（管理科学与工程专业论文）河北南网电力负荷预测研究.pdf

华北电力大学硕士学位论文摘要 摘要 目前，电力负荷预测已成为电力系统管理现代化的重要内容之一。河北 南网近年来电力工业发展迅速，本文主要是针对河北南网的电力负荷预测进 行研究。 本文首先对河北南网的基本情况进行了简要介绍，分析了河北南网目前 的发展状况、自身特点以及存在的问题。考虑到负荷预测受到多种因素的影 响，在对灰色预测技术有所改进的基础上，运用改进的灰色模型群预测建模 法对用电量进行分类预测，并对电力负荷的情况进行了分析。最后对得到的 预测结果进行分析，得出用电量的变化趋势，为河北南网电力发展提出一些 对策和建议，有利于电网公司和社会经济的发展。 关键词：负荷预测，灰色预测，灰色模型群，电力发展 a b s t r a c t a tp r e s e u t ，t h ep o w e rl o a d f o r e c a s t i n gh a sb e c o m ea ni m p o r t a n tp a r to f e l e c t r i c a lp o w e rs y s t e mm o d e r n i z a t i o n t h ep o w e ri n d u s t r yo fs o u t h e mh e b e i p o w e rg r i dd e v e l o p sr a p i d l yt h e s ey e a r s ，t h er e s e a r c ho nt h ep o w e rl o a d f o r e c a s t i n go fs o u t h e mh e b e ip o w e rg r i di st h em a i nc o n t e n t o f t h i sp a p e r f i r s t ，t h eb a s i cs i t u a t i o no fs o u t h e r nh c b e ip o w e rg r i di si n t r o d u c e d ， i n c l u d i n gt h ec u r r e n td e v e l o p m e n t ，c h a r a c t e r i s t i c s ，a n dt h ep r o b l e m s c o n s i d e r i n g t h a tt h el o a df o r e c a s t i n gi si n f l u e n c e db ym a n yf a c t o r s ，t h ei m p r o v e df o r e c a s t i n g m e t h o do ft h eg r e ym o d e lc l u s t e ri su s e dt od ot h ec l a s s i f i c a t i o nf o r c c a s to ft h e p o w e rc o n s u m p t i o nb a s e do nt h ei m p r o v e m e n to ft h eg r e yf o r e c a s t i n gt e c h n o l o g y , a n dt h es i t u a t i o no ft h ep o w e rl o a di sa n a l y z e d a tl a s t , t h et e n d e n c yo ft h ep o w e r c o n s u m p t i o ni so b t a i n e db ya n a l y z i n gt h ef o r e c a s tr e s u l t s t h em e a s u r e sa n d s u g g e s t i o n sf o rt h ed e v e l o p m e n to fs o u t h e r nh e b e ip o w e rg r i da r ep r o p o s e d w h i c ha r eb e n e f i c i a lf o rt h ed e v e l o p m e n to ft h ep o w e r g r i dc o m p a n ya n ds o c i a l e c o n o m y z h a n gt o n g t o n g ( m a n a g e m e u ts c i e n c ea n de n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f n i ud o n g x i a o k e yw o r d s ：l o a df o r e c a s t i n g ，g r e yf o r e c a s t i n g ，g r e ym o d e lc l u s t e r , e l e c t r i c p o w e rd e v e l o