CN102682198A - 一种年最大用电负荷预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电网领域的年最大用电负荷预测方法，包括下列步骤：S1读取第N-3年到第N年的历史数据；所述历史数据包括第N-3年的年最大用电负荷Load_N-3，自然增长系数K，第N-2年新接电容量R_N-2、第N-1年新接电容量R_N-1，第N年新接电容量R_N，第N-2年新接电需用系数λ_N-2，第N-1年新接电需用系数λ_N-1，第N年新接电需用系数λ_N，以及同时率η；S2根据历史年度数据，预测第N年的年最大用电负荷Load_N，其采用的公式为：Load_N＝Load_N-3×(1+K)³+(R_N×λ_N+R_N-1×λ_N-1+R_N-2×λ_N-2)×η；S3输出所述第N年的年最大用电负荷Load_N。其技术效果是：充分考虑了新接电容量对于年最大用电负荷的影响，提高了第N年的年最大用电负荷预测的准确性。

Description

一种年最大用电负荷预测方法

技术领域

本发明涉及一种用于电网领域的年最大用电负荷预测方法。 

背景技术

年最大用电负荷预测是电网管理中的重要工作，年最大用电负荷的预测一方面对于保障供电安全，防止电网出现重大运行事故有着重要的意义。另外一方面，对于电网建设的规划，防止电网设备的闲置也有着相当的影响。目前，随着中国城市化进程的加快，对于城市区域电网来说，年用电最大用电负荷预测过程中遇到了一个突出问题就是：新接电容量对于年最大用电负荷的预测产生了极大的影响。如果在用电负荷预测过程中，忽略新接电容量对于用电负荷的影响，导致对年最大用电负荷预测偏低，这对电网的安全运行具有破坏性的影响，如果在年最大用电负荷预测过程中，夸大新接电容量对于年最大用电负荷的影响，将导致电网设备的过量投入，导致资金上的浪费，也是与国家节能减排的政策相违背的。因此，建立一种年最大用电负荷预测方法，该方法考虑了新接电容量对于年最大用电负荷的影响是很有必要的。 

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种年最大用电负荷预测方法，其充分考虑了新接电容量对于年最大用电负荷的影响，提高了年最大用电负荷的准确性。 

实现上述目的的一种技术方案是：一种年最大用电负荷预测方法，包括下列步骤： 

S1读取历史数据；所述历史数据包括： 

第N-3年的年最大用电负荷Load_N-3，自然增长系数K，第N-2年新接电容量R_N-2、第N-1年新接电容量R_N-1，第N年新接电容量R_N，第N-2年新接电需用系数λ_N-2，第N-1年新接电需用系数λ_N-1，第N年新接电需用系数λ_N，以及同时率η； 

S2根据所述历史数据，预测第N年的年最大用电负荷Load_N，其采用的公式为： 

Load_N＝Load_N-3×(1+K)³+(R_N×λ_N+R_N-1×λ_N-1+R_N-2×λ_N-2)×η； 

S3输出所述第N年的年最大用电负荷Load_N。 

实现上述目的另一种技术方案是：一种年最大用电负荷预测方法，包括下列步骤： 

S1读取历史数据；所述历史数据包括 

第N-3年的年最大用电负荷Load_N-3，自然增长系数K，生活用电第N-2年新接电容量S_N-2、生活用电第N-1年新接电容量S_N-1，生活用电第N年新接电容量S_N，生活用电第N-2年新接电需用系数α_N-2，生活用电第N-1年新接电需用系数α_N-1，第N年生活新接电用户的需用系数α_N，生产用电第N-2年新接电容量Q_N-2、生产用电第N-1年新接电容量Q_N-1，生产用电第N年新接电容量Q_N，生产用电第N-2年新接电需用系数β_N-2，生产用电第N-1年新接电需用系数β_N-1，生产用电第N年新接电需用系数β_N-1，以及同时率η； 

S2根据历史年度数据，预测第N年的年最大用电负荷Load_N，其采用的公式为： 

Load_N＝Load_N-3×(1+K)³+(S_N×α_N+S_N-1×α_N-1+S_N-2×α_N-2+Q_N×β_N+Q_N-1×β_N-1+Q_N-2×β_N-2)×η； 

