些中小型城市,大型基建項(xiàng)目的建設(shè)將有可能導(dǎo)致其電網(wǎng)負(fù)荷激增。此外,隨著我國城市第三產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,城市居民的生活方式已經(jīng)或者正在發(fā)生較大變化,也增加了城市電網(wǎng)負(fù)荷發(fā)展的不確定性。我國城市的分類及不同城市電網(wǎng)負(fù)荷的發(fā)展趨勢由于我國地域遼闊,各地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)和資源利用條件各不相同,不同城市未來負(fù)荷發(fā)展水平可能存在較大差距。按城市的功能定位、發(fā)展類型和負(fù)荷密度的水平的高低可大致分為綜合型城市、功能型城市和集市型城市三類。(1)綜合型城市城市的地理位置優(yōu)越,產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢明顯,城市經(jīng)濟(jì)功能趨于綜合型,金融、貿(mào)易、服務(wù)、文化、娛樂等功能得到發(fā)展,城市的集聚力日益增強(qiáng),從而使城市的經(jīng)濟(jì)能級大大提高,成為區(qū)域性、全國性甚至國際性的經(jīng)濟(jì)中心和貿(mào)易中心(“大都市”)。商業(yè)由單純的商品交易向綜合服務(wù)發(fā)展,商業(yè)活動也擴(kuò)展延伸為促進(jìn)商品流通和滿足交易需求的一切活動。這類城市比較典型的有直轄市、省會城市。從負(fù)荷發(fā)展趨勢看,這類城市由于人均用電量和人口密度密度都較高,預(yù)計(jì)全市(含城區(qū)和郊區(qū),下同)最終平均負(fù)荷密度將在2兆瓦/平方公里以上,其中城區(qū)將可能在20兆瓦/平方公里以上,接近甚至超過經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家城市負(fù)荷密度水平。(2)功能型城市該類城市通過自然資源的開發(fā)和優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的集中,發(fā)展其特有的工業(yè)產(chǎn)業(yè),從而使城市具有特定的功能,不僅是商品的交換地,同時(shí)也是商品的生產(chǎn)地。但城市因產(chǎn)業(yè)分工而形成的功能單調(diào),對其他地區(qū)和城市經(jīng)濟(jì)交流的依賴增強(qiáng),商業(yè)開始由封閉型的城內(nèi)交易為主轉(zhuǎn)為開放性的城際交易為主,批發(fā)貿(mào)易業(yè)有了很大的發(fā)展。從負(fù)荷發(fā)展趨勢看,這類城市大體上可分為兩類,一類是人均用電量較高但人口密度較低的城市,例如我國西部的重工業(yè)城市;另外一類是人均用電量較低但人口密度較高的城市,例如我國內(nèi)陸地區(qū)資源型城市、東北老工業(yè)基地城市、旅游城市等等,預(yù)計(jì)全市最終平均負(fù)荷密度將達(dá)到0.5~2兆瓦/平方公里,其中城區(qū)將達(dá)到5~20兆瓦/平方公里。(3)集市型城市該類城市屬于周邊農(nóng)民或手工業(yè)者商品交換的集聚地,商業(yè)主要由交易市場、商店和旅館、飯店等配套服務(wù)設(shè)施所構(gòu)成,主要集中在我國偏遠(yuǎn)地區(qū)少數(shù)民族聚集城市、西部地區(qū)小城市等等。從負(fù)荷發(fā)展趨勢看,這類城市的人均用電量和人口密度都較低,城市的最終負(fù)荷密度不會很高,預(yù)計(jì)全市約在0.5兆瓦/平方公里以下,其中城區(qū)預(yù)計(jì)約在3~5兆瓦/平方公里左右。城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的內(nèi)容和要求城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的內(nèi)容城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的目的就是提供城市負(fù)荷發(fā)展?fàn)顩r及水平,同時(shí)確定各供電區(qū)各規(guī)劃年的供用電量、供用電最大負(fù)荷和規(guī)劃地區(qū)總的負(fù)荷發(fā)展水平,確定各規(guī)劃年用電負(fù)荷構(gòu)成及負(fù)荷分布情況。