p m e n t 声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文河北南网电力负荷预测研究， 是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得 的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡 献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：丛塑2 塑2 日期：型i ：坦：p 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩 印或其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅； 学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方 式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名：丝璺璺 日期：型：! 羔：蛰 导师签名： 华北电力大学硕士学位论文 1 1 选题背景及其意义 第一章引言 电力工业是国民经济发展的基础行业，是提供重要公共产品和服务的行业，又 是国家引导、推动、调控经济和社会发展的基本力量，它发展水平的高低直接影响 到社会经济各行各业的发展。 随着电力体制改革的进一步深化和市场经济的进一步发展，对于市场需求的准 确预测成为电力生产经营计划管理工作的一项重要内容，也是指导电力企业经营计 划工作的非常重要的一个环节。 电力系统负荷预测是电力系统安全经济调度、规划、设计研究的基础和前提“1 。 在满足供电质量要求的条件下，准确的负荷预测结果将意味着对系统建设资金最大 可能限度的利用和有限投资的最大社会、经济效益的获得，负荷预测工作因而引起 了人们的普遍关注。随着电力系统的迅速发展，尤其是我国电力工业市场化改革的 推行，如何准确、合理地考虑电力工业市场化后对实际电力负荷从大小到特性上的 影响，以及由此给整个系统运行规划带来的变化，是负荷预测工作面临的难题。可 以设想，在强大的市场压力和竞争机制作用下，适用于电力市场环境下的负荷预测 理论和算法必将获得突破性研究成果。电力负荷预测有利于制定经济合理的系统发 电计划、检修计划和购煤计划；有利于降低发电成本和购电成本；有利于竞价上网， 推进电力市场改革；有利于计划用电管理，掌握需求变化情况，搞好电力市场营销； 有利于制定合理的电源、电网规划；有利于电网的稳定运行：有利于提高电力系统 的经济效益和社会效益。 近年来河北省经济高速发展，电力工业发展较快，对全省经济的持续健康发展 起到了重要的支撑作用。但是随着“十五”后期和未来“十一五”经济发展对电力 需求量的日益增长，电力总体不足、布局不合理等问题将构成河北省经济发展的“瓶 颈”。保持电力工业的可持续稳定发展，是我们必须面临的重大战略问题。 河北南网近年来电力工业发展迅速，2 0 0 5 年南网全社会用电量达到8 5 2 亿千瓦 时，比上一年增长1 3 3 3 。但是由于电源基础建设落后、建设结构不合理，电网结 构薄弱等原因，仍然造成电力紧缺，归结起来主要是由于对用电量估计不足，对电 力发展没有做好适度超前造成的。电力的供需矛盾日益突出，会对经济发展和人民 的生活带来一定的影响。如何加强电力负荷预测和电力发展规划工作，使电力工业 能够更好地与国民经济协调发展，是一个我们需要面对的重要问题。 随着经济的发展，河北南网各类用电市场的变化规律及发展趋势将会愈加复 1 华北电力大学硕士学位论文 杂。为准确把握市场需求，必须以市场需求为导向，对各类用电市场进行细致分析、 研究，利用科学方法找出其发展规律，并进行高精度预测。预测的结果，有利于决 定未来新的发电机组的安装，决定装机容量的大小、地点和时间，决定电网的增容 和改进，决定电网的建设和发展。1 。电力负荷预测研究是提高计划管理水平的必要 手段，是电网经营企业生产经营过程的一项重要内容，也是河北省电力公司在经营 活动中进行科学决策的必要依据，对于经济效益和社会效益的作用是十分明显的。 1 2 国内外研究动态 在市场经济环境中，影响电力、电量的因素非常复杂，并且数据繁多，各类用 电市场需求的变化规律不易识别，预测模型难以建立和程序化实现，使得预测工作 的研究具有较大难度。因此需求预测的研究，是目前国际上公认的很有意义又很有 难度的课题。 电力系统负荷预测的广泛研究取得了显著成果，文献表明目前对电力系统负荷 预测的研究工作主要集中于： 1 预测模型从简单到复杂，包括传统负荷预测方法的改进与应用范围的拓广， 基于新兴理论的负荷预测方法的研究； 2 影响负荷变化因素的计算； 3 从单一模型预测到多模型的组合预测： 4 预测模型的自动校正等。 负荷预测的研究已有较长历史，在众多的预测方法中，较为成熟的有经验预测 方法、自身外推法、相关分析法、时间序列法、回归分析法等1 。随着一些新兴理 论的出现，又产生了一些新的负荷预测方法，如灰色预测法、专家系统法、优选组 合预测法、模糊预测法、神经网络法、混沌预测模型、小波预测模型等。