CN108491981B - 一种提升景区饱和负荷预测精度的负荷预测方法 - Google Patents

一种提升景区饱和负荷预测精度的负荷预测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提升景区饱和负荷预测精度的负荷预测方法包括如下步骤：步骤(1)：将景区内的供电用户划分为民宿用户和普通用户，并分别统计民宿用户和普通用户的户数；步骤(2)：对景区内民宿用户的厨房用电设备进行调研；步骤(3)：对景区内民宿用户的客房用电设备进行调研；步骤(4)：对景区内各普通用户的用电设备进行调研；步骤(5)：将生活用电设备之外的用于生产的用电设备定义为动力设备；步骤(6)：得到景区内所有普通用户加在一起的普通用电总负荷及民宿用户总负荷；步骤(7)：得到最终的预测用电总负荷。本发明能够能够有效弥补国内针对景区饱和负荷预测空白和现有负荷密度法因指标受限导致预测精度不强的问题。

Description

一种提升景区饱和负荷预测精度的负荷预测方法
技术领域
本发明涉及一种提升景区饱和负荷预测精度的负荷预测方法。
背景技术
根据《国目前旅游景区内及周边的民宿(农家乐、家庭旅馆)近几年发展迅速，如：据国网黄山供电公司统计，目前黟县宏村景区民宿用户近300户，标间数近1800间，际村景区民宿用户近202户，标间数近1120间，其他景区民宿用户约占其用户总数的30-40％，且各景区民宿数目和规模仍在不断扩大。据供电公司实测，旺季时景区民宿用户用电负荷每户最小约20千瓦，最大可达100千瓦及以上。由于景区民宿规模增长的快速性、无序性，民宿用电的季节性、集中性，目前国内还没有较好且较为简易的方法可以对景区饱和负荷进行较为精确的预测家电网公司业扩供电方案编制导则》，客户用电容量在100千瓦以上不建议采用公用变压器供电。但目前黟县景区内个别总功率在100千瓦以上的民宿用户仍在由公用变压器低压侧供电。一方面是景区民宿用户标间规模增长有一个过程(2-5年)，受景区旅游发展带动，原普通房间被逐渐改造成标间，因此在早期业扩报装时没有考虑到后期发展规模，待单户民宿负荷超过100千瓦后，附近已无合适用地用于增加专用变压器配套设施；另一方面是对景区民宿负荷增长无法做到精准预测，在景区民宿用户报装时无法对其饱和负荷进行预判。
由于近几年各景区民宿数目和规模的快速增长，景区负荷提升迅速，景区内多台配变出现重载和过载，而民宿数目及规模仍然有持续增长的趋势。黟县宏村、际村等景区是传统古村落集中聚居的代表，村内巷弄纵横交错、狭长幽深，公共用地十分稀缺，线路廊道及配变落点较为受限。为了满足景区用电需求，同时兼顾景区用地条件，必须提前做好景区配电网规划，合理选择新增及改造的配变容量以适应景区饱和负荷需求，提前预留线路廊道及新增配变落点位置。而准确的规划必须以精准的负荷预测为依据。
目前国内针对旅游景区的负荷预测的有效研究成果很少；一些关于季节性负荷预测的文献中构建的负荷预测模型(如神经网络、灰色模型等)往往非常复杂，限制条件较多。空间负荷密度法所依赖的饱和负荷密度指标无法精确确定，以及随着景区民宿规模的不断调整，容积率等参数无法准确获取等等，导致景区饱和负荷精确预测出现了瓶颈。且，其它负荷预测方法对历史数据的准确性要求较高，而很多景区的电力负荷历史数据大豆是缺失的或者不安全的。
发明内容
本发明的目的是提供一种提升景区饱和负荷预测精度的负荷预测方法，弥补国内针对景区饱和负荷预测空白和现有负荷密度法因指标受限导致预测精度不强的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种提升景区饱和负荷预测精度的负荷预测方法，包括如下步骤：
步骤(1)：将景区内的供电用户划分为民宿用户和普通用户，并分别统计民宿用户和普通用户的户数；
