县级电网短期负荷预测方案研究.doc

县级电网短期负荷预测方案研究2010年6月河北工程技术高等专科学校学,璀.,第2.期JOURNAIOFHEBEIENGINEERINGANDTECHNICALc()【EG兰JUt1.2010NO.2文章编号:10083782(2010)02003604县级电网短期负荷预测方案研究沈永亮(东光县供电有限责任公司,河北东光061600)摘要:分析了工业,农业,生活及照明用电的规律和影响负荷变化的主要因素,提出了县级局提高负荷预测准确率的几种方法,并在实践中总结出科学预测短期负荷的流程图.关键词:负荷分析;预测;短期;方法;规划;基本程序中图分类号:TM715文献标识码:A电力系统负荷预测是指从已知的经济,社会发展和电力系统需求情况出发,通过对历史数据的分析和研究,探索事物之间的内在联系和发展规律,对未来一段时间内的电力需求做出预先的估计和预测.按预测时间的不同,可以分为中长期负荷预测和短期负荷预测.多年以来,国内外学者提出了多种短期负荷预测方法和模型,如多元回归,谱分析,ARMA模型,人工神经网络法,采用综合模型以减少误差等.但是在实际应用中,其预测精度对负荷预测者的经验与水平依赖性较强.实践证明,在依靠先进科学技术的基础上,采用合理的短期负荷预测方案,可以有效提高负荷预测精度.下面就以东光县为例,对县级电网可以采用的短期负荷预测方案做进一步分析.1负荷特性分析通过负荷特性分析可以总结工作经验,掌握负荷规律,是负荷预测工作的基础,对于提高短期负荷预测精确度和电力市场运作具有重要的参考意义.1.1东光县用电负荷特点东光是个县级城市,34万人口,东光县带有典型小城市的用电特点,机械加工企业和化工企业用电量大,且负荷稳定,外来人口不多,其用电负荷的特点是:1)负荷变化大.2005年4月,网供最大负荷为98Mw,最大日供电量196万kw?h;但在春节期间网供最大负荷仅为42MW,日网供电量仅为98万kW?h.2)受工业产品生产的季节性调整和农灌负荷的影响,全年用电起伏较大.3)可调节的发电容量少,实际可调小火电机组不到3Mw,对负荷预测工作影响比较小.1.2工业用电的分析及预测东光的工业是以原有的机械加工业为依托发展起来的.近年来,随着县政府大力兴建工业园区,引进外资,以个体加工业为主的家庭作坊式企业开始向规模化,集团化发展,东光的工业用电量年增长率平均都高达1O%左右,全社会用电量年平均增长率达15以上.到2005年,全县用电已达5.7亿kW?h,工业用电占8O;其中生产较为稳定的大中型企业比例也在逐年上升,占工业用电量的85,用电稳定性较低的占15.因此对工业用电负荷的预测是整个负荷预测工作的基础.工业用电负荷的预测一般采用对实时运行中的负荷曲线按季节变换规律加以调整的方法.其中季节变换规律可根据历年的负荷资料进行统计,或对行业进行调查得出.农历传统节日,如立春,春节,清明,中秋,收稿日期:20100408作者简介:沈永亮(1980一),男,天津宁河人,东光县供电有限责任公司输变电工区副主任.第2期沈永亮:县级电网短期负荷预测方案研究37冬至等对东光工业用电负荷影响很大,而元旦,五一,国庆等法定假期的影响则稍小一些.这些节假日的负荷曲线需要根据当地风俗习惯,按日进行单独分析,即通过采用历史同时期负荷资料,再结合负荷年增长情况及气象因素(包括气温,降雨,光照等)进行调整1.3生活及照明用电的分析和预测随着东光县人民生活水平的提高,空调,冰箱等电器的普遍使用,生活用电已成为用电结构中重要组成部分.照明用电虽然电量不多,但负荷占尖峰时间内的比重较大,对系统负荷综合曲线有决定性影响,从预测角度来说,照明用电仅与光照度有关,负荷总量基本上是固定的,只需根据光照度和时间产生一块较为固定的负荷,累加在负荷曲线上,相对比较稳定,容易预测.生活用电与气温密切相关,根据资料分析,在气温低于12C或高于26C时,负荷出现两种线性增长.以东光县为例,夏季气温2633时,气温每升1C,负荷增长3左右,当气温上升至33lC以上,即使气温不再升高,随着高温天气延续,负荷仍将持续增长,增长幅度在35%左右.