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(1)隨機(jī)變化的特性。電力負(fù)荷的隨機(jī)性可以分為內(nèi)在隨機(jī)性和外在隨機(jī)性兩種。內(nèi)在隨機(jī)性主要是電力系統(tǒng)中非線性元件的特性決定的,所以電力系統(tǒng)本身就是一個(gè)大型的非線性系統(tǒng),并且電力負(fù)荷是該系統(tǒng)中的重要的一部分,因此,電力負(fù)荷也具有非線性特性,外在表現(xiàn)形式就是電力負(fù)荷數(shù)據(jù)的隨機(jī)變化性。(2)周期變化的特性。電力負(fù)荷具有隨機(jī)變化的同時(shí),還有一個(gè)明顯的特點(diǎn)就是電力負(fù)荷變化的周期性,主要是由于溫度、氣候和工作規(guī)律等的影響,外在表現(xiàn)為負(fù)荷的季節(jié)性變化、周循環(huán)、工作日與節(jié)假日等特征。例如,每年的電力負(fù)荷的峰值往往出現(xiàn)在冬季和夏季,低谷出現(xiàn)在春季和秋季;每周的電力負(fù)荷周一到周五的變化具有規(guī)律性,雙休日負(fù)荷相對(duì)降低;在節(jié)假日期間,電力負(fù)荷值也會(huì)出現(xiàn)降低的情況。
二、空間電力負(fù)荷的特性分析
電力負(fù)荷特性分析是電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測的基礎(chǔ),把握電力負(fù)荷的特點(diǎn),有利于負(fù)荷預(yù)測精度的提高,同時(shí)在進(jìn)行空間負(fù)荷預(yù)測時(shí),若事先對(duì)空間電力負(fù)荷進(jìn)行分析,并且針對(duì)這些特性采用一些理論來描述,也必然會(huì)改善空間負(fù)荷預(yù)測的預(yù)測精度。(1)空間電力分辨率。在進(jìn)行空間負(fù)荷預(yù)測時(shí),首先必須將預(yù)測區(qū)域按照一定的規(guī)則劃分小區(qū),但是所劃分的小區(qū)的大小、類型也會(huì)影響空間負(fù)荷預(yù)測的方法的結(jié)果及精度,所以本文引入了空間電力分辨率的概念。所謂空間電力分辨率就是指在地理信息系統(tǒng)環(huán)境下,將預(yù)測區(qū)域按照一定規(guī)則劃分為一組供電小區(qū),如果每一個(gè)小區(qū)負(fù)荷數(shù)據(jù)都能夠非常容易的采集和確定,則將該組供電小區(qū)面積的倒數(shù)稱為空間電力分辨率。空間電力分辨率是對(duì)空間電力負(fù)荷的分辨電力負(fù)荷大小和分布的能力的一種描述,包括所劃分供電小區(qū)的形狀、大小以及能否合理確定小區(qū)負(fù)荷值3個(gè)要素。通常劃分小區(qū)的方式主要有兩類,一類是按照等大小的有規(guī)則的網(wǎng)格來劃分,網(wǎng)格可以是長方形、正方形等有規(guī)則的圖形,這一類劃分方式得到的小區(qū)的負(fù)荷數(shù)據(jù)并不能直接得到,需要通過總量負(fù)荷來給劃分的這些小區(qū)進(jìn)行合理分配;另一類小區(qū)劃分方式是按照電力設(shè)備、行政區(qū)域、供電單位等的供電區(qū)域進(jìn)行劃分小區(qū),這一類劃分方式得到的小區(qū)的負(fù)荷數(shù)據(jù)可以直接通過電力系統(tǒng)相關(guān)的電力設(shè)計(jì)的表記來收集。(2)空間電力負(fù)荷特性分析。空間電力負(fù)荷特性分析是提出可行有效的空間負(fù)荷預(yù)測方法的前提,空間電力負(fù)荷除了具有一般電力負(fù)荷的特性(即隨機(jī)變化性和周期變化性)外,還具有空間負(fù)荷自身特有的一些特性,并且這些特性能夠?yàn)橄乱徊娇臻g負(fù)荷預(yù)測方法的提出奠定基礎(chǔ)。本課題針對(duì)的主要是按照供電范圍劃分方式下的空間負(fù)荷預(yù)測,因此下面主要討論該方式下劃分的小區(qū)所具有的空間特性。一是S型增長特性。空間電力負(fù)荷的增長與該地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)的增長有關(guān),主要包括該地區(qū)的人均國民生產(chǎn)總值,人口數(shù)量,及當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)政策等??臻g電力負(fù)荷各年的增長并不是平穩(wěn)的,其增長曲線呈現(xiàn)S型。但是,空間電力負(fù)荷S型增長曲線并不是說明負(fù)荷增長總是在S型的基礎(chǔ)上開始的,只是說明電力負(fù)荷可能處于S型增長曲線的任一階段。另外,有的電力負(fù)荷的增長速度還會(huì)出現(xiàn)多次變化的情況,即多S型曲線的形式。