电力现货市场运营技术规范 第4部分：负荷预测 征求意见稿

1GB/TXXX电力现货市场运营技术规范第4部分：负荷预测本文件规定了电力现货市场下电网短期和超短期系统负荷预测、母线负荷预测及用户负荷预测的基本技术要求。本文件适用于市场运营机构、经营主体和电网企业开展电网短期和超短期系统负荷预测、母线负荷预测及用户负荷预测。2规范性引用文件以下文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T30149电网通用模型描述规范GB/T33604电力系统简单服务接口规范GB/TAAAAA电力现货市场运营技术规范第1部分：术语3术语和定义GB/TAAAAA《电力现货市场运营技术规范第1部分：术语》界定的术语和定义适用于本文件。4总体要求4.1电力现货市场下，负荷预测包括系统负荷预测、母线负荷预测和用户负荷预测，按照短期、超短期2个时间周期开展。4.2市场运营机构、经营主体和电网企业可根据自身业务需要，选择开展系统负荷预测、母线负荷预测及用户负荷预测。4.3负荷预测工作应按照数据采集及处理、负荷分析、负荷预测、预测结果评估的步骤进行。5数据采集及处理5.1数据采集5.1.1数据采集包括负荷、气象、电源、母线负荷模型等数据，应与负荷预测范围、时间尺度等相匹配，宜通过系统自动采集，系统之间的数据交换应满足GB/T33604的要求，并可通过手动方式补充录入。5.1.2系统负荷预测所需数据应包括历史系统负荷数据、历史负荷管理数据、负荷损失数据、气象数据、电源数据等。5.1.3母线负荷预测所需数据应包括历史母线负荷数据、历史负荷管理数据、负荷损失数据、气象数据、电源数据、检修计划、负荷转供信息等。5.1.4用户负荷预测所需数据应包括历史用户负荷数据、气象数据、内部电源数据等。2GB/TXXX5.1.5负荷数据符合下列要求：a)系统负荷历史数据来自调度自动化等系统，时间间隔不应超过15min，宜根据业务开展需要，按行业、区域等分类接入；b)母线负荷历史数据来自调度自动化等系统，时间间隔不应超过15min；c)用户负荷历史数据来自新型电力负荷管理、调度自动化等系统，可根据实际情况采用直采、拟合等方式获取；d)需求响应、有序用电等负荷管理数据和因自然灾害等造成的负荷损失数据来自新型电力负荷管理、调度自动化等系统。5.1.6气象数据符合下列要求：a)气象数据来自气象部门，包括历史气象数据和数值气象预报数据，宜涵盖天气类型、气温、湿度、降水、辐照、风速、风向、气压、体感温度等，可根据实际情况选用，可采用小时级或15分钟级的数据格式；b)母线负荷预测宜采用从时间、海拔、地理范围等多个维度综合形成的微观数值气象预报信息。5.1.7电源数据符合下列要求：a)电源数据来自调度自动化等系统，包括电源历史出力数据，以及发电能力、出力预测等数据；b)用户内部电源等未建模电源数据，可根据实际情况，采用直采、拟合等方式获取。5.1.8母线负荷模型数据符合下列要求：a)母线负荷模型应满足GB/T30149的要求；b)纳入调度管辖且参与现货市场出清的电源应维护拓扑关系；对于居民户用分布式光伏等未纳入调度管辖的其余电源，宜以聚合、等值等方式维护电源与母线的拓扑关系；c)可调节负荷宜维护与母线的拓扑关系；d)以独立主体身份参与电力现货市场的电力用户，其实际用电对电力现货市场价格敏感的，宜维护与母线的拓扑关系。5.1.9其他数据符合下列要求：a)母线负荷预测所需数据应包括来自调度自动化等系统的检修计划、负荷转供信息等数据；b)用户负荷预测所需数据应包括来自电力用户的、对用户用电负荷有较大影响的用户生产计划数据；c)负荷预测所需数据宜包括重大社会活动、重要社会事件、特殊时期政策（疫情等）、峰谷分时电价政策等信息。5.2数据处理5.2.1数据校验应对空数据、零数据点、连续恒定值、异常阶跃值等不良数据进行辨识，可采用插值、平滑、替代等方式进行修正。经过修正的数据应以特殊标志进行区分。5.2.2母线、拓扑关系、转供方式等模型完整性，应通过母线负荷与系统负荷偏差校验等方式检验。6负荷分析6.1系统和母线负荷特性分析6.1.1系统和母线负荷特性分析的时空范围可根据业务需要进行选择。