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--#-負(fù)荷及空間負(fù)荷分布預(yù)測1.前言城網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的意義一個實用的、能經(jīng)受考驗的、反映我國未來與現(xiàn)在需求變化與發(fā)展趨勢的、恰如其分的負(fù)荷預(yù)測,是電力系統(tǒng)專項規(guī)劃的核心問題之一。而這個問題與建設(shè)投資緊密相關(guān),它牽涉到投資是否正確,以及是否能及時地收回投資,并獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益;同時也是電力系統(tǒng)保持優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運行的重要條件。城網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的特點不準(zhǔn)確性:因為城市總體發(fā)展規(guī)劃是城市電力規(guī)劃負(fù)荷預(yù)測的主要依據(jù),而城市總體規(guī)劃本身就具有測不準(zhǔn)的特點,所以電力負(fù)荷未來的發(fā)展也是不肯定的,它要受到多種多樣復(fù)雜因素的影響,而且各種影響因素也是發(fā)展變化的。條件性:各種負(fù)荷預(yù)測都是在一定條件下作出的。對于這些條件而言,又可分為必然條件和假設(shè)條件兩種,如果負(fù)荷預(yù)測人員真正掌握了電力負(fù)荷的本質(zhì)規(guī)律,那么預(yù)測條件就是必然條件,所作出的預(yù)測往往是比較可靠的。而在很多情況下,由于負(fù)荷未來發(fā)展的不肯定性,所以就需要一些假設(shè)條件。時間性:各種負(fù)荷預(yù)測都有一定的時間范圍,因為負(fù)荷預(yù)測屬于科學(xué)預(yù)測的范疇,因此,要求有比較確切的數(shù)量概念,往往需要確切地指明預(yù)測的時間。多方案性:由于預(yù)測的不準(zhǔn)確性和條件性,所以有時要對負(fù)荷在各種情況下可能的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行預(yù)測,就會得到各種條件下不同的負(fù)荷預(yù)測方案。城網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的原理可知性原理:城市電力負(fù)荷的發(fā)展規(guī)律是可以認(rèn)識的,只要通過大量的電力市場社會實踐,就會不斷發(fā)現(xiàn)和掌握其發(fā)展規(guī)律。在電力市場中,影響電力市場供求變化的因素多種多樣(如國民經(jīng)濟(jì)整體發(fā)展水平和速度、國家產(chǎn)業(yè)和電價政策、居民收入和消費水平、消費觀念和生活習(xí)慣、電器產(chǎn)品普及率、氣象氣候影響等)。一些偶然因素(如電網(wǎng)故障、突發(fā)的重大政治、社會和文化活動等)會使電力市場的需求變化或負(fù)荷變化脫離原有的軌跡,但只要深入探索,是能夠掌握被大量復(fù)雜現(xiàn)象所掩蓋的規(guī)律性知識。系統(tǒng)性原理:電力市場中的負(fù)荷需求是整個電力市場、整個國民經(jīng)濟(jì)環(huán)境中的一部分,電力市場不是孤立存在的,周圍環(huán)境對其發(fā)展趨勢具有很大的外控力,因而可以借助國民經(jīng)濟(jì)GNP或GDP指數(shù)、國家能源發(fā)展計劃、能源政策、人口增長趨勢、電器產(chǎn)品普及率等有關(guān)因子,對未來電力市場需求進(jìn)行預(yù)測。連續(xù)性原理:電力市場的發(fā)展具有合乎規(guī)律的連續(xù)性,它的基本發(fā)展趨勢會在一段時間內(nèi)持續(xù)下去,不會突然變得面目全非。根據(jù)連續(xù)性原理,預(yù)測電力市場的未來,必須建立在了解電力市場的過去和現(xiàn)在的基礎(chǔ)之上。類推原理:根據(jù)客觀事物之間存在著某種類似的結(jié)構(gòu)和發(fā)展模式,可以從已知事物的結(jié)構(gòu)和發(fā)展模式類推未來某個預(yù)測目標(biāo)的結(jié)構(gòu)和發(fā)展模式。因果性原理:電力市場的各種現(xiàn)象之間存在著一定的因果關(guān)系,可以有已知的原因推測電力市場未來發(fā)展規(guī)律。當(dāng)然,必須對電力市場發(fā)展有重要影響的因素進(jìn)行調(diào)查研究,才能找出因果關(guān)系。城網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的常用模型2.1常用模型簡介回歸分析模型:這里將時間序列回歸分析模型和一元相關(guān)分析模型結(jié)合起來介紹,統(tǒng)稱為回歸分析模型?;貧w分析的任務(wù)是尋找自變量和因變量之間存在的相關(guān)關(guān)系及其回歸方程式。按照自變量與因變量之間的回歸方程的類型可分為線性回歸分析和非線性回歸分析。當(dāng)自變量為時間項時,稱為時間序列回歸分析方法;否則稱為一元相關(guān)分析方法。趨勢外推模型:電力負(fù)荷的變化一方面有其不確定性,如氣候的變化、意外事故的發(fā)生等造成對電力負(fù)荷的隨機(jī)性干擾。另一方面,在一定條件下,電力負(fù)荷存在著明顯的變化趨勢。以農(nóng)業(yè)用電為例,在氣候條件變化較小的冬季,日用電量相對穩(wěn)定,表現(xiàn)為較平穩(wěn)的變化趨勢。在某個時段內(nèi),又表現(xiàn)為線性和非線性趨勢。從季度和月份用電看,易見周期性變化趨勢,習(xí)慣上稱之為季節(jié)性變化趨勢。當(dāng)然有時可能表現(xiàn)為幾種變化趨勢的疊加。通??捎妹枭Ⅻc圖的方法定性地確定變化趨勢類型。一旦找到了負(fù)荷的變化趨勢,按照該變化趨勢就能對未來負(fù)荷情況作出判斷,這就是趨勢外推預(yù)測技術(shù)。時間序列模型:時間序列分析法是根據(jù)已知的歷史電量來擬合一條曲線,使得這條曲線能反映電量本身的增長趨勢。然后,按照這個增長趨勢曲線,對于要求的未來某一點,從曲線上估計出電量預(yù)測值。它本質(zhì)上是回歸分析,利用回歸分析,可以得到描述電量增長趨勢最好的模型參數(shù)估計,進(jìn)而利用所得到的模型預(yù)測電量增長趨勢。灰色系統(tǒng)模型:灰色理論是我國鄧聚龍教授于80年代初提出來的。通常把完全已知的稱為白色,完全未知的稱為黑色,介于兩者之間的稱為灰色。灰色模型(GreyModel)簡稱GM模型,是灰色系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)模型,也是灰色控制理論的基礎(chǔ)。它是以灰色模塊(所謂模塊是時間序列X(m)在時間數(shù)據(jù)平面上的連續(xù)曲線或逼近曲線與時間軸所圍成的區(qū)域)為基礎(chǔ),采用微分?jǐn)M合法建成的模型。在灰色模塊中,由預(yù)測值上界和下界所夾的部分稱為灰色平面(簡稱灰平面),這個灰平面的大小是由各個未來時刻預(yù)測值的灰區(qū)間所決定的。因此,它由原點(現(xiàn)在時刻)向未來時刻呈喇叭型展開,即未來時刻越遠(yuǎn),預(yù)測值灰區(qū)間就越大。為此,灰色系統(tǒng)理論提出了一系列調(diào)整和修正模型的方法,從而提高了模型的精度。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型:運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行電力負(fù)荷預(yù)測,是近期興起的又一新的研究方法,學(xué)者們在這方面作了大量研究工作[7-17]。