由于城市負(fù)荷預(yù)測和城市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展規(guī)劃緊密相關(guān),因此在城市電力不同的規(guī)劃階段,負(fù)荷預(yù)測的側(cè)重點(diǎn)和內(nèi)容也會有所不同。(1)在城市電力總體規(guī)劃階段,負(fù)荷預(yù)測的內(nèi)容一般包括:全市及市中心區(qū)規(guī)劃最大負(fù)荷;全市及市中心區(qū)規(guī)劃年總用電量;全市及市中心區(qū)居民生活和各次產(chǎn)業(yè)各分項(xiàng)規(guī)劃年用電量;市區(qū)及各分區(qū)規(guī)劃負(fù)荷密度。(2)在城市電力分區(qū)規(guī)劃階段,負(fù)荷預(yù)測的內(nèi)容一般包括:分區(qū)規(guī)劃最大負(fù)荷;分區(qū)規(guī)劃年用電量。(3)在城市電力詳細(xì)規(guī)劃階段,負(fù)荷預(yù)測的內(nèi)容一般包括:詳細(xì)規(guī)劃區(qū)內(nèi)各類建筑的規(guī)劃單位建筑面積負(fù)荷密度指標(biāo);詳細(xì)規(guī)劃區(qū)規(guī)劃最大負(fù)荷;詳細(xì)規(guī)劃區(qū)規(guī)劃年用電量。城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的要求根據(jù)負(fù)荷預(yù)測的基本要求,結(jié)合城市電網(wǎng)及其負(fù)荷的特點(diǎn),城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測應(yīng)滿足如下要求:(1)負(fù)荷預(yù)測應(yīng)建立在經(jīng)常性的收集、積累負(fù)荷預(yù)測所需要的資料基礎(chǔ)上,從調(diào)查研究入手,了解所在城市的人口及國民經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展規(guī)劃,分析、研究影響城市電力負(fù)荷增長的各種因素,科學(xué)地預(yù)測目標(biāo)年負(fù)荷水平,使之適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市現(xiàn)代化建設(shè)用電的需要。(2)負(fù)荷預(yù)測應(yīng)根據(jù)不同規(guī)劃階段的預(yù)測內(nèi)容的具體要求,對所掌握的基礎(chǔ)資料進(jìn)行整理、分析、校核后,選擇有代表性的資料,數(shù)據(jù)作為預(yù)測的基礎(chǔ),同時(shí)還要考慮到未來城市負(fù)荷發(fā)展的不可預(yù)見的因素,以提高負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確性和可靠性。(3)負(fù)荷預(yù)測應(yīng)選擇和確定主要的預(yù)測方法進(jìn)行預(yù)測,并用其它預(yù)測方法進(jìn)行補(bǔ)充、校核,以盡可能多地考慮相關(guān)因素,從而使預(yù)測結(jié)果能夠比較全面地反映未來負(fù)荷發(fā)展變化規(guī)律。(4)負(fù)荷預(yù)測應(yīng)在用電現(xiàn)狀水平的基礎(chǔ)上進(jìn)行分期預(yù)測,負(fù)荷預(yù)測期限及各期限年份的劃分,應(yīng)與城市規(guī)劃一致。(5)負(fù)荷預(yù)測所得到的規(guī)劃用電負(fù)荷,在向電源側(cè)歸算時(shí)應(yīng)逐級乘以負(fù)荷同時(shí)率。負(fù)荷同時(shí)率的大小應(yīng)根據(jù)各地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷具體情況確定。城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的思路預(yù)測量及其相互關(guān)系負(fù)荷預(yù)測的內(nèi)容總體上包括電力和電量兩大類預(yù)測指標(biāo)。根據(jù)城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的內(nèi)容和要求,上述兩大類預(yù)測指標(biāo)又可進(jìn)一步分電網(wǎng)總負(fù)荷、總電量、分類負(fù)荷和分類電量四類預(yù)測量。