6.1.2系统和母线负荷特性分析应包括：a)基本特征分析。基本特征包括最高负荷、最低负荷、平均负荷、负荷率、峰谷差、峰谷差率等；b)典型日特性分析。典型日包括分季节的最高负荷日、最低负荷日、最大峰谷差日、最小峰谷差3GB/TXXXc)趋势变化特性分析。结合负荷自然增长率，对负荷进行数据分解与分析，应根据负荷未来变化趋势更多取决于历史时段中近期负荷的发展规律，基于近期权重大、远期权重小的原则量化评估本地区不同时段负荷发展的变化特性，可采用频域分量法等方法；d)类型日特性分析。针对工作日、节假日等不同类型日，考虑重大社会活动、重要社会事件开展负荷特性分析，可采用相似日曲线比对法等方法；e)气象敏感性分析。基于多年、多月等中长期气象统计结果，分析相似高温、寒潮等气象变化过程对负荷变化的影响，可采用分段线性拟合等方法。6.1.3对于负荷的构成，宜进行分类分析，并建立相应模型描述物理特征。a)可按照气象敏感负荷和其他负荷进行分类；b)可按照行业进行分类。6.1.4对于母线与母线之间、母线与系统之间的负荷关联关系，宜开展相关性分析，可采用皮尔逊相关系数法等方法。6.1.5对于采取负荷管理、存在负荷损失情况的地区，宜对考虑实际负荷管理数据、负荷损失数据还原后的系统负荷数据进行特性分析，还原方法见附录A中A.9。6.1.6对于存在电源接入、负荷管理、负荷损失情况的母线，宜对考虑实际电源数据、负荷管理数据、负荷损失数据还原后的母线负荷数据进行特性分析，还原方法见附录A中A.9。6.2用户负荷特性分析6.2.1用户负荷特性分析应包括：a)基本特征分析。同6.1.2a)；b)典型日特性分析。同6.1.2b)；c)典型时段特性分析。按照峰、平、谷时段，对用户用电数据进行数据分解和成分分析；d)负荷管理特性分析。结合用户内部电源类型、设备容量、功率特性等，分析用户用电特性、响应特性，评估用户负荷管理能力。6.2.2用户负荷特性分析宜分电压等级、分区域、分时段开展。6.2.3用户负荷特性分析宜定量评估电价、用户生产计划等要素与用户负荷水平的相关性程度。7系统负荷预测7.1预测范围及时间尺度系统负荷预测可根据市场运营、生产组织等业务需要开展，预测范围包括区域电网负荷预测、省级电网负荷预测、地区电网负荷预测、局部电网负荷预测等；预测时间尺度包括预测时间分辨率、预测时长。7.2短期系统负荷预测7.2.1根据系统负荷特性分析情况，应对正常工作日、节假日、重大社会活动日、重要社会事件日等不同类型日，分别进行系统负荷预测建模。7.2.2预测算法应根据系统负荷预测建模情况进行选择，算法可包含时间序列算法、人工智能算法等。7.2.3预测算法、预测流程、关键参数等应进行记录，用于开展事后分析和评估。7.2.4预测模型和算法应根据负荷特性变化、实际预测效果、用户负荷预测、专家经验等情况，进行适应性调整。7.2.5预测结果应对日前市场运营、日前安全校核等提供基础数据支撑。4GB/TXXX7.3超短期系统负荷预测7.3.1预测算法应根据系统负荷预测建模情况进行选择。算法应考虑最近若干时段的负荷发展规律，宜考虑强对流天气、突发事件等对超短期系统负荷的影响，滚动更新预测结果。7.3.2预测模型和算法应根据负荷特性变化、实际预测效果、用户负荷预测等情况，进行适应性调整。7.3.3预测结果应对日内及实时市场运营、日内及实时安全校核等提供基础数据支撑。8母线负荷预测8.1预测范围及时间尺度母线负荷预测可根据市场运营、生产组织等业务需要开展，预测范围包括省、地、县电网所辖变电站母线负荷预测；预测时间尺度包括预测时间分辨率、预测时长。8.2短期母线负荷预测8.2.1根据母线负荷特性分析情况，进行母线负荷预测建模。8.2.2预测算法应根据母线负荷预测建模情况进行选择，算法可包含时间序列算法、人工智能算法等。8.2.3母线负荷应根据所涉及检修计划、负荷转供信息等数据进行修正。8.2.4母线负荷预测结果与系统负荷预测结果应进行系统平衡协调。8.2.5预测算法、预测流程、关键参数等应进行记录，用于开展事后分析和评估。