因此,對(duì)小區(qū)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測其實(shí)就是對(duì)小區(qū)負(fù)荷從增長速度為零,到高速發(fā)展,再到低速發(fā)展的階段的確定。二是負(fù)荷轉(zhuǎn)移特性。城市配電網(wǎng)是在“閉環(huán)設(shè)計(jì)、開環(huán)運(yùn)行”的主導(dǎo)思想下建設(shè)的,所以部分饋線之間是相互聯(lián)絡(luò)的,即相互之間可以發(fā)生負(fù)荷轉(zhuǎn)移。在電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的過程中,時(shí)而會(huì)通過開關(guān)變位來倒切負(fù)荷以降低線路損耗、減少過載負(fù)荷,實(shí)現(xiàn)饋線間、變電所間的負(fù)荷轉(zhuǎn)移。在發(fā)生負(fù)荷轉(zhuǎn)移的過程中,一些是永久性轉(zhuǎn)移;另一些是臨時(shí)性轉(zhuǎn)移。永久性負(fù)荷轉(zhuǎn)移會(huì)永久的改變負(fù)荷小區(qū)的負(fù)荷,可以不計(jì)負(fù)荷轉(zhuǎn)移對(duì)負(fù)荷發(fā)展趨勢的影響;然而,臨時(shí)性負(fù)荷轉(zhuǎn)移會(huì)使負(fù)荷小區(qū)的負(fù)荷發(fā)展趨勢發(fā)生大的波動(dòng),從而產(chǎn)生隨機(jī)性很大的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù),進(jìn)而影響負(fù)荷預(yù)測的結(jié)果,所以這部分負(fù)荷轉(zhuǎn)移必須在進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測的過程中予以考慮。三是空間傳播特性。以上特性都是空間電力負(fù)荷在時(shí)間上所體現(xiàn)出來的,同時(shí),在空間上具有傳播性。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,在一些大負(fù)荷產(chǎn)生的區(qū)域,例如居民樓集中區(qū)域、學(xué)校、醫(yī)院等,它們的負(fù)荷的不斷增長變化會(huì)引起其周圍區(qū)域的負(fù)荷的變化,這就體現(xiàn)了電力負(fù)荷的空間傳播性。電力負(fù)荷的空間傳播性是指在一定尺度下的空間電力分辨率下,負(fù)荷密度較大的小區(qū)對(duì)周圍小區(qū)負(fù)荷的影響。
論文摘要:本文介紹了電力需求側(cè)管理的概念、技術(shù)手段,分析了國外電力需求側(cè)管理可借鑒的經(jīng)驗(yàn),闡述了我國實(shí)施電力需求側(cè)管理取得的成績,并給出了實(shí)施意見和建議。
1電力需求側(cè)管理的內(nèi)容
1.1 電力需求側(cè)管理的概念電力需求側(cè)管理(Demand Side Management,以下簡稱DSM)指的是通過提高終端用電效率和優(yōu)化用電方式,在完成同樣用電功能的同時(shí)減少電量消耗和電力需求,達(dá)到節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)低成本電力服務(wù)所進(jìn)行的用電管理活動(dòng)。
1.2 DSM的管理措施目前,DSM的管理措施主要有技術(shù)手段、財(cái)政手段、誘導(dǎo)手段和行政手段。DSM的實(shí)施環(huán)境有政府的作用、電力公司的作用、能源服務(wù)公司類中介機(jī)構(gòu)的作用和電力用戶的作用。DSM的技術(shù)手段主要有:負(fù)荷整形技術(shù)和提高終端用電效率,負(fù)荷整形技術(shù)主要有削峰、填谷、移峰填谷三種。
2國外DSM的可借鑒的經(jīng)驗(yàn)
2.1 完善的行政法規(guī)制定強(qiáng)制電力公司實(shí)施DSM項(xiàng)目的法規(guī)。美國在1992年就要求將綜合資源規(guī)劃、電力需求側(cè)管理加入到《全國能源政策行動(dòng)法》中。而許多國家在經(jīng)過電力重組后,電力公司被強(qiáng)制性地開展電力需求側(cè)管理的工作。頒布資金機(jī)制、電價(jià)設(shè)計(jì)等行政法令鼓勵(lì)電力公司實(shí)施電力需求側(cè)管理計(jì)。
2.2 完善的資金機(jī)制和激勵(lì)機(jī)制很多國家制定了促進(jìn)DSM的資金機(jī)制,如系統(tǒng)效益收費(fèi)和能源相關(guān)稅收等。系統(tǒng)效益收費(fèi)是指按一定比例附加在所有電力用戶的電價(jià)上。
