电力负荷预测第一章 绪 论

1、 电电 力力 系系 统统 负负 荷荷 预预 测测 主主 讲：讲： 周周 晖晖 办公地点：办公地点： dq506 Email ： 电电 话：话： 51688443 第一章 绪 论 教学要求： (1) 了解负荷的基本概念； (2) 清楚负荷预测的概念、作用、分类、步骤； (3) 了解负荷预测的特点、基本原理、影响因素； (4) 了解电力公司对负荷分析预测工作的深度要求； 教学重点：负荷预测的作用、分类、步骤。 教学难点：负荷预测的基本原理。 电力系统的任务 给广大用户提供不间断的（发、供、用同时完 成）、优质的电能，满足各类负荷的需求。 u%f % 一.负荷的基本概念 负荷：电力需求量 功率（电力

2、）kW 电量 kWh 用电设备用电 有功 注意计算点，如发电厂？供电区？用户？ 二.负荷预测的基本概念、作用、分类、步骤 1.负荷预测的定义1（刘晨晖，牛东晓） 在充分考虑一些重要的系统运行特性、增容决策、自然条 件与社会影响的条件下，研究或利用一套系统地处理过去、与 未来负荷的数学方法，在满足一定精度要求的意义下，确定未 来某特定时刻的负荷值,。 负荷预测的定义2（萧国泉） 在正确的理论指导下，在调查研究掌握大量翔实资料的 基础上，运用可靠的方法和手段，对电力负荷的发展趋势， 作出科学合理的推断，。 数学 预测学 股市电力气象 数学（统计学、信号处理） + 电力系统 电力负荷预测学科发展示意

3、图 数学 预测学 股市电力气象? ? 2.负荷预测的作用 是制定国民经济发展规划、政策的需要； 是制定能源发展规划、政策的需要； 是电力各管理部门工作的需要； a.规划规划部门：电源建设、输电线路建设 b.计划计划部门：购电、购燃料 c.调度调度部门：电网运行方式（启，停，带负荷） 机组检修计划 d.用电用电部门：正常的社会、经济、生活秩序 需方管理 3. 负荷预测的分类（按时间分） 长期：10年以上且以年为单位。 规划：规划：大型水电项目 中期：5年以内且以年为单位。 规划规划：电源，电网 短期：一年以内且以月（周、天、小时）为单位。 计划计划：燃料 调度调度：启停、带荷、检修 超短期：1h

4、(或0.5小时，10min) 调度调度：在线控制 4.负荷预测的步骤 Step1 确定预测目标，制定预测计划。 包括：所需要的历史资料（按年、按月、按周或按日）； 需要多少项； 资料的来源及搜集资料的方法 ； 预测方法； 预测工作完成的时间； 所需经费； Step2 调查资料与选择资料。 包括:电力企业内、外部的资料(公开或未公开)。 挑选标准： 直接有关的； 可靠的； 最新的； 难 度：不完整； 真实性； 保密； Step3 资料整理 标准标准:资料完整无缺，各期指标齐全 数字准确无误；(为正常数,无“飞点”(outlier) 时间数列各值间有可比性；(如GDP等) 资料的表现形式是否合适？

5、 是否需要变换？ 计量单位是否规范化？ 整理内容：整理内容：资料的补缺推算 如：中间项(取平均值) 开头项(取趋势值) 不可靠的资料加以核实调整（订正或删去） 不可比资料加以调整: a.统计口径 b.价格指标 c.单位时间长度 d.周期性的季节变动 要求：要求： 时间可比性 时间数列的起、止段的合理选取 Step4 对资料的初步分析 画折线图或散点图 对异常值的处理,如 平稳化 累加生成 计算一些统计量（如自相关系数） 120 xx(%) 上 120 xx(%) 下 Step5 建立预测模型即公式 （它反映的是一般特性，而不是具体结构） 结果 1)预测值与观察值 2)多个预测值 Step6 综