其中所述R_N＝S_N+Q_N；所述R_N-1＝S_N-1+Q_N-1；所述R_N-2＝S_N-2+Q_N-2； 

S3输出所述第N年的年最大用电负荷Load_N。 

再进一步的，所述S2步骤中所采用的公式为： 

Load_N＝Load_N-3×1.02³+(S_N×0.33+S_N-1×0.38+S_N-2×0.41+Q_N×0.25+Q_N-1×0.35+Q_N-2×0.25)×0.99。 

采用了本发明的一种年最大用电负荷预测方法的技术方案，即一种考 虑了第N-2年至第N年新接电容量对于年最大用电负荷影响的一种年最大用电负荷预测方法。其技术效果是：提高了第N年的年最大用电负荷预测的准确性，降低了预测的误差率，保证了电网运行的安全，又避免了电网过度超前规划而导致的资源浪费。 

附图说明

图1为本发明的一种年最大用电负荷预测方法的流程图。 

具体实施方式

请参阅图1，本发明的为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明： 

本发明中所说的年最大用电负荷的预测是指对第N年的年最大用电负荷Load_N的预测。 

本发明的一种年最大用电负荷预测方法是通过SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统进行的，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统；它应用领域很广，可以应用于电力、冶金、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。 

在进行第N年的年最大用电负荷的预测时，考虑到年最大用电负荷通常发生在每年的七八月份，七月份之前的新接电容量影响了当年的年最大用电负荷，在七月一日之后接电的新接电容量不一定影响了当年的年最大用电负荷，故在预测第N年的年最大用电负荷时是不予考虑的，而将其作为第N+1年新接电容量R_N+1。因此第N年新接电容量R_N，指的是第N-1年七月一日到第N年六月三十日的新接电容量。第N-1年新接电容量R_N-1，指的是第N-2年七月一日到第N-1年六月三十日的新接电容量。第N-2年新接电容量R_N-2，指的是第N-3年七月一日到第N-2年六月三十日的新接电容量。 

另外一方面，本实施例中，新接电容量是分为两类进行计算的，即将居民用户新接电容量和非居民用户新接电容量分开计算，或者说是将生活 用电新接电容量和生产用电新接电容量分开计算。这是出于两方面的原因：这一方面是因为生活用电和生产用电的供电线路是不同的，生活用电采用的10KV线路供电，生产用电采用的是380KV线路供电。另外一方面，生活用电和生产用电的用电特点也不一样，生产用电的用电高峰多集中于白天，生活用电的用电高峰多集中于夜晚。由于年最大用电负荷出现的时间多出现在年最大用电负荷当日十二点到十六点之间。显然，生产用电对于年最大用电负荷的影响远大于生活用电。因此，将生活用电的新接电容量和生产用电的新接电容量对于年最大用电负荷放在一起预测目标年的年最大用电负荷，其精确性显然会降低。 

此外在本实施例中，对于新接电用户的年最大用电负荷和接电三年以上的老接电用户的年最大用电负荷的预测是分开进行预测的。 

反映新接电用户的新接电容量对于年最大用电负荷影响的一个重要参数是需用系数λ，对于单个新接电用户的需用系数λ₁来讲的，其是单个新接电用户的年最大用电负荷Load1与该单个新接电用户新接电容量R1之间的比值。即； 

λ₁＝Load1/R1； 

本实施例中，所述需用系数λ指的是统计样本内所有单个新接电用户的需用系数的平均数。 

一般来说，新接电用户的需用系数在头三年将出现较大的波动，而在三年后需用系数将趋于稳定。同时老接电用户的需用系数保持稳定，而年最大用电负荷呈现出了逐年稳定增长的特点。 

本实施例中，SCADA系统须先计算了生活用电第N年新接电需用系数α_N，生活用电第N-1年新接电需用系数α_N-1和生活用电第N-2年新接电需用系数α_N-2，其分别对应于生活用电新接电用户在新接电后第一年、第二年、第三年的需用系数，所述生活用电新接电用户在新接电后第一年、第二年、第三年的需用系数所取的值是第N-3年及第N-3年前三年至五年的平均值。 