2.3 能源服務(wù)公司的作用能源服務(wù)公司(在國外簡稱ESCO,在中國簡稱EMCo)誕生于20世紀(jì)70年代,指的是與客戶簽訂節(jié)能服務(wù)合同,按照合同采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)和服務(wù)為客戶實(shí)施節(jié)能項(xiàng)目的公司實(shí)體。在美國,50%以上的節(jié)能改造業(yè)務(wù)由能源服務(wù)公司完成,成為該國的節(jié)能領(lǐng)域最主要的推動(dòng)力和運(yùn)行機(jī)制之一。
3我國DSM的發(fā)展及建議
3.1 DSM在我國取得的成績我國自實(shí)施DSM以來,有很多示范工程取得了很大的效益。1992年,深圳電網(wǎng)在照明方面、空調(diào)方面、電動(dòng)機(jī)方面采取了一系列的需求側(cè)管理措施,至2000年實(shí)現(xiàn)年節(jié)約電量970GWh (占全市總用電量的3.9%),削減高峰負(fù)荷457MW(占全市峰荷電量的9.1%),需求側(cè)管理僅用1/10的電力建設(shè)投資成本(約3.3億元人民幣)就避免新建一座600MW的電廠;1997年8月國家計(jì)委能源研究所與勝利油田管理局合作,開展了以企業(yè)為主體實(shí)施需求側(cè)管理的試點(diǎn)研究與示范工程,實(shí)踐效果顯著,電力拖動(dòng)示范工程削減峰荷1826kW,一年節(jié)電1447萬千瓦時(shí),直接節(jié)電效益564萬元,“綠色照明”示范工程削減峰荷1670kW,一個(gè)季度節(jié)電96萬千瓦時(shí),直接節(jié)電效益67萬元;2008年北京奧運(yùn)場館成為世界上利用太陽能發(fā)電量最多的建筑群之一,整套設(shè)備年節(jié)約電費(fèi)高達(dá)4578000元,按設(shè)計(jì)使用15年計(jì)算,這套太陽能系統(tǒng)將節(jié)約13743萬千瓦時(shí)電,節(jié)省電費(fèi)6867萬元。 3.2 對(duì)我國實(shí)施DSM的建議我國DSM工作取得了顯著成效,隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,國內(nèi)低效率、高電耗的生產(chǎn)能力和民用設(shè)施仍在迅速增長,我國終端用電效率與國際先進(jìn)水平的差距有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢。因此,電力需求側(cè)管理工作的實(shí)施勢在必行。
①加大宣傳,轉(zhuǎn)變觀念。DSM的概念引入我國較晚,對(duì)于大多數(shù)居民用戶來說,并未普及。首先,相關(guān)的電力監(jiān)管部門應(yīng)該增強(qiáng)服務(wù)意識(shí),服務(wù)于大眾、企業(yè)、社會(huì),主動(dòng)了解、分析電力市場,從政府縱觀全局的角度制定出綜合資源規(guī)劃方案。其次,在我國,能源觀念相對(duì)來說較淡薄,作為政府,應(yīng)加大宣傳、教育力度,引導(dǎo)人們樹立良好觀念。DSM是需要全社會(huì)參與的一個(gè)社會(huì)系統(tǒng)工程,因而,增強(qiáng)社會(huì)民眾的節(jié)能觀念,是DSM成功實(shí)施的基礎(chǔ)條件。再次,應(yīng)大力宣傳環(huán)保,我們做的許多公益廣告已經(jīng)起到了一定的作用,但人們的環(huán)境意識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
②建立、健全法律、法規(guī)。建立、健全電力需求側(cè)管理的相關(guān)法律和法規(guī),是推動(dòng)電力需求側(cè)管理工作有效進(jìn)展的基礎(chǔ)和重要保障。近年來,我國制定了一些節(jié)約能源的法規(guī),并將于2011年實(shí)施《電力需求側(cè)管理辦法》,但還缺少相關(guān)的法律制度。我國應(yīng)盡快出臺(tái)相關(guān)的法律規(guī)定,明確需求側(cè)管理的實(shí)施主體、工作原則,使需求側(cè)管理在我國逐步法制化、規(guī)范化。同時(shí),各相關(guān)部門應(yīng)貫徹執(zhí)行《電力法》、《節(jié)約用電管理辦法》等法規(guī),逐步促進(jìn)需求側(cè)管理的發(fā)展。③制定有效地激勵(lì)政策。建立公益性的專項(xiàng)資金可以為需求側(cè)管理工作提供有力的支持,資金可通過適當(dāng)渠道解決。積極發(fā)揮電價(jià)的杠桿作用,可以擴(kuò)大峰谷電價(jià)、豐枯電價(jià)、季節(jié)電價(jià)的價(jià)差以及實(shí)施范圍,可以研究制定分時(shí)電價(jià)、可中斷可減小負(fù)荷電價(jià)、超電價(jià)以及尖峰電價(jià)等。產(chǎn)業(yè)政策方面,可以適當(dāng)鼓勵(lì)節(jié)電、調(diào)荷產(chǎn)品和設(shè)備的開發(fā)和應(yīng)用。④加大研發(fā)新技術(shù),作好終端節(jié)電。