其優(yōu)點是可以模仿人腦的智能化處理,對大量非結(jié)構(gòu)性、非精確性規(guī)律具有自適應(yīng)功能,具有信息記憶、自主學(xué)習(xí)、知識推理和優(yōu)化計算的特點,特別的,其自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)功能是常規(guī)算法和專家系統(tǒng)技術(shù)所不具備的。因此,預(yù)測被當(dāng)作人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(簡記為ANN)最有潛力的應(yīng)用領(lǐng)域之一。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將各個節(jié)點視為神經(jīng)元,同時有接受外來信號和發(fā)送信號給其他神經(jīng)元的功能,因此神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以構(gòu)成任意復(fù)雜的非線性映射。相關(guān)分析模型:事物的發(fā)展往往受到多種變量的影響和制約,是一個多變量的函數(shù),在利用回歸分析模型進(jìn)行預(yù)測時,一般是考慮到的影響變量越多,預(yù)測結(jié)果越精確,我們把多個變量的回歸分析模型稱為相關(guān)分析模型,其數(shù)學(xué)模型:2-11)y=b+bx+bx2-11)01122mm利用矩陣運算和偏微分方程和離差平方和最小可求出系數(shù)矩陣。所謂相關(guān)分析實際上是回歸分析的一種,任務(wù)是尋找自變量與因變量之間存在著的相關(guān)關(guān)系及其回歸方程式。模糊理論模型:模糊理論模型是基于模糊數(shù)學(xué)概念——模糊聚類和模糊相似優(yōu)先比建立的,根據(jù)所用原理的不同,可分為模糊聚類預(yù)測法、模糊相似優(yōu)先比預(yù)測法及模糊最大貼近度預(yù)測法等等。小波理論模型:小波分析是一種時域——頻域分析方法,它在時域和頻域上同時具有良好的局部化性質(zhì),并且能根據(jù)信號頻率高低自動調(diào)節(jié)采樣的疏密,它容易捕捉和分析微弱信號以及信號、圖像的任意細(xì)小部分。電力系統(tǒng)中日負(fù)荷曲線具有特殊的周期性,負(fù)荷以天、周、年為周期發(fā)生波動,大周期中嵌套小周期。而小波變換能將各種交織在一起的不同頻率組成的混合信號分解成不同頻帶上的塊信號。對負(fù)荷序列進(jìn)行小波變換可以將負(fù)荷序列分別投影到不同的尺度上,變換后的子序列更加清楚地表現(xiàn)了負(fù)荷序列的周期性。在此基礎(chǔ)上,對不同的子負(fù)荷序列分別進(jìn)行預(yù)測。由于各個子序列的周期性更加明顯,顯然采用周期自回歸模型(PAP)的預(yù)測結(jié)果也就更為精確。最后通過序列重組,得到完整的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果,其精確性比直接用原負(fù)荷序列進(jìn)行預(yù)測有一定改進(jìn)。混沌理論模型:本世紀(jì)中葉興起的混沌理論為非線性動力學(xué)研究開創(chuàng)了新的途徑?;煦邕\動是一種由確定性系統(tǒng)產(chǎn)生的,對初始條件具有敏感依賴性,永不重復(fù)的回復(fù)性非周期運動。這對電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測是一種全新的思路。因為電力系統(tǒng)的負(fù)荷是由氣象、氣溫、人類活動等客觀因素支配的,其運動特征既有確定性的一面,又有隨機(jī)性的一面。運用混沌理論,將能打破以往傳統(tǒng)分析中單一的確定性或隨機(jī)性分析,建立起將2者統(tǒng)一起來的混沌分析法。綜合預(yù)測模型:由于負(fù)荷預(yù)測是在一定的假設(shè)條件下進(jìn)行的,其中包含了許多不確定性因素,采用單一的方法進(jìn)行預(yù)測,很難取得令人滿意的預(yù)測結(jié)果,因此需要選用多種預(yù)測方法。而各種方法的預(yù)測結(jié)果一般有些差異,究竟以那種方法的預(yù)測結(jié)果為準(zhǔn),需要預(yù)測人員根據(jù)經(jīng)驗和常識判斷,從國家能源政策、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等方面綜合考慮,再按本地區(qū)的具體情況和特點,對多種方法的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行合理的比較和綜合分析,得到最終的預(yù)測結(jié)果。負(fù)荷密度指標(biāo)模型:在電網(wǎng)規(guī)劃中,不僅要有總量預(yù)測,還要知道負(fù)荷分布,目的是使各級電壓的變電所建在負(fù)荷中心。根據(jù)所建變電所的電壓等級和所在地區(qū)負(fù)荷密度的不同,要求分區(qū)的面積也不同,35?66KV的可大于1KM2;10KV的可小于0.5KM2;0.4KV的可取0.01KM2左右。負(fù)荷密度高的城市或地塊,按具體情況把地塊劃的更小些。由于這種預(yù)測法要確定負(fù)荷的地點,負(fù)荷的大小和負(fù)荷的時間三個要素,故有人稱它為空間負(fù)荷預(yù)測。2.2小結(jié)這里介紹了有關(guān)學(xué)者提出的大量負(fù)荷預(yù)測的模型,這些模型極大地提高了人們對電力負(fù)荷及負(fù)荷分布預(yù)測的水平,但是在實際預(yù)測中并不存在一種模型可以適應(yīng)各種不同情況的負(fù)荷預(yù)測模型。因此,一方面人們在進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測時仍然感到困惑,不知道應(yīng)該采用那種模型;另一方面要完成滿足城網(wǎng)規(guī)劃需要的負(fù)荷及負(fù)荷分布預(yù)測,需要用到多種模型,需要不同的預(yù)測流程指導(dǎo)才能將這些模型有機(jī)地結(jié)合起來,進(jìn)行有效的城網(wǎng)負(fù)荷及負(fù)荷分布預(yù)測。城網(wǎng)綜合負(fù)荷預(yù)測模型與方法城網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的需求分類負(fù)荷預(yù)測:由于不同類型的負(fù)荷有不同的發(fā)展規(guī)律,按照一定的分類辦法進(jìn)行分類負(fù)荷預(yù)測是更好地了解負(fù)荷發(fā)展情況的良好途徑,也是規(guī)劃的必然要求。分類電量預(yù)測:與分類負(fù)荷預(yù)測對應(yīng)的預(yù)測出分類的電量??傌?fù)荷預(yù)測:指規(guī)劃區(qū)域范圍內(nèi)總的負(fù)荷預(yù)測值。該只是了解規(guī)劃區(qū)域內(nèi)負(fù)荷總體發(fā)展水平的重要指標(biāo)??傠娏款A(yù)測:指規(guī)劃區(qū)域范圍內(nèi)總的電量預(yù)測值負(fù)荷分布預(yù)測:又稱為空間電力負(fù)荷預(yù)測,是指將城市用地按照一定的原則劃分成相應(yīng)大小的規(guī)則或不規(guī)則的區(qū)塊(網(wǎng)格),作為用地小區(qū),然后預(yù)測每個小區(qū)中電力用戶和負(fù)荷分布的位臵、數(shù)量和產(chǎn)生時間。負(fù)荷曲線預(yù)測:在負(fù)荷預(yù)測當(dāng)中,經(jīng)常需要先根據(jù)不同類型負(fù)荷的特點進(jìn)行分別預(yù)測,然后再將分類負(fù)荷進(jìn)行疊加產(chǎn)生總負(fù)荷,在疊加過程中通常要考慮