步骤(2)：对景区内民宿用户的厨房用电设备进行调研，对民宿用户厨房中的用电设备以户为单位进行统计分析，得到各民宿用户厨房中各类用电设备的数量平均值，并结合用电设备的需求系数计算出平均各民宿用户的厨房用电平均总负荷；
步骤(3)：对景区内民宿用户的客房用电设备进行调研，以房间数目为单位，统计每个房间内的用电设备数目，通过平均值法得到平均每个房间内配置的各种用电设备的数目，并结合用电设备的需求系数计算出平均每个房间的房间用电平均总负荷；
步骤(4)：对景区内各普通用户的用电设备进行调研，统计各普通用户配置的用电设备种类及数目，通过平均值法得到各普通用户平均配置的用电设备种类及数目，并结合用电设备的需求系数计算出平均每个普通用户的普通用户平均用电总负荷；
步骤(5)：将生活用电设备之外的用于生产的用电设备定义为动力设备，统计景区内各户动力设备的种类及数目，并结合用电设备的需求系数，得到景区内的动力设备用电总负荷；
步骤(6)：根据步骤(1)所述的民宿用户的户数结合步骤(2)所述的厨房用电平均总负荷和步骤(3)所述的房间用电平均总负荷，计算出景区内所有民宿用户的民宿用电总负荷；根据步骤(1)所述的普通用户的户数结合步骤(4)所述的普通用户平均用电总负荷得到景区内所有普通用户加在一起的普通用电总负荷；
步骤(7)：结合步骤(6)所述的民宿用电总负荷、普通用电总负荷及步骤(5)所述的动力设备用电总负荷，得到景区内所有用户的用电总负荷；结合同时率，得到景区内所有用户的终期同时用电总负荷；根据终期同时用电总负荷结合景区内规划内未建用户的比例得到景区规划用电总负荷，最后在此基础上结合配变负载率及功率因素得到最终的预测用电总负荷。
进一步的，步骤(2)中，民宿用户厨房中用电设备中，冰箱、冰柜及其它功能相同的冷藏设备，需求系数定为1，除此之外的厨房用电设备需求系数定为0.35。
进一步的，步骤(5)中房间用电平均总负荷计算过程中，用电设备需求系数取值0.8；步骤(6)中普通用电总负荷计算过程中，用电设备需求系数按照《居民区供配电系统技术规范》及用户实际运行情况，取值为0.4。
进一步的，步骤(7)中的同时率为0.85；未建用户的比例为已建用户的 20％；配变负载率为75％，功率因素为0.9。
本发明的有益效果：相对于现有的空间负荷密度法，本发明无需建筑物占地面积、容积率、不同用地负荷密度、需求系数及同时率等关键指标，因而避免了不同指标准确度不高导致的高误差率。
相对于现有的季节性负荷预测方法(如神经网络、灰色模型等)，本发明不依赖于历史数据，无需建立复杂的模型和进行复杂的数学计算，原理简单，具有普适性。
同时，该负荷预测方法能够有效解决因景区民宿数目增长和规模扩张的快速性和无序性，制茶和旅游用电的季节性和集中性，导致的景区旅游用电增长的不确定性。弥补了国内针对景区旅游用电负荷预测的研究成果的空白，预测过程简单，无需建模，对历史数据缺失的景区，该方法实用性依然很强。能够有效解决负荷密度法所依赖的饱和负荷密度指标无法准确确定，且随着景区建设和规模的调整，容积率等关键参数同样无法准确获取导致负荷预测不准确的问题。调研方式能够更接近景区用电实际，通过用户近终期需求意向的调研，远景负荷预测的规模和体量跟接近真实情况，负荷预测的准确度更高。
以下将结合实施例，对本发明进行较为详细的说明。
具体实施方式
实施例，一种提升景区饱和负荷预测精度的负荷预测方法，包括如下步骤：
步骤(1)：将景区内的供电用户划分为民宿用户和普通用户，并分别统计民宿用户和普通用户的户数；
步骤(2)：对景区内民宿用户的厨房用电设备进行调研，对民宿用户厨房中的用电设备以户为单位进行统计分析，得到各民宿用户厨房中各类用电设备的数量平均值，并结合用电设备的需求系数计算出平均各民宿用户的厨房用电平均总负荷；