分析發(fā)現(xiàn),這四類預(yù)測量之間有很直接的內(nèi)在關(guān)系,具體表現(xiàn)為:(1)總電量和總負(fù)荷可通過最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)聯(lián)系,即:(2-1)式中—最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù);—總電量;—總負(fù)荷。(2)分類電量和分類負(fù)荷可通過分類最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)聯(lián)系,即:(2-2)式中—類負(fù)荷的最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù);—類電量;—類負(fù)荷。(3)分類電量可以直接相加,其和為總電量,即:(2-3)式中—負(fù)荷類型總數(shù)。(4)分類負(fù)荷可通過負(fù)荷同時(shí)率合并為總負(fù)荷,即:(2-4)式中—系統(tǒng)內(nèi)分類負(fù)荷間的同時(shí)率。如果是按負(fù)荷曲線疊加的方式反映分類負(fù)荷與系統(tǒng)負(fù)荷間的關(guān)系,則如下式所示:(2-5)式中—為分類負(fù)荷向量,也即各類負(fù)荷的峰值預(yù)測結(jié)果;—為各類負(fù)荷規(guī)范化的典型日負(fù)荷曲線矩陣;—為類負(fù)荷規(guī)范化典型日負(fù)荷曲線向量;—相應(yīng)負(fù)荷曲線在時(shí)刻相對于分類負(fù)荷最大值的比值,,且。城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的思路圖2-1城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的實(shí)現(xiàn)途徑從以上各個(gè)預(yù)測量之間的關(guān)系可以看出,如果由原始數(shù)據(jù)直接計(jì)算出某一個(gè)預(yù)測量,就得到了一個(gè)預(yù)測起點(diǎn),以此出發(fā)利用式(2-1)~式(2-5),可間接計(jì)算得到其它全部預(yù)測量或部分預(yù)測量。選擇不同的預(yù)測起點(diǎn),就可按不同的先后順序完成負(fù)荷與電量的各項(xiàng)預(yù)測工作。這實(shí)際上構(gòu)成了多條并行預(yù)測途徑的基礎(chǔ),每一條途徑中先由原始數(shù)據(jù)計(jì)算直接結(jié)果,再從直接結(jié)果導(dǎo)出間接結(jié)果。需要指出的是,在計(jì)算直接結(jié)果時(shí),對每一項(xiàng)內(nèi)容,可使用多種模型,對其結(jié)果相互比較,并通過專家干預(yù),確定此項(xiàng)預(yù)測值。所選途徑預(yù)測結(jié)束后,在各途徑預(yù)測結(jié)果相互校核的基礎(chǔ)上,再通過專家干預(yù),最終確定各項(xiàng)預(yù)測結(jié)果。圖2-1描述了城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的多種實(shí)現(xiàn)途徑,其中分類負(fù)荷主要是通過對城市的空間負(fù)荷分析預(yù)測得到。城市電網(wǎng)空間負(fù)荷預(yù)測空間負(fù)荷預(yù)測由美國學(xué)者H.L.Willis在20世紀(jì)80年代提出,其定義為在未來電力部門的供電范圍內(nèi),根據(jù)城市電網(wǎng)電壓水平的不同,將城市用地按照一定的原則劃分為相應(yīng)大小的規(guī)則網(wǎng)格狀或小規(guī)則的小區(qū),然后預(yù)測每個(gè)小區(qū)中電力用戶負(fù)荷的數(shù)量。空間電力負(fù)荷預(yù)測提供了未來負(fù)荷的空間分布信息,實(shí)現(xiàn)了將負(fù)荷總量預(yù)測結(jié)果分解落實(shí)到各地塊中,因此便于中、低壓配電網(wǎng)規(guī)劃中變電站布點(diǎn)和線路走廊規(guī)劃。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)資料的報(bào)道,在空間負(fù)荷預(yù)測方面,國外尤其是美國應(yīng)用最成功的方法是用地仿真法。這種方法是通過預(yù)測規(guī)劃年城市土地利用的情況來進(jìn)行相應(yīng)的空間負(fù)荷預(yù)測,特點(diǎn)是負(fù)荷的分布直接取決于土地的使用情況,若能對土地使用情況有很好的預(yù)測,在此基礎(chǔ)上的空間負(fù)荷預(yù)測將會有很高的精度。