不同負(fù)荷之間的同時率問題,這就有必要對不同的負(fù)荷進(jìn)行時段性質(zhì)上的分析,即了解不同類型負(fù)荷的典型日負(fù)荷曲線,在負(fù)荷曲線的基礎(chǔ)上對不同分類負(fù)荷進(jìn)行疊加,才能夠得到真正的總體負(fù)荷。以上6種需求中,前5種需求是城網(wǎng)規(guī)劃負(fù)荷預(yù)測所必需的,負(fù)荷曲線預(yù)測的需求則不是很多,通常是做現(xiàn)狀的典型調(diào)查得到。這六類負(fù)荷預(yù)測需求之間可以具有如圖3-1所示的關(guān)系。城網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的總體思路根據(jù)上節(jié)的負(fù)荷預(yù)測需求可以知道,我們需要預(yù)測六種負(fù)荷及電量,而這六種負(fù)荷及電量又分成遠(yuǎn)期目標(biāo)年、中間年及近期等多個時間水平年。因此在進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測時,首先要具體的分析城市和地區(qū)的特點、歷史數(shù)據(jù)的積累情況、未來城市規(guī)劃的定位和特點等具體的問題,從而確定負(fù)荷預(yù)測的具體路線,確定了具體的路線后再根據(jù)具體的每一階段的特點選擇適當(dāng)?shù)呢?fù)荷預(yù)測方法或綜合多種方法進(jìn)行實際的預(yù)測。采用不同的技術(shù)路線(預(yù)測路線),就可能有不同的預(yù)測結(jié)果,技術(shù)路線是否符合待規(guī)劃區(qū)的數(shù)據(jù)情況和發(fā)展特點,將嚴(yán)重影響負(fù)荷預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。電量城網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測的增長有著其內(nèi)在的規(guī)律性,這是我們能夠較準(zhǔn)確的預(yù)測其負(fù)荷發(fā)展的基礎(chǔ)。一個城市的負(fù)荷通常是由中心城區(qū)逐漸向外圍發(fā)展,負(fù)荷密度也是從中心城區(qū)向外逐漸降低。電量而城區(qū)的總負(fù)荷及總電量的增長也是有規(guī)律可循的,如圖3-3所示,通常其增長可大致分為三種類型,如圖示。因此在進(jìn)行一個特定的規(guī)劃區(qū)的負(fù)荷預(yù)測時,分析待規(guī)劃區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)特點,確定采用的預(yù)測技術(shù)路線,選定在預(yù)測技術(shù)路線中間需要采用的具體模型以及設(shè)定其參數(shù)均是十分重要的具體步驟。在待規(guī)劃區(qū)的不同分區(qū)的歷史數(shù)據(jù)和城市規(guī)劃有不同特點的情況下,也可能需要分別采取不同的預(yù)測流程和預(yù)測方法,從而最大限度地對城網(wǎng)未來的負(fù)荷和負(fù)荷分布進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測。城市新區(qū)負(fù)荷預(yù)測方法城市新區(qū)負(fù)荷預(yù)測的特點是:通常沒有歷史數(shù)據(jù),即使有歷史數(shù)據(jù),也可能因歷史數(shù)據(jù)不完整或因歷史數(shù)據(jù)沒有延續(xù)性而沒有參考價值;待規(guī)劃區(qū)有完整的城市規(guī)劃,用地分類比較明確,有時用地情況有控制性詳細(xì)規(guī)劃。根據(jù)城市新區(qū)的數(shù)據(jù)特點和負(fù)荷預(yù)測的特點,將這類負(fù)荷預(yù)測分為如下幾種情況按照相應(yīng)的綜合預(yù)測路線進(jìn)行預(yù)測。
(1)待規(guī)劃區(qū)沒有歷史電量和負(fù)荷數(shù)據(jù)數(shù)據(jù),新區(qū)將從零開始完全在重新規(guī)劃的基礎(chǔ)上進(jìn)行建設(shè)。進(jìn)行配電網(wǎng)規(guī)劃注重遠(yuǎn)景目標(biāo)年網(wǎng)架的規(guī)劃,對中間階段可重點考慮過渡方式網(wǎng)架和供電模式,相應(yīng)的負(fù)荷預(yù)測的重點也在遠(yuǎn)景的目標(biāo)年負(fù)荷及負(fù)荷分布預(yù)測。(2)待規(guī)劃區(qū)具有最近幾年的歷史電量和負(fù)荷數(shù)據(jù),新區(qū)將在現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上按照城市規(guī)劃進(jìn)行建設(shè)。進(jìn)行配電網(wǎng)規(guī)劃除了注重遠(yuǎn)景目標(biāo)年網(wǎng)架的規(guī)劃外對近期配電網(wǎng)的逐年發(fā)展(3到5年)以及中間年份(5年或10年)也相當(dāng)重視相應(yīng)的負(fù)荷預(yù)測也應(yīng)配套滿足各年份負(fù)荷及負(fù)荷分布預(yù)測的需要。老城區(qū)負(fù)荷預(yù)測方法老城區(qū)的城市規(guī)劃通常分為兩種情況,一種是老城區(qū)已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)水平,用地功能基本不發(fā)生大的變化,城市的目標(biāo)規(guī)劃也是在現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展到規(guī)劃目標(biāo);另一種是老城區(qū)以老舊房屋為主,面臨著大面積的拆遷和用地功能的較大變化。根據(jù)這兩種情況的不同,配電網(wǎng)的規(guī)劃與發(fā)展也會有不同的特點,從而導(dǎo)致負(fù)荷與負(fù)荷分布預(yù)測也有不同的特點。(1)用地性質(zhì)不發(fā)生大的變化
該類規(guī)劃區(qū)是在現(xiàn)狀老城區(qū)的基礎(chǔ)上發(fā)展,現(xiàn)狀的配電網(wǎng)通常比較復(fù)雜,架空與電纜混合。因此進(jìn)行配電網(wǎng)規(guī)劃除了注重遠(yuǎn)景目標(biāo)年網(wǎng)架的規(guī)劃外,尤其重視現(xiàn)狀電網(wǎng)的改造,因此對近期配電網(wǎng)的逐年發(fā)展(3到5年)以及中間年份(5年或10年)的負(fù)荷及負(fù)荷分布則十分關(guān)心(2)用地性質(zhì)發(fā)生較大變化當(dāng)老城區(qū)遠(yuǎn)景目標(biāo)年的用地規(guī)劃與目前的用地性質(zhì)相比發(fā)生較大變化時,也就是說老城區(qū)的大片區(qū)域可能面臨著拆遷重建,此時負(fù)荷的發(fā)展可能會呈現(xiàn)出不連續(xù)的特點,在某些情況下可能造成負(fù)荷發(fā)展的停滯甚至短時下降。這種區(qū)域近期和中期的負(fù)荷預(yù)測會有較大的困難,通常會因某些區(qū)域的拆遷計劃的時間不能控制而造成負(fù)荷分布預(yù)測不準(zhǔn)。因此盡可能多地掌握近期建設(shè)的進(jìn)度信息會對負(fù)荷預(yù)測有很大幫助。開發(fā)小區(qū)負(fù)荷預(yù)測方法開發(fā)小區(qū)泛指各類成片開發(fā)的大型居住區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)園區(qū)、各類新技術(shù)開發(fā)區(qū)等,通常是全新設(shè)計、全新開發(fā),歷史數(shù)據(jù)基本沒有,即使有也沒有參考價值。因此這類開發(fā)小區(qū)通常的配網(wǎng)規(guī)劃需要嚴(yán)格按照其開發(fā)規(guī)劃進(jìn)行,如果期開發(fā)規(guī)劃是分期進(jìn)行的,則配網(wǎng)規(guī)劃也需要考慮分期規(guī)劃及建設(shè),若沒有分期規(guī)劃,只有總體發(fā)展目標(biāo)規(guī)劃,則配電網(wǎng)規(guī)劃通常也只能重點進(jìn)行目標(biāo)網(wǎng)架的規(guī)劃。相應(yīng)的負(fù)荷及負(fù)荷分布的預(yù)測也基本上只能依據(jù)小區(qū)用地開發(fā)規(guī)劃進(jìn)行,分類負(fù)荷密度指標(biāo)的確定可以參考同類型已經(jīng)發(fā)展成熟小區(qū)的實際情況并考慮一定的發(fā)展進(jìn)行設(shè)臵。