摘要：随着人们生活水平的持续提高，电气设备得到了广泛的应用，社会对于电力的需求也不断增加，要求更加稳定、更加优质的电力供应。电力负荷预测是配电网规划中一个非常关键的环节，同时也是保障电网稳定可靠运行的重要前提，运用合理的电力负荷预测方法，保证预测结果的准确性和可靠性，对于配电网的规划建设而言是非常重要的。本文就配电网规划中电力负荷预测方法及其优化进行探讨。
关键词：配电网规划；电力系统；负荷预测方法
1 电力负荷预测方法的分类
负荷预测是指根据负荷本身变化情况及经济、气象等因素，通过分析历史数据，探究事物发展变化规律和联系，从而对电力需求做出的预测。按照时间进行划分，电力负荷预测主要分为以下四种：超短期负荷预测、中期负荷预测、短期负荷预测以及长期负荷预测。其中，超短期负荷预测是以10分钟到1小时为计算单位来进行监控、处理和预测；短期负荷预测如经济负荷分配、水火电协调和检修设备等，是以一年中的月、周、天、小时为计算单位来进行预测的；中期负荷预测如对设备进行大修等，是以5年左右的时间为计算单位来进行预测的；长期负荷预测则是以10年以上的时间为计算单位来进行预测的。
2 负荷曲线与特性指标
实际环境中负荷会因时刻的不同而改变，因此，为了便于研究负荷变化规律，通常使用负荷曲线描述负荷不同时刻的状态。根据负荷曲线能够为用电管理提供有价值的参考，另外，电网规划中也常将负载曲线作为重要参考内容。言负荷曲线的性能指标如下表1所示：
负荷曲线性能指标中负荷率f与最小负荷率a的数值越大，负荷曲线的变化较为平缓，说明实际负荷波动较小，这两个参数满足关系式a＜f＜1。另外，实际电网规划中这两个参数的大小受用户的构成、类别、性质等影响，对于某一区域用户组成不同，f和a的数值存在差别。
3 电力规划中负荷预测方法研究及其优化
3.1 神经网络法
负荷预测中由于存在着大量的线性和非线性的数学关系，因此可以用神经网络方法处理相关问题。采用神经网络的方法主要是以某段时间内的负荷为训练的样本，通过构建适宜的网络结构和训练算法来达到训练的目的，在满足精度要求后将该神经网络作为模型进行负荷预测。神经网络法具有对非精确性和非结构性规律进行自主学习、优化计算和信息记忆的优点，同时还具有强大的复合映射能力、智能处理能力和计算能力，具有其他方法不具备的自主学习和自适应的功能。这种方法的不足之处是要依赖主观经验来确定神经元的个数，无法科学地确定网络的结构，同时可能出现局部的最优解等。
3.2 电力系统负荷预测回归分析法
回归分析法是配电网规划中电力系统负荷预测方法中的首要方法。配电网规划中回归分析法预测电力系统负荷的主要原理为，回归分析法通过对以往电力历史负荷的数据进行分析和归纳，将电力负荷变化所产生的规律和相应的影响要素作为分析的主要依据，用以明确回归分析过程中所能够用到的回归方程式的参数，从而创建分析式的自变量和因变量之间的参数和模型，进而实现对电力系统负荷的有效预测。例如在某大型电力厂中对于配电网的规划便使用了回归分析法，通过电力工作人员对回归分析方程和自变量等的探究，对电力系统负荷的预测达到了较为精准的程度。
3.3 单耗法
所谓单耗法，则是通过测定电力负荷量的单耗进而分析预测全面用电量，一般适用于农业或者工业电力单耗指标的负荷预测，预测效果较好。而实施单耗指标进行电力负荷预测时，要注意区分不同地区的经济发展状况以及发展目标，同时根据电力规划期间单耗指标开展全面分析，结合之前单位的耗电量，根据当地产业发展规律预测最终单耗值。此方法特点是操作较为简单，在短时间内预测效果好，不过精度低，成本高。
3.4 模糊预测法
目前对模糊理论在电力方向应用较多的是负荷预测、最优化运行、电厂的选址及规划网架等。在电力规划负荷中，模糊方法有行业用电模型法、模糊线性回归法、模糊指数平滑法、模糊时间序列模型法及模糊聚类法等。在结合了原有的模型后，上述模糊负荷预测方法通过模糊理论形成的新预测模型，对模糊性变量进行处理，有效地解决了负荷中存在大量模糊信息的情况，对电力规划中长期负荷预测的精确度有了明显的提高。但因为我国相关的统计数据不完善，而模糊预测法需要大量的历史数据，所以造成了精度不是非常准确。模糊预测方法把对应环境和负荷当做一个整体数据来加工，考虑了电力负荷多方面的相关因素，而不单单依赖历史数据，从而得到对应环境和变化负荷的特点。再对比历史环境因素和待测年环境因素，从而得到负荷增长率。
3.5 趋势分析法
这一方法又称为曲线回归法或者曲线拟合法。所谓趋势分析就是将之前收集的各种资料为依据，整合成为一条直线，同时以曲线趋势为依据对某个阶段电力的负荷值进行确定。这种方法经常用到的研究模型包括多项式、线性、冥函数、对数、指数、龚波茨等趋势模型。但是尽管选择模型相对简便，要求较高的地方是进行曲线拟合必须保证精度与拟合区是一致的，进而保证电力负荷的预测结果。当然，每种曲线模型都有误差，因此进行电力负荷预测时一定要把模型和当地的区域电网规划发展情况进行结合，最终确定科学的、合理的模型。
4负荷预测优化策略
（1）统计并分析中压变压器台数。由于中压变压器的台数直接反应负荷分布，因此通过统计中压变压器的台数可以掌握城市电网负荷分布的基本情况和增长趋势，利用相关的辅助手段即可完成负荷分布的预测。（2）建立相关的负荷密度数据库。通过对收集国内外相似功能小区的负荷密度值，建立相关的功能小区的负荷密度数据库，对不同功能小区负荷密度进行分析和整理，制定统一的功能小区负荷密度手册，为不同城市的各类功能小区负荷预测提供参考。（3）用总量预测法校核预测结果。各个功能小区的负荷预测结果再乘以相关的同时率后即可得到全市的负荷预测值，在完成负荷预测后可以用总电量对其进行校核，并通过专家的评估来确定近期及中期的负荷值，为城市电网规划提供基本资料。
5结束语
综上所述，作为电力系统运行与规划的重要基础，电力系统负荷预测的精准度直接关系到系统运行的经济性、稳定性及安全性。在综合阐述现有的负荷预测方法后，相信对于各种预测方法的优劣也能够了然于心。未来的负荷预测过程中，在负荷历史数据处理方法应当更加全面完善，对负荷变化的规律性积极探索，有效融合多种负荷预测方法促进预测模型参数准确性的提高。为了提高电力系统运行的经济效益与社会效益，需要不断创新电力系统负荷预测方法，有效管理用电情况，合理控制发电费用，保障电力系统的经济、有序运行。
参考文献：
[1]中长期电力负荷预测研究综述[J].高丹丹，高松涛.科技创新导报.2014（07）
论文作者:刘学立
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/16
标签：负荷论文; 电力论文; 方法论文; 曲线论文; 模型论文; 模糊论文; 电力系统论文; 《电力设备》2017年第33期论文;