本实施例中，所述生活用电第N年新接电需用系数α_N为0.33，生活用电第N-1年新接电需用系数α_N-1为0.38，生活用电第N-2年新接电需用 系数α_N-2为0.41。 

本实施例中，SCADA系统还须先计算了生产用电第N年新接电需用系数β_N，生产用电第N-1年新接电需用系数β_N-1和生产用电第N-2年新接电需用系数β_N-2，其分别对应于生产用电新接电用户在新接电后第一年、第二年、第三年的需用系数，所述生产用电新接电用户在新接电后第一年、第二年、第三年的需用系数所取的值是第N-3年及第N-3年前三年至五年的平均值。 

本实施例中，所述生产用电第N年新接电需用系数β_N为0.25，生产用电第N-1年新接电需用系数β_N-1为0.35，生产用电第N-2年新接电用户β_N-2需用系数为0.25。 

而对于接电三年以上的老接电用户的年最大用电负荷做出的一个假定是老接电用户的年最大用电负荷是以一个固定增长率增长的，这个固定增长率成为自然增长系数K。 

自然增长系数K的计算方法为：对第N-3年、第N-4年、第N-5年、第N-6年、第N-7年的年最大用电负荷为纵坐标，以对应的年份为横坐标，进行线性拟合得到拟合直线，所述拟合直线的斜率所述自然增长率K。 

本实施例中，SCADA系统对于所述自然增长率K进行了预先的计算，所述自然增长率K的值为0.02。 

同时，考虑不同类型用户之间，以及不同用户之间，年最大用电负荷在一天内出现的时间是不同的，因此，在对年最大用电负荷进行预测时，引入了一个同时率η的变量。所述同时率η反映了全部用户同时出现的最大用电负荷与用户本身最大用电负荷之和的关系，体现了不同负荷性质用户在负荷组合后出现的负荷特性。所述同时率是指全部新接电用户整体的年最大用电负荷Load₀与单个新接电用户年最大用电负荷之和 

之间的比值，即 

$\mathrm{\η}=\frac{{\mathrm{Load}}_0}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Load}}_{1i}}$

本实施例中，SCADA系统对于所述同时率η的值进行了预先的计算，所述同时率η的值为0.99。因此，本实施例中，本发明的一种年最大用电负荷预测方法包括下列步骤； 

S1读取历史数据；所述历史数据包括： 

第N-3年的年最大用电负荷Load_N-3，自然增长系数K，生活用电第N-2年新接电容量S_N-2、生活用电第N-1年新接电容量S_N-1，生活用电第N年新接电容量S_N，生活用电第N-2年新接电需用系数α_N-2，生活用电第N-1年新接电需用系数α_N-1，第N年生活新接电用户的需用系数α_N，生产用电第N-2年新接电容量Q_N-2、生产用电第N-1年新接电容量Q_N-1，生产用电第N年新接电容量Q_N，生产用电第N-2年新接电需用系数β_N-2，生产用电第N-1年新接电需用系数β_N-1，生产用电第N年新接电需用系数β_N-1，以及同时率η； 

S2根据历史年度数据，预测第N年的年最大用电负荷，其采用的公式为： 

Load_N＝Load_N-3×(1+K)³+(S_N×α_N+S_N-1×α_N-1+S_N-2×α_N-2+Q_N×β_N+Q_N-1×β_N-1+Q_N-2×β_N-2)×η 

即Load_N＝Load_N-3×1.02³+(S_N×0.33+S_N-1×0.38+S_N-2×0.41+Q_N×0.25+Q_N-1×0.35+Q_N-2×0.25)×0.99。 

S3输出所述第N年的年最大用电负荷。 

在将生活用电新接电容量和生产用电新接电容量对于年最大用电负荷的影响分开计算的情况下，预测的年最大用电负荷Load_N与当年的实际年最大用电负荷的误差为-3.6％。 

