县域电网负荷特性分析与短期负荷预测

县域电网负荷特性分析与短期负荷预测

莘燕

（国网冀北电力有限公司张北县供电分公司河北张家口076450）

摘要：随着我国电力体制改革不断深入，负荷特性分析和负荷预测已成为电力企业生产经营和计划管理的一项重要内容。通过对负荷特性深入分析，可以摸清地区负荷状况，把握负荷变化规律和发展趋势，从而有效实施电力调度，并在大负荷期间制定相应的应急办法和风险管控措施。电力负荷预测精度的提高对于经济优化地制定发电计划、最优制订电力现货和期货报价、电网控制经济运营、合理的电力调配计划、降低旋转储备容量以及进行电力市场需求分析等方面具有重要意义，具有直接而重大的经济和社会效益。

关键词：用电结构;负荷特性;负荷预测;相似日法

前言

本文通过对县域范围内的电网系统研究，就电力系统的负荷特性展开分析，希望通过对县域电网系统的研究可以更好地把握电网的运行情况，进一步促进县域电网系统的稳定发展。

1电网负荷的特性分析

1.1电力负荷的主要内容

电力负荷系统所指的概念是连接电力系统的所有用电设备的功率的总和。电力系统是一个时变的系统，只有对电力系统时刻进行监控和管理，保证发电、供电和用电过程中的动态平衡，才可以保证生产生活的顺利进行，也一定程度上避免了系统故障所带来的损失。因此就需要对电力系统的负荷特性做出分析，负荷分析所得的结果对电力系统企业有着很重大的参考意义和指导意义，可以进一步掌握电力系统的供求关系以及变化趋势，只有及时的掌握这些信息才可以改善负荷特性并进一步采取措施。

1.2电力负荷的组成和分类

电力负荷即指电能的时间变化率。电力负荷由许多不同的负荷形态组成，例如发电、供电和用电负荷。本文所分析的县域范围内的负荷特性分析是特指用电负荷，也就是在电网系统内所有用电用户所消耗的用电功率总和。由于在不同的地区，受不同的因素影响就会有不同的电力负荷组成，例如受经济条件、气候条件的影响，甚至县域范围内的人口组成都会对其产生影响。再者，同一地区的不同时期的电力系统的负荷也会有所不同，因其所具有的不同特性，便会导致这种差异性的产生，从而对负荷能力产生了一定的影响。

2影响负荷及负荷特性的主要因素

2.1电力供应侧(电网改造与配网改造等)的影响

电力供应侧，尤指电网改造与配网改造等也会对负荷及负荷特性产生影响。线路严重老化，网架结构较为薄弱，使得许多用户的用电报装无法进行，电能营销中的卡脖子现象极为严重。由于县域范围内的网改造速度较为缓慢，例如在送电工程的建设中，由于lOkV公用变压器数量严重不足而导致有电供不出这样的现象发生，并且电压质量差，直接影响到了电力需求侧的用电需求。

2.2电力需求侧的影响

县域范围内的电网系统在需求侧管理方面的手段较为落后，尽管在电锅炉、蓄能空调方面的优惠政策刚出台，但是在其他方面的优惠力度仍显不足，推广工作刚起步，但在这方面的工作仍不够完善，对于移峰填谷及用电负荷的影响潜力较大。

2.3县域范围内的装机容量对负荷增长的影响

据调查显示，尽管系统装机容量己经基本满足市场需要，但由于近几年国家对小电源政策的支持和扶持，县域范围内太阳能、风能入网数量逐年增加，由于这些小电源电网对自然环境的依赖比较高，这也对系统电网形成一定的威胁，比如每年的5-8月份是太阳能发电的最佳时期，而风能发电则集中在春秋季节，但是随着社会经济的不断发展，以及科技技术的不断改进和发展，目前县域范围内由于设备容量不足而造成的限电情况正在逐年减少。