其中，如 神经网络法、小波理论、混沌理论目前主要用于实现短期及超短期负荷预测；而应 用模糊理论形成的众多模糊预测模型和基于灰色系统理论建立的各种灰色预测模 型。“，由于本身具有明显趋势，比较适用于电力系统中长期负荷预测。 常用的负荷预测技术一般可分为定性预测技术和定量预测技术两类。常用的定 性预测技术有：d e l p h i 法、用户调查法、形态研究法、类比法等。定性预测不是通 过建立数学模型，而是依赖于人的直观思考、判断和知识积累。这些方法的预测结 果很大程度上是人们的一种期望值，因此误差较大，但它可以利用人们的经验，从 而可以计入许多非量化的因素影响，所以在实际工作中，它仍然在潜移默化中发挥 着重要的作用。目前比较成熟的定量预测技术基本上属于概率统计方法，主要是时 间序列分析法和回归分析法。定量预测技术首先有两个基本假设：负荷及相关因素 2 华蘧电力大学疆士学位论文 可以定爨表达；负荷过去变化模式将来继续存农，这两个假设显然肖很大的局限性， 但是在实际中也得到了大擞的应用。这些定爨预测方法在负荷预测中被广泛应用， 但对于不确定性比较大，巍衙变化模式比较复杂的情形，也难予做出更高精度的负 蘅预溅，于是薪艴不礁定饿受赘预测方法被撼瓣，包括灰色预测法、专家系统法、 搂壤鼗灏法、久王季枣经瓣终法等。宅察更多趣觚毫力系统及邀力受蘅本身静内在栽 律着手，对电力负荷的发展变化做出切合实际的分析和预测，弥补了传统预铡方法 以确定横裂来代替负荷本身的发展规律进行预测的不足，尤其怒猩目前经济转型用 电结构迅速变化的时期，新负荷预测技术韵产嫩显得尤为必要。 在实际的受蘅预测中，琴确定性强弱技零乏阋以及不确定镁预涮技术与确定毪 羲爨毅零之穗鬻零缝合起寒运藉，鞋筵瑾溪溅过程孛熬各释实际滔嚣，嚣嚣又菱袋 起来各种混合型负荷预测方法椰。如灰色人曩神经网络法、模糊神经网络法、模 糊专家系统法、专家系统神缀网络法，以及用水确定性预测技术越 杼时间序列模型、 回归模型的辨识、参数估计薅各种方法。可见，负荷预测方法多种多样，可以应用 笱单的定镶方法，也可以浆掰复杂的数学方法羧溺。但负荷预测怒一个裙当复杂鲍 褥嚣，鬏溺实黢表甏，锃褥一静方法嚣是数学童鹣一耱瑾恕熬模黧，是链霹菜一粪 用电需求的发展规律有较好的拟合和预铡效聚。不弼地区、耐阅、行业豹变化规律 是不周的，很难用一种或几种预测模型描述所有的变化规律，必须建立市场需求预 测的方法，以尽可能多的预测模型满足用电市场发展规律多样性的需求。随着社会 的进步、魄力事业的发展，受薷预测的内容将不断丰富，负荷预测方法也应不断发 曩帮兜羲。 1 3 谍题研究内容 本文的整个研究工作生隳包括： 1 系统研究了电力受赞预测理论钵系，了勰国内外有关电力受赞预测斡方法耧 逶爰蕊溺。 2 。j c 寸河北南网的基本状况进行了调查和分析，以及分析目前嘏网还存在哪些问 题。调研了近几年河北南网电力负荷的有关数据，对三大产业、滕民用电情况等进 行了初步分析。 3 农受蘅颈测模型黪使矮上，主要是对获魏该溅技术有质改进，对灰色模墅鼗 逶霉磷必，运瑁改逶戆获夔棱鳌器该测建模法。考瘩到毫力受瑟预溅受到多弹困豢 的影响，选取其中主要的风种影响因素建模进行负荷预测。首先墩用灰色关联分析 的方法，确定主因素变量，之后建立g m o , 忉、g m ( o ，肿模型，分别得到预测结果， 再综合g m ( i ，1 ) 模型预测的结果。最后得出一个预测区间，这就大大提高了预测结 果的霹傣度和应用价值。 3 华北电力大学硕士学位论文 4 运用改进的模型对河北南网未来两年的全社会用电量、三大产业和居民生活 用电、售电量分别进行预测，得出用电量的增长情况及发展趋势。分析南网的负荷 特性，并对最大负荷进行了预测。 5 对得到的预测结果进行分析，为河北南网电力发展提出一些对策和建议“”， 有利于电网公司和社会经济的发展。 4 华北电力大学硕士学位论文 2 1 河北省发展情况 第二章河北南网发展现状 2 1 1 河北省经济发展现状 河北省地处华北平原的北部，兼跨内蒙古高原。全省中环首都北京和北方重要 商埠天津市，北与辽宁、内蒙古为邻，西靠山西，南与河南、山东接壤，东临渤海。 海岸线长4 8 7 公里。总面积1 8 7 6 9 3 平方公里。河北省属温带大陆性季风气候。大 部分地区四季分明。年日照时数2 5 0 0 - 3 1 0 0 小时；年无霜期1 2 0 - 2 0 0 天；年均降水 量5 2 4 4 毫米。河北省是全国田粮棉油集中产地之一，农业在区域经济中占有重要 地位。河北省又是全国矿产资源大省，主要有原煤、铁矿、原油等，粮、棉、油产 量多年稳居全国前列。全省现已基本形成以煤炭、纺织、冶金、建材、化工、机械、 电子、石油、轻工、医药等十大产业为主体，布局基本合理的资源加工结合型工业 经济结构。工业生产中纺织工业、印染、服装、建材工业、能源工业、冶金工业、 化学、医药业在全国居重要地位。 2 0 0 5 年，河北省坚持以科学发展观为统领，紧紧围绕“抓住机遇、实现更快更 好发展”这一主题，突出结构调整这条主线，强化重大项目和县域经济“两大支撑”， 经济继续保持快速增长，出口增加，主要产品产量稳定增长，经济效益稳定提高， 投资规模适度增长。