电力系统运行方式预测及其应用

【摘 要】电力系统的安全性随着社会的发展、人们生活水平的提高，要求也越来越高。电力系统的运行方式成了人们关注的重要问题。电力系统运行方式的预测正确与否直接关系到电网的安全。运行人员只有正确及时的掌握运行状态，才能消除安全隐患，杜绝事故的发生。母线负荷预测、发电计划的制定与网架结构拟合构成了运行方式的预测内容。研究母线负荷预测、动态规划进而完成运行方式的预测与修正，成了电力系统安全运行的主要方向。

【关键词】运行方式；母线负荷预测；应用

电力系统要安稳的运行，必须有合理的电网结构。它是平稳运行的基础，这是一个规划设计问题。电网结构是电力系统安全稳定运行的物质基础，如果电网结构不健全或不合理必会造成安全事故的发生。对电网运行方式进行预测，对电力系统的平稳运行意义重大。电网运行方式预测的主要环节是母线负荷预测，了解预测系统的负荷情况，需对每一条母线带负荷的情况进行预测。

1 母线负荷分析

较小的供电区域由变电站的主变压器供给，其终端负荷的综合即母线负荷。多个不同的母线负荷的综合即电力系统的系统负荷。综合不是简单的集中，既有相互关联的部分，又有结构和特性上的差异。母线负荷又分为城乡居民用电负荷、工业负荷、商业负荷、农业负荷、办公负荷等。城市居民家中的家用电器即城市居民用电负荷。人们生活水平的提高，居民的用电负荷越来越大，并受季节的影响。工业受季节的影响较小，商业用电负荷受季节影响和天气变化的影响较大，用电负荷随着人们生活质量的提高，用电负荷也随之增大。农业用电负荷因我国地理环境的不同，各地用电情况有很大差异，个别区域因自然原因会造成用电负荷剧增，同时也会受到农作物种类、耕作习惯的影响。总之，在用电构成中，农业用电相对比例较小；办公与与商业用电负荷，受天气影响较大，其他负荷对预测影响较小。

1.1 母线负荷特点分析

指标数据进行量化后，其结果有助于对负荷的变化进行分析，能够正确估计用电负荷的变化趋势，在负荷预测中起到关键作用。母线负荷与系统负荷具有周期性，有近大远小的特性。母线负荷的变化比系统负荷的变化大，有负荷转移的情况。母线负荷预测中，不仅要考虑以前负荷的变化情况，还要考虑天气、各种大型工业、检修等因素的影响，因此预测难度相对增加。

电力用电负荷即使有不确定性，但也有规律可循。运用趋势外推预测方法对用电力行业用电负荷的情况进行分析，就能取得较为满意的结果。这种方法使用的数据较少，但会引起较大的误差。有线性、对数、二次曲线、多项式、季节型与累计等预测都是外推法的种类。

当地的经济、政治、气候对电力用电负荷的影响有一定的关系，不能用确定的数据进行表述，通过大量的统计数据并进行处理，才能了解其关系与规律。这种通过对数据的统计分析与处理，分析负荷与影响因素之间的因果关系，进行回归预测的方法即回归预测法。它能够分解影响因素之间的各种对象，对各个因素的变动进行估计，预测以后的数量动态。对于中短期预测较适用，且准确度较高。但很难统计规划水平年的工农业总产值；只能预测综合用电负荷的发展情况，不能预测预测供电区域的负荷发展情况及电网建设规划。

时间序列分析能够利用时间综合对影响负荷的各种因素数据进行综合，达到预测目的，对整个预测中的随机性建立实际序列的模型并进行预测。这种预测方法能利用电力负荷变动的惯性特征与时间的延续性，对以往数据进行分析，用模型残差预测区间的大小。

电力系统通过人工神经网络技术进行短期预测，不仅能模仿人脑的智能进行处理数据，并能够适应非结构性及非准确性规律，但这种预测不能科学确定网络结构。研究其短期负荷预测，使其具有通用性，是当前的方向。

灰色预测对不确定因素的系统进行预测，在数据少的情况下寻找出规律，对负荷数据要求小、不受分布规律及变化趋势的限制，易于运算与检测，但预测精度较低对电力系统的长期预测不利。优选组合预测对多种单一预测的信息考虑较全面，预测效果较好，然而不能将以后的有作用的因素包含其中，预测精度差。

1.3 母线用电负荷模型

包括：树状常数负荷模型；负荷区域不一致的模型；负荷类型不一致的模型；混合负荷模型。

1.4 预测方法的的实现及修正

1.4.1 处理数据的分析

数据因电力系统的停电可能会出现不良数据，会对预测的精准度造成影响，因此需对资料数据进行适当的预处理，使数据平稳进而提高预测的精准度。方法有：不良数据的水平处理、不良数据的垂直处理、缺失数据的修补。

对系统负荷进行预测后，结合母线分配系数进行母线负荷预测。根据预测时间的不同可以分为长、中、短及超长期负荷预测。按照一定的时间间隔对采样记录进行有序组合，这是一个时间序列。预测目标的观测数据构成的序列表现为平稳的随机序列。可以描述电力负荷的统计规律性，确立负荷预测的数学表达式后，进行预测以后的负荷。

1.4.3 修正母线负荷预测结果的分析

母线负荷受到的影响因素有很多，都可能导致母线负荷发生变化，与实际中的母线负荷有一定的差异，因此应对预测值进行修正，得到更为合理的母线负荷预测值。通过负荷功率对负荷端电压或系统频率的变化进行修正。

2 电力系统运行方式预测的意义

电力系统要实现安全、优质、节省成本的运行，应对发电、输电及配电的运行方案进行周密计划。通过电力系统的运行方式预测能够提前了解以后电网的运行状态，提前解决电力系统运行出现的问题，减少安全隐患，从最大程度上减少电力系统受到影响。

3 电力系统运行方式的应用

甘肃电网安全预警系统，实现了母线负荷的自动预测与发电计划的制定。将预测结果与电网网架结构进行了自动拟合，实现了电力系统运行方式的自动预测。能够提前知道电网运行的状态，降低了安全事故对电力系统的影响。电力调度人员根据电网实际的运行情况，干预或调整预测出的运行方式，对系统中的薄弱环节及时做出调整措施，实现电网的顺利运行。

4 结语

通过电力系统对运行方式的预测，使运行人员很好的了解电网未来的运行状况，及时发现电网运行中可能出现的问题并及时修正，避免电网安全事故的发生，这对于提高电网的安全稳定的运行具有重要意义。

参考文献：

[2]刘若溪.电力系统运行安全性若干基础理论与算法研究.华东电力大学，2012.06.01.

[3]易仕敏.电力市场和节能调渡环境下电力系统调渡与安全问题的研究.华南理工大学，2009.11.16.