分析负荷特性构筑的多小水电地区短期负荷预测思路

2014-11-16先秀丽

中国新技术新产品 2014年12期

先秀丽

（国网乐山供电公司，四川乐山 614000）

在电力系统的供电运行中，结合电网供电运行的负荷可以将电网的供电运行分为全社会用电和小水电发电两种供电运行负荷类型，其中，小水电负荷的预测管理是电网运行管理的重要与关键内容之一，其预测管理的难度也相对比较突出。在我国的社会经济建设发展中，由于小水电资源分布比较广泛，再加上小水电资源本身是一种经济环保的可再生资源，因此在缓解社会经济发展中的资源危机，提高社会经济发展的能源开发与供应能力上具有积极作用和意义，同时也能够为国家电力开发与供应提供支持和保障，促进社会经济的建设发展。进行小水电发电负荷的预测管理中，由于小水电发电负荷本身具有较为全面的规律特征，再加上我国小水电的全社会用电负荷区别性较为突出，因此，在进行小水电发电负荷预测中，对其预测准确度存在着较大的不利作用和影响，所以进行多小水电地区负荷预测模型构建，以实现对于多小水单地区短期负荷的预测管理，具有较为突出的必要性和重要的作用意义。

一、电力系统短期负荷预测及其方法意义分析

1 电力系统负荷预测及其类型分析

在电力系统的工作运行中，由于电力的生产以及输送、分配、供应等，基本上是在同一时间内完成实现的，再加上进行电力生产以及输送、分配、供应的电力资源数量比较大并且难易进行存储，因此，进行电力生产与供应过程中，保证电力企业的生产供应和发电能力与电力系统的工作运行负荷变化相适应，是电力生产运行及其安全可靠性保障实现的关键，进行电力系统运行负荷的预测，其重要作用与目的意义也就十分关键和重要突出。

通常情况下，进行电力系统负荷预测主要是指在对于电力系统工作运行数据资料进行调查掌握的基础上，通过对于电力负荷和社会经济以及气象、政策等相关因素的作用关系分析基础上，实现其历史负荷的变化规律与特征的总结，并运用相关方法或者是手段，进行电力系统负荷的未来变化趋势推断预测，掌握电力系统负荷变化规律。通常情况下，根据电力系统负荷预测开展的实际情况，可以将电力系统负荷预测分为长期预测以及中期预测、短期预测、超短期预测等不同类型，不同预测类型对于电力系统未来负荷变化预测判断的具体时间也不相同。

2 电力系统短期负荷预测方法与作用意义分析

短期预测作为电力系统负荷预测的一种重要类型，随着电力建设与市场发展推动，在电力管理中的必要性与作用意义越来越突出。进行电力系统短期负荷预测，不仅能够有效的提升电力系统的运行管理效率，帮助实现科学高效的电力生产与运行计划的制定实施，并且有利于电力企业进行合理电价制度的制定，对于电力系统工作运行的合理评估也有积极作用和重要意义。在进行电力系统短期负荷预测中，其预测分析技术也随着初期的离线分析逐渐发展到在线预测分析，并且朝着自动化与智能化的方向不断的发展转变。结合电力系统短期负荷预测开展的实际情况，其预测分析方法主要有传统预测与现代预测两种方式。其中，传统预测方法主要包括时间序列法和趋势外推法、回归分析法等，但由于在实际预测分析中的局限性，使得其推广应用相对比较少；现代电力系统短期负荷预测方法主要有专家系统法与灰色预测法、神经网络预测法、小波分析预测法、支持向量机法、模糊预测法等不同预测分析方法。

在进行电力系统短期负荷预测分析中，将小水电影响考虑到短期负荷预测的分析研究还相对较少，在进行考虑小水电影响的短期负荷预测分析中，多是通过借助预测分析工作人员自身经验进行负荷变化预测曲线绘制基础上，实现对于电力系统负荷预测的，而对于小水电影响进行考虑的电力系统短期负荷预测则相对较少，使得进行小水电地区短期负荷预测具有较为突出的必要性和研究价值意义。

