电力系统规划论文

电力系统的各种电力负荷及负荷预测

电力负荷及负荷预测

概述：电力负荷预测是电力系统规划的重要组成部分，也是电力系统运行经济运行的基础，任何时候，电力负荷预测对电力系统规划和运行都极其重要。近几年，随着我国电力供需矛盾的突出及电力工业市场化营运机制的推行，电力负荷预测的准确度有待一步提高；然而，由于社会运转速度的不断加快和信息量的膨胀，使准确的负荷预测变得愈加困难。

电力负荷预测是以电力负荷为对象进行的一系列预测工作。包括对未来用电需求量（功率）和对未来用电量（能量）的预测以及对负荷曲线的预测。其主要工作是预测未来电力负荷的时间分布和空间分布，为电力系统规划和运行提供可靠的决策依据。

电力负荷预测是电力企业的重要工作之一。基于准确的负荷预测可以经济合理的安排电力系统内部发电机组的启停，保持电网运行的安全稳定性，减少不必要的的旋转储备容量，合理的安排机组的检修计划，保持社会的生产和生活。有效地降低发电成本，提高经济效益和社会效益。因此，负荷预测水平已经成为一个电力企业的管理是否走向现代化的显著标志之一。

一 电力负荷曲线

（1）概念：电力负荷曲线是指电力系统中各类电力负荷随时间变化的曲线。是调度电力系统的电力和进行电力系统规划的依据。电力系统的负荷涉及广大地区的各类用户，每个用户的用电情况很不相同，且事先无法确知在什么时间、什么地点、增加哪一类负荷。因此，电力系统的负荷变化带有随机性。人们用负荷曲线记述负荷随时间变化的情况，并据此研究负荷变化的规律性。

负荷曲线的横坐标是时间，纵坐标一般是有功功率，因此通常的负荷曲线是有功功率负荷曲线 （图1上的曲线P）。然而负荷从电力系统中取用的不仅是有功功率，同时还取用无功功率。电力系统的调度不仅调度发电机的有功功率，有时还要调度发电机、同步调相机及电容器等的无功功率，因此还有一个无功功率的负荷曲线（图1上的曲线Q）。

负荷曲线中的最大值称为最大负荷(P

)，最小值称为最小负荷(P)。这两个数据是分析

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电力系统负荷特性的重要数据。由负荷曲线也可以计算出用户消耗电能的多少。一天中负荷消耗的电量

1）。

（2）负荷曲线分类

负荷曲线有日负荷曲线、月(或年)负荷曲线。负荷曲线还可以按各类大负荷作出，可以按一个地区作出，也可以综合成全电力系统综合负荷曲线。电力系统进行日调度所用的是系统综合负荷曲线。

在电力系统的设计、规划中除了需要使用日负荷曲线外，还需要编制年最大负荷曲线和年持续负荷曲线。

年最大负荷曲线表示从年初到年末逐日(或旬或月)的电力系统综合最大负荷的变化情况 （图2）。可用它来安排全年的机组检修计划。如果一年四季中每季取一个典型的日负荷曲线，由年最大负荷曲线也可以计算出全年需要的电量。由预测的逐年的年最大负荷曲线可以有计划地安排扩建或新建发电厂来满足负荷增长的需要。

年持续负荷曲线是以电力系统全年负荷的大小及其持续运行小时数的顺序排列作出的曲线 （图3）。曲线中的A1点反映了一年内负荷超过P1的累积时间共有t1小时。可它来编制电力系统的发电计划并进行可靠性计算。

根据年持续负荷曲线也可以计算出全年负荷消耗的电量

。

(千瓦小时)，即日负荷曲线P下面的这一块面积（图

二 中长期负荷预测与短期负荷预测

（1）电网规划和设计部门对负荷预测时间的界定规则

1）长期：预测期限为10~30年并以年为单位的预测。该类预测用于战略规划，包括对发电能源资源的长期需求的估计，确定电力工业的战略目标，电力新科技发展和科技发展规划，以及电力发展对资金的需求估计等。

2） 中期：年限5~10年。以年为单位，大致与电力工程项目的建设周期相适应。对电力部门来说，这种预测至关重要。根据预测结果，做出发输配电项目的建设计划，对电网的规划，增容和改建工作至关重要，是电力部门的重要工作之一。

3）短期：年限为1~5年。主要是电力系统规划，特别是为配电网规划服务的。对配电

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网的增容，规划极为重要。同时由于短期负荷预测的时间较短，与电力系统的近期发展直接相关。因此，短期预测是否准确对于电力系统而言是十分重要的。

（2）电网调度部门对电力负荷预测时间界定的规则

1）超短期是指时间跨度在1小时之内的负荷预测。超短期的负荷预测结果用于编制发动机的运行计划，确定旋转备用容量，控制检修计划。估计收入，计算燃料及购入燃料的数量和费用。该类预测的结果的使用对象是调度员。

2）短期 是指时间跨度在24~48小时的负荷预测，重要用于水电分配，水火协调经济协调和功率交换。使用对象是编制调度计划的工程师。

3）中期 是指时间跨度在1周至一个月内的负荷预测，主要用于水库调度，机组检修，交换计划和燃料计划。该类预测结果的使用对象是编制中长期运行计划的工程师。

4）长期 长期负荷预测是指以年为单位的负荷预测，主要用于电网和电源的发展规划，需数年至十年的负荷值。该类预测结果的使用对象是规划工程师。

三 最小二乘法极其检验

最小二乘法可以预测负荷序列的发展趋势，即把负荷序列的发展趋势用方程式表示出来，进而利用趋势方程式来预测负荷未来的变化。

最小二乘法拟合的特别点是：1原理简单易懂；2预测速度快;3外推特性好，能反应负荷变化的连续性。

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四 指数平滑法及其检验

电力系统负荷预测理论和方法随时代的发展而进步, 如今在深度和广度上都有了长足的进步. 负荷预测总的来说可分为非数学和数学方法两大类. 非数学方法有国际比较法、专家估计法等, 数学方法主要包括相关法和外推法两类. 相关法有回归分析法和投入产出法; 外推法有指数平滑法、时间序列法、卡尔曼滤波法等.指数平滑法作为外推法中的一种重要类型, 运用尤为普遍. 原因在于这种方法建立的模型较简单, 计算简便、需要存贮的数据少, 通过近期的观察值能很快地计算出新的预测值. 在电力负荷预测方面, 它既可用于对未来周日以小时负荷为统计样本的短期预测中, 也可应用于中长期负荷预测中. 负荷预测中, 多运用指数平滑法中的线性模型和二次曲线模型.指数平滑法模型的建立主要取决于历史数据的各次平滑值, 而平滑值的变化制约于平滑系数a的大小, 因此平滑系数a的取值很大程度上决定了预测的准确度. 在过去的工作中人们选择a确定目标函数时对不同时间的模型误差同等对待, 但实际上近年数据误差比远年数据误差对未来预测精度的影响更大, 因此在优选A时对模型误差采用一视同仁的方式是不适合的.

基本公式：

St=ayt+(1-a)St-1 式中，

St--时间t的平滑值；

yt--时间t

St-1--时间

a--平滑常数，其取值范围为[0,1]；

据平滑次数不同，指数平滑法分为：一次指数平滑法、二次指数平滑法和三次指数平滑法 等。

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在此，我们以指数平滑法在水平趋势外推中的使用为例来检验其应用。

假定负荷变化的历史数据序列为{X1,X2,...Xn},符合水平趋势法规律，则可以由这组数据出发

,X ...X ,X ,X ,...}。 利用水平趋势 …… 此处隐藏：3810字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……