一种用于顶层设计模式下的新区电力负荷的预测方法

技术领域

本发明涉及新区电力负荷的预测方法，尤其是一种用于顶层设计模式下的新区电力负荷的预测方法。 

背景技术

目前电网规划中常用的电力负荷预测方法有时序法、产值单耗法、弹性系数法、专家决策、人工智能方法等。这些预测方法都是基于规划区域内电力负荷的历史数据，找寻它的发展规律，由近及远地推测出规划区域的近、中、远期负荷。对新开发区域，由于其缺乏历史数据，通常只能采用负荷密度法或负荷指标法进行预测；这两种方法都是参考相类似电力负荷的负荷指标进行估算的，但即使是相近电力负荷还是存在较大的差异（比如同为居民小区，湖州潜庄小区的单位建筑面积的负荷密度指标为11W/m²，而同地区的美欣家园为16W/m²，北京良乡卫生城则为35W/m²），这使得新区的电力负荷预测难度较大。而我国尚处城市化加速发展的中期，通常一个大的区域都可能存在一个或者多个新区。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有新区电力负荷预测的不确定性，提供一种基于顶层设计模式下的新区电力负荷预测方法，本发明利用区域电力负荷发展的相对规律性，从“顶层设计”的 角度宏观把握新区电力负荷的发展，使得新区电力负荷的预测更加的精准。 

为此，本发明采用如下的技术方案：一种用于顶层设计模式下的新区电力负荷的预测方法，其步骤如下： 

1)对电力新区所在并行区域及上级区域进行划分：新区的上级区域为区域Ⅱa，新区的同级区域为区域Ⅲ1、区域Ⅲ2……区域Ⅲn，统称为老区；区域Ⅱa的同级区域为区域Ⅱb……区域Ⅱn，这些区域的上级区域为区域Ⅰ； 

2)对新区所在上级区域Ⅱa预设给出协同负荷预测高中低方案F_AH、F_AM和F_AL，这些方案是根据区域Ⅱa及其并行区域的负荷预测情况，并结合整个区域Ⅰ的负荷发展情况综合分析确定，作为区域Ⅱa负荷预测的重要依据； 

3)预测区域Ⅱa范围内老区的电力负荷，采用基于历史数据的常规预测方法，综合分析后得到高方案F_OH、中方案F_OM和低方案F_OL； 

4)由区域Ⅱa的电力负荷和其范围内老区的电力负荷推算新区的电力负荷，新区的高中低负荷预测方案F′_NH、F′_NM和F′_NL由式（1）～式（3）分别计算得到（记为倒推法）： 

F′_NH=F_AH/s-F_OH  （1）， 

F′_NM=F_AM/s-F_OM  （2）， 

F′_NL=F_AL/s-F_OL  （3）， 

式中s为新老区域的同时率； 

5)采用负荷密度法或者负荷指标法预测新区电力负荷，得到高中 低方案F″_NH、F″_NM和F″_NL（记为直接法）；这种方法是新区电力负荷预测的常见方法，其优点是不需要历史负荷数据，只要提供用地性质、用地面积、建筑面积等相关信息便可进行负荷预测；其缺点是负荷密度指标的选取对预测结果影响很大。直接法是基于相同类型用地的负荷指标进行预测的，虽然求得的结果具有很大的不确定性，但它所确立的负荷区间F″_NL～F″_NH是可信的，即最终负荷应落在F″_NL～F″_NH范围内； 

6)比较上述两种新区负荷预测方案，若F′_NH<F″_NL或F′_NL>F″_NH，则老区的负荷预测不合理，调整权值，更新老区负荷预测值，再进行比较；若为其他情况，则新区电力负荷高方案取F_NH=min（F′_NH，F″_NH），低方案取F_NL=min（F′_NL，F″_NL），中方案取

7)若整个区域存在多个新区，先将所有新区视为整体，按上述方法得到所有新区总负荷预测值F_N，各个分新区电力负荷再根据式 的权重比例进行分配，式中，F″_Ni、F″_Nj为直接法计算得到的新区i或新区j的负荷预测值，F_Ni为本方法计算得到的新区i负荷预测值 