遠(yuǎn)景用地規(guī)劃遠(yuǎn)景負(fù)何密度指標(biāo)~遠(yuǎn)景負(fù)何分布——1遠(yuǎn)景負(fù)荷、電量預(yù)測1r中間年用地規(guī)劃——*中間年負(fù)荷分布預(yù)測F中間年電量、負(fù)荷預(yù)測3.6小結(jié)針對城網(wǎng)負(fù)荷及負(fù)荷分布預(yù)測中可能遇到的不同情況,分類詳細(xì)總結(jié)各類的特點并在此基礎(chǔ)上提出了各類不同區(qū)域的負(fù)荷及分布預(yù)測流程,這些流程在具體實現(xiàn)時要結(jié)合本文第二部分所介紹的各類具體的負(fù)荷預(yù)測方法來進(jìn)行,不同的情況所用到的具體模型可能不同,有時需要綜合多種模型的結(jié)果才能得到合理準(zhǔn)確的預(yù)測結(jié)果??臻g負(fù)荷分布預(yù)測4.1概述空間負(fù)荷預(yù)測目的對規(guī)劃區(qū)內(nèi)負(fù)荷分布情況進(jìn)行預(yù)測是配電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)性工作,也是規(guī)劃工作中要求數(shù)據(jù)量最大,最為繁復(fù)的一件工作,這種涉及負(fù)荷發(fā)展位臵信息的負(fù)荷預(yù)測又稱空間負(fù)荷預(yù)測。2.空間負(fù)荷預(yù)測的特點(不確定性、復(fù)雜性、大數(shù)據(jù)量)由于配電網(wǎng)尤其是中壓以下的配電網(wǎng)直接為用戶供電。而用戶未來的負(fù)荷水平將直接影響配電網(wǎng)規(guī)劃方案的合理性,所以面向配電網(wǎng)的空間負(fù)荷預(yù)測要求十分詳細(xì)。3.空間負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)要求(數(shù)據(jù)的時間性、空間性)所需收集的數(shù)據(jù)包括:城市總體規(guī)劃中有關(guān)人口、用地、能源、產(chǎn)值、居民收入、和消費水平以及各功能分區(qū)的布局改造和發(fā)展規(guī)劃等;市計劃、統(tǒng)計部門以及氣象部門等提供的有關(guān)歷史數(shù)據(jù)及預(yù)測信息;電力系統(tǒng)規(guī)劃中電力、電量的平衡,能源布局等有關(guān)資料;全市及各分區(qū)分塊、分電壓等級按用電性質(zhì)分類的歷年用電量、高峰用電量和負(fù)荷、典型日負(fù)荷曲線等;各級電壓變電所、大用戶變電所及配電所(包括桿架變壓器)的負(fù)荷記錄和典型負(fù)荷曲線、功率因數(shù);大用戶的歷年用電量、負(fù)荷、裝接容量、合同電力需量、主要產(chǎn)品產(chǎn)量和用電單耗;大用戶及其上級主管部門提供的用電發(fā)展規(guī)劃,計劃新增和待建的大用戶名單、裝接容量、合同電力需量,時間地點。國家及地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展中的重點項目及用電發(fā)展材料等。4.2負(fù)荷發(fā)展的空間和時間特征負(fù)荷的時間性:是指負(fù)荷隨時間變化的發(fā)展規(guī)律,這里的負(fù)荷可以指小區(qū)負(fù)荷,也可以指一個預(yù)測區(qū)域的總負(fù)荷。這種規(guī)律性是否存在直接影響負(fù)荷預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。而負(fù)荷發(fā)展的時間性與很多因素有關(guān),其中包含預(yù)測區(qū)域的大小。同時,這種規(guī)律性與負(fù)荷的性質(zhì)也直接相關(guān)。負(fù)荷的空間性:是指未來負(fù)荷發(fā)展的位臵性,也就是說在哪一個具體的位臵或小區(qū),負(fù)荷的大小如何。由于預(yù)測結(jié)果的位臵相關(guān)性,使得預(yù)測結(jié)果不是簡單取決于負(fù)荷發(fā)展的本身特征,還與城市的土地利用性質(zhì)密切相關(guān),一個小區(qū)的土地利用性質(zhì)的調(diào)整,會直接引起預(yù)測結(jié)果的不同。4.2.1小區(qū)劃分盡管空間負(fù)荷預(yù)測的方法很多,但負(fù)荷增長的空間信息(又稱地理位臵信息)都是通過將預(yù)測區(qū)劃分為許多小區(qū)的方式來表達(dá)的。一般來說,規(guī)劃地區(qū)小區(qū)劃分越細(xì),小區(qū)面積越小,負(fù)荷的空間分辨率較高,在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行配電網(wǎng)規(guī)劃可以獲得的精度也就較高。但劃分過細(xì)會造成一些小區(qū)不能包含完整的電力用戶,其歷史數(shù)據(jù)的搜集難度相應(yīng)增加,數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和規(guī)律性相應(yīng)降低,從而導(dǎo)致預(yù)測計算的誤差增大。而小區(qū)面積較大時,預(yù)測結(jié)果的空間分辨率雖然較低,會影響配網(wǎng)規(guī)劃的精度;但因小區(qū)包含的電力用戶較完整,容易獲得負(fù)荷及相關(guān)量的歷史數(shù)據(jù),小區(qū)負(fù)荷的變化受隨機(jī)因素的影響較少,易于從中獲得小區(qū)負(fù)荷的變化規(guī)律,降低預(yù)測計算誤差。按規(guī)則網(wǎng)格狀的劃分小區(qū)面積相等,小區(qū)之間負(fù)荷密度的比例關(guān)系同負(fù)荷的比例關(guān)系相同,這樣可將小區(qū)負(fù)荷密度的預(yù)測和小區(qū)負(fù)荷的預(yù)測統(tǒng)一起來,給預(yù)測工作帶來方便;同時,小區(qū)邊界固定,歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)不會因為主干線、變電站供電范圍的變化或小區(qū)邊界的更改而受到“污染”,可以較準(zhǔn)確地反映小區(qū)負(fù)荷發(fā)展的規(guī)律。按主干線和變電站的供電范圍劃分(不規(guī)則形狀)預(yù)測結(jié)果可以直接為規(guī)劃者提供有價值的信息,但是負(fù)荷的位臵分辨率一般不能很好地滿足配電網(wǎng)規(guī)劃的要求。按城市規(guī)劃部門確定的功能小區(qū)劃分(不規(guī)則形狀)容易獲得小區(qū)的負(fù)荷類型,并保證小區(qū)內(nèi)負(fù)荷類型單一;小區(qū)歷史數(shù)據(jù)受主干線和變電站供電范圍變化的影響較??;小區(qū)負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)相對容易獲得。在利用這種劃分方法進(jìn)行劃分時,必須有城市規(guī)劃部門提供的用地功能規(guī)劃結(jié)果,而且這種規(guī)劃越詳細(xì)越具體越好。負(fù)荷曲線與負(fù)荷同時率1.負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線又可分為日負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線。日負(fù)荷曲線是對一天內(nèi)負(fù)荷隨時間變化特征的描述,年負(fù)荷曲線則是對一年內(nèi)負(fù)荷隨時間變化特征的描述。在城市電網(wǎng)規(guī)劃工作中,規(guī)劃者最關(guān)心的問題是年峰值負(fù)荷,因為這一負(fù)荷直接決定了系統(tǒng)未來要滿足的最大需求。對于一個發(fā)展中的電網(wǎng),從小區(qū)到系統(tǒng),其負(fù)荷都在發(fā)展中,但小區(qū)的峰值負(fù)荷與系統(tǒng)的峰值負(fù)荷一般不會在同一時間發(fā)生,空間負(fù)荷預(yù)測必須要考慮到這種峰值負(fù)荷發(fā)生的不一致性,負(fù)荷曲線是考慮這種不一致性的重要手段之一。