摘要：电力负荷预测是电力系统规划、调度等工作的重要组成部分，也是电力系统经济运行的重要基础。中长期电力负荷预测是以年或月为预测期限，它是制定电力系统发展规划及燃料计划的重要前提。基于准确的负荷预测可以经济合理地安排电源及电网的扩展规划方案及建设进度，以满足经济发展和社会生产的需求，同时保持电网的安全稳定运行，有效降低发电及运行成本，提高经济和社会效益。因此，提高中长期电力负荷预测精度是电力系统规划和运行的必然要求。在中长期负荷预测方面，国内外研究主要集中于利用更为先进的理论或新的预测方法以及提高负荷预测的精度。讨论了长期、中期与短期负荷预测的特点及各自对应的成熟预测方法，分析了负荷预测问题的各种解决方案，并指出了未来的研究重点和方向。结果证明，中长期电力负荷预测是电力系统规划的基础和重要前提。
关键词：电力系统；长期负荷；预测方法
1 中长期负荷预测的重要性
负荷的需求对电力系统运行研究和规划设计都有重要的参考指标。对于负荷的变化，必须先有一个预估。因为电能是一种不能大量存储的能量，所发及所用，这样才能保证电力系统稳定运行。负荷预测主要可从两方面进行预测：时间分布和空间分布。从时间长短可分为：超短期、短期、中期和长期负荷预测。超短期预测用于在线运行监测，短期预测用于运行调度，中长期预测一般为1年以上的预测主要用于发展规划。所以中长期负荷预测的准确程度将直接关系到投资、网络布局和运行的合理性。如果负荷预测过少，电能不能满足实际发展所需，将限制实际经济发展。相反，若负荷预测过高，又会导致电能过多而不能完全使用所有设备，造成电力系统基础设备建设的浪费。
2 中长期负荷预测方法的分类
2.1概述
由于中长期负荷预测的重要性，国内外专家学者进行了大量而深入的研究，也提出了许多先进的理论和方法。传统的预测方法如自身外推法、时间序列法等。在新兴模型中，如应用灰色理论、遗传规划法等建立起来的预测模型也都得到了较好的应用。能源是社会经济发展的动力，而电能又是经济发展中至关重要的二次能源，因此，一个区域内负荷的大小可间接地反应该地区的经济发展水平，反之亦然。该类方法主要有分产业产值单耗法、电力消费弹性系数法、负荷密度法及人均电量指标换算法等。这些方法相对比较简单，含义也比较清楚，反应了未来的一些经济信息。但是，这类方法一般需要的数据量较大，而且有些不易得到。
2.2 基于数学规律的趋势分析法
基于数学规律的趋势分析法首先寻找负荷历史数据的变化规律，然后按照所得到的规律对未来预测年份的负荷进行预测。它一般不需要未来预测年份的信息，而只依赖于负荷的历史值序列。而且，这类预测方法认为负荷的变化呈现一定的规律性，并将这种规律延续到预测期。这类方法较多，如灰色预测法、滑动平均预测法、自回归预测等，这些方法认为负荷的变化规律符合其规律，然后利用该规律对负荷数据进行拟合。如果一个地区的负荷变化规律较明显且与某种预测方法的规律接近，即拟合程度较高，则该预测方法预测的结果就较准确，反之则偏差较大。
3 负荷预测的方法
由于配电网中长期负荷预测，会受到很多不确定因素的影响。因此，到目前为止，还没有哪一种方法能保证在任何情况下都能获得满意的预测结果。故具体预测时，宜结合本地区的实际情况，选用多种预测方法，不同方法的预测结果互相校核，最终确定预测值。现有主要的中长期预测方法有传统预测方法、灰色预测方法、组合预测方法和空间负荷预测方法。
3.1 传统预测方法