步骤(3)：对景区内民宿用户的客房用电设备进行调研，以房间数目为单位，统计每个房间内的用电设备数目，通过平均值法得到平均每个房间内配置的各种用电设备的数目，并结合用电设备的需求系数计算出平均每个房间的房间用电平均总负荷；
步骤(4)：对景区内各普通用户的用电设备进行调研，统计各普通用户配置的用电设备种类及数目，通过平均值法得到各普通用户平均配置的用电设备种类及数目，并结合用电设备的需求系数计算出平均每个普通用户的普通用户平均用电总负荷；
步骤(5)：将生活用电设备之外的用于生产的用电设备定义为动力设备，统计景区内各户动力设备的种类及数目，并结合用电设备的需求系数，得到景区内的动力设备用电总负荷；这里的动力设备主要包括景区内的制茶设备等一些生产设备。
步骤(6)：根据步骤(1)所述的民宿用户的户数结合步骤(2)所述的厨房用电平均总负荷和步骤(3)所述的房间用电平均总负荷，计算出景区内所有民宿用户的民宿用电总负荷；根据步骤(1)所述的普通用户的户数结合步骤(4)所述的普通用户平均用电总负荷得到景区内所有普通用户加在一起的普通用电总负荷；
步骤(7)：结合步骤(6)所述的民宿用电总负荷、普通用电总负荷及步骤(5)所述的动力设备用电总负荷，得到景区内所有用户的用电总负荷；结合同时率，得到景区内所有用户的终期同时用电总负荷；根据终期同时用电总负荷结合景区内规划内未建用户的比例得到景区规划用电总负荷，最后在此基础上结合配变负载率及功率因素得到最终的预测用电总负荷。
步骤(2)中，民宿用户厨房中用电设备中，冰箱、冰柜及其它功能相同的冷藏设备，需求系数定为1，除此之外的厨房用电设备需求系数定为0.35。
步骤(5)中房间用电平均总负荷计算过程中，用电设备需求系数取值0.8；步骤(6)中普通用电总负荷计算过程中，用电设备需求系数按照《居民区供配电系统技术规范》及用户实际运行情况，取值为0.4。
步骤(7)中的同时率为0.85；未建用户的比例是根据相关部门的规划数据得到的；配变负载率为75％，功率因素为0.9。
具体说明：将景区用户分为民宿用户、普通用户和动力用户，以户为单位进行负荷预测，分别对各类用户的现状规模饱和负荷进行预测后汇总，从而对景区用电负荷达到精准预测的目的。
(1)民宿用户负荷预测
1.民宿用户用电设备统计
通过实地调研，景区民宿用户用电设备包含照明、空调、电视、电热水器、电水壶、冰柜、冰箱和厨房其他用电设备等。其中，厨房其他用电设备、冰柜、冰箱数目以户为单位进行统计，其余设备个数按照民宿房间数目进行统计。
1)以户为单位统计的用电设备。经调研，景区民宿用户平均每户有冰柜 2台、冰箱2台、厨房其他用电设备2套(电饭煲、电磁炉或抽油烟机等)。景区民宿厨房内用电设备具体统计如表2-5所示。
表2-5景区民宿用户设备统计单位：户、台
Figure BDA0001618911270000061
以房间数目为单位统计的用电设备，经调研，平均每个房间有照明设备4 套、空调1台、电热水器1台、电水壶1台，具体如表2-6所示。
表2-6景区民宿用户房间设备统计单位：间、套、户、台
Figure BDA0001618911270000062
民宿用户用电负荷测算
1)以户数为单位进行测算。通过测算民宿用户每户公共用电设备总体负荷为2650W。其中，对于厨房其他用电设备(包含电饭煲、电磁炉、抽油烟机等设备)，需求系数参考《居民区供配电系统技术规范》等规范和用户实际运行情况，取值为0.35；而对于冰柜、冰箱等用电设备由于长期固定运行，需求系数取值为1。
表2-7景区民宿用户公共设备负荷测算单位：套、户、台、W
Figure BDA0001618911270000063
2)以民宿各房间为单位统计。根据安徽省工程建设标准中居住区配套公建用电负荷需求系数可选择0.7～0.8，结合民宿实际用电设备情况，各房间内用电设备需求系数取值为0.8。通过测算单个房间用电设备总体负荷为 4280W。