8.2.6预测模型和算法应根据负荷特性变化、实际预测效果、用户负荷预测、专家经验等情况，进行适应性调整。8.2.7预测结果应对日前市场运营、安全校核等提供基础数据支撑。8.3超短期母线负荷预测8.3.1预测算法应根据母线负荷预测建模情况进行选择。算法应考虑临近时刻点的母线负荷变化趋势，滚动更新预测结果。8.3.2预测应考虑检修计划、负荷损失、负荷转供等实际情况，宜考虑强对流天气、突发事件等对超短期母线负荷的影响。8.3.3预测模型和算法应根据负荷特性变化、实际预测效果以及用户负荷预测等情况，进行适应性调整。8.3.4预测结果应对日内及实时市场运营、安全校核等提供基础数据支撑。8.4虚拟母线负荷预测8.4.1针对实际预测需求，将若干条真实母线组合或拆分为虚拟母线，模拟出小地区负荷变化情况。虚拟母线负荷由所有成员母线负荷统计得到。8.4.2虚拟母线负荷特性分析按6.1分析。8.4.3虚拟母线短期负荷预测按8.2预测。8.4.4虚拟母线超短期负荷预测按8.3预测。9用户负荷预测9.1预测范围及时间尺度5GB/TXXX用户负荷预测可根据参与电力现货市场交易等业务需要开展，预测范围包括单一用户、用户群（含电网公司代理部分）负荷预测等；预测时间尺度包括预测时间分辨率、预测时长。9.2短期用户负荷预测9.2.1用户负荷预测宜根据用户负荷特性分析情况进行建模，并选择相适应的预测算法。9.2.2预测模型和算法应根据负荷特性变化、实际预测效果、专家经验等情况，进行适应性调整。9.2.3预测结果应符合电力现货市场规则要求，根据电力现货市场运营需要，向市场运营机构提供数据支撑。9.3超短期用户负荷预测用户超短期负荷预测宜按需开展，考虑生产计划临时变更、设备状态异常等对超短期负荷预测的影响，用于提前辨识可能面临的电力市场经济风险。10预测结果评估10.1预测结果评估应考虑天气预报偏差、算法模型等客观技术条件限制。10.2预测结果评估指标应包括时刻负荷预测偏差率、日（月）平均负荷预测准确率、日最大（小）负荷预测准确率、月平均日最大（小）负荷预测准确率等；对于母线负荷预测，应在以上指标的基础上增加合格率指标。具体的计算方法见附录A中A.1至A.8。10.3对于存在电源接入、新型主体接入、负荷管理等情况的地区，宜采用还原后负荷进行评估。负荷还原计算方法见附录A中A.9。10.4电力供应紧张时期，除考虑10.2外，宜考虑电力平衡裕度最小时刻的系统负荷预测评估方法，具体的计算方法见附录A中A.10。10.5对于气象变化对负荷影响较大的地区，宜评估气象预报偏差对负荷预测结果的影响，具体的计算方法见附录A中A.11。6GB/TXXX（资料性）预测结果评估指标计算方法A.1评估时刻负荷预测偏差率A.1.1评估时刻系统负荷预测偏差率评估时刻系统负荷预测偏差率Ei的计算方法见式（1）。L-L×100%…………………i式中：Ei——时刻i的系统负荷预测偏差率，单位为百分比（%Li,f——时刻i的系统负荷预测值，单位为兆瓦（MW）；Li——时刻i的系统负荷实际值，单位为兆瓦（MW）。A.1.2评估时刻母线负荷预测偏差率评估时刻母线负荷预测偏差率Ei的计算方法见式（2）。L-L×100%…………………式中：Ei——时刻i的母线负荷预测偏差率，单位为百分比（%Li,f——时刻i的母线负荷预测值，单位为兆瓦（MW）；Li——时刻i的母线负荷实际值，单位为兆瓦（MW）；S——母线负荷基准值，单位为兆伏安（MVA）。母线负荷基准值可选用变压器额定容量，也可选用推荐值：330、220、110、35千伏电压等级的母线负荷基准值推荐值分别为686、305、114、37兆伏安。A.1.3评估时刻用户负荷预测偏差率评估时刻用户负荷预测偏差率Ei的计算方法见式（3）。L-L×100%…………………式中：Ei——时刻i的用户负荷预测偏差率，单位为百分比（%Li,f——时刻i的用户负荷预测值，单位为兆瓦（MW）；Li——时刻i的用户负荷实际值，单位为兆瓦（MW）；7GB/TXXXU——用户负荷基准值，单位为兆瓦（MW）；用户的负荷基准值可选用用户报装容量。A.2日平均负荷预测准确率日平均负荷预测准确率Ad的计算方法见式（4）和（5）。