對于市場發(fā)展比較成熟、規(guī)律性比較強(qiáng)的發(fā)達(dá)國家,基于用地的預(yù)測方法能較好地考慮負(fù)荷轉(zhuǎn)移特性,對空白用地的負(fù)荷預(yù)測相關(guān)性較好,對短、中和長期預(yù)測都較適合。但在中國這樣的發(fā)展中國家,土地的使用受人為因素影響較大,預(yù)測未來的土地利用情況是十分困難的,像負(fù)荷密度指標(biāo)這樣的因素也有自己的預(yù)測特點(diǎn)。就我國目前對土地的管理體制而言,這類方法很難直接在空間負(fù)荷預(yù)測中發(fā)揮作用。我國在進(jìn)行城市電網(wǎng)空間負(fù)荷預(yù)測時(shí)有下列一些不同于發(fā)達(dá)國家的現(xiàn)實(shí)情況:(1)空間負(fù)荷預(yù)測相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)缺乏;(2)城市建設(shè)速度快、用地性質(zhì)的變化很大;(3)城市的整體負(fù)荷水平處于發(fā)展比較快的階段;(4)小區(qū)用地性質(zhì)的確定完全由特定的政府部門負(fù)責(zé)。針對目前空間負(fù)荷預(yù)測工作中存在的困難,應(yīng)在加強(qiáng)數(shù)據(jù)收集整理的條件下,發(fā)展適合我國國情的預(yù)測方法,最大限度地減少預(yù)測工作中不切實(shí)際的人為干擾因素,提高預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和合理性??臻g負(fù)荷預(yù)測分析的原理和步驟(1)空間負(fù)荷預(yù)測的基本原理空間負(fù)荷預(yù)測方法預(yù)測負(fù)荷是依據(jù)城市總體規(guī)劃確定的用地性質(zhì)、用地面積,結(jié)合分類負(fù)荷的歷史資料,采用與其它地區(qū)類比分析的方式確定單位面積的負(fù)荷密度,最后將兩者結(jié)合預(yù)測每一個(gè)小區(qū)的負(fù)荷。若已知第個(gè)小區(qū)的用地規(guī)劃面積和負(fù)荷密度分別為和,則到相應(yīng)用地的負(fù)荷為:(2-6)式中—第個(gè)小區(qū)的負(fù)荷。基于式(2-6)預(yù)測結(jié)果,得到規(guī)劃地區(qū)的總負(fù)荷為:(2-7)式中—用地負(fù)荷的同時(shí)率。若只對同類用地統(tǒng)計(jì),則由式(2-7)可計(jì)算得到規(guī)劃區(qū)中不同性質(zhì)用地的負(fù)荷情況,主要分析過程如圖2-2所示。圖2-2不同性質(zhì)用地負(fù)荷規(guī)模的確定(2)空間負(fù)荷預(yù)測的主要步驟對需要進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測的區(qū)域按照一定的規(guī)則(如按功能劃分)細(xì)分成一個(gè)個(gè)小區(qū)。向政府有關(guān)部門和開發(fā)單位收集各預(yù)測小區(qū)的規(guī)劃方案根據(jù)各小區(qū)的規(guī)劃方案,對各小區(qū)負(fù)荷以及負(fù)荷特性進(jìn)行預(yù)測。將各小區(qū)的負(fù)荷特性曲線進(jìn)行疊加,并采用同時(shí)率等方法得出規(guī)劃地區(qū)負(fù)荷的預(yù)測值。空間負(fù)荷預(yù)測中關(guān)鍵問題的處理(1)小區(qū)負(fù)荷密度指標(biāo)的選取不難看出,空間負(fù)荷預(yù)測方法的關(guān)鍵是確定各類小區(qū)的負(fù)荷密度的指標(biāo),一般可以通過以下三種途徑獲得:按分類平均負(fù)荷密度設(shè)置實(shí)踐證明,按照這種方法確定小區(qū)負(fù)荷密度指標(biāo)簡便、有效。盡管在實(shí)際系統(tǒng)中由于同類負(fù)荷小區(qū)的負(fù)荷發(fā)展水平不同,從而導(dǎo)致一些同類小區(qū)的負(fù)荷密度存在著差異,但相當(dāng)一部分同類小區(qū)的負(fù)荷密度還是與平均負(fù)荷密度十分接近,對于那些與平均負(fù)荷密度相差較大的小區(qū)可以采用一定的方法進(jìn)行修正。