冬季气温为12C以下时,每下降1_C,负荷增长3%左右,但在零下13左右,负荷将基本达到一个较稳定水平,不再受气温因素影响.由此可见,生活用电影响最大的因素是气温,而空调,冰箱等电器的使用,频率最高点在气温零下13_C以下或33C以上.由于生活及照明用电的预测主要受气象因素影响,所以应把它与工业用电预测区别开来.对这部分负荷的预测工作只能依靠气象资料及气象对本地区负荷影响的历史资料进行分析判断.在进行短期负荷预测时,需要经常对负荷与气象资料进行分析统计,找出近期天气,温度,光照度对负荷曲线走势变化的影响规律,才能根据天气预报进行准确的描述负荷计划曲线.1.4农业用电的分析和预测农业用电则是指农村居民用电和农业生产用电.此类负荷与工业负荷相比,受气候,季节,农作物种类,土壤墒情,耕作习惯等因素的影响很大,这是由农业生产的特点所决定的.东光县是一个农业大县,主要种植作物为棉花,小麦,玉米,蔬菜.其中棉花属直根系农作物,抗旱能力强,生长期用水量少,每亩年用电量约50kW?h;小麦在正常天气下一般需要浇冻水,返青(起身)水,拔节水,灌浆水4次,生长期用水量较大,每亩年用电量约120kW?h;玉米的用水量介于棉花和小麦之间,每亩年用电量约7Okw?h;种植蔬菜的日光温室大棚用水量最大,每亩最大年用电量可达500kW?h.在进行农业负荷预测时,需要充分考虑到天气,农作物种植种类,灌溉周期等因素的影响,做出综合分析.2负荷预测基本程序对电力负荷进行科学预测,要有一个基本程序,就是考虑预测工作怎样进行,分几个阶段,先做什么,后做什么.根据所进行的电力负荷预测的实践活动,认为其基本程序如下.1)确定负荷预测目的,制定预测计划.负荷预测目的要明确具体,紧密联系电力工业实际需要,并据以拟定一个负荷预测工作计划.根据长期的历史资料进行短期预测,要比根据短期的历史资料进行长期预测更可靠些,因为这样根据更充分些.2)调查资料和选择资料.要多方面调查收集资料,包括电力企业内部和外部资料,国民经济有关部门的资料,以及公开发表和未公开发表的资料,然后从众多的资料中挑选出有用的一小部分,即把资料浓缩到最小量.挑选资料的标准,一要直接有关,二要可靠,三要最新.先把符合这三点的资料挑出来,加以深入研究,在这以后,才能考虑是否还需要再收集其他资料.3)资料整理.对所收集的与负荷有关的统计资料进行审核和必要的加工整理,是保证预测质量所必须的.可以说,预测的质量不会超过所用资料的质量,整理资料的目的是为了保证资料的质量,从而为保证预测质量打下基础.4)对资料的初步分析.在经过整理之后,还要对所用资料进行初步分析,包括以下几个方面:画出动态折线图或散点图,从图形中观察资料变动的轨迹.特别注意离群的数值(异常值)和转折点,研究它是由偶然的,还是其他什么确定的原因所致.查明异常值的原因后,加以处理,对于异常值,常用的处理方法是,设负38河北工程技术高等专科学校荷历史数据为z一,5/”,令一,若z>it(1+2o9/6),取一(1+20);若<Yr(12o),取z,ff=l(120).从而使历史数据序列趋于平稳(除此之外,也有用非平稳序列的平稳化代换方法和灰色系统的累加生成方法进行处理的).计算一些统计量,如自相关系数,以进一步辨明资料轨迹的性质,为建立模型做准备.5)建立预测模型.负荷预测模型是统计资料轨迹的概括,它反映的是经验资料内部结构的一般特征,与该资料的具体结构并不完全吻合.模型的具体化就是负荷预测公式,公式可以产生出与观察值不相似结构的数值,这就是预测值.必要时,可同时采用几种数学模型进行运算,以便对比,选择.6)综合分析,确定预测结果.通过选择适当的预测技术,建立负荷预测数学模型,进行预测运算得到的预测值,或利用其他方法得到的初步预测值,还有参照当前已经出现的各种可能性,以及新的趋势与发展,进行综合分析,对比,判断推理和评价,最终对初步预测结果进行调整和修正.7)编写预测报告,交付使用.