Ad=(1-RMSE)×100%…………………（4）式中：AdRMSEEinRMSE=…………………——日平均负荷预测准确率，单位为百分比（%——日负荷预测偏差率均方根；——时刻i的负荷预测偏差率，单位为百分比（%——日负荷实际考核点数。A.3月平均日负荷预测准确率月平均日负荷预测准确率Am的计算方法见式（6）。100%…………………式中：Am月平均日负荷预测准确率，单位为百分比（%）；Ad,i该月某日i的日平均负荷预测准确率，单位为百分比（%m——月度天数。A.4日最大（小）负荷预测准确率A.4.1日最大（小）系统负荷预测准确率日最大（小）系统负荷预测准确率Ah（Al）的计算方法见式（7）和（8）。×100%…………………×100%…………………式中：Ah日最大系统负荷预测准确率，单位为百分比（%Lh,f日最大系统负荷预测值，单位为兆瓦（MW）；Lh日最大系统负荷实际值，单位为兆瓦（MW）；Al日最小系统负荷预测准确率，单位为百分比（%）；Ll,f日最小系统负荷预测值，单位为兆瓦（MWLl日最小系统负荷实际值，单位为兆瓦（MW）。8GB/TXXXA.4.2日最大（小）母线负荷预测准确率日最大（小）母线负荷预测准确率Ah（Al）的计算方法见式（9）和（10）。×100%…………………×100%…………………式中：Ah日最大母线负荷预测准确率，单位为百分比（%Lh,f日最大母线负荷预测值，单位为兆瓦（MW）；Lh日最大母线负荷实际值，单位为兆瓦（MW）；Al日最小母线负荷预测准确率，单位为百分比（%）；Ll,f日最小母线负荷预测值，单位为兆瓦（MWLl日最小母线负荷实际值，单位为兆瓦（MWS——母线负荷基准值，单位为兆伏安（MVA）。母线负荷基准值可选用变压器额定容量，也可选用推荐值：330、220、110、35千伏电压等级的母线负荷基准值推荐值分别为686、305、114、37兆伏安。A.4.3日最大（小）用户负荷预测准确率日最大（小）用户负荷预测准确率Ah（Al）的计算方法见式（11）和（12）。×100%…………………×100%…………………式中：Ah日最大用户负荷预测准确率，单位为百分比（%Lh,f日最大用户负荷预测值，单位为兆瓦（MW）；Lh日最大用户负荷实际值，单位为兆瓦（MW）；Al日最小用户负荷预测准确率，单位为百分比（%）；Ll,f日最小用户负荷预测值，单位为兆瓦（MWLl日最小用户负荷实际值，单位为兆瓦（MWU——用户负荷基准值，单位为兆瓦（MW）；用户的负荷基准值可选用用户报装容量。A.5月平均日最大（小）负荷预测准确率月平均日最大（小）负荷预测准确率Am,h(l)的计算方法见式（13）。Am,h,i×100%…………………式中：9GB/TXXXAm,h(l)——月平均日最大（小）负荷预测准确率，单位为百分比（%）；Ah(l),i该月某日i的最大（小）平均负荷预测准确率，单位为百分比（%m——月度天数。A.6评估时刻母线负荷预测合格率评估时刻母线负荷预测合格率Qi的计算方法见式（14）。×100%…………………式中：Qi——时刻i母线负荷预测合格率，单位为百分比（%Nq母线负荷预测合格数；Ns母线负荷总数。A.7日平均母线负荷预测合格率日平均母线负荷预测合格率Qd的计算方法见式（15）。×100%…………………式中：Qd日平均母线负荷预测合格率，单位为百分比（%）；Qi——时刻i的母线负荷预测合格率，单位为百分比（%n——日母线负荷实际考核点数。A.8月平均母线负荷预测合格率月平均母线负荷预测合格率Qm的计算方法见式（16）。×100%…………………式中：Qm月平均母线负荷预测合格率，单位为百分比（%）；Qd,i该月某日i平均母线负荷预测合格率，单位为百分比（%m——月度天数。A.9考虑电源接入、新型主体接入、负荷管理等情况的负荷还原方法考虑电源接入、新型主体接入、负荷管理等情况的负荷还原计算方法见式（17、18）。…………………式中：L,——时刻i的还原负荷实际值，单位为兆瓦（MW）；iGB/TXXXLiPi——时刻i——时刻i的负荷实际值，单位为兆瓦（MW）；的电源发电功率、负荷管理等实际值，单位