2.同時率電力系統(tǒng)每一時刻的電力負(fù)荷都是由其所供各電力用戶同一時刻的負(fù)荷構(gòu)成的。未來的規(guī)劃系統(tǒng)必須從全系統(tǒng)的角度以及各個用戶的局部角度滿足峰值負(fù)荷的要求??紤]到電力用戶達(dá)到峰值負(fù)荷的時間具有一定的分散性,例如:居民生活用電負(fù)荷可能在晚上達(dá)到峰值,而工業(yè)用電負(fù)荷更可能在白天達(dá)到最大。這種時間上的分散性使得系統(tǒng)峰值負(fù)荷總是小于其所供用戶峰值負(fù)荷的簡單求和。電力系統(tǒng)中負(fù)荷同時率的概念正是針對這一問題提出的,其定義如式(2.3)所示。Ns工SL2.3)Ns工SL式中:a為同時率;為實際峰值負(fù)荷;L表示所供用戶的峰值負(fù)荷;N為s乙ns所供電力用戶總數(shù)。獲得負(fù)荷之間同時率的一種常用的方法是統(tǒng)計方法。通過對各類用戶大量經(jīng)驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、積累,可總結(jié)出同時率與各類電力用戶數(shù)目之間的對應(yīng)關(guān)系3.不同區(qū)域或不同類型負(fù)荷的歸并在空間負(fù)荷預(yù)測過程中,不論采用什么樣的方法,都會經(jīng)常涉及到將不同類型的負(fù)荷合并為一類負(fù)荷、或?qū)⑷舾蓚€小區(qū)的負(fù)荷合并為一個新的區(qū)域負(fù)荷。在這種負(fù)荷的合并過程中,由于要合并的負(fù)荷具有不同的時間特征,其峰值負(fù)荷存在著時間上的分散性,顯然簡單用這些負(fù)荷峰值的直接求和值做為合并后負(fù)荷的峰值是不恰當(dāng)?shù)???晒┻x擇的方法有兩種:利用不同負(fù)荷間的同時率獲得合并值;利用各自的負(fù)荷曲線作為基類負(fù)荷曲線,采用負(fù)荷曲線疊加的方法,
獲得合并結(jié)果。4.2.3.小區(qū)負(fù)荷增長特性無論是城市配電系統(tǒng)的峰值負(fù)荷還是用電量,其增長都來自兩個方面:(1)電力用戶個數(shù)的增加;(2)每個用戶平均負(fù)荷的增長。電力用戶個數(shù)的增加往往表現(xiàn)在新的用戶遷移進(jìn)原先負(fù)荷水平較低或負(fù)荷空白地區(qū)。這些遷移用戶也許原先位于同一規(guī)劃區(qū)內(nèi)的其它區(qū)域,也可能屬于規(guī)劃區(qū)外的用戶。前者在導(dǎo)致一個區(qū)域負(fù)荷增長的同時,也會導(dǎo)致另一個區(qū)域負(fù)荷的減少;后者則直接導(dǎo)致相應(yīng)區(qū)域及整個規(guī)劃區(qū)負(fù)荷水平的提高。用戶平均用電負(fù)荷的增加與用戶數(shù)量的增加是同時發(fā)生的,但在機(jī)制上是相互獨立的。用戶平均負(fù)荷的增加在空間上的分布并不均勻。一般來說,新開發(fā)或重建地區(qū)用戶平均負(fù)荷增長往往較快,而那些負(fù)荷水平較高的地區(qū)由于發(fā)展的空間較小,用戶平均負(fù)荷增長的趨勢比較遲緩。小區(qū)負(fù)荷的增長特征有多種形式,例如圖示:0(a)時間0(a)時間一個區(qū)域的負(fù)荷增長模式與區(qū)域的面積大小關(guān)系很大。在區(qū)域面積較大時,區(qū)內(nèi)的用戶個數(shù)及負(fù)荷類型較多,由于不同用戶、不同類型負(fù)荷的用電量增長存在著時間上的差異,相互疊加使得區(qū)域負(fù)荷能夠保持連續(xù)增長。另一方面,區(qū)域面積較大,內(nèi)部負(fù)荷空白地區(qū)可能較多,建設(shè)發(fā)展空間和余地較大,其負(fù)荷持續(xù)增長的時間段一般也較長。此外,由于較大區(qū)域的負(fù)荷總體基數(shù)較大,其年增長率可能會低一些,增長更可能呈現(xiàn)一個比較平緩的趨勢。這些因素使得較大區(qū)域的負(fù)荷增長特征在開始相當(dāng)長的時間段內(nèi)很可能如圖2.8(c)所示。當(dāng)然,這種負(fù)荷增長不可能如該圖那樣長期發(fā)展下去,也許經(jīng)過幾十年后,最終的曲線仍如圖2.8(a)所示。反之,若區(qū)域面積很小,區(qū)域內(nèi)包含的負(fù)荷數(shù)少,當(dāng)用戶沒有遷入之前相應(yīng)的區(qū)域負(fù)荷很低,而當(dāng)大量用戶遷入后,區(qū)域內(nèi)用戶迅速飽和,因而負(fù)荷的發(fā)展可能在若干年內(nèi)就達(dá)到圖2.8(a)所示的飽和水平??梢园褜⒁?guī)劃區(qū)分成若干小區(qū)分析小區(qū)歷史負(fù)荷發(fā)展模式的過程,看作是采用不同的分辨率對整個負(fù)荷預(yù)測區(qū)域進(jìn)行負(fù)荷增長特性觀察的過程。分的小區(qū)越多,小區(qū)面積也就越小,此時進(jìn)行觀察的分辨率就越高。隨著觀察小區(qū)區(qū)域面積由大到小的變化,也就是隨著觀察的分辨率由低到高,會發(fā)現(xiàn)小區(qū)負(fù)荷的增長特性也在不斷的變化。觀察的分辨率較低時,小區(qū)面積較大,這時很少有負(fù)荷空白小區(qū),負(fù)荷的增長特性也比較平緩;觀察的分辨率越高,即小區(qū)面積越小,小區(qū)內(nèi)負(fù)荷的增長特性變化也就越劇烈;在進(jìn)一步提高觀察分辨率的情況下,還會發(fā)現(xiàn)很多小區(qū)是無負(fù)荷的空白小區(qū)。當(dāng)分區(qū)詳細(xì)到包含大量空白小區(qū)存在時,相應(yīng)的空間負(fù)荷預(yù)測方法就要能夠處理這些空白小區(qū)的影響。另一方面,一個區(qū)域的負(fù)荷增長模式,與觀測的時間也密切相關(guān)。只要觀測時間足夠長,一個固定區(qū)域內(nèi)的負(fù)荷總要達(dá)到飽和值。考慮到負(fù)荷增長特性與區(qū)域面積的關(guān)系,可以得出這樣一個定性的結(jié)論:一個小區(qū)在較短時間內(nèi)的負(fù)荷增長曲線形狀和一個大的區(qū)域在較長時間內(nèi)的負(fù)荷曲線增長形狀具有一定的相似性。4.3典型空間負(fù)荷預(yù)測方法空間電力負(fù)荷預(yù)測方法主要分為兩大類--解析方法和非解析的方法。解析方法通過分析小區(qū)歷史和當(dāng)前的數(shù)據(jù),辨識它們的發(fā)展趨勢和模式,從而預(yù)測未來的電力負(fù)荷變化。解析預(yù)測方法根據(jù)預(yù)測變量和預(yù)測方法的不同主要可分為趨勢法和用地仿真法。非解析的方法主要依靠規(guī)劃人員所積累的知識憑直覺對不同地塊不同時間上的負(fù)荷大小進(jìn)行推斷,這種方法的代表技術(shù)是“著色圖”方法,即將規(guī)劃區(qū)域劃分成一定的網(wǎng)格,確定土地使用的幾個類型,然后用不同的顏色區(qū)分將來不同的土地使用類型,根據(jù)預(yù)測的、調(diào)查的或從系統(tǒng)電力負(fù)荷預(yù)測獲得的分類負(fù)荷密度值,將著色的網(wǎng)格轉(zhuǎn)化成負(fù)荷數(shù)據(jù)。由于該方法所提供信息的貧乏,只能作為解析法的一種輔助手段。由于解析的空間電力負(fù)荷預(yù)測方法能夠為配電網(wǎng)規(guī)劃提供更為豐富和可靠的信息,這里主要介紹解析的空間電力負(fù)荷預(yù)測方法。值得指出的是,盡管空間負(fù)荷預(yù)測的方法很多,但各種方法都有其各自的優(yōu)點與不足,很難說哪種方法具有絕對的優(yōu)勢??紤]到預(yù)測方法間的相互關(guān)聯(lián)性,這里重點介紹解析方法中的典型的兩大類空間負(fù)荷預(yù)測方法,即趨勢預(yù)測法和土地仿真法。