我國的終端節(jié)電潛力巨大。我國的鋼鐵等耗能高的企業(yè),應(yīng)優(yōu)先選用處于國際、國內(nèi)先進(jìn)水平的節(jié)電新技術(shù)、新設(shè)備;我國很多大型工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中都有可供回收利用的余熱、余汽,加強(qiáng)能源梯級(jí)利用有利于提高企業(yè)能源綜合利用的水平;企業(yè)應(yīng)采用先進(jìn)的照明技術(shù)和照明燈具,采取對(duì)原有照明設(shè)施改造等一系列措施,減少企業(yè)用電量;在大型企業(yè)中,采用企業(yè)電力能源管理系統(tǒng)對(duì)企業(yè)內(nèi)部各用電點(diǎn)負(fù)荷狀況實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測,為企業(yè)內(nèi)部達(dá)到電力負(fù)荷平衡提供技術(shù)支持,為進(jìn)一步提高能源動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行安全性、可靠性,提高能源管理效率和管理質(zhì)量提供保障。
電力需求側(cè)管理工作意義深遠(yuǎn),在我國還有很多方面需要加強(qiáng)和完善,我們要不斷地學(xué)習(xí),吸取國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)、結(jié)合自己的特點(diǎn),制定出適合我國發(fā)展需要的管理體系,在更廣泛地區(qū)域,更完善地實(shí)施電力需求側(cè)管理,使我國電力能夠持續(xù)、穩(wěn)固地發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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[關(guān)鍵詞]電力行業(yè);電力規(guī)劃;負(fù)荷預(yù)測
中圖分類號(hào):TM732 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2015)05-0073-01
電力事業(yè)是我國基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)的支持,近幾年,電力事業(yè)的發(fā)展速度非??欤铝τ跐M足生產(chǎn)、生活的用電,社會(huì)用電的壓力與日俱增,促使電力行業(yè)面臨巨大的供電壓力,電力行業(yè)必須通過電力規(guī)劃,才能保障電力事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。電力行業(yè)規(guī)劃電力項(xiàng)目時(shí),深化了負(fù)荷預(yù)測,利用負(fù)荷預(yù)測,保障電力規(guī)劃的科學(xué)與合理,在負(fù)荷預(yù)測的基礎(chǔ)上,提高電力規(guī)劃的可靠性。
一、電力規(guī)劃中的負(fù)荷預(yù)測
電力行業(yè)在電力規(guī)劃中,需要收集各項(xiàng)電力資料,根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的供電情況,預(yù)測一段時(shí)間內(nèi)負(fù)荷的變化情況[1]。負(fù)荷變化的周期不定,以當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)公司的時(shí)間規(guī)劃為主,一般為5年、10年、20年為間隔段。負(fù)荷預(yù)測的目的是協(xié)助電力規(guī)劃,保障電力規(guī)劃負(fù)荷電網(wǎng)的實(shí)際情況,針對(duì)電力規(guī)劃中的負(fù)荷預(yù)測進(jìn)行如下分析:
1、負(fù)荷預(yù)測的方法
電網(wǎng)公司以當(dāng)?shù)赜秒妼?shí)況為基礎(chǔ),預(yù)測負(fù)荷變化。比較常見的負(fù)荷預(yù)測方法主要有四種,分析如:(1)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測,該方法在電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi),利用計(jì)算機(jī)找出負(fù)荷之間的映射關(guān)系,再按照神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測的方式,實(shí)現(xiàn)一定程度的學(xué)習(xí),細(xì)化分析負(fù)荷的映射,由此得出未來負(fù)荷的變化情況,預(yù)測出負(fù)荷的動(dòng)態(tài)情況;(2)專家系統(tǒng),此方法偏重