參考國內(nèi)外同類小區(qū)數(shù)據(jù)的選取通過對國內(nèi)外各類相似小區(qū)負(fù)荷密度及其相關(guān)資料的調(diào)查,將負(fù)荷密度值按相關(guān)因素加以歸類整理,可以形成小區(qū)負(fù)荷密度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫,以供規(guī)劃時(shí)參考。實(shí)際上,這一方法就是借鑒發(fā)達(dá)國家或發(fā)達(dá)地區(qū)已建成區(qū)的經(jīng)驗(yàn),通過類比的方式來確定規(guī)劃各小區(qū)的負(fù)荷密度。有時(shí),也可借鑒規(guī)劃區(qū)內(nèi)已建成區(qū)的負(fù)荷密度指標(biāo),通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,用于其它待開發(fā)的相似小區(qū)。在決定已經(jīng)掌握的小區(qū)負(fù)荷密度值能否應(yīng)用于某規(guī)劃小區(qū)時(shí),需要對小區(qū)的特征進(jìn)行相似性分析后加以判斷。這些特征可以分為城市地域及發(fā)展特征和小區(qū)地域及發(fā)展特征兩類。前者簡稱為城市因素,主要包括規(guī)模、類型、經(jīng)濟(jì)水平、發(fā)展戰(zhàn)略以及發(fā)展階段等;后者簡稱為小區(qū)因素,主要包括負(fù)荷類型、地理位置、人口密度、小區(qū)面積、經(jīng)濟(jì)水平、規(guī)劃政策等。通過對小區(qū)負(fù)荷密度外推獲得該方法首先根據(jù)各小區(qū)的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)估算小區(qū)歷史年的負(fù)荷密度,然后以歷史年負(fù)荷密度值為基本數(shù)據(jù),采用外推法計(jì)算規(guī)劃年的小區(qū)負(fù)荷密度指標(biāo)。和負(fù)荷預(yù)測趨勢法不同,這里需要的是小區(qū)負(fù)荷密度歷史數(shù)據(jù),在小區(qū)面積已知的情況下,可將小區(qū)負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為小區(qū)負(fù)荷密度歷史數(shù)據(jù)。在對負(fù)荷密度進(jìn)行趨勢預(yù)測時(shí),也應(yīng)當(dāng)考慮各類小區(qū)負(fù)荷密度的飽和值。為了增強(qiáng)典型負(fù)荷密度預(yù)測結(jié)果的可信性,在整個(gè)規(guī)劃區(qū)內(nèi)應(yīng)盡可能的選擇一批典型的歷史數(shù)據(jù)比較齊全的各類小區(qū)進(jìn)行負(fù)荷密度趨勢預(yù)測,其預(yù)測結(jié)果可以作為各類小區(qū)的負(fù)荷密度樣板,用于其它同類型相似小區(qū)。為了反映同類小區(qū)中存在的負(fù)荷發(fā)展水平的不一致性,在同一類負(fù)荷小區(qū)中,可以選擇不同發(fā)展水平的小區(qū)作為樣板,進(jìn)行負(fù)荷密度趨勢預(yù)測。(2)空間負(fù)荷預(yù)測結(jié)果的再調(diào)整在利用初步獲得的小區(qū)負(fù)荷密度計(jì)算出小區(qū)負(fù)荷后,預(yù)測人員需要針對一些特定的小區(qū)進(jìn)行比較細(xì)致的分析工作,以確定分析結(jié)果的合理性,并對部分小區(qū)進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的重點(diǎn)是一些典型的大用戶負(fù)荷及負(fù)荷準(zhǔn)確值或參考值明確已知的用戶。調(diào)整工作可以通過引入負(fù)荷發(fā)展不均衡調(diào)整系數(shù)來實(shí)現(xiàn),用于反映總負(fù)荷在不同地塊間發(fā)展的不均衡性。令小區(qū)的負(fù)荷預(yù)測值為,其不均衡調(diào)整系數(shù)為,則調(diào)整后的小區(qū)負(fù)荷值為:(2-8)為保證不均衡調(diào)整系數(shù)的引入不影響各類負(fù)荷的總預(yù)測值,調(diào)整后的小區(qū)負(fù)荷應(yīng)滿足:(2-9)式中—規(guī)劃區(qū)負(fù)荷的總預(yù)測值—規(guī)劃區(qū)內(nèi)的小區(qū)總數(shù)。式(2-9)假定了分類負(fù)荷預(yù)測結(jié)果的可信性。