這些方法都試圖從一種比較合理的角度揭示空間負(fù)荷發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律,通過這些方法的介紹,可以對空間負(fù)荷預(yù)測相關(guān)的一些問題有比較清楚的理解,也有助于依據(jù)自己規(guī)劃區(qū)域的特點、所擁有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)情況以及擬投入的人力物力資源等條件,發(fā)展與自己規(guī)劃工作相適應(yīng)的新的方法。在給出一些細(xì)節(jié)介紹之前,首先對這兩種空間電力負(fù)荷預(yù)測方法做一下簡單回顧。趨勢預(yù)測方法概述趨勢法是所有基于歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)外推負(fù)荷發(fā)展趨勢的方法的總稱,其含義為根據(jù)預(yù)測區(qū)域的歷史峰值負(fù)荷的變化趨勢,外推區(qū)域的各預(yù)測年份的峰值負(fù)荷。初期的預(yù)測多是單個小區(qū)的負(fù)荷外推,即對每個小區(qū),根據(jù)其歷史負(fù)荷的變化趨勢,選擇合適的曲線進(jìn)行擬合。由于每個小區(qū)都要進(jìn)行曲線擬合,預(yù)測的工作量是相當(dāng)大的。預(yù)測小區(qū)負(fù)荷的聚類模板方法--模板多和難以選擇的問題通過對負(fù)荷發(fā)展趨勢聚類的方法,對一類負(fù)荷采用同一模板預(yù)測未來的負(fù)荷發(fā)展趨勢,并通過指定水平年的“飽和”負(fù)荷預(yù)測值,解決了模板選擇難的問題。針對歷史年小區(qū)負(fù)荷為零的空地預(yù)測提出了分層多小區(qū)回歸分析的方法。改進(jìn)的包含空地的聚類模板預(yù)測方法。負(fù)荷傳輸耦合法(LTC),主要研究在變電站和饋電線記錄的負(fù)荷數(shù)據(jù)受供電范圍變化而被“污染”的情況下,如何外推給定水平年負(fù)荷水平的負(fù)荷的發(fā)展趨勢。單中心與多中心“鐘形”預(yù)測模型,能夠較好的預(yù)測由一個主要中心商業(yè)區(qū)和多個副中心區(qū)組成的城市的負(fù)荷密度的變化。分解法,即收集小區(qū)的歷史年每個月(季度)的負(fù)荷數(shù)據(jù),并將其分解為三個部分—趨勢部分、周期部分和季節(jié)部分。其中,趨勢部分的預(yù)測采用曲線擬合的方法完成,周期部分的預(yù)測采用相關(guān)預(yù)測法預(yù)測,季節(jié)部分是和氣候、降雨以及季節(jié)有關(guān)的負(fù)荷預(yù)測。分解法來自于系統(tǒng)電力負(fù)荷的預(yù)測思想,其準(zhǔn)確性依賴于對預(yù)測小區(qū)的劃分和收集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。多元變量法,該方法因采用多元變量的預(yù)測程序而得名,它是所有利用小區(qū)的峰值負(fù)荷數(shù)據(jù)和其它相關(guān)變量外推或仿真負(fù)荷變化方法的總稱。該方法采用了計量經(jīng)濟(jì)的建模方式,通過收集每個小區(qū)(城市規(guī)劃分區(qū))影響負(fù)荷變化的幾十種相關(guān)數(shù)據(jù)的變化情況,建立相應(yīng)的外推模型,同時外推這些數(shù)據(jù)的變化和小區(qū)負(fù)荷的變化,它要求的數(shù)據(jù)量可能多達(dá)六十多種。其它方法(略)用地仿真預(yù)測方法概述如何保留多元變量法預(yù)測準(zhǔn)確的優(yōu)點,克服其缺點是眾多規(guī)劃人員的研究重點,相應(yīng)的基于土地利用的方法逐漸發(fā)展起來。該方法,又稱用地仿真法,是通過分析、預(yù)測規(guī)劃年城市土地利用的特性和發(fā)展規(guī)律來預(yù)測相應(yīng)的城市電力負(fù)荷的位臵、數(shù)量和時間分布的方法的總稱。用地仿真法通過利用已有的城市規(guī)劃模型建立城市土地利用的仿真模型,仿真城市土地的開發(fā)和建設(shè)過程。該方法分為三個主要模塊(步驟),即整體模型,局部模型和負(fù)荷模型。獲得了比較好的預(yù)測效果。但由于該方法采用網(wǎng)格分區(qū),存在小區(qū)數(shù)量過大且模型很難檢驗等困難,因而無法真正滿足城市中壓配電網(wǎng)規(guī)劃的實際要求。在研究城市整體土地規(guī)劃模型的基礎(chǔ)上,人們逐漸認(rèn)識到負(fù)荷預(yù)測的小區(qū)劃分大小受城市配電網(wǎng)規(guī)劃電壓等級和周期的影響較大。隨著規(guī)劃系統(tǒng)電壓水平的降低(超高壓輸電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃T輸電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃T高中壓配電變電站規(guī)劃T中壓配電網(wǎng)規(guī)劃),網(wǎng)格小區(qū)的劃分尺寸應(yīng)逐漸減小。盡管隨著小區(qū)劃分尺寸的減少,其負(fù)荷的預(yù)測和結(jié)果的檢驗的難度相應(yīng)增長,但由于中壓配電變壓器是中壓配電網(wǎng)的點負(fù)荷,其負(fù)荷小區(qū)的劃分(為不規(guī)則形狀)必然要求更小,因此進(jìn)行這種小區(qū)的負(fù)荷預(yù)測有著重要的研究價值。對于土地高分解(小區(qū)面積很?。顟B(tài)下土地使用的預(yù)測,R.L.Fischer開發(fā)了一個基于分區(qū)、道路和公路網(wǎng)的適應(yīng)性分?jǐn)?shù)值的小區(qū)負(fù)荷預(yù)測方法,即先輸入各類土地的需求總量,然后根據(jù)各個小區(qū)對各類土地的適應(yīng)性分?jǐn)?shù)值,將各類土地總量分配到各個小區(qū)中,最后根據(jù)給定的分類負(fù)荷密度值,計算各小區(qū)的最大負(fù)荷值。H.L.Willis將R.L.Fischer的小區(qū)分?jǐn)?shù)值的計算方法用于其改進(jìn)的空間電力負(fù)荷預(yù)測仿真程序SLF-2,部分克服了原有模型中存在的人為給定小區(qū)各類土地適應(yīng)性分?jǐn)?shù)值的缺點,最近幾年人們又提出了基于模糊數(shù)學(xué)理論的用地功能分析方法,一定程度上解決了人們確定小區(qū)適應(yīng)性分?jǐn)?shù)值困難。其他方法(略)4.4空間電力負(fù)荷綜合預(yù)測發(fā)展中國家在進(jìn)行城市空間負(fù)荷預(yù)測時不同于發(fā)達(dá)國家的現(xiàn)實情況:1)空間負(fù)荷預(yù)測相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)缺乏;2)城市建設(shè)速度快、用地性質(zhì)的變化很大;3)城市的整體負(fù)荷水平處于發(fā)展比較快的階段;4)小區(qū)用地性質(zhì)的確定完全由特定的政府部門負(fù)責(zé);針對目前空間負(fù)荷預(yù)測工作中存在的一些困難,解決的辦法就是在盡可能加強數(shù)據(jù)收集整理的條件下,發(fā)展適合國情的好的空間負(fù)荷預(yù)測方法,本章介紹的綜合預(yù)測方法就是一種這樣的方法。4.4.1基本預(yù)測思想“分區(qū)”:為了反映負(fù)荷分布的空間特征,將供電區(qū)域細(xì)分成若干個單元小區(qū),使得空間負(fù)荷預(yù)測即能歸結(jié)為單元小區(qū)負(fù)荷的預(yù)測?!胺诸悺保簽榱吮阌趯閿?shù)眾多的小區(qū)負(fù)荷進(jìn)行分析,將小區(qū)聚合成類,認(rèn)為同類小區(qū)具有相同或近似的負(fù)荷特性。