表2-8景区民宿用户各房间设备负荷测算 单位：套、户、台、W
Figure BDA0001618911270000071
(2)普通用户用电负荷预测
1.普通用户用电设备统计
经实地调研，景区内普通用户用电设备分为照明、空调、电视、电热水器、冰箱、其他(电磁炉、抽油烟机、电饭煲等)等。平均每户包含照明设备3 套、空调2台、电视1台、电热水器1台、冰箱1台、其他(电磁炉、抽油烟机、电饭煲等)1套，具体设备统计情况如表2-9所示。
表2-9景区普通用户设备情况单位：套、户、台
Figure BDA0001618911270000072
2.普通用户用电负荷测算
以户数为单位进行测算，通过测算公共用电设备总体负荷为3180W。其中，对于用电设备需求系数按照《居民区供配电系统技术规范》等规范以及用户实际运行情况，取值为0.4。
表2-10景区普通用户各设备负荷情况单位：套、户、台、W
Figure BDA0001618911270000073
(3)动力用户用电负荷预测
经调研，景区用户家中有制茶、烘焙加工等动力负荷。由于动力设备种类繁多，在调研时对动力用户的设备功率和近中期预计新增设备的数目和种类进行了统计，部分动力用户设备及动力负荷统计表结果如表2-11所示。
表2-11景区部分动力用户设备及负荷统计情况单位：台、kW
Figure BDA0001618911270000081
(三)根据负荷预测结果，制定景区目标网架
(1)景区负荷预测结果
景区负荷预测预测结果以际村为例。际村与宏村隔河相望，属于宏村景区规划范围内，也是中国历史文化传统村落。根据政府规划，际村已纳入宏村景区的遗产缓冲区。经实地调研，现状年际村范围内实际用户共319户，按用电性质分为三类，普通用户105户，动力用户12户，民宿用户202户，其中民宿房间数共1963间。结合现状年负荷实际情况，各用户最大负荷同时率为0.85，经计算，现状年用户基础上，发展至现状规模的负荷饱和年，饱和负荷预计达到8282.4kW；经实地调研，还存在20％的发展空间，终期负荷预计达到10353kW，考虑75％的配变负载率，预计所需容量共达到13804kVA。际村供电面积仅有0.256km2，现状饱和年负荷密度为32.35MW/km2，负荷密度达到了A+类供电区的标准。
具体各用户负荷预测结果如表2-12所示。根据景区用户负荷预测结果，对于饱和负荷超过100kW的用户，供电公司将会提前通知用户预留专变位置或通知其控制民宿发展规模。
表2-12际村各个用户负荷预测情况单位：户、间、kW
Figure BDA0001618911270000091
Figure BDA0001618911270000101
Figure BDA0001618911270000111
Figure BDA0001618911270000121
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure BDA0001618911270000141
Figure BDA0001618911270000151
Figure DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE003
Figure DEST_PATH_IMAGE004
Figure DEST_PATH_IMAGE005
Figure DEST_PATH_IMAGE006
Figure BDA0001618911270000211
Figure DEST_PATH_IMAGE007
Figure BDA0001618911270000231
(2)景区目标网架规划