6、合分析（影响因素），确定预测结果 “重在分析、贵在方法、巧在应用” 科学艺术 预测+= 才能，经验，教训 Step7 编写预测报告 。 多方案(含预测条件、假设、限制因素等说明)。 报告包括：数据资料； 报告分析； 数学模型； 预测结果； 必要图表； Step8 负荷预测管理（滚动性管理）。 三、负荷预测的特点 1 不准确性 影响因素的变化 2 条件性 含假设条件 3 时间性 具体预测时间 4 多方案性 情景预测 四、负荷预测的基本原理 1、可知性原理 2、可能性原理 3、连续性原理（惯性原理） 4、相似性原理 5、反馈性原理 6、系统性原理 （内在系统、外在系统结合 整体总系统） 五、影响负

7、荷预测作用大小的因素 负荷预测费用的高低 负荷预测结果的准确性 长期10% 中期5% 短期3% 负荷预测的时效性 所依据的历史资料及其变动规律有无重大变化 （转折点） 负荷预测期限的长短 六、当前负荷分析预测工作的深度要求 （详见文件） 1. 背景: 电力公司适应社会主义市场经济要求(被动型的)； 提高电力公司投资和经营效益； 2. 分析预测内容与要求： 经济和社会发展状况分析； 电力供需状况分析； 电力市场状态及影响电力需求的因素分析； 需电量、负荷及负荷特性和公司售电量等预测； 注意：a. 定量计算为主 b. 定量与定性相结合 c. 电力与电量相结合 d. 全国与地区相结合 包括年度，5年

8、,5-15年预测期； 七.本课程的教学安排与要求、参考书目 课时安排： 第 1章 绪论 2学时 第 2章 负荷分类及负荷特性 2学时 第 3章 简单的负荷预测方法 2学时 第 4章 移动平均与平滑法 4学时 第 5章 季节变动预测 2学时 第 6章 趋势曲线预测 4学时 第 7章 回归预测 4学时 第 8章 灰色预测 4学时 第 9章 人工神经网络 2学时 第10章 预测新技术 2学时 程序设计 2学时 复习考试 2学时 合计 32学时 教学要求： 作笔记 完成作业 考试 成绩评定： 10%考勤 + 10%作业 + 20%机试(程序） + 60%开卷考试 参考书目： 电力负荷预测技术及应用.

9、牛东晓 中国电力工业出版社 1998年 电力负荷预测. 肖国泉 中国电力出版社 2001年 经济预测与决策. 冯忠铨 中国财政经济出版社 1995年 经济预测与决策方法. 暴奉贤 暨南大学出版社 1991年 相关文件与资料 电力市场分析预测（年度） 1998-2006年 excel在预测中的应用 唐五湘 电子工业出版社 2001年 电力系统负荷预报理论与方法 刘晨晖，哈尔滨工业大学出版社 1987年 小 结 什么是负荷预测？ 为什么要进行负荷预测？ 如何做负荷预测？ 作业 用“负荷预测”(Load Forecast,Load Pridiction）作关键词， 在维普网(http:/202.11

10、2.150.125/index.asp) 搜索和在IEEE 网 (/Xplore/dynhome.jsp) 搜索_ 篇？ 再加一关键“如回归”（Regression)或“灰色”(Grey)搜 索，你搜索_篇？ 由此说明什么问题？ 国家电力公司电力市场分析预测内容深度要求 （试 行） 第一章 总 则 1.1 电力市场分析预测工作是国家电力公司适应社会主义 市场经济要求，提高电力公司投资和经营效益的基础 工作，为规范电力市场分析预测工作，特制定本要求。 1.2 本要求适用于国家电力公司及其所属公司电力市场分 析预测工作。 1.3 本要求的电力市场分

11、析预测系指电力供需分析、电力 电量预测、负荷特性分析和公司售电量预测,以及与 电力市场密切相关的国民经济发展和居民用电走势分 析。分析预测期包括年度、5年、中期（5-15年）和 长期（15年以上）。 1.4 电力市场分析预测内容应包括分析预测期内需电量、 负荷、及负荷特性和公司售电量等相关指标预测。 年度分析预测应按月提出分析预测结果； 5年期分析预测应按各年提出分析预测结果； 中长期分析预测应按各水平年提出分析预测结果。 1.5 电力市场分析预测必须进行有着对应的电力市场调查, 掌握电力市场现状及发展趋势。应系统收集与电力市 场有关的资料，分析经济和社会发展与电力需求之间 各种因素的关系。