綜合預(yù)測方法與用地仿真法的不同點:1)綜合預(yù)測方法中負(fù)荷預(yù)測者直接利用城市規(guī)劃部門提供的城市規(guī)劃結(jié)果;2)綜合預(yù)測方法采用不同的方法對于規(guī)劃區(qū)的分類負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測;3)綜合預(yù)測方法可以借鑒趨勢預(yù)測方法進(jìn)行預(yù)測,也可采用其他不同的方法;綜合預(yù)測方法所包含的主要工作:用地性質(zhì)調(diào)查與用地區(qū)塊劃分;小區(qū)用地性質(zhì)調(diào)查的目的是對規(guī)劃區(qū)的實際用地情況進(jìn)行分析,對于與用地規(guī)劃結(jié)果不符的地方及時在用地圖上加以修正。用地區(qū)塊的劃分,分為兩類,分別稱之為中區(qū)劃分和小區(qū)劃分。小區(qū)劃分采用不規(guī)則形狀的小區(qū)劃分方法。小區(qū)的劃分可以參照同年城市規(guī)劃方案,在其基礎(chǔ)上進(jìn)一步細(xì)化。小區(qū)邊界可以參照實際的功能小區(qū)選取。中區(qū)劃分,是指根據(jù)規(guī)劃區(qū)域的主要街道、河流、鐵路等情況進(jìn)行的小區(qū)劃分,每一個中區(qū)中包含若干個小區(qū)。中區(qū)劃分的目的是為了實現(xiàn)空間負(fù)荷的分層預(yù)測,也就是按照中區(qū)進(jìn)行預(yù)測和按照小區(qū)進(jìn)行預(yù)測,然后將二者的結(jié)果進(jìn)行校核。這種兩層預(yù)測方法有助于提高預(yù)測結(jié)果的可信性。同時,中區(qū)的劃分還可為中壓配電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃帶來方便。為了便于原始數(shù)據(jù)的獲得,分類分區(qū)法一般采用按非規(guī)則形狀劃分小區(qū)的方法?,F(xiàn)狀及歷史負(fù)荷等相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查;這種調(diào)查既包括各小區(qū)負(fù)荷的調(diào)查,也包括整個規(guī)劃區(qū)域內(nèi)各分類負(fù)荷的用電量、峰值負(fù)荷、各類負(fù)荷的典型負(fù)荷曲線、各類負(fù)荷的最大負(fù)荷利用小時數(shù)以及總的系統(tǒng)負(fù)荷相關(guān)數(shù)據(jù)的調(diào)查。這些調(diào)查結(jié)果可以直接用于相關(guān)量的預(yù)測,也可以用于對一些預(yù)測結(jié)果的校和。分類負(fù)荷及總負(fù)荷預(yù)測;這部分預(yù)測內(nèi)容是綜合預(yù)測方法所獨有的。對這些量進(jìn)行預(yù)測的目的是為了將來對小區(qū)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果實現(xiàn)總量控制。也就是說一類小區(qū)所有負(fù)荷的疊加必須與相應(yīng)的分類負(fù)荷預(yù)測結(jié)果相吻合,而各類負(fù)荷的預(yù)測結(jié)果疊加也應(yīng)與總負(fù)荷的預(yù)測結(jié)果相吻合。分類負(fù)荷密度預(yù)測;目的是要對每一類負(fù)荷獲得單位面積上的負(fù)荷值。小區(qū)負(fù)荷初步預(yù)測;在假定同類負(fù)荷小區(qū)的負(fù)荷密度相同的情況下,各類負(fù)荷小區(qū)的負(fù)荷密度值以及小區(qū)用地性質(zhì)和面積,用小區(qū)負(fù)荷面積乘以相應(yīng)類負(fù)荷的負(fù)荷密度值,既可得到小區(qū)負(fù)荷的初步預(yù)測結(jié)果。小區(qū)負(fù)荷修正。小區(qū)負(fù)荷初步預(yù)測結(jié)果是在假定同類小區(qū)負(fù)荷密度完全相同的情況下獲得的。在實際規(guī)劃區(qū)域內(nèi),同一類型的負(fù)荷小區(qū)也存在著發(fā)展的時間分散性,有些小區(qū)可能已經(jīng)飽和,而有些小區(qū)則剛剛開發(fā),為了考慮這種因素的影響,需要對小區(qū)負(fù)荷的初步預(yù)測結(jié)果進(jìn)行修正,以便獲得合理的空間負(fù)荷預(yù)測結(jié)果。綜合性的體現(xiàn):預(yù)測方法的綜合性:這種綜合方法的每一步都可以采用許多不同的方法來實現(xiàn),各種方法相互校和相互補充,可以最大限度地挖掘原始數(shù)據(jù)中所蘊含的有價值的信息。預(yù)測過程的綜合性:該方法的預(yù)測過程是一種“自下而上與自上而下首尾相接,計算與修正循環(huán)進(jìn)行”的預(yù)測過程。可以根據(jù)預(yù)測的具體數(shù)據(jù)情況選擇循環(huán)的開始階段。“自下而上再自上而下”的綜合預(yù)測過程:在預(yù)測者對各小區(qū)負(fù)荷發(fā)展相關(guān)的數(shù)據(jù)有比較詳細(xì)的掌握情況下,綜合法空間負(fù)荷預(yù)測可以先從小區(qū)負(fù)荷預(yù)測開始,采用諸如趨勢法或與用地仿真法相似的思路對各小區(qū)負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測。在小區(qū)負(fù)荷預(yù)測完成后,需要將各類負(fù)荷小區(qū)的負(fù)荷進(jìn)行疊加,以獲得規(guī)劃區(qū)各類的負(fù)荷總值。另一方面,規(guī)劃區(qū)各類負(fù)荷總值又可借助一些直接的方法進(jìn)行預(yù)測。從兩種渠道獲得的各類負(fù)荷預(yù)測值應(yīng)該在一定程度上保持一致性,否則,需要以各類負(fù)荷的直接預(yù)測結(jié)果為參考,修正各小區(qū)的負(fù)荷預(yù)測值。這樣先進(jìn)行小區(qū)負(fù)荷初步預(yù)測,再根據(jù)分類負(fù)荷直接預(yù)測結(jié)果對小區(qū)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果進(jìn)行修正的過程就是一個“自下而上再自上而下”的綜合預(yù)測過程?!白陨隙略僮韵露稀钡木C合過程:預(yù)測者也可先從規(guī)劃區(qū)各類負(fù)荷的直接預(yù)測開始,獲得各類負(fù)荷的預(yù)測結(jié)果,在已知各類負(fù)荷規(guī)劃用地面積的情況下,假定同類負(fù)荷小區(qū)的負(fù)荷密度相同,則可將各類負(fù)荷直接預(yù)測結(jié)果平均分配到相應(yīng)的各類小區(qū),獲得小區(qū)負(fù)荷的初步預(yù)測結(jié)果。然后,預(yù)測者根據(jù)各小區(qū)所處的地理位臵、已經(jīng)掌握的有關(guān)小區(qū)的詳細(xì)負(fù)荷發(fā)展相關(guān)資料,對初步預(yù)測結(jié)果進(jìn)行修正。修正時同樣要以分類負(fù)荷直接預(yù)測結(jié)果為依據(jù),對于同類負(fù)荷小區(qū),一些小區(qū)的負(fù)荷調(diào)高將意味著另一些小區(qū)的負(fù)荷需要適當(dāng)調(diào)低,在小區(qū)數(shù)據(jù)資源可靠,基本認(rèn)為小區(qū)負(fù)荷修正比較合理的情況下,將同類負(fù)荷小區(qū)的小區(qū)負(fù)荷進(jìn)行疊加,將疊加結(jié)果與分類負(fù)荷直接預(yù)測結(jié)果進(jìn)行比較,若差別較大,需要詳細(xì)分析誤差的原因,在必要的情況下亦可對分類負(fù)荷預(yù)測結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?。這樣一個從分類負(fù)荷直接預(yù)測結(jié)果獲得小區(qū)負(fù)荷初步預(yù)測結(jié)果,最后對小區(qū)負(fù)荷進(jìn)行修正以保證分類負(fù)荷總量控制的過程,就是一個“自上而下再自下而上”的綜合過程。4.4.2.系統(tǒng)電力負(fù)荷與分類電力負(fù)荷預(yù)測系統(tǒng)電力負(fù)荷:整個規(guī)劃區(qū)內(nèi)總的年負(fù)荷最大值;分類負(fù)荷:按照一定的特征對負(fù)荷進(jìn)行分類后,各類負(fù)荷的最大值;分類負(fù)荷預(yù)測的目的是對各類小區(qū)負(fù)荷實行總量控制,是在小區(qū)負(fù)荷預(yù)測與修正時的一個重要考核因素。