图1 多小水电地区的负荷预测分析思路

图2 建立的小水电发电负荷预测模型的示意图

图3 全社会用电负荷预测模型示意图

二、多小水电地区电力系统的负荷特性分析

电力系统工作运行中，电力负荷的变化通常会受到生产生活运行规律以及天气、温度等条件因素的变化影响，因此，电力负荷变化本身也会根据这些影响因素，呈现出相对复杂的变化规律与特征，但正是由于电力负荷变化中规律性与随机性变化特征，使得电力系统的电力负荷变化具有一定的可预测性，能够根据电力负荷运行变化的历史资料，对其未来变化发展趋势进行预测判断。

在进行多小水电地区的负荷变化预测中，由于多小水电地区的电网系统电力负荷容量比较小并且波动变化幅度比较大，在实际工作运行中主要是通过上级电网和地区小水电两种电网进行供电运行支持的，容易受到地区气象条件的变化影响出现较大的电网负荷供应变化。根据这一情况，在进行多小水电并且负荷比较小的地区负荷预测中，应注意生产生活规律性对于电力系统负荷变化的影响主要通过社会用电负荷变化体现，而电网供电负荷变化的规律性则难易进行控制和把握，这种情况下的电网供电负荷实际上就是全社会用电负荷与非统一调度负荷的差，就可以根据电网电力供应负荷变化和小水电地区发电负荷的相关数据资料，对于全社会用电负荷进行分析计算。

通常情况下，在进行电力系统负荷预测中，对于全社会用电负荷的变化来讲，电力系统负荷变化的规律性主要体现在内在规律和外在规律两个层面，其中内在规律是指电力负荷的周期性或者是具有时间连续性的变化规律，而外在规律则是电力负荷受到温度以及降水、湿度等各种天气因素影响呈现出的变化特征。小水电地区负荷变化则与全社会用电负荷变化不相同，其中，进行对小水电地区的电力负荷运行变化预测中，需要结合小水电地区的发电负荷特征，进行小水电电网供电负荷变化的预测。此外，小水电地区发电负荷还会受到气象条件以及上网电价、季节变化等外在因素条件的影响，呈现出相应的变化规律。

三、负荷特征构筑的多小水电地区短期负荷预测分析

结合上述对于电力系统负荷预测方法以及多小水电地区负荷特征的分析，在进行负荷特征构筑的多小水电地区短期负荷预测分析中，应注意通过多小水电地区负荷预测分析模型的构建，实现其短期负荷的预测分析。首先，在进行小水电地区负荷预测综合模型构建过程中，可以将多小水电地区的负荷预测分析思路用下图1进行表示。

在进行小水电地区发电负荷预测模型的构建中，需要对于小水电地区发电负荷变化影响的主要因素进行分析考虑，并且负荷变化影响因素考虑的越全面，对于小水电地区发电负荷预测的准确度也就越高，但同时也需要注意对于负荷预测模型构建效率影响的分析和考虑。结合上文中对于小水电地区负荷特征以及电力系统负荷预测方法的分析，在进行小水电地区发电负荷预测模型构建中，可以应用电力系统负荷预测中的小波系数法，通过对于小波系数变化与小水电地区发电负荷特征关系的分析，建立相应的神经网络，实现对于小水电地区发电负荷的预测分析，实现对于小水电地区日发电负荷的预测分析，如图2所示，为建立的小水电发电负荷预测模型的示意图。

根据上文中电力系统负荷预测方法，要想实现多小水电地区电力负荷变化的预测判断，在掌握小水电地区发电负荷特征情况下，还需要结合多小水电地区电网负荷特征，借助全社会用电负荷预测结果，实现对于多小水电地区负荷变化的预测判断，因此，还需要进行全社会用电负荷预测模型的构建。如图3所示，为全社会用电负荷预测模型示意图。

在实现上述电网发电与供电负荷预测模型构建基础上，要想实现多小水电地区负荷变化的预测，还需要借助神经网络计算方法，通过建立相应的神经网络计算模型，并通过对于多小水电地区相似日加权的计算分析，最终实现多小水电地区短期负荷的预测分析。