初步核算，全省生产总值突破一万亿元，达1 0 1 1 7 亿元，增长 1 3 4 ，是1 9 9 7 年以来最好水平。高于上年增长速度0 5 个百分点，高于全国平均 增长水平3 5 个百分点。其中，第一、二、三产业增加值分别实现1 4 5 4 、5 3 2 4 和 3 3 3 9 亿元，同比分别增长5 6 、1 5 6 和1 3 4 。 农业生产平稳发展。粮食产量再获丰收。全年粮食播种面积9 3 6 0 4 万亩，比 上年增长3 9 ；总产量2 5 9 8 6 万吨，是6 年来最高水平，比上年增长4 8 。农业 结构调整取得积极成效。畜牧、蔬菜、果品三大支柱产业产值占农林牧渔业总产值 的比重达7 0 ，对农业生产增长的贡献率达8 8 8 农业产业化步伐加快，产业化 经营率达到4 9 4 ，比上年提高2 7 个百分点。 工业生产平稳快速增长，经济效益稳步提高。全省工业增加值完成4 7 5 9 亿元， 增长1 5 9 。其中规模以上工业完成增加值3 2 1 9 亿元，增长2 2 9 9 6 ，高出全国平均 水平6 5 个百分点，总量及增速分别居全国第七、第六位，增速较上年前移1 3 位。 轻重工业分别增长2 3 5 和2 0 8 3 。实现利润6 9 2 亿元，比上年增长2 8 4 。积极 运用高新技术和先进适用技术改造提升传统产业，主导产业带动作用增强。钢铁、 装备制造、石油化工、食品、医药、建材、纺织服装七个主导行业增加值占工业增 5 牮寇毫力夫学疆士誓位 会交 加值的7 8 4 ，对工业生产增长的贡献率为8 6 o 。高新技术产北保持较快增长， 实现增加值2 6 7 3 亿元，比止年增长2 5 。2 。擞爨能源、原材料产品产量增长较快， 焦炭增长4 0 1 ，铁矿石原矿量增长3 2 3 ，嫩铁增长2 4 6 ，钢增长2 5 3 ，成品 钢枋增长2 9 鼹。工业产销馈掇夷妊，产燕销糍率必9 8 1 。 城镇瓣甍入筠霹支醚浚入突破9 0 0 0 元，遮9 1 0 7 元，跑上筝壤长1 4 。5 簧。在国 家扶农墩策、粮食增产等多种因素共同作用下，农民人均纯收入达3 4 8 2 元，增长 9 8 。城镇居民人均消费支出6 7 0 0 元，增长1 5 1 ；农民人均擞活消费支出2 1 6 6 元，增长1 8 。o 。 近馨来海悲省晷民经济持续祆速增长，入瑟生活承平持续援麓。三大产韭全嚣 发曩，经济结梅强趋舍理，黧瑟经济步入持续快速镑调健康发震豹赛犍鞔遭。表2 - i 和表2 - 2 分别列出2 0 0 0 - 2 0 0 5 年全省生产总德、入均g d p 、经济增长速度情况。 表2 - 1全省生产总值单位：亿元 年徐全害生产慧篷第一产韭第二产照第三产堑入臻g d p ( 元) 2 0 0 05 0 8 8 98 2 4 5 2 5 5 9 + 9 1 7 0 4 。57 6 6 3 2 0 0 15 5 7 7 79 1 3 92 7 6 7 41 8 9 6 48 3 6 2 2 0 0 26 1 2 2 59 5 7 03 0 4 6 02 1 1 9 s9 1 1 5 2 0 0 37 0 9 8 51 0 6 4 。33 6 5 7 。22 3 7 7 。01 0 5 1 3 2 0 0 48 8 3 6 。91 3 7 0 毒圣? 潞垂 2 7 6 3 1 1 3 0 1 7 2 0 0 51 0 1 1 6 61 4 5 3 95 3 2 4 23 3 3 8 51 4 8 1 4 表2 - 22 0 0 1 2 0 0 5 年河北省经济增长速度单位： 霉毋全省生产葱篷第一产效纂二产堑蘩三产盈 o l8 75 38 31 1 o 2 0 0 2 9 65 4l o 6 1 0 2 2 0 0 31 1 66 11 4 31 0 o 2 0 8 莲1 2 g6 。71 4 81 2 。5 2 0 0 5 1 3 4 5 。8 1 5 6 1 3 。4 6 注：增长速度按可比价格计算 牮蕊电杰大攀壤圭学整论文 “十五”期间，全省生产总傻增速分别为g 。5 、8 。7 、9 ，6 、1 1 。龋、1 2 9 和1 3 4 ，年平均增长1 1 2 ，比“九_ 赢”时期加快了2 4 个百分点。正业主导产 她支撵馋愿增强，占规模以上工数增鸯襄傻逡耋癌? 4 辐提麓劐7 8 。4 骘。金挂会器定 资产投赘五年累计完成i 4 万亿元，年均增长1 4 1 ，其中2 0 0 3 年以来年均增长 2 6 2 9 i 。建蔽投产重纛瑗嚣3 6 1 瑗，完成投资2 2 髓亿元，怒“丸氯”静1 6 倍。簸 镇居民人均可支配收入和农民人均纯收入，分剐比2 0 0 0 年增加3 4 4 5 9 凭和1 0 0 2 7 元。农懿收入增加、负担减轻，纛活质鬣得到提升，入屠环境有了较大改观。 2 。 ，2 海北雀产数维构发曩现状 l l 鏖麓重民经济产渡绩梅螅调攘，涎j 磐各产韭鲍魄耋发生7 变化。麸表2 - 3 可 以看出，第一产业的比重由2 0 0 0 年的1 6 2 0 下降到2 0 0 5 年的1 4 3 7 ，第二产业 懿魄重交2 0 0 0 年嚣5 0 。3 麟上舞窝2 0 0 5 年翡5 2 。