根据分析判断最后确定的预测结果,编写出本次负荷预测的报告.8)负荷预测管理.将负荷预测报告提交主管部门后,只是本次预测告一段落,并不等于全部预测工作的结束,随后仍需根据主客观条件的变化及预测应用的反馈信息进行检验,必要时应修正预测值.3县级局提高电力负荷预测准确率的方法3.1加强年度负荷预测的指导作用在编制年度运行方式时,县级调度会同用电部门对年度用电增长情况进行分析,再根据弹性系数法,回归系数法以及对某些区域主要用户调查了解等办法相结合,对全年本地区的电量,负荷增长情况进行预测,该预测结果考虑因素全面,可信度比较高.在确定这两个指标后,可根据负荷分析结果及历史数据逐级分解到各月份,这样对全年负荷情况就有一个大体了解,可对短期负荷预测起到指导性作用.3.2加强电网设备检修的计划性实行计划检修,对短期负荷预测具有重要意义.县局主要管理35kV以下的配网,大部分是馈线,电网主设备停役,将直接影响用户用电及负荷计划曲线的准确性,所以必须加强电网设备检修的计划性管理,降低设备临修率.建议将临修率与各生产,运行,维护单位相挂钩,可以减少临修次数,避免重复停电,同时也为短期负荷预测工作提供了良好的预测环境.3.3建立气象与负荷关系的资料库每年不同时期,气象与负荷的关系均有一些必然的联系.如前面分析过的夏季温度上升,冬季气温下降,不同季节典型晴天,雨天等,建立它们与负荷变化相关联的档案资料,加以分析,制成表格,以供查询,并经常性对表格进行修改和补充,可逐渐掌握这期间的规律,提高负荷预测水平.3.4建立特殊日期的负荷资料库每个地区用电都有自身的特点,受风俗习惯,法定假期影响,变化极大,如果用一般常规方法进行推算,可能会造成很大的偏差,所以必须建立这方面的档案资料.首先应及时记录特殊日期的气象资料,然后记录该日负荷曲线以及其它计划,非计划停电对负荷产生的影响,以备将来预测时查询.4东光县短期负荷预测方案在实际应用中,日负荷曲线的短期预测可分为特殊日期和非特殊日期两部分.特殊日期的日负荷曲线预测必须根据我们建立的特殊日期负荷资料库,结合历史增长平均水平以及今年负荷增长情况,先确定待预测日最大及最小负荷,通过峰谷差等负荷特性指标进行校核后,确定曲线形态,然后再根据气象对比情况,计及小火电机组出力变化并扣除检修负荷后,制定出短期负荷计划曲线.非特殊日期一般采用最近期或类似日期第2期沈永亮:县级电网短期负荷预测方案研究39的实际负荷曲线,并对近期负荷变化趋势,气象因素加以调整,最后计及小火电机组出力变化并扣除检修负荷,制定出短期负荷计划曲线.东光县短期负荷预测方案如图1所示.图1短期负荷预测工作流程图5结束语实践证明,县级短期负荷预测工作十分重要,且不可能按某一固定法则来进行,必须结合本县用电负荷的特点,在做好负荷特性分析工作的基础上,综合运用各种分析方法,科学建立和完善气象与负荷关系资料库,特殊日期负荷资料库,加强计划检修管理,控制临修率,逐步掌握本地区负荷变化规律,才能做好短期负荷的预测工作.对预测结果还要进行预测误差分析.我们在华北电力大学牛东晓教授的指导下,结合我县电力负荷的现状,做出了短期负荷预测流程.由于县域经济发展,大用户增长比较快,还要及时根据负荷增长的实际情况,更改我们负荷的预测方式和方法.参考文献1牛东晓.电力负荷预测技术及其应用J-I.电力技术,2002,(5):1215.23戴文进,付小科.电力系统负荷预测EJ.世界科技研究与发展,2002,(o3):44-473方淦林.农网规划中乡镇负荷预测模型的研究EJ3.科技广场,2006,(O8):9091.StudyontheForecastSchemeofShort-_termLoadofCountyPowerNetworkSHENYongliang(DongguangPowerSupplyLimitedCompany,Dongguang061600,China)Abstract:Thispaperanalyzedtheelectricityconsumption,lawofindustry,agr