对于一个大的区域，即使存在一些新区的开发和建设，它的负荷发展也还具有一定的规律性，即可预测性。因此，本发明根据整个区域负荷的预测情况来校验新区负荷，能够大大提高新区电力负荷预测的准确性。 

本发明具有的有益效果：从整个区域负荷发展的宏观角度来审视新区负荷发展规律，能较好的克服常规方法预测新区负荷的不确定性，提高了新区负荷预测的可信度，原理简单，易操作，具有很强的 实用性。 

附图说明

图1为本发明的区域划分结构图。 

图2为本发明两种方法预测新区电力负荷的可能结果比较图。 

图3为本发明的新区电力负荷预测流程图。 

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。 

参照图3，本发明的具体步骤如下(下文所述的“方案”指的是“电力负荷值”)： 

1)如图1所示，对电力新区所在并行区域及上级区域进行划分：新区的上级区域为区域Ⅱa（以下称为整个区域），新区的同级区域为区域Ⅲ1、区域Ⅲ2……区域Ⅲn，统称为老区，把整个区域按开发情况分为老区和新区；区域Ⅱa的同级区域为区域Ⅱb……区域Ⅱn，这些区域的上级区域为区域Ⅰ。 

2)对新区所在上级区域Ⅱa预设给出协同负荷预测高中低方案F_AH、F_AM和F_AL，作为区域Ⅱa负荷预测的重要依据。 

3)预测区域Ⅱa范围内老区的电力负荷，采用基于历史数据的常规预测方法，综合分析后得到高方案F_OH、中方案F_OM和低方案F_OL，预测方法可以选择时序法、产值单耗法、弹性系数法、人工智能算法等一种方法或者几种方法的加权值。 

4)由区域Ⅱa的电力负荷和其范围内老区的电力负荷推算新区的电力负荷，新区的高中低负荷预测方案F′_NH、F′_NM和F′_NL由式（1）～式 （3）分别计算得到（记为倒推法）： 

F′_NH=F_AH/s-F_OH  （1）， 

F′_NM=F_AMs-F_OM  （2）， 

F′_NL=F_AL/s-F_OL  （3）， 

式中s为新老区域的同时率。 

5)根据新区各功能建设用地的性质，参考同类电力负荷的用电参数，可以采用负荷密度法或负荷指标法计算出新区电力负荷的下限F″_NL和上限F″_NH。 

6)比较上述两种新区负荷预测方案，并确定新区负荷最终高中低方案F_AH、F_AM和F_AL。结合图2，两种预测方法得到的结果有以下6种可能： 

①F′_NH<F″_NL

即倒推法求得的方案比直接法的最低方案还小，由此判断倒推法得到老区负荷预测值偏高，应调整老区的负荷预测值（可调整不同预测方法的权重分配），更新F′_NH、F′_NM和F′_NL，再进行比较。 

②F′_NL≤F″_NL且F″_NL<F′_NH≤F″_NH时，新区负荷根据式（4）计算得到： 

$\left(\begin{array}{c}{F}_{\mathrm{NL}}=F_{\mathrm{NL}}^{\prime \prime }\\ F_{\mathrm{NH}}=F_{\mathrm{NH}}^{\prime }\\ F_{\mathrm{NM}}=\frac{F_{\mathrm{NL}}+F_{\mathrm{NH}}}{2}\end{array}\right)---\left(4\right)$

③F′_NL≤F″_NL且F′_NH>F″_NH时，新区负荷根据式（5）计算得到： 

$\left(\begin{array}{c}{F}_{\mathrm{NL}}=F_{\mathrm{NL}}^{\prime \prime }\\ F_{\mathrm{NH}}=F_{\mathrm{NH}}^{\prime \prime }\\ F_{\mathrm{NM}}=F_{\mathrm{NM}}^{\prime \prime }\end{array}\right)---\left(5\right)$