2.4所在地区的气候条件

研究表明，气候条件的变化对月负荷特性的变化带来较大影响。在县域范围内，由于地理位置的偏僻，相对于城市电网系统而言，整体气温会低于城市气温，因此也会带来负荷率的变化。在县域范围内考虑到农业的用电量需求，不同的降水时节对用电量的需求也是不同的，例如在降水多的时节，灌溉用电量就会随之减少，相应的负荷率水平就会高于往常，如此一来峰谷差值也会低于往常。不仅如此，对于不同地区的不同气候条件下的电网系统，在遇到偶然的灾害天气时电网系统的负荷率也会随之改变，给居民生活和供电企业带来一定的影响。

3短期负荷预测

3.1电力系统的负荷预测即寻找电力负荷与各种相关因素之间的内在联系，并通过这种调查对未来的电力负荷进行科学的预测。并且，只有通过合理有效科学的预测，才可以很好地掌握好电力负荷的特点，并及时对电力负荷的特性进行了解掌握，一定程度上提高电力负荷的预测精准度。

由于电力负荷的变化总是会随着周遭环境因素进行改变，例如天气、居民的生活习惯和生活水平等等，再例如气候对农业带来的影响也会间接影响到电力的负荷特性。因此，利用趋势外推技术可以根据未来以及过去和现在的连续发展，做出推测。

通过负荷特性分析，可以发现县域内居民用电和农业生产对全县负荷影响最大，居民负荷全年范围内的变化主要体现在冬季取暖和夏季降温，农业生产全年范围内的变化主要体现在春季耕种和夏季灌溉，农业生产用电量虽然只占总售电量的11%，但其用电时间集中、功率大，而且受环境因素影响极大，是导致全县出现最大负荷以及负荷剧烈波动的直接原因。大工业用户少，且负荷十分稳定，但受国家政策、节假日和检修停电计划影响大。所以负荷预测工作受到气象、经济、政策、计划等多重因素干扰。

3.2短期负荷预测方法

目前，短期预测方法很多，包括回归分析法、时间序列法、相似日法、指数平滑法、灰色预测法、专家系统法、人工神经网络法等等，其中相似日法由于其原理简单、应用简便、效果良好，在县公司层面得到广泛应用。

目前县公司对相似日的选择方式比较单一，其中一种典型的执行方式如下：

(1)工作日负荷预测。参照前一工作日的负荷曲线预测后一工作日的负荷曲线。

(2)周末负荷预测。采用前一日或上周末的负荷曲线预测本周末的负荷曲线。

(3)特殊节假日负荷预测，比如除夕，参照前一年当天负荷来预测，并考虑负荷的增长情况进行调整。这种相似日选择方式在负荷平稳时期准确度较高，但在春耕夏灌天气多变，或节假日负荷波动较大，规律性弱时，预测准确度较低。

（4）相似日选择

日负荷特性曲线有很多影响因素，如日期类型、气象、电价等，将这些因素组合形成一个向量用于描述某一天的日特征，日特征相同的两天负荷曲线相似，通过查找日特征相似度最高的日期为预测的相似日。

结语

综上所述，县域范围内电网系统的负荷特性分析是县域配电系统运行的基础，本文从电网负荷的根本出发，就县域范围的电网系统进行分析，并对电力负荷的内容以及组成进行展开描述，并对影响负荷特性的主要因素展开一一分析，就县域范围而言，对其主要负荷预测技术进行分析，期以在一定程度上提高负荷预测精准度，从而减少对居民生活的影响，以及县域电网系统的稳定健康发展。

参考文献

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[2]杨顺帆．城镇电力负荷特性分析与预测技术研究[D]．广州:华南理工大学，2012．

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[4]廖旎涣，胡智宏，马营营，等．电力系统短期负荷预测方法综述[J]．电力系统保护与控制，2011.

作者

莘燕，身份证号码：15262519850611xxxx。