12、1.6 应逐步建立规范的电力市场分析预测数据库，对基础 数据和预测成果实行科学管理。 1.7 电力市场分析预测应根据国民经济和社会发展不同方 案，研究客观存在的多种因素的变化规律，以定量计 算为主，定量计算和定性分析结合进行。 1.8 应根据本地区具体情况，选择多种适用的方法进行预 测，并相互校验。 1.9 5年期分析预测每年应滚动一次；中长期分析预测应 根据公司发展战略的要求进行。 1.10 负荷预测分析报告至少应包括以下内容： 经济和社会发展状况分析； 电力供需状况分析； 电力市场状况及影响电力需求的因素分析； 需电量预测； 负荷及负荷特性预测； 公司售电量预测； 分析与结论； 必要的图表

13、等。 第二章 社会经济和电力需求现状分析 2.1 年度的分析预测要收集连续3年逐月的数据资料，5年 及中长期分析预测要连续收集5年的数据资料。分析 预测要收集经济和社会发展历史的和现实的数据，其 中应包括： 国内生产总值及其年增长率； 第一、二、三产业及其占国内生产总值的比重； 各行业(部门)的增加值及其占国内生产总值的比重; 国内生产总值、增加值的地区分布情况； 固定资产原值和净值； 全社会及其分类固定资产投资规模； 财政收入与支出总额； 进口与出口总额；物价指数； 各行业(部门)就业人数；流动人口数；按城乡及收 入水平统计的城乡居民实际人均收入、户数等； 用电大户及主要高耗能产品的产量。

14、2.2 应对经济和社会发展的现状进行综合研究，分析本地 区经济所处的发展阶段。 2.3 应对本地区的自然资源、环境气候条件、能源供需、 交通运输、经济和技术基础、文化教育等现状进行分析。 2.4 应分析本地区用电比重比较大的行业和企业的历史生 产经营状况及其产品的销售状况和市场份额。 2.5 按电力统计的行业（部门）分类收集用电历史资料， 其中应包括： 第一产业中分行业（部门）的用电量、用电产值单耗 及主要用电设备的装接容量、年用电量、电灌面积等。 第二产业中分行业（部门）的用电量及用电产值单耗, 高耗能产品的用电量、产品产量单耗、用电特点,分行业 (部门)主要用电设备容量及电力消费占终端能源

15、消费量的 比重,分行业(部门)电费占行业(部门)成本的比重等。 第三产业中分行业（部门）用电量、用电产值单耗、 或单位面积照明和就业人员人均用电量，有关行业（ 部门）单位面积或人均公共照明、空调用电量，客货 运输周转量、铁路里程及电气化铁路里程，分行业（ 部门）主要用电设备装接容量等。 分城乡及收入水平的居民家庭平均用电量、家用电器 拥有率、人均居住面积、各类电器年均用电量，电费 占生活消费、支出的比重，人均生活用电量和能源消 等。 各行业（部门）代表性企业的历年最大负荷、用电量 及电费（容量、电量）支出等。 电网各年最高负荷、年持续负荷曲线、年负荷曲线、 月负荷曲线、周负荷曲线，典型日负荷曲

16、线及负荷特 性等有关资料。 收集与分析各行业（部门）及居民生活用电的年持续 负荷曲线，或者典型日负荷曲线、周负荷曲线、月负 荷曲线、年负荷曲线及日负荷率，日最小负荷率，月 不均衡系数，季不均衡系数，年负荷率等。 2.6 应收集和分析本地区电力发展状况有关数据和资料， 包括历年的装机容量、电网覆盖率，通电率、电网用 电量、自备电厂容量、电力公司发购电量及售电量、 各机电压的线损率、与区外电量和电力交换情况、主 要能源价格等； 2.7 年度预测应按月收集以上所列经济、社会发展和供、 用电历史资料的有关数据，还应收集水情、气温等其 它影响季节性电力需求的相关数据。 2.8 应根据收集的资料，分析如下