于歷史負(fù)荷,電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的負(fù)荷以歷史記錄的方式存儲(chǔ),專家系統(tǒng)通過分析歷史負(fù)荷,結(jié)合影響負(fù)荷變化的因素,按照專家的思維方式,分析歷史負(fù)荷的變化規(guī)律,推理并預(yù)測未來負(fù)荷;(3)灰色數(shù)學(xué)方法,充分利用數(shù)學(xué)概念中的序列理論,利用序列變化的方式,轉(zhuǎn)化負(fù)荷的變化狀態(tài),促使其具有規(guī)律性,規(guī)律負(fù)荷可以生成灰色數(shù)學(xué)建模,而模型中反饋的未知負(fù)荷,可以表達(dá)出符合預(yù)測的變化狀態(tài);(4)模糊控制,其利用模糊理論和數(shù)學(xué)理論,有針對(duì)性的進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測,準(zhǔn)確的控制具有數(shù)學(xué)理念的負(fù)荷變化,促使整個(gè)負(fù)荷預(yù)測的過程都處于控制狀態(tài),得出負(fù)荷預(yù)測的結(jié)論。
2、負(fù)荷預(yù)測的評(píng)價(jià)
負(fù)荷預(yù)測能夠判斷電力行業(yè)的需求,按照行業(yè)本身的需求進(jìn)行電力規(guī)劃,評(píng)價(jià)負(fù)荷預(yù)測的價(jià)值[2]。例如:某電網(wǎng)公司預(yù)測負(fù)荷的年平均增長率,找出用電過程中的規(guī)律變化,進(jìn)而制定電力規(guī)劃的方案,該電網(wǎng)公司參考整個(gè)地區(qū)往年的用電量,著重分析用電的增長規(guī)律,通過以往的數(shù)據(jù)預(yù)測未來對(duì)電荷的需求量,完善電力規(guī)劃的內(nèi)容,該電網(wǎng)公司負(fù)荷預(yù)測的數(shù)據(jù)為,地區(qū)年用電量較往年增長8%,前年與上年比較出現(xiàn)了6.83%的負(fù)增長,而去年與前年相比又達(dá)到了19.62%的反彈增量,因此,該電網(wǎng)公司深化負(fù)荷預(yù)測,制定未來5年的用電計(jì)劃,合理規(guī)劃電力分配,將電力規(guī)劃與該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益、產(chǎn)生發(fā)展直接掛鉤,利用電力規(guī)劃推進(jìn)企業(yè)生產(chǎn),最大程度的創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。
除了年平均增長率的預(yù)測方式外,部分電網(wǎng)公司還會(huì)采取產(chǎn)值單耗預(yù)測,協(xié)助電力規(guī)劃,為生產(chǎn)、生活提供合理的規(guī)劃用電。地區(qū)產(chǎn)生的產(chǎn)值單耗,存在明顯的負(fù)荷浮動(dòng),電網(wǎng)公司根據(jù)產(chǎn)值單耗的浮動(dòng)變化,為電力規(guī)劃提供基礎(chǔ)的保障信息,穩(wěn)定地區(qū)產(chǎn)業(yè)的用電發(fā)展,利用負(fù)荷預(yù)測制定電力分配的計(jì)劃,加強(qiáng)電力行業(yè)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)。
二、基于負(fù)荷預(yù)測的電力規(guī)劃
根據(jù)負(fù)荷預(yù)測的結(jié)果,提高電力規(guī)劃的水平,重點(diǎn)分析電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的電源規(guī)劃和電力規(guī)劃,體現(xiàn)負(fù)荷預(yù)測在電力規(guī)劃中的應(yīng)用效果。
1、電源規(guī)劃
電力規(guī)劃在負(fù)荷預(yù)測的協(xié)助下,需要實(shí)行多電源供電,防止用電地區(qū)出現(xiàn)大規(guī)模的停電。一般情況下,電網(wǎng)公司電力規(guī)劃中,設(shè)計(jì)兩個(gè)直供電源,分別是110kv和220kv,滿足城市變電的需求,電網(wǎng)公司規(guī)劃電源時(shí),需要與多個(gè)設(shè)計(jì)部門進(jìn)行協(xié)商,既要商討電源規(guī)劃的占地面積,又要完善最終的勘測設(shè)計(jì)。例如:某城市電網(wǎng)公司經(jīng)符合預(yù)測后發(fā)現(xiàn),原本電力規(guī)劃與城市用電存在嚴(yán)重的矛盾,該城市的城東地區(qū)經(jīng)常發(fā)生停電事故,所以該電網(wǎng)公司將城東的電源規(guī)劃改為兩回10kv供電,分擔(dān)原有電源的壓力,實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)電源供電,優(yōu)化電力規(guī)劃中的電源分配。