传统预测方法是通过专家经验或某些简单的变量间相互关系来对以后的负荷需求做出的方向性判断，预测主观性较强，造成预测的精度较差，且需要做大量的统计。这类方法做药有单耗法、比例系数增长法和时间序列外推法等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆采用单位产品产量的耗电定额进行预测，叫产品单耗法。考虑国民生产总值结合其电量单耗计算的负荷称为产值单耗法。分别有：用电量=产品单耗量*产品产量用电量=产值单耗量*国民生产总值比例系数增长法是更具历史数据变化规律，找出一定的规律，假设负荷的变化还会和该规律的变化一致。时间序列外推法是把历史上的资料进行不同时间段的排列，构建出统计数列，由此向外推测，进行负荷预测。这两种方法是基于过去的外部条件基本不会改变。从分析介绍可以看出，传统的负荷预测方法不适用于中长期的负荷预测，因此有了其他的预测方法。
3.2 灰色预测方法
灰色系统是在一定的认识层次上，知道部分的系统内部状态信息，另一部分则完全不知。现代电力系统负荷的影响因素多，不能所有都知道，这满足灰色系统的定义。此外电力负荷总体上呈现增长性也满足灰色预测迷信的基本条件。灰色预测的基本思路是：认为原始数据即使杂乱，但本质有序，因此通过对杂乱的数据进行整理，得到系统因素之间发展趋势的相似或相异程度，寻求系统变动的规律，生成数据序列有较强的规律性，建立相应的微分方程模型，从而预测事物未来的发展趋势和未来状态。灰色预测方法因其具有所需数据少，原理简单，运算方便和可检验等特点被广泛应用，有很好的预测精度。
3.3 组合预测方法
组合预测法是通过对同一个预测问题进行多种不同预测模型的线性组合，从而达到在一定的条件下改善模型拟合提高预测精度。主要有将多种预测结果取合理的权重做加权平均和比较多种预测方法选取具有最优拟合或最小标准差的预测模型作为最优模型。该方法具有预测精度高，确定性好且简单实用的优点。弥补了由于中长期负荷预测复杂多变量、非确定性、多方案性等特点单独使用定性预测或定量预测的方法不能准确预测的缺点。
3.4 空间负荷预测方法
空间负荷预测是负荷预测的两大重点之一，对区域性的负荷分布和数值大小进行预测有利于提供一定基础数据。给未来发输变电设备的安装位置和容量、线路型号和投运时间的确定提出了依据。某地区的空间负荷预测的精度对该地区的规划方案可操作性和实用性起决定作用。现有的空间预测方法主要有趋势法、多元变量法和分类分区法等。趋势法是通过负荷历史数据进行外推进行负荷发展趋势的预测的方法，主要优点是方法简单和所需历史数据少且易获得。
3 中长期负荷预测方法发展
3.1 结合空间电力负荷预测方法
空间电力负荷预测是指对供电区域内未来电力负荷的大小和位置的预测。 传统负荷预测方法只预测未来负荷的大小，并不关注其精确的位置分布。 20世纪 30 年代中期，国外开始出现有关电力负荷分布的负荷预测， 国内关于空间电力负荷预测的研究起步相对较晚。 电力系统的管理正逐步由粗放型向精益化转变， 只预测未来负荷的数值已不能满足电力系统规划的要求， 所以对空间电力负荷预测的关注越来越多。
3.2 预测误差评估
负荷预测准确性是对负荷预测结果与实际负荷偏离程度的事后衡量指标。 电力负荷预测方法的准确性评估，是对其的客观评价，分析预测误差产生的原因并灵活调整选择最优预测方法， 有利于提高负荷预测的准确性。负荷预测误差评价是自适应预测发展的基础， 能够推动中长期电力负荷预测方法的改进，应当予以重视。
4 结束语
市场化改革重构电力行业格局，放开发电计划和售电市场，其引发的自主市场行为比统购统销模式下的发用电行为更加难以捕捉和预测，电网规划面临挑战。为适应新的形势，有必要积极调整电网规划思路，探索创新负荷预测方法。
参考文献
[1]肖欣,周渝慧,张宁,韩新阳,薛万磊,尹立,唐鑫.城市电力饱和负荷分析技术及其应用研究综述[J].电力自动化设备,2014,06:146-152.
论文作者:尤佳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/19
标签：负荷论文; 方法论文; 电力论文; 电力系统论文; 规律论文; 灰色论文; 未来论文; 《电力设备》2017年第13期论文;