当然，S1步骤中不将新接电用户的按照生活用电和生产用电进行分类也是可以的。即可以采取下列步骤： 

S1读取第N-3年到第N年的历史数据；所述历史数据包括 

第N-3年的年最大用电负荷Load_N-3，自然增长系数K，第N-2年新接电容量R_N-2、第N-1年新接电容量R_N-1，第N年新接电容量R_N，第N-2年新接电需用系数λ_N-2，第N-1年新接电需用系数λ_N-1，第N年新接电需用系数λ_N，以及同时率η； 

S2根据历史年度数据，预测第N年的年最大用电负荷，其采用的公式为： 

Load_N＝Load_N-3×(1+K)³+(R_N×λ_N+R_N-1×λ_N-1+R_N-2×λ_N-2)×η； 

S3输出所述第N年的年最大用电负荷； 

其中，R_N＝S_N+Q_N；R_N-1＝S_N-1+Q_N-1；R_N-2＝S_N-2+Q_N-2。 

在未将生活用电新接电容量和生产用电新接电容量对于年最大用电负荷的影响分开计算的情况下，预测的年最大用电负荷Load_N与当年实际年最大用电负荷之间的误差约为-4.5％。 

在未考虑新接电容量对于年最大用电负荷影响的情况下，预测的年最大用电负荷Load_N与实际年最大用电负荷约为-5.8％。 

显然，本发明的一种年最大用电负荷预测方法在考虑了新接电容量对于年最大用电负荷影响，提高了年最大用电负荷的准确性，降低了误差率，保证了电网运行的安全，又避免了电网过度超前规划而导致的资源浪费。 

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。 

Claims (3)

1.一种年最大用电负荷预测方法，其特征在于包括下列步骤：

S1读取历史数据；所述历史数据包括：

第N-3年的年最大用电负荷Load_N-3，自然增长系数K，第N-2年新接电容量R_N-2、第N-1年新接电容量R_N-1，第N年新接电容量R_N，第N-2年新接电需用系数λ_N-2，第N-1年新接电需用系数λ_N-1，第N年新接电需用系数λ_N，以及同时率η；

S2根据所述历史数据，预测第N年的年最大用电负荷Load_N，其采用的公式为：

Load_N＝Load_N-3×(1+K)³+(R_N×λ_N+R_N-1×λ_N-1+R_N-2×λ_N-2)×η；

S 3输出所述第N年的年最大用电负荷Load_N。

2.一种年最大用电预测方法，其特征在于：其特征在于包括下列步骤：

S1读取历史数据；所述历史数据包括

第N-3年的年最大用电负荷Load_N-3，自然增长系数K，生活用电第N-2年新接电容量S_N-2、生活用电第N-1年新接电容量S_N-1，生活用电第N年新接电容量S_N，生活用电第N-2年新接电需用系数α_N-2，生活用电第N-1年新接电需用系数α_N-1，第N年生活新接电用户的需用系数α_N，生产用电第N-2年新接电容量Q_N-2、生产用电第N-1年新接电容量Q_N-1，生产用电第N年新接电容量Q_N，生产用电第N-2年新接电需用系数β_N-2，生产用电第N-1年新接电需用系数β_N-1，生产用电第N年新接电需用系数β_N-1，以及同时率η；

S2根据历史年度数据，预测第N年的年最大用电负荷Load_N，其采用的公式为：

Load_N＝Load_N-3×(1+K)³+(S_N×α_N+S_N-1×α_N-1+S_N-2×α_N-2+Q_N×β_N+Q_N-1×β_N-1+Q_N-2×β_N-2)×η；

其中所述R_N＝S_N+Q_N；所述R_N-1＝S_N-1+Q_N-1；所述R_N-2＝S_N-2+Q_N-2；

S3输出所述第N年的年最大用电负荷Load_N。

3.根据权利要求2所述的一种年最大用电负荷预测方法，其特征在于：所述S2步骤中所采用的公式为：

Load_N＝Load_N-3×1.02³+(S_N×0.33+S_N-1×0.38+S_N-2×0.41+Q_N×0.25+Q_N-1×0.35+Q_N-2×0.25)×0.99。

Images