6 3 ，第三产盈静眈重交纯不鹅曼， 由2 0 0 0 年的3 3 5 0 变为2 0 0 5 拳的3 3 0 0 。产业结构在不断调整和优化，其中第 二产韭所占比震最高。 袭2 - 3澎j 省产她襞掬魄爨苹袋： 年份总值 第一产业 第二产业第量产业 2 0 0 01 0 01 6 2 05 0 3 03 3 5 0 2 0 0 1 1 0 01 6 3 8 4 。6 l3 莲，g 重 2 0 0 21 0 01 5 6 34 9 7 53 4 6 2 2 0 0 31 0 01 4 9 9 5 1 5 23 3 4 9 2 0 0 41 0 01 5 5 l5 3 。2 23 主。2 7 2 0 0 5 1 0 01 4 3 7 5 2 6 33 3 0 0 阕2 - i河北省产业结构比例 7 孥蔻毫力大学硬圭够挝论文 河北省经济快速稳定发展，速度、效益和质囊同步增长。河北省经济以农业为 主，是中图农业大省，农业在全省经济中一盥占主导地位，农业产值超过全国平均 水平。改革开放以来，产业结构不断调整，特别是近年来，全省上下树立科学发展 鼹，大力发暴第三产业，经济结构迮由建嚣拐期豹。一三二”格髑鞍改革歼熬后翡 “二一纛”搀嚣，竣交为警饕静“二三一”榛麓，经济结稳目戆会疆，产整瑟梅不 断优化。 近笨来河北省经济结构调整取得成效，经济运行质量和效益避一步提高。农业 结构调熬步伐加快，由传统农业向现代化农业迅速迈进，绿色经济和区域特色经济 蓬勃发袋，设施农业等技术密集墼、效益型农般成为裁的增长点，名优特薪产品不 錾瑶麴；筵统工翌致逵力魔热夫，撬裹了技术水平，冶金、瓤城、建耪、纯工等一 批主导傀势产业发展较快，对全省工业快速增长起到了重要的寅持和拉动作用，高 新技术产业中，电子通信、网络设备、计算机软件、新型显示嚣等发展较快，已成 为国民缎济的先导产业；第黧产业结构不断改耱。在传统服务业稳步发展的同时， 现代和掰兴服务业褥到较谈发震，信息、房地产、科研、综合按术、旅游、商贸潍 逶、雾义务教弯、文稼、交遴逶信、疆镶建凌、柱嚣骚务等耨兴鞭务鲎览重逐年土 升。 2 1 3 河北省电力发展现状 “十嚣”最三年，为了加快电力发展，省发改委在认真研究黧家产业政策的基 穑上，投攘涎忿省发震毫滚壤弱窳是秘绞蠢索瓣褰疆实嚣，据塞? “建设霾令一魏” 静电源顼霹发震愚跨，帮建设撬海水浚纯梳缀、建设一孰利髑城市中东飘组、建 设一批霹；c 干水机组、建设一批空冷机组，得到了国家发改委和国内有关电力专家的 高度认可，极大的推动了河北省电源建设工作，同时也加快项目前期工作，使一批 电源项暇顺利通过核准，一批电源项耳纳入了鼹家新开工计划，键避了“十五”期 窝豹电源建设，瞧戈“手一蔽”毫源瑷霹戆爨霉蓼投产羹定7 坚爽懿萋蘧。鸯了嚣餮 省内窀力缺口，按嚣国家鞠销政府翡统一安蓑 耩部署，“五”期闯增燕外购由西 电力9 0 了了千瓦，积极开展了陕北和蒙西能源慧地向南网送电的凇铸工作。 为了保证电力“发得出、落得下、用得上”，“十五”期间，河j b 省加大了电嘲 建设力度，共投入资金3 5 7 3 4 亿元用于屯网建设和改造( 南网2 0 7 4 2 亿元，北髓 1 4 9 。9 2 识元) ，毫瓣建设警跨每年投资7 l 钇嚣。裂2 0 0 5 年来，豢阏初步建成缀赏 保定、葫家座、郧台帮鄂韩地区翦5 0 0 手茯搿熊主干线，以及逡接保定、沧搦帮者 家庄地隧的5 0 0 千伏环网，初步形成了。两横一纵”的5 0 0 千伏激网架结构；北两 伴随着东滓唐电网的发展，影成了以北京、天津、唐山地区电网为中心的冀北5 0 0 千伏电网。 8 华北电力大学硕士学位论文 2 0 0 5 年众省发耄装辊吝囊2 3 1 7 万予嚣，詹全鬻第7 霞。英串，6 0 0 0 千瓦及戮 上魄厂2 2 9 3 万千瓦，6 0 0 0 千瓦以下电厂2 4 万千瓦；发电量1 3 3 9 亿千瓦时，詹全 国藜6 位；6 0 0 0 千瓦及以上电厂发电设备平均利鼹小对数6 2 4 4 小时，黼魄减少1 6 3 小辩。全社会用电萤1 5 0 2 亿于氍对，屠全国第5 位，同毙增长1 6 3 0 ；售电量1 2 7 7 亿千瓦时，居全国第5 位，同比增长1 6 3 5 。 2 2 海薹乏麓鼹基本壤凌 河北南帮电礴是华北电嘲的重要缀成部分，p _ x5 0 0 千伏肇2 2 0 千饺橡成主鹣架， 稳帮通过5 0 0 千茯虏豫线、保霸线与京津唐裙联，话部通过5 0 0 千茯种保双线、候 廉线与山西电网相联，南部通过5 0 0 千伏辛嘉线与华中电网相联，东部通过5 0 0 干 茯搴骥l 、糕线与垂东泡鼹援联，溪流穆舞失密电憩送、秀嘏泰送。蘩夔嚣域镦捂 石家庄、保定、邢台、邯郸、沧州、衡水6 市，1 0 2 个县( 酝、市) ，丽积8 3 8 万 平方公里，人口( 2 0 0 4 年) 4 6 3 5 万人。 至2 0 0 5 年底，河鞠南都追嚣发电装飙容量1 2 8 3 万千瓦。其中，6 0 0 0 千瓦及以 上电厂1 2 6 9 刀千瓦，6 0 0 0 千瓦以下电厂1 4 万千瓦，装机容缀超过1 0 0 万千瓦的电 | 广共骞7 座，静嚣峰、兴泰( 含嚣泰) 、牮魏上安、骂头( 会骂关黢诊) 、嚣稳敬， 衡率( 含恒必) 和国华定州。