在一般城市負(fù)荷預(yù)測中,由于總負(fù)荷的預(yù)測結(jié)果可以采用多種模型得到,同時(shí)其發(fā)展的規(guī)律性也遠(yuǎn)強(qiáng)于各地塊負(fù)荷發(fā)展的規(guī)律性,因而這一假定是合理的,如果出現(xiàn)小區(qū)負(fù)荷的疊加值與相應(yīng)總負(fù)荷的預(yù)測結(jié)果差異較大,則需要分析原因,必要的時(shí)候也可對總負(fù)荷預(yù)測結(jié)果進(jìn)行修正。事實(shí)上,不均衡系數(shù)的確定是一項(xiàng)復(fù)雜的工作,有關(guān)這方面的內(nèi)容目前正在進(jìn)一步研究之中。城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的實(shí)現(xiàn)城市電網(wǎng)負(fù)荷在包含有一定規(guī)律性的同時(shí),也存在著多種變化因素,這對城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測工作提出了更高的要求。為提高預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性,城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測需要在充分把握各種負(fù)荷預(yù)測方法適應(yīng)性的前提下,選擇合適的預(yù)測模型,并利用不同模型的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行互相校核、比較和修正,以規(guī)避出現(xiàn)較大預(yù)測誤差的風(fēng)險(xiǎn)。負(fù)荷預(yù)測方法的選用原則(1)不同負(fù)荷預(yù)測方法的適用范圍由于負(fù)荷預(yù)測的每一種方法都是在特定條件下建立的預(yù)測模型,因此每一種預(yù)測方法都有一定的局限性(如表2-1所示),在具體應(yīng)用時(shí)須根據(jù)實(shí)際情況,著重從預(yù)測目標(biāo)、期限、精確度和預(yù)測耗費(fèi)等諸多方面作出合理選擇,在預(yù)測成本允許的范圍內(nèi),尋求能獲取所需精度的預(yù)測方法,關(guān)鍵是提高規(guī)劃人員自身的素質(zhì),及時(shí)根據(jù)出現(xiàn)的實(shí)際情況進(jìn)行判斷,一旦發(fā)現(xiàn)有大的誤差傾向,就應(yīng)及時(shí)修改預(yù)測模型或改用其它適當(dāng)預(yù)測法。結(jié)合前一章內(nèi)容,可以總結(jié)得出以下結(jié)論:電力彈性系數(shù)法、平均增長率法、相關(guān)分析法主要是根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析而建立的模型,因此多用于互相補(bǔ)充校核中遠(yuǎn)期的規(guī)劃負(fù)荷預(yù)測值。指數(shù)平滑法、模糊預(yù)測法、專家預(yù)測法由于對負(fù)荷的原始數(shù)據(jù)要求較高多應(yīng)用于短期負(fù)荷預(yù)測;灰色理論法盡管可應(yīng)用于貧信息條件下的分析和預(yù)測,但是由于構(gòu)造模型較為復(fù)雜,且數(shù)據(jù)離散程度越大,預(yù)測精度越差,因此一般也只用于短期負(fù)荷預(yù)測。單耗法、負(fù)荷密度法一般適用于分項(xiàng)分類的局部預(yù)測,以及對預(yù)測結(jié)果的橫向比較。組合預(yù)測法常用于上述方法預(yù)測結(jié)果的方案優(yōu)選??臻g負(fù)荷預(yù)測法由于對城市規(guī)劃深度的要求較高,一般多應(yīng)用于各功能區(qū)不同性質(zhì)用地比較明確的情況。表2-1部分負(fù)荷預(yù)測方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件的分析和比較方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件采用的數(shù)據(jù)形式計(jì)算復(fù)雜度適用時(shí)間彈性系數(shù)法方法簡單,易于計(jì)算需做大量細(xì)致的調(diào)研工作經(jīng)濟(jì)發(fā)展和用電量比較穩(wěn)定的情況下效果較好采用原始數(shù)據(jù)相對簡單長期負(fù)荷預(yù)測相關(guān)分析法原理、結(jié)構(gòu)簡單;預(yù)測速度快;外推特性好,對于歷史上未出現(xiàn)過
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