摘要：电力系统负荷的预测在一定程度上会对电力系统的生产计划和调度运行产生巨大的影响，是规划电力系统的基础和前提，如果负荷预测得准确，那么就会帮助提高电力系统的稳定性、安全性以及经济性。目前，由于电力市场发展得越来越好，所以电力系统的负荷预测也愈发重要。因此本文主要介绍了电力系统负荷预测方法的分类及原理、对比了优缺点的对比，并展望了电力系统的发展方向。
关键词：电力系统；预测方法；电力负荷
1 引言
电力系统负荷的预测是规划电力系统的重要环节，是顺利运行电力系统的基础。电力系统负荷预测从已知用电的需求出发，结合考虑了经济、政治、气候等影响因素，来预测用电需求。未来的用电量和需求量（功率）的预测是电力系统负荷预测的主要内容。需求量预测决定着发电系统、输电、配电系统的新增容量的大小；电能预测则是选择如调峰机组、基荷机组等发电设备类型的依据。电力系统负荷的预测结果可以在一定程度上展现负荷发展的水平和状况，并成为电力管理部门、生产部门制定生产、发展计划的依据，各供电区域明确了年供用电量的最大负荷，也就可以体现出规划地区整体的发展水平，确定规划电负荷的构成。电力系统负荷预测是很长一段时间内中外学者的重要研究课题，并得到了很多有效的方法。本文就主要探讨了这些方法的原理及优缺点，并展望了电力系统负荷预测的发展前景，希望可以为电力系统负荷预测的方法创新将提供参考。
2 电力系统负荷预测的分类及意义
从时间范围来看，电力负荷预测方法可以分为超短期、短期、中期、长期预测。超短期负荷预测主要预测的是未来10min、0.5h、1 h、0.5 h的负荷，是检测电力系统实时安全的重要方法，可以满足系统运行的需求，实现发电成本的控制；预测的短期负荷范围是1 a以内，预测单位有小时、天、周、月，起到指导、调节电力部门工作、运行方式和日开停机并检修计划和发电计划的安排的作用；长期负荷预测主要预测的是10a以上的负荷，中期负荷预测主要预测的是5 a左右的负荷，中长期负荷预测的单位一般为“年”，用于规划建设电力系统，如增容扩建电网和装机、确定时间和位置等、明确年度的运行方式和检修计划等，为所处地区的电网电力发展速度、电力工业布局、电力建设规模、平衡能源资源、调剂地区之间电力余额、平衡人力资源和电网资金提供依据。
3 各种预测方法对比
3.1 短期负荷预测
（1）时间序列法
时间序列法则是分析了历史负荷数据并建立起了数学模型，反映出了变化的规律并确定表达式目的的预测方法。其优点是工作量小、所需的数据少，计算的速度快，且可以离开人工自动进行干预，其反映的负荷变化比较连续；其缺点是需要有平稳性比较高的原始负荷的时间序列，过于集中数据而忽略考虑了负荷变化的规律，所以就很难提高其预测的精度。
（2）卡尔曼滤波法
卡尔曼滤波法则是采取了分解负荷的方法形成确定和随机的分量，建立起一阶线性的模型来描述并预测出确定的分量，并通过状态变量来描述随机分量，进而建立起状态空间的模型，创造了负荷预测的条件。其优点是预测值准确、获得的信息量大；其缺点是很难估计出统计特性。
（3）指数平滑法
指数平滑法对过去几周同类型日、相同时间的负荷进行了统计，进而组成了有序数组进行加权平均，通过负荷的趋势技术推导出预测未来负荷。其优点是考虑了电力的整体需求，从单一的指标进行预测，所以操作起来比较简单；其缺点是如果时间序列的波动比较大就不是很适用，并且很难反映出天气、政治、经济等影响因素。
（4）灰色系统理论法
灰色预测技术在灰色系统理论的基础上，实现有不确定因素的预测。其优点是对数据的需求少，且不用过多考虑负荷变化和分布的规律，方便检验和计算；但是缺点是精度和数据离散程度的关系密切，应用的范围较小。
（5）相似日法