单机容量最大的是邯蜂电厂6 6 万千瓦机组；发电量 7 7 6 亿千瓦时，同比增长8 5 6 ；6 0 0 0 千瓦及以上电厂发电设备平均利用小时数6 3 2 9 夺对，霹魄减少2 3 6 小辩。全麓会嗣毫羹8 5 2 钇手筏时，弼院增长1 3 3 3 ，与仝省 生产总值增长速度基本同步；售电量7 2 6 亿千瓦时，居全国第7 位( 阐网公司系统 第6 位) ，同魄增长1 3 3 6 。乡 购电鸯1 2 9 万手瓦，箕孛衰溱唐1 5 万予琵；趣嚣婊 予关电厂3 # 、4 # 机2 0 万千瓦；山西 l 4 b 电力4 万下瓦：以阏对网方式从山西河曲 电厂购电9 0 万千瓦；外购电薰7 6 亿千瓦时，同比增长了1 3 倍。 近蔻年澎袭省嚣嚣经济保潦了侠速增长，主要经济指标瑗速均达翔近年来最侠 水平。受此影响，河北南网电力需求旺盛，其中南网工业用电量占全社会用电擞的 6 9 发言，对照龟量溪长的拉动效果最为鼗著，嚣憩z 韭豹抉速增长瓣建毫器求戆 增长起了主等作用。表2 - 4 和袭2 - 5 分别列出2 0 0 0 - 2 0 0 5 年河北南网用电量和用电 增长率情况。其中河北离网全社会用电量2 0 0 0 - 2 0 0 5 年增速分别为6 9 0 、1 0 6 4 、 8 7 秣、1 3 。5 3 窝1 3 3 3 蓠，年警璃缮速为i 0 。5 9 ，院4 丸美”霹羯魏快了1 9 8 个 百分点。2 0 0 5 年第一、二、三产业和居民缴活用电蹙分别为9 8 8 、5 8 8 4 、5 8 6 ， 1 0 6 6 亿千嚣嚣重，比上莓耀电增长分剐为1 1 2 6 、1 3 4 4 、6 。7 4 、1 8 7 1 。 9 举北电力大学硕士学位论文 表2 q嚣熬鬻霹分类麓趣量莘霞：钇千嚣辩 年份全社会用电第一产业 第二产般第三产业居民生活 2 0 0 05 1 5 45 3 。l3 5 4 。34 9 3s 8 。7 2 0 0 15 5 0 96 5 63 7 3 84 7 o6 4 5 2 0 0 26 0 9 s8 3 24 0 7 84 5 47 3 。7 2 0 0 36 6 2 58 0 74 5 2 94 9 47 9 5 2 0 0 47 5 2 28 8 。85 1 8 75 4 9 8 9 8 2 0 0 58 5 2 49 8 85 8 8 。45 8 61 0 6 6 表2 - 5河j b 南弼用嘏增长率单位： 年份全社会用电第一产业第二产她第篓产业居民生活 2 0 0 16 9 02 3 。5 45 。弱4 。6 79 。8 8 2 0 0 21 0 6 42 6 8 39 1 0- 3 4 0 1 4 2 6 2 秘38 。7 03 o ll l 。8 68 8 重7 8 7 2 0 0 41 3 5 3l o 0 41 4 5 31 1 1 31 2 9 6 2 0 0 5 1 3 3 3l l 。2 61 3 。| 垂毒 6 7 41 8 。7 圭 夔羞电力嚣求遮遮璞长，魄力侯嚣矛器嚣趋突爨。缝谤数据表明涎素帮趣嚣 尽管多年来一直积极争取加快电源建设，假依然处f 缺电局灏，2 0 0 0 年以前最犬限 电在7 0 - 1 2 0 万千瓦，避几年增加至1 6 0 刀平瓦以上，2 0 0 5 年最大拉限电力达到2 5 0 万千瓦，累计拉狠电9 万余条次，累计攒失电垂3 3 7 亿予氍蹲，在采取多静移蜂 填铸措施后，仍存在较大电力缺口，不能满足国民经济和社会发展的用电需求。 潺恕枣帮建区是臻鳇平原瓣农堑主产嚣，季蓼挂戆农效攘灌受兹占骞较大滋 重，近年来餐调制冷设备普及翠也在逐年提高。最大农灌负荷约2 6 0 万千瓦。夏季 制冷负荷约2 0 0 万于瓦，在夏攀农灌和空调制冷负祷叠加最大达4 0 0 万千瓦，势有 遥步热大熬势，在鬻溢、于攀豹月份，攀苓经受蘅使南瓣邀力供需矛詹避一多加 剧。 2 。3 海毙鬻网存在瓣主要闷惩 “十五”期阆，电力工业基本潢足7 溺民经济发展和人民生活水平提高对魄力 豹藩求，僮仍然存在出于窀弼投资撩对不蘧造成懿邀秘结构薄弱、安套可靠毪蓑等 1 0 华北电力大学硕士学位论义 一黧苓容忽援黪阚瑟。蘧羞透足年大援搂瓣毫滚建设，嚣蘸毫溺投资零足、毫瓣建 设严重落后予电源建设的现状难以适应“十一五”期间国民缀济和社会发展对电力 的鬻求“钉，如不加快奄网建设步伐，将会制约河北犍的国民缀济发展和叛型工救诧 缄漤、社会生义薪农村筋建设。 2 3 1 电网结构薄弱，难以适应河北省国民经济发展需要 2 3 i 15 0 0 午伏主嗣架薄弱，抵御事故能力不足 目前，虽然南网5 0 0 予伏兰网架已初步形成，健单线单变结构以及5 0 0 手伏咆 嗣麓2 2 0 子饺毫网电磁环阚运行，电两运行安全健麓、抵御妒重故障和自然灾害的 能力不强，需要进一步加快5 0 0 午伏主网架的建设，尽快完酱电网结构。 2 + 3 。2 发藏、奎毫誉蠢不蓬，造或拉瓣疆毫 目前造成拉闸限电有两个方丽的原因，一方面是由于装机容量不足；另一方面 是耄予毫鼹络搀薄弱、设备藩l 嚣藏障率燕、侯龟憝力不是。潍羞近惩零大囊模耄源 建设，装机容量不足造成的拉闸限电现象将逐年减少，今后，电网结构薄弱、变电 容爨不足将成为造成披闸限电的主要因素。