④F′_NL>F″_NL且F′_NH≤F″_NH时，新区负荷根据式（6）计算得到： 

$\left(\begin{array}{c}{F}_{\mathrm{NL}}=F_{\mathrm{NL}}^{\prime }\\ F_{\mathrm{NH}}=F_{\mathrm{NH}}^{\prime }\\ F_{\mathrm{NH}}=F_{\mathrm{NM}}^{\prime }\end{array}\right)---\left(6\right)$

⑤F″_NL<F′_NL<F″_NH且F′_NH>F″_NH时，新区负荷根据式（7）计算得到： 

$\left(\begin{array}{c}{F}_{\mathrm{NL}}=F_{\mathrm{NL}}^{\prime }\\ f_{\mathrm{NH}}=F_{\mathrm{NH}}^{\prime \prime }\\ F_{\mathrm{NM}}=\frac{F_{\mathrm{NL}}+F_{\mathrm{NH}}}{2}\end{array}\right)---\left(7\right)$

⑥F′_NL≥F″_NH

此时，由倒推法得到的方案可信性很低，老区负荷预测值偏低，应调整老区的负荷预测值，更新F′_NH、F′_NM和F′_NL，再进行比较。 

上述几种情况也可以总结如下： 

①F′_NH<F″_NL或者F′_NL≥F″_NH时 

由倒推法得到的方案可信性很低，应调整老区的负荷预测值，更新F′_NH、F′_NM和F′_NL，再进行比较。 

②其他情况 

$\left(\begin{array}{c}{F}_{\mathrm{NL}}=\min (F_{\mathrm{NL}}^{\prime },F_{\mathrm{NL}}^{\prime \prime })\\ F_{\mathrm{NH}}=\min (F_{\mathrm{NH}}^{\prime },F_{\mathrm{NH}}^{\prime \prime })\\ F_{\mathrm{NM}}=\frac{F_{\mathrm{NL}}+F_{\mathrm{NH}}}{2}\end{array}\right)---\left(8\right)$

7）若区域Ⅱa范围内存在2个以上新区，各个新区的负荷分配按式（8）进行，即根据直接法预测的负荷比例重新分配； 

$F_{\mathrm{Ni}}=\frac{F_N{F}_{\mathrm{Ni}}^{\prime \prime }}{\Sigma F_{\mathrm{Nj}}^{\prime \prime }}---\left(9\right)$

式中F_N为所有新区总负荷预测值，F″_Ni、F″_Nj为直接法计算得到的 新区i或新区j的负荷预测值，F_Ni为本方法对新区i负荷的预测值。 

根据上述预测方法，现结合某新区的负荷预测对本发明做详细说明。 

A、收集资料统筹协调后设定新区所在上级区域（区域Ⅱa）的电力负荷预测值。 

表1整个区域的电力负荷预测 

B、预测区域Ⅱa范围内老区的电力负荷，根据所提供的参数采用指数回归法、S曲线回归法、时间序列法、一阶灰色理论法等方法进行预测，预测结果如下： 

表2老区的电力负荷预测 

C、根据区域负荷和老区负荷倒推新区负荷，新区和老区之间的最大负荷同时率取0.95，计算结果如下。 

表3倒推法预测新区的电力负荷 

D、直接法预测新区负荷，负荷密度选择参考同类型建设用地负 荷，计算结果如下： 

表4直接法预测新区的电力负荷 

E、比较倒推法和直接法预测结果，确定最终负荷。 

由表3和表4可知，本例中倒推法预测区间在直接法预测范围内，且比直接法预测区间小，因此新区负荷预测方案取倒推法预测方案。 

本发明预测新区负荷的方法，同时结合了直接法和区域负荷倒推法，即能从负荷用电性质总体把握负荷，又能从区域负荷发展规律对新区负荷预测进行一定的调整，使得新区负荷预测的不确定性大为降低，降低了高低方案的偏差率，提高了新区负荷预测的可信性。