相似日法通过差异评价函数寻找出的相似日要求和预测日的负荷特征相似，其参数也需要按照预测日进行修正，最后确定预测日的负荷。其优点是原理简单，操作方便，效果好；其缺点是很难找到适合的差异评价函数进行相似日的寻找，修正相似日负荷参数也存在困难。
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（6）专家系统法
专家系统法是分析了过去的天气和负荷等数据，并结合了专家知识，制定出相关的规则进行预测的方法。其汇总了专家的经验，充分地发挥了专家的预测能力，综合考虑了其他影响因素，避免了片面性；但是专家系统受限于缺乏数据库的知识总量，很难适应突发事件和持续的变化，所以就很容易有人为的差错。
（7）模糊逻辑法
模糊逻辑法通过模糊数学的概念来描述电力系统中的模糊现象，并制定规则展示模糊的信息，之后转换成可在计算机上运行的算法，实现电力负荷的预测。其优点是可以适应不确定的负荷变化，精准度比较高；其缺点要求的历史数据量大，受人为因素影响大。
（8）小波分析法
小波分析法分析负荷历史上的周期变化规律，通过小波变化电力负荷的序列，将之投影到不同尺度上，产生了尺度不同的子序列，其各自代表了原负荷序列的不同频域分量，展示了负荷序列的周期性，预测每个子序列并重构序列最终得到预测结果。其优点是预测的精度比较高；其缺点是受但是天气、温度等自然因素的影响大，受小波的基的选择影响比较大。
（9）综合模型法
综合模型法结合了各种算法，以达到提高预测效果的目的。其优点是克服了单一算法的 不足，实现了优势互补，综合了有效信息，提高负荷预测精度；其缺点是建模困难、计算的速度比较慢，限制了预测精度的提高。
3.2 中、长期负荷预测
（1）单耗法
单耗法则是按照国家对电力的规定产值计划、产品产量以及用电单耗来确定需求量。其优点是方法简单，近期的预测效果好。其缺点是很难准确地求出用电单耗，工作量大。
（2）弹性系数法
弹性系数法指的是计算区域内总用电年平均增长率与国民经济年平均增长率的比值即电力弹性系数进行预测的方法。其优点是方法简单、计算方便；其缺点是预测的工作量比较大。
（3）人均电量法
人均电量法是预测了单位人口以及地区人口的人均用电量，进而实现年用电量的预估的方法。其优点是方法简便、计算方便；其缺点是所需的统计数据多，工作量大，所以只用于预测中小型用负荷。
（4）回归分析法
回归分析法分析了以往的负荷资料，分析得出影响负荷变化的因素和规律，进而建立起了可以进行自变量和因变量分析的数学模型，最终确定模型参数和回归方程式，对未来符合进行预测。其优点是预测的过程简单、外推性能好，拟合能力强，可以明显很反映出负荷的变化趋势和影响因素的关系；其缺点回归方程难以缺点、精准度低。
（5）人工神经网络法
人工神经网络法把过去人工神经网络筛选的负荷当作样本进行训练，并构建网络结构进行训练，当满足要求的精度后，再通过人工神经网络来预测负荷。其优点是不需负荷模型、可以进行信息记忆、优化计算、知识推理，自学能力强；其缺点是所需的训练时间长，适应突发时间的能力差。
4 结语
综上所述，电力系统规划的顺利运行离不开电力系统的负荷预测。通过对比各种预测方法，展望未来负荷预测的工作，必须要加强处理历史负荷数据的能力，发掘负荷变化规律，有效融合各种预测方法，取长补短，并不断探索各种新方法、新模型。
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[3]周潮，邢文洋，李宇龙.电力系统负荷预测方法综述[J].电源学报，2012（06）：32-39.
论文作者:王升花
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/2/26
标签：负荷论文; 电力系统论文; 方法论文; 缺点论文; 优点论文; 序列论文; 电力论文; 《基层建设》2018年第35期论文;