同樣,各類負(fù)荷與系統(tǒng)總負(fù)荷間也可以相互校和以提高分類負(fù)荷的預(yù)測準(zhǔn)確性。分類負(fù)荷的疊加應(yīng)等于系統(tǒng)總負(fù)荷,這里的疊加是指考慮各類負(fù)荷峰值時間分散性后的按負(fù)荷曲線疊加。對于一個規(guī)劃區(qū)域而言,總負(fù)荷發(fā)展的規(guī)律性一般要強于分類負(fù)荷發(fā)展的規(guī)律性。因此,采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ苯訉傌?fù)荷進(jìn)行預(yù)測的結(jié)果將可用于校和各類負(fù)荷的預(yù)測結(jié)果。從電量入手預(yù)測的整體思想:1)多條預(yù)測途徑并行,由專家干預(yù)確定最后結(jié)果;2)在各條預(yù)測途徑中,對每個預(yù)測項使用多種模型預(yù)測,由專家干預(yù)確定此項預(yù)測值;3)先預(yù)測目標(biāo)年值,后回推中間年值重要的預(yù)測量:系統(tǒng)負(fù)荷、系統(tǒng)電量、分類負(fù)荷、分類電量這四類量間可以相互校核,對它們進(jìn)行綜合分析和預(yù)測將有助于提高相關(guān)預(yù)測結(jié)果的可信性。這四類預(yù)測量之間存在著很直接的內(nèi)在聯(lián)系。注意:1)專家干預(yù)十分重要。2)數(shù)學(xué)模型獲得的預(yù)測結(jié)果,是一種輔助決策依據(jù)。3)在實際的預(yù)測工作中,預(yù)測結(jié)果的好壞不僅取決于模型,原始數(shù)據(jù)的可信性也是一個關(guān)鍵的因素。4)值得強調(diào)的是,有由經(jīng)驗的專家直接對未來負(fù)荷或電量進(jìn)行預(yù)測本身就是一種預(yù)測方法,不能因為沒有具體的數(shù)學(xué)模型而忽視這一方法??茖W(xué)的思路:根據(jù)作者的經(jīng)驗,按照不同的預(yù)測途徑,采用不同的數(shù)學(xué)模型,獲得多個預(yù)測結(jié)果,最終由專家對結(jié)果進(jìn)行分析,根據(jù)模型的側(cè)重點不同以及所依據(jù)信息的可信性,最終根據(jù)經(jīng)驗判斷出一個好的預(yù)測結(jié)果。4.4.3.分類負(fù)荷密度預(yù)測在綜合預(yù)測方法中,各類小區(qū)負(fù)荷密度指標(biāo)可以主要通過四種途徑獲得:1)按本類平均負(fù)荷密度設(shè)臵;2)參考經(jīng)驗數(shù)據(jù);3)通過密度外推法獲得;4)終端設(shè)備負(fù)荷曲線疊加法值得強調(diào)的是,在綜合預(yù)測方法的實際預(yù)測過程中,預(yù)測者并不一定僅限于采用上述四種方法中的一種。根據(jù)各小區(qū)的歷史數(shù)據(jù)情況,對某些小區(qū)可以選用一種方法,對其他小區(qū)也可以選用另外的方法。選用什么樣的方法對一個小區(qū)的負(fù)荷密度指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測,需要預(yù)測人員根據(jù)對數(shù)據(jù)的掌握情況以及小區(qū)的特征綜合進(jìn)行判斷。此外,在負(fù)荷密度指標(biāo)的預(yù)測計算過程中,有時按照單位建筑面積給出負(fù)荷密度指標(biāo)更為方便,尤其對于居民生活用電或商業(yè)用電等。相應(yīng)地,這時需要將小區(qū)用地面積也折算為建筑面積。在城市規(guī)劃部門給出的規(guī)劃結(jié)果中,用地面積與建筑面積通過建筑區(qū)域的容積率來聯(lián)系:建筑面積=用地面積X建筑容積率。4.4.4小區(qū)負(fù)荷預(yù)測在已知小區(qū)面積以及小區(qū)預(yù)測年份負(fù)荷密度指標(biāo)的情況下,計算小區(qū)的負(fù)荷預(yù)測值很簡單,小區(qū)負(fù)荷值也就等于二者的乘積。不過,在空間負(fù)荷綜合預(yù)測方法中,按照前述四種方法獲得的小區(qū)負(fù)荷密度指標(biāo)只能看作是負(fù)荷密度的初步預(yù)測結(jié)果,還需要執(zhí)行校核、修正、再計算的循環(huán)過程,目的是使得小區(qū)的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果與分類負(fù)荷的總量預(yù)測結(jié)果相吻合,實現(xiàn)總量控制。在利用初步獲得的小區(qū)負(fù)荷密度計算出小區(qū)負(fù)荷后,預(yù)測者需要針對一些特定的小區(qū)進(jìn)行比較細(xì)致的分析工作,以確定分析結(jié)果的合理性,并對部分小區(qū)進(jìn)行初步的修正。這種修正可分為現(xiàn)狀年、目標(biāo)年及中間年負(fù)荷分布修正幾部分,而修正的重點則是一些典型的大用戶負(fù)荷及負(fù)荷準(zhǔn)確值或參考值明確已知的用戶。這種修正可以通過引入負(fù)荷發(fā)展不均衡調(diào)整系數(shù)來實現(xiàn),用于反映同類負(fù)荷在不同地塊間發(fā)展的不均衡性。在實際小區(qū)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果的修正計算中,上述兩種情況都可能出現(xiàn),但尤以第二種情況出現(xiàn)的可能性最大,修正的過程基本是一個總量控制的過程。小區(qū)負(fù)荷的預(yù)測、修正、再預(yù)測、再修正是個復(fù)雜而繁瑣的過程,若想得到比較具體可信的結(jié)果,需要大量深入細(xì)致的工作,還必須有相應(yīng)的計算機(jī)軟件作為支持。這里總結(jié)的修正方法僅是眾多方法中的一種,在實際預(yù)測中,常常要根據(jù)具體情況探討具體的修正方法。4.4.5按區(qū)域分層進(jìn)行空間負(fù)荷預(yù)測1.劃分依據(jù)小區(qū)劃分的依據(jù)主要是用地性質(zhì),一個小區(qū)一般包含一種性質(zhì)的負(fù)荷用地;中區(qū)劃分的依據(jù)是街道、河流、鐵路等城市的主要地理標(biāo)志信息;劃分的目的可以實現(xiàn)空間負(fù)荷的按區(qū)域的分層預(yù)測;中區(qū)預(yù)測的目的預(yù)測結(jié)果可直接用于高壓配電變電站的規(guī)劃以及高壓配電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃;可以用于對中區(qū)內(nèi)的小區(qū)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果進(jìn)行分析、校核、修正。4.4.6一些問題的處理在空間電力負(fù)荷的預(yù)測過程中,由于所掌握的原始數(shù)據(jù)不同,同時每個規(guī)劃區(qū)域都可能有自己的一些特點,經(jīng)常會遇到一些需要特殊處理的問題。1.大電力負(fù)荷用戶的特殊處理好處:在深入分析的基礎(chǔ)上,提高一些大的電力用戶所在小區(qū)的負(fù)荷預(yù)測精度,將對整體的提高空間負(fù)荷預(yù)測的合理性有至關(guān)重要的影響。方法:考慮到大的電力用戶所能提供的與其負(fù)荷發(fā)展相關(guān)的原始信息一般會更為齊全,一種比較好的方法是對大用戶依據(jù)其自身的原始資料單獨進(jìn)行負(fù)荷的分析預(yù)測。這樣可以保證大用戶所在小區(qū)的負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確性。選擇大用戶的標(biāo)準(zhǔn):看用戶的年用電量或最大負(fù)荷值,同時必須保證能夠獲得
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