17、内容： 本地区电力水平、电力消费弹性系数、用电结构及电 力供需状况。 全社会及分地区、分行业（部门）、居民生活的电力 消费水平及负荷特性。 电力价格需求弹性系数。 2.9 应根据本地区电力工业发展与区外联系的有关资料， 对影响电力工业发展的资源、环境等外部条件做出综 合分析。 2.10 宜收集其它地区及国家有关用电资料（指标）：重 点行业（部门）的产品（产值）单位电耗、人均GDP、 人均用电量、人均生活用电量、用电增长率、电力消 费弹性系数、负荷密度等，并与本地区响应指标进行 比较分析。 第三章 影响电力需求的因素分析与预测 3.1 在分析历史和现状资料的基础上，应收集影响分析预 测期内电力需

18、求的有关因素的数据和资料。 3.2 应分析国家及地区经济发展战略目标、产业发展和布 局以及相应的经济政策、经济调控措施等宏观经济环 境对本地区分析预测期内经济发展和电力需求的影响。 3.3 应分析国家经济体制改革、社会主义市场经济逐步发 育完善及电力市场运作机制改革对电力需求的影响。 3.4 应分析预测内经济发展的有关因素对电力需求的影响。 内容主要包括：经济发展水平、经济周期波动、产业结构 状况、高耗能产品产量、科技进步、居民收入及消费水平。 3.5 应分析预测期内人口变化趋势、城乡人口结构、劳动 力结构、流动人口变化等社会发展以及新的经济增长 点等与电力需求的关系。 3.6 应重点分析探究

19、支柱产业（主导产业）、高新技术产 业发展以及新的经济增长点等与电力需求的关系。 3.7 应分析电能在一次能源消费结构中的比重，电力与其 它能源的相互替代等对电力需求的影响。 3.8 应分析和预测各行业（部门）单位面积（人均）用电 量和空调用电量的变化。 3.9 应分析和预测居民生活用电的变化情况，包括：各类 家用电器拥有率、照明及各类电器耗电水平、电能在 居民生活能源消费中的比重的走势以及生活用电电费 支出占生活费用支出的比重等。 3.10 应分析推行节能和需求侧管理对电力需求的影响。 3.11 应分析产业、分行业（部门）、居民生活用电的日、 周、月、季、年的用电特性及其变化。 3.12 应分

20、析电网覆盖面变化和供电条件改善对电力需求 的影响。 3.13 应分析和预测各类用户的电价水平和电价结构对电 力消费和负荷特性的影响。 3.14 应分析气温及水情等变化引起用电水平及特性的变 化。 第四章 需电量预测 4.1 按照全社会和电网口径进行需电量预测，应包括以下 内容： 用电量需求总量； 第一、二、三产业和居民生活用电电量； 分行业（部门）需电量； 各经济区域、行政区域或供电区的需电量； 4.2 对电力需求影响大的企业应单独作需电量预测。 4.3 应选择两种以上的方法进行需电量预测，其中必须包 括以社会经济发展为背景的部门分析法。 4.4 应分析和完善预测方法和参数，提高预测适用性和准 确性。 4.5 对需电量有较大影响的因素要进行敏感性分析。 4.6 对各种需电量的预测结果进行分析，提出两个以上的 需电量方案。 4.7 应计算各需求方案的用电结构、人均用电量、需电量 增长速度等指标。 第五章 负荷及负荷特性预测 5.1 按照全社会、电网和统调口径对电力需求特性进行分 析和预测，应包括以下内容： 年最大负荷； 分地区年最大负荷； 分行业（部门）年最大负荷； 分行业（部门）的典型日负荷曲线、典型周负荷曲 线、月负荷曲线、年负荷曲线； 年平均负荷率、年最小负荷率、年最大峰谷差、年 最大负荷利用小时数