以际村(宏村旁边)为例，目前际村已运营的小旅馆有202家，客房标间共1120间。根据现有民宿家中留有的未改造房屋数目，待现有民宿家中所有房屋投入运营后，总标间数目约有1963间。根据际村存量土地预测，未来新建民宿还有20％的增长空间，目前际村内由1台箱变(630kVA)，4台杆上变(400kVA、400kVA、315kVA、200kVA)供电。根据际村饱和负荷预测结果，现状民宿的标间数目达到饱和时，际村的最大负荷将达到8282kW。2017 年春节期间，际村现最大负荷为1292kW，不足饱和负荷的16％，主要原因是受道路施工拆迁影响，导致近两年负荷增长缓慢，待道路拆迁完工后，际村负荷将会迅速提升。考虑到终期仍有20％的用地空间及负荷增长空间，际村终期饱和负荷约为10353kW，按照0.9的功率因数及75％配变负载率计算，共需配变容量约15337kVA。
以上对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种提升景区饱和负荷预测精度的负荷预测方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤(1)：将景区内的供电用户划分为民宿用户和普通用户，并分别统计民宿用户和普通用户的户数；
步骤(2)：对景区内民宿用户的厨房用电设备进行调研，对民宿用户厨房中的用电设备以户为单位进行统计分析，得到各民宿用户厨房中各类用电设备的数量平均值，并结合用电设备的需求系数计算出平均各民宿用户的厨房用电平均总负荷；
步骤(3)：对景区内民宿用户的客房用电设备进行调研，以房间数目为单位，统计每个房间内的用电设备数目，通过平均值法得到平均每个房间内配置的各种用电设备的数目，并结合用电设备的需求系数计算出平均每个房间的房间用电平均总负荷；
步骤(4)：对景区内各普通用户的用电设备进行调研，统计各普通用户配置的用电设备种类及数目，通过平均值法得到各普通用户平均配置的用电设备种类及数目，并结合用电设备的需求系数计算出平均每个普通用户的普通用户平均用电总负荷；
步骤(5)：将生活用电设备之外的用于生产的用电设备定义为动力设备，统计景区内各户动力设备的种类及数目，并结合用电设备的需求系数，得到景区内的动力设备用电总负荷；
步骤(6)：根据步骤(1)所述的民宿用户的户数结合步骤(2)所述的厨房用电平均总负荷和步骤(3)所述的房间用电平均总负荷，计算出景区内所有民宿用户的民宿用电总负荷；根据步骤(1)所述的普通用户的户数结合步骤(4)所述的普通用户平均用电总负荷得到景区内所有普通用户加在一起的普通用电总负荷；
步骤(7)：结合步骤(6)所述的民宿用电总负荷、普通用电总负荷及步骤(5)所述的动力设备用电总负荷，得到景区内所有用户的用电总负荷；结合同时率，得到景区内所有用户的终期同时用电总负荷；根据终期同时用电总负荷结合景区内规划内未建用户的比例得到景区规划用电总负荷，最后在此基础上结合配变负载率及功率因素得到最终的预测用电总负荷。
2.根据权利要求1所述的提升景区饱和负荷预测精度的负荷预测方法，其特征在于：步骤(2)中，民宿用户厨房中用电设备中，冰箱、冰柜及其它功能相同的冷藏设备，需求系数定为1，除此之外的厨房用电设备需求系数定为0.35。
3.根据权利要求1所述的提升景区饱和负荷预测精度的负荷预测方法，其特征在于：步骤(5)中房间用电平均总负荷计算过程中，用电设备需求系数取值0.8；步骤(6)中普通用电总负荷计算过程中，用电设备需求系数按照《居民区供配电系统技术规范》及用户实际运行情况，取值为0.4。
4.根据权利要求1所述的提升景区饱和负荷预测精度的负荷预测方法，其特征在于：步骤(7)中的同时率为0.85；配变负载率为75％，功率因素为0.9。
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