主动配电网规划中的负荷预测与发电预测

把得彦

国网青海省电力公司海西供电公司 青海海西格尔木 816000 摘要：因为，我国近年来显著提升的用电需求量，使得电网尖峰负荷现象频繁发生，最大负荷利用小时数呈现出持续下降态势。在此背景下，设备利用率受到尖峰负荷的影响而持续降低，配电网运行也受到严重影响。同时，配电网运行也因新型负荷的出现面临着更高的标准与要求，促使以往配电系统朝着主动配电的方向不断迈进。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对主动配电网规划中的负荷预测与发电预测提出了一些建议，仅供参考。

关键词：主动配电网规划；负荷预测；发电预测

引言

建立了考虑电源和负荷特性的主动配电网网源规划模型，配电网中主动管理措施能够进一步优化配电网潮流，对节点电压起到支撑作用，制定了较为合理的配电网规划调度方案，针对以下的方法对配电网规划人员具有一定的指导意义。

1、主动配电网规划负荷预测

1.1负荷预测

随着配电网的管理由粗放型向精益化的转变，配电网负荷预测也从传统负荷预测转变为空间负荷预测。空间负荷预测是指定区域内电力负荷时空分布的预测，其目的是提供负荷发展状况及水平，同时确定各供电区、各规划年供用电量，最大负荷以及规划地区总的负荷发展水平，确定各规划年用电负荷构成。现有的空间负荷预测方法有几十种之多，但是按照其预测原理可以分成四大类：用地仿真法、负荷密度法、多元变量法和趋势外推法。其中多元变量法和趋势外推法更适合负荷总量预测，在进行空间负荷预测时精度不高。用地仿真法更适用于土地交易比较自由的国家，其用地性质主要由市场决定，存在一定的规律性，可以使用用地仿真法进行用地类型转换和决策分析。而中国用地性质主要由政府规划决定，特别是目前国内能源互联网建设主要针对示范区、开发区等，用地规划通常可以得到严格执行，因此不用考虑用地决策过程。用地仿真法的缺点在于已知条件难以确定，而且方法很多且比较复杂；负荷密度法相比于用地仿真法更简单清晰且较为常用。然而以上这些传统算法都是根据给定初始条件进行空间负荷预测，只适用于负荷平稳发展的情况。然而随着配电网建设的逐步发展，柔性负荷等新元素的接入使得传统方法遇到如下问题。（1）不确定性更加突出。其一，规划地区大项目投入、工业用户发展状况发生巨大变化、相关政策变动等，均会造成负荷突变，使得空间负荷预测结果与实际之间存在偏差。其二，柔性负荷参与需求响应会产生一定的削峰填谷效果。但是柔性负荷参与需求响应受当地的电价政策、激励信号、相关的智能用电设备以及用户响应意愿等因素影响，因此不同地区柔性负荷的削峰潜力不尽相同而且难以估计。其三，大量柔性负荷呈现出源荷双重不定特性，导致考虑柔性负荷需求响应的净负荷曲线时而呈现负荷特性时而呈现电源特性。（2）数据需求更加强烈。传统配电网规划中负荷预测主要考虑历史负荷数据、天气数据、宏观经济数据、区域人口数据等。而能源互联网建成后，规划所需数据更加繁多且更加精细化。

1.2负荷模型

负荷模型可分为恒功率模型、恒电流模型和恒阻抗模型三种，不同负荷模型对网络的潮流计算影响很小。在负荷时序特性的基础上，进一步考虑负荷的需求响应，需求响应通过可削减负荷实现。

2、主动配电网规划发电预测

2.1预测分布式发电概率

电网负荷预测结果会受到友好负荷调节的影响，并且部分负荷的平衡与分布式电源的接入存在联系，进而影响到预测效果。针对分布式电源规模的确定，电网企业通常无法轻易决定，所以在具体主动配电网规划期间，需要充分考虑到分布式电源建设因素、并网情况因素，科学预测出规划范围内分布式电源情况。在具体预测过程中，因为电源存在波动性出力现象，所以分布式电源的具体出力情况无法依托于装机容量来准确体现。为保障预测结果的精准性，需在预测过程中先进行分布式电源装机总容量的预测，具体范围控制在规划年、规划区，然后以此为依据预测电源的总可信出力。

2.2电源装机总容量预测

分析电源装机总容量，发现影响远景年装机总容量的因素诸多，而电网负荷因素为其中之一。电源总规划指标函数与政策、自然、负荷及地理等因素之间存在直接联系，所以函数的取值需要灵活且全面，需做到对区域内远景用地规划、负荷预测等方面因素综合分析，并遵循先远后近的原则进行装机总容量的科学预测。

2.3电源可信出力计算

典型日光强时序曲线与可信光强曲线，若假定太阳光的光照强度在夜间时期为零值，而太阳光光照强度在白天阶段其强度相似于正态分布，以此进行光强曲线可信值的确定。全天光伏出力情况，光伏出力的具体分布趋势相似于光强，若光伏系统在昼夜周期性方面表现较为显著那么全天出力情况即使在天气情况良好的前提下，仍有50%概率出现为零的现象，而光伏可信出力会与置信度呈现出正比关系，即置信度越低，光伏可信出力越小。所以在负荷晚高峰时期，极有可能出现光伏发电为零的现象，无法发挥出消峰作用。所以，配电规划期间，需增大对分布式电源在高峰阶段的具体可行出力情况的关注度，进而最大化发挥出电源应有的作用与功能，以达到降低设备容量的目的。而光伏发电量此时可以借助储能装置进行存储，以期光谱系统在负荷高峰阶段的可信出力得到提升。

3、分析与展望

3.1分析

基于泛在电力新时期形势下，本文从考虑负荷预测、负荷模型、预测分布式发电概率、电源装机总容量预测、电源可信出力计算规划出发，分别从新形势下规划技术的进行分析(1)新形势下的主动配电网规划强调一种万物互联的状态，新式电力设备将层出不穷，如何正确有效地对其进行数学建模与统一管理，成为一个亟待解决的疑难问题。(2)目前主动配电网目标规划层中所涉及的目标函数与算法不胜枚举，所应用的具体场景也数不胜数，应针对不同场景挖掘场景内各类资源的内在技术特性与规律关系，采用最合适的目标函数与算法对其进行分析与规划。(3)新形势下大数据、云计算以及物联网等先进信息技术，能有效保障ADN规划方案可靠有效，也能在促进电力系统低碳清洁化的同时，降低能耗与运维成本，更好满足用户的用能需求。

3.2展望

当前我国正处于泛在电力新时期建设与社会转型的关键时期，新能源、新设备以及新业务不断接入配电网。在这种背景下，未来的主动配电网规划应当满足以下条件：(1)充分利用新形势下所倡导的物联网与大数据分析技术，构建完备的电网参数以及气象信息等参数的测量体系，加强信息的全面获取与感知。(2)结合云平台等理念，构建完善的主动配电网规划的目标函数与求解算法云知识库，从而为提供最合适的主动配电网规划解决方案。(3)规划方案应鼓励大规模的可再生能源发电设备等新式负荷接入，通过综合规划与主动管理的方式使得电力系统成功转型。

结束语

综上所述，发电预测与负荷预测在主动配电网规划中起到至关重要作用。鉴于此，应强化控制负荷预测与发电预测工作开展，保障其结果的准确性与真实性，为网架与变电站规划提供重要数据参考。

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