2、電力規(guī)劃
電力規(guī)劃是城市用電的基礎(chǔ),如何利用負(fù)荷預(yù)測做好電力規(guī)劃,成為電網(wǎng)公司重點(diǎn)考慮的問題。電力規(guī)劃時(shí),需要全面分析負(fù)荷預(yù)測的內(nèi)容,更重要的是收集基礎(chǔ)資料,輔助電網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)[3]。電力規(guī)劃對(duì)負(fù)荷預(yù)測的需求比較大,負(fù)荷預(yù)測中包含電力規(guī)劃所需的基礎(chǔ)用電資源,例舉電力規(guī)劃的基本資料,如:(1)5年中電網(wǎng)公司內(nèi)統(tǒng)計(jì)的用電信息,如供電、線損等,匯總用電信息中的最大值和最小值;(2)5年內(nèi)電網(wǎng)公司的電力分配信息,統(tǒng)計(jì)城市地區(qū)不同行業(yè)的用電量,掌握各個(gè)企業(yè)的用電規(guī)模;(3)10年內(nèi)電網(wǎng)公司統(tǒng)計(jì)的負(fù)荷數(shù)據(jù),包括負(fù)荷預(yù)測的歷史資料;(4)電網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖,提供根本性的結(jié)構(gòu)分布;(5)明確電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的等級(jí)電壓,準(zhǔn)確的標(biāo)注出各個(gè)等級(jí)的電量;(6)以5年、10年為期限,制定負(fù)荷變化的預(yù)測圖,輔助電力規(guī)劃。
三、電力負(fù)荷預(yù)測的規(guī)劃設(shè)計(jì)
電力規(guī)劃及負(fù)荷預(yù)測是電網(wǎng)系統(tǒng)的重要部分,有利于提高電力行業(yè)的發(fā)展水平,按照電力行業(yè)的需求,分析電力負(fù)荷預(yù)測的規(guī)劃設(shè)計(jì),降低負(fù)荷預(yù)測的難度,同時(shí)為電力規(guī)劃提供準(zhǔn)確的預(yù)測服務(wù)。
電力負(fù)荷預(yù)測規(guī)劃設(shè)計(jì)的核心是負(fù)荷預(yù)測模塊,電網(wǎng)公司根據(jù)電力規(guī)劃,設(shè)定負(fù)荷預(yù)測的目標(biāo),可以將負(fù)荷預(yù)測模塊分為三部分[4]。第一部分是負(fù)荷預(yù)測的方案,根據(jù)電力規(guī)劃的實(shí)際需要,選擇單耗法配合模糊回歸和灰色預(yù)測,為電網(wǎng)公司提供準(zhǔn)確的預(yù)測方法,保障負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確性;第二部分與電力規(guī)劃的目標(biāo)相關(guān),包括歷史電力負(fù)荷數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)、工業(yè)發(fā)展指標(biāo)、其它產(chǎn)業(yè)發(fā)展指標(biāo)四項(xiàng)因素,指示負(fù)荷預(yù)測的方向,最終負(fù)荷預(yù)測的結(jié)果會(huì)根據(jù)不同的因素劃分;第三部分是負(fù)荷預(yù)測模塊的結(jié)論部分,電網(wǎng)公司按照負(fù)荷預(yù)測的結(jié)論,評(píng)估電力行業(yè)的供電能力,結(jié)合當(dāng)前容載比,設(shè)計(jì)電力規(guī)劃的布點(diǎn),穩(wěn)定負(fù)荷預(yù)測及電力規(guī)劃。電力負(fù)荷預(yù)測規(guī)劃設(shè)計(jì)是電力規(guī)劃與負(fù)荷預(yù)測的綜合表現(xiàn),一方面掌握電力規(guī)劃的需求,另一方面提供負(fù)荷預(yù)測的數(shù)據(jù)信息。
結(jié)束語
負(fù)荷預(yù)測為電力規(guī)劃提供根本性的數(shù)據(jù)資料,輔助電力行業(yè)實(shí)行電力規(guī)劃,以此來確保電力規(guī)劃的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定度,促使電力規(guī)劃負(fù)荷社會(huì)用電的實(shí)際需要。電力行業(yè)在電力規(guī)劃中,非常注重負(fù)荷預(yù)測的應(yīng)用,而且負(fù)荷預(yù)測反應(yīng)了電網(wǎng)系統(tǒng)的真實(shí)情況,推進(jìn)電力行業(yè)的發(fā)展,體現(xiàn)出電力規(guī)劃及負(fù)荷預(yù)測在電力行業(yè)中的重要價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