2 0 0 5 年大负荷期阀，南网仪2 2 0 千伏变 压罄壅琉满载襄过载静旒有4 7 螽，部分变电菇由于交莲器滋载，被邋对用户教弼 限电。 2 。3 s 城豢配毫翳苓薤瀵霆簸避工蓬毒l ：壤枣发装戆雾要 “九五”米期和“十五”初期，南网投入3 1 7 1 亿元资众，进行了较大规模的 城露电嬲改逡，城市电嬲憨供龟壤量和霹纛牲有了缀大躲致簿，但是囊予供电熟费 政策取消、建设资金不足等方面蟊句问题，翻2 0 0 2 年以后，城市配电网建设基本处 于停滞状态，随着近几年城市用电负荷的太幅度增长，臣前城市配电嘲的现状怒提 襟凳瓣，无法满是嚣l 致省建设耪整工塑亿墟南发震麓嚣要。 2 3 1 4 农村电网无法满足建设社会主义新农村的需要 虽然经逡三麓农糟瞧霹改遥，毽由予掰变欠酝太多轻运死年农树缀济豹抉速发 展，农村电网的供电能力仍不能满足建设社会主义新农村的骺要，目前存在的突出 阀题是2 2 0 予伏高压电网覆盖藤不够、交魄容量不足、6 0 以上瓣3 5 节茯变电然隽 单电源供电、中低压配潮结构薄弱、供电可靠性不高等，需骚继续不断投入资焱， 进行农村电网的建设和改造。目前河北省7 6 的县为趸售县，对于趸馋县的农村嗽 鹅建设还存农投资圭俸不鞠确、蔟级供耄龛韭投熬漆能力不怒鹣褥蘧。农溺管璇俸 制的不顺，造成了投资机制不畅，影响了农村电网的建设和发展。 华北电力大学硕士学位论文 2 。3 2 电弱技术装蘩水平低，安全霹靠供毫压力较大 目前电网中老旧设备比例较大，其中逡行1 5 年以上的3 5 k v 变电站占1 5 ，1 i o k v 交彀鹾嚣占3 5 篱。毫耀设备技术承平强、放簿率蔫、鑫动纯纛疫差，无法灌是安全、 可靠的供电要求。 2 3 。3 电网建设资金严重零是 国家取消电力建设基金和贴费政策厥，电网企业用予电网建设的资金来源锐 减，霹时，虫子曩蘸尚来确立会溪瓣辕醚毫俊形成撬裁，导数电鼹发溅所器懿蠡骞 资歙严重不怒，制约了电网的发展。 2 。3 。4 缺芝政策支持，工疆建设受照 在电网项目建设中，虽经省发改委等有关部门大力协调，但仍存猩征地、拆迁 难、协调处联时间长期赔偿费用态等闯题，一些工穗一拖就熄一年，严重影响了工 程建设，酝礴了电两建设和发袋，也危及局部她醒魄两的安全运行和供电安全 华| 电力大学硕士学位论文 3 凝述 第三耄电力负荷预测方法 3 。l 。1 负耢预测的概念 负荷可指电力需求量或者用电量，而需求量是指能量的时间变化率，即功率。 也可以说，受荷是摆发电厂，供电地区或魄网在莱瞬间所承担的工俸受赘。砖用 户来说，用嘏负荷是攒连接在电阏的用户所有用电设各在菜一瞬间所消耗的功率之 和。 在充分考虑一些鬟要戆系绕运程特毪、瑶客决策、自然条件与巷会影嚷静条箨 下，研究或利用一套系统地处域过去与未来负荷的数学方法，在满足定精度簧求 的意义下，确定未来菜特定时刻的受荷数篷，称为受萄预溅。 3 1 2 负荷预测的分类 3 + 2 。1 负蘩预测按瓣潺分类 电力负荷预测中缀常按时间期限进行分类，通常分为长期、中期、短期和超短 期负葡预测。长期负蘅预溅一黢攒l o 年以上并以颦为单位豹预测，中麓撂5 霉左 右并戮年为攀位豹预测。它们的意义在予帮助决定新的发电机组的安装( 包括装机 容擞大小、趔式、地点和时间) 岛电网的舰划、增容和改建，是电力规划部门的重 要王偿之一。 短期预测则是指一年之内以月为单位的负荷预测，还指以周、天、小时为单位 的负荷预测，通常预溅朱来一个月度、未来一周、朱来一天的受蘅掺椽，也预测来 来一天2 4 h 中的负荷。其意义畿子帮助确定燃料供成计划；对运行中的电厂出力要 求提出预告，使对发电机组出力变化事先褥以估计；可以经济合理地安排本喇内各 爨缀戆癌等，簿爨旋转褚釜容鬈；毒瑷杏绦证歪豢溺电熬德凝下会理安捧懿缓捡蘩 计划。 超短期受旖预测攒未来l h 、未来0 + 5 h 甚至来来l o m i n 的预测。焚意义在予霹 对魄网迸行 算机在线控制，蜜现发电容蹙的合理调度，满足给定的邋行要求，同 时使发电成本最小。 3 1 2 2 受褥预溺按抒薤分类 负荷预测可以分为城市民用负荷、商业负荷、农村负荷、工业负荷以及其他负 饕豹受麓j 耍测。其串。缓泰民建受薅羲溺燕要撵辕密居民熬家矮受荧獗涮；囊簸受 1 3 华北电力大学硕士学位论文 蘩鞭涌窝王簸受蔫瑗浏楚据对务囊戈褰戴每王监嚣务戆受蔫涟孬预溅；农毒| 受耱预 测怒指广大农村所有负荷( 包括农村民用电、生产与排灌用电以及商业用电等) 的预 测；两其他负荷预测则包括市政耀电( 如街道照明镣) 、公用潦业、政府办公、铁鼹 与激车、军潮等等受稳的预测。 虽然负荷可以大致这样分类预测，但并不严格，对于按某类负荷进行预测时， 熊发生把装些实嚣受蘅爨算翻缁一类受猗豹争执。在这转臻覆下，靛廷戆壶务侯 电部门自己决定。因此，在一些供电公司中，可以备自有其受具体的负荷预测分类 细瞄。 3 1 2 3 负荷预测按特性分类 根据负荷预测表豕的不同特性，常常又分为最高负荷、最低负荷、平均受旋、 受搿峰谷差、高峰负荷平均、低貉负荷平均、平峰负荷平均、金穗负搿、母线负荷、 负荷率等类型的负荷预测，以满足供电、用电部门的管理工作的需要。 3 。 。3 影豌受蔫预测麓霞素 ， 3 1 3 1 经济发展水平及经济结构调整 经济发展水平越嵩，经济络构中第兰产业比重麓大，电气化程度越高，君入 均生活用电量越高，影响负荷率水平趋予下降，系统峰谷差增大。随蓿经济发展水 乎懿提裹，羼嚣矮户、第三产数瘸产窝王娆鼹户戆窆谖受蔫黧瑗抉速增长趋势，对 负荷预测产生影响。 经济结构的调整和有关政繁发展的变化等重要豹经济趋势，会馊瞧力需求发生 穗旋的交纯。经济发袋的不弱阶段对负荷变化也有较大的影确，在重他工业发璇初 期，藿工业趋予扩张，在经济结构中的比熬不断增大。重化工业发展到一定程度后， 经浇缝褥聂媲麦“二纛一”悫“三二一”方囱转交，导致受旖率承平簿，蜂签差 拉大，年最犬负荷增长速度也相对下降。 3 。3 。2 气饺的影响 电力负荷对气候因素比较敏感，主簧是气候炎化对人们日常生活规律产擞影 响，从而导致各种与生活相关的负荷发生变化，形成了负荷的季节性变纯规律。影 确受荷翡气横因素苞捺滏度、滋度、菇速、降雨蠢，日熙强凌等。其巾最重要的因 素遐温度，它的波动会引起负荷的显著变化。第一产业的用电需求受气候影响较为 明爨。 3 1 3 3 电价的影响 毫黢对懿力受甍影翡较大，特鬃是熊户黩毫铃戆承受戆力对毫力需求戆影懿较 1 4 华北电力大学硕士学位论文 丈。瓣手工数蔫产，耱麓是一骜舞耗毫王烃霹奄徐豹承受熊力低。表奉誊嚣民对惫份 敏感度高，承受能力弱。电价的高低会关系到电力需求的大小，影响产业用电的需 求和居民生懑照电的襞求。电价络构对负荷的影响燕要在蜂铸电徐方藤，蜂谷嗽价 静执行，一方蕊摔铆商蜂负荷的增长，溺时起到较明显的遥岗负荷率的作用。 3 1 3 4 用电结构的变化 负荷预灏鬻考虑用亳结构豹变化，各行韭用户巾，工业用户负荷率水平最商， 第一、三产业和居民生活用电负荷率水平较低。如果工业用电比重出现上升趋势， 受蕊搴可能土舞或趋予平稳，蜂谷差霹熬猿夺或者绦答差增大戆速度会褥嚣捧锈； 如果第三产业和居民生活用电比震出现上升趋势，负荷率可能下降，蜂谷差可熊会 增大。 ， 3 1 3 5 屠避收入和生活水平的提高 随着经济的发展，城镇居民嫩活水平不断提高，居住条件的改善、容甩电器的 普及，特爱楚爱季空调负荷，冬攀取瑗负耱豹增热，大大键滋了城镇滋民生活麓电 量的增长。家用电器普及率越高，用电需求量越高。未来随糟居民人均收入和生活 水乎及生活质爨戆提鸯，城镇及农辩屡民叟溪用电将呈上舞趋势，嚣萎上秀幢度大， 生滔用电眈羹也将上升。 3 1 3 6 需求侧管理措施 电力需求侧管理是当前国际t 推行的一种先进的能源管爆技术，怒调整负荷曲 线、降低峰谷麓，以求用户、电力生产商和社会均软益的手段。推行嚣求侧管璞可 绫羰少不舍毽豹毫秀溃耗，提离溪户终溃潮电效率，芾约藐源；减少瘸户在亳瓣高 峰时段对电力的需求，以提高电网的负荷率，减少绒延缓新增的发电裟机容量。电 力嚣求侧管理的加强必定会对电力嚣求产艇影响。 3 1 3 7 电力供应侧的影响 加强对城农网进行改造，电嬲结梅热媛，侠电霹靠性撬舞，供电懿瓶颈裁约骥 显缓解，部分阁户尤其怒农村屠褥用户和一些原来供电受制约的用户，负荷会发生 明显变化。拉闸限电会改变负荷高峰期日负荷曲线形状，一般可以削减网高峰负荷， 提褰弱受蓑搴，懿累在爱最大受凌嚣塞瑗挝潺限毫，将会影壤年炙黎藏线形状。 3 2 负荷预测的方法简介 3 2 1 自身外推法 囊隽终攘法是根撵邑知敢魇史资辩来羧合一条鞠线，镬该夔线爱浚受蓑奉隽熬 1 5 华j e 电力大学硕士学位论文 增妖趋势，然后按照该鼗线对予要求豹未来菜一煮，获鍪线土话壬 甾该对弱静受蘅 值。常用的曲线主要魑直线、指数曲线、幂函数曲线、s 型曲线等，可根据实际电 力熊旖热线情况来选用。拟舍的方法主要憝最小二黎法，使饿诗僮与预溅僮之嬲靛 德麓的平方和最小。矫推法原理简单，使塌方便，僦由于负荷的交化趋势多种多样， 要找到合适的曲线函数并不容易，同时存在随机因素，使得问题更复杂。外推法在 本壤主是用隧羟分辑霉譬蘩疆达受蘅交纯趋势最努鹣模型参数臻诗，戈簇是获季麓性 交化趋势预测揭示了负荷的周期特性，从而可用模魁来预测瓴荷变化趋势。但怒用 简单化的线饿拟合难以实现全磷性，而多项式拟合姻次数又难以确定，而且次数越 高公式越繁杂。趋势终维法主簧蘑于长麓预溅。 3 2 2 回归分析法 回归分析法是电力系统负荷预测的一种常用的数理统计预测方法，即根据历史 数据的变化规律寻找自变量与因变量之间的回归方程式，确定参数模激而做出的预 溺，按照“逡大远夺”藤嬲，盛嚣掰对特务簿段黪羧合残差，帮瑟变辩驳孛近攒豹 发展规律应爨好地拟合，远期的历史数据的拟合程度可以稍低。由于模型是基予历 史数据进行的回归分析，能较好地拟合过去，但对来来的预测效果会髓时闻鲍延长 两竣弱。既外，存在麓历史数据的缺乏翻统计口径的不统一等闯题，造成数学模塑 的谡差，但预测的结果仍有参考价值。其优点是模型参数估计技术比较成熟，预测 过臻楚摹。 3 2 3 时间序列法 对蠢滓鞠篌鍪嘉自嚣妇( 矗鼬、动平均 其有撂数璞长援律，嚣一除微分方程懿瓣惨是攒数增长形凌夔 解，因此我们可以认为x 序列满足下述一阶线性微分方程横型 穰撵导数定义，有 辈+ ，；甜 百+ ”钏 公式( 3 - 2 ) 窑。融笠坠箜型塑 公式( 3 3 ) d t 6 t - o a t 。