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[關(guān)鍵詞]電力變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析
中圖分類號(hào):TM4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)1120017-01
電力變壓器在國民經(jīng)濟(jì)中是一種應(yīng)用極為廣泛的電氣設(shè)備,一般來說從發(fā)電、供電到用戶需6~8次變壓過程,而電力變壓器在運(yùn)行過程,其鐵芯產(chǎn)生渦流損耗和磁滯損耗,以及電流流過繞組將產(chǎn)生銅損,其損耗在電網(wǎng)損耗中占相當(dāng)大的比例,因此電力變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)具有重要意義。
一、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量的概念
經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是指能使整個(gè)系統(tǒng)的有功損耗最小,能獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益的設(shè)備運(yùn)行。
無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量是表示電力系統(tǒng)多發(fā)送1KVar的無功功率時(shí),將在電力系統(tǒng)中增加有功功率損耗KW數(shù),其符號(hào)為Kq,單位為KW/KVar。對(duì)于企業(yè)變配電所,無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量Kq=0.02~0.1。
二、一臺(tái)變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷
變壓器既有有功損耗,又有無功損耗,而且這些損耗都要引起電力系統(tǒng)有功損耗的增加,但是由于變壓器的有功損耗遠(yuǎn)比無功損耗小,因此在考慮由于變壓器的損耗而引起電力系統(tǒng)增加的有功損耗時(shí),可略去變壓器有功損耗對(duì)系統(tǒng)的影響,而只計(jì)變壓器無功損耗對(duì)系統(tǒng)的影響。在考慮變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性時(shí),將變壓器本身的有功損耗再加上變壓器無功損耗在電力系統(tǒng)中(包括變壓器本身)引起的有功損耗,統(tǒng)稱為變壓器有功損耗換算值。
因此,一臺(tái)變壓器在負(fù)荷為S時(shí)的有功損耗換算值為:
式中:
――變壓器的有功損耗
――變壓器的無功損耗
――變壓器的空載損耗
――變壓器的短路損耗
――變壓器空載時(shí)的無功損耗
――變壓器額定負(fù)荷時(shí)的無功損耗增量
――變壓器的額定容量
要使變壓器運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)負(fù)荷變壓器下,就必須滿足變壓器單位
變壓器經(jīng)濟(jì)負(fù)荷與變壓器額定容量之比,稱為變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷系數(shù)或最佳負(fù)荷數(shù)用 表示,由(1-2)得變壓器經(jīng)濟(jì)系數(shù)為:
例如:
因此由(1-3)可得變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷系數(shù)為
由(1-2)可得變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷為
一般變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷在50~70%左右。
三、兩臺(tái)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷計(jì)算
假設(shè)變電所有兩臺(tái)同型號(hào)同容量(Se)的變壓器,變電所的總負(fù)荷為S。
一臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí),要承擔(dān)總負(fù)荷S,因此由(1-1)可求得其有功損耗換算值為:
兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí),每臺(tái)承擔(dān)負(fù)荷S/2,因此由式(1-1)可求得其有功損耗換算值為:
將上列兩種情況的有功損耗換算值對(duì)總負(fù)荷S的關(guān)系表示下圖所示的兩條曲線。這兩條曲線交于a點(diǎn),它所對(duì)應(yīng)的變壓器負(fù)荷,稱為變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷,用 表示。
兩臺(tái)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷
由此可求得兩臺(tái)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷為
如果是n臺(tái)變壓器,則n臺(tái)與n-1臺(tái)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷為:
例如,某企業(yè)變電所裝有兩臺(tái) 型電力變壓器。試計(jì)算此變電所變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷。
解:全部利用上例所得的變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)代入(1-4)即得此變電所變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷為(取Kq=0.1)
如果負(fù)荷S485KVA時(shí),宜兩臺(tái)運(yùn)行。
四、結(jié)語
電力負(fù)荷的概念為電力需求量、用電量,電網(wǎng)、發(fā)電廠或供電地區(qū)某一段時(shí)間內(nèi)的工作負(fù)荷。電力負(fù)荷預(yù)測是,在充分考慮部分重要條件的前提下,利用一套完全能夠系統(tǒng)性地處理過去及未來負(fù)荷的數(shù)學(xué)方法,在滿足相應(yīng)的精度要求下,確定出將來某一特定時(shí)刻的負(fù)荷數(shù)值。
一、電力負(fù)荷預(yù)測的特點(diǎn)
電力負(fù)荷預(yù)測主要特點(diǎn)如下:
1)不準(zhǔn)確性
電力負(fù)荷受到各種因素的影響,并且這些影響因素時(shí)刻不斷發(fā)生變化,很多時(shí)候很難對(duì)負(fù)荷的發(fā)展變化進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)見,再加上臨時(shí)情況的發(fā)生也會(huì)影響預(yù)測的結(jié)果,因此預(yù)測的結(jié)果常常具有不準(zhǔn)確性。
2)條件性
負(fù)荷預(yù)測要在一定條件下進(jìn)行,必然條件和假設(shè)條件。必然條件是根據(jù)本質(zhì)規(guī)律的預(yù)測條件,所得預(yù)測結(jié)果比較可靠。在實(shí)際情況下,需要設(shè)置一些假設(shè)條件。是根據(jù)研究分析,綜合各種實(shí)際情況得來,并非毫無根據(jù)的憑空假設(shè)。
3)時(shí)間性
由于電力負(fù)荷預(yù)測是屬于科學(xué)預(yù)測的范疇的,因此各種負(fù)荷預(yù)測都需要確卻得指明預(yù)測的時(shí)間范圍。
4)多方案性
負(fù)荷預(yù)測的不準(zhǔn)確性和條件性這兩個(gè)特點(diǎn),導(dǎo)致有時(shí)需要在各種情況下,對(duì)負(fù)荷的各種可能的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行預(yù)測,這樣就會(huì)根據(jù)各種條件得出各種不同的負(fù)荷預(yù)測方案。
二、電力負(fù)荷預(yù)測的基本原理
負(fù)荷預(yù)測是根據(jù)過去和現(xiàn)在的具體情況,對(duì)負(fù)荷發(fā)展變化規(guī)律進(jìn)行討論研究,并此推斷電力負(fù)荷發(fā)展趨勢。
1)可知性原理。它是指預(yù)測對(duì)象的發(fā)展規(guī)律包括未來的發(fā)展趨勢和狀況,是可以被人們所知道的。
2)可能性原理。事物的發(fā)展變化規(guī)律,是由內(nèi)因和外因兩個(gè)因素共同決定的,內(nèi)因或外因的變化,都會(huì)使事物向著多種可能的方向發(fā)展變化。
3)連續(xù)性原理。在電力系統(tǒng)的發(fā)展變化中,負(fù)荷預(yù)測會(huì)將某些原有的特征保持下來,然后再以原有的趨勢和變化率發(fā)展下去,這是一種連續(xù)性原理,也稱慣性原理,負(fù)荷預(yù)測的這種慣性特征是我們進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測的主要依據(jù)。
4)相似性原理。相似性原理是指,如果一個(gè)事物現(xiàn)在的發(fā)展過程及發(fā)展?fàn)顩r正好與另一事物的過去某一階段的發(fā)展過程及發(fā)展?fàn)顩r是類似的,則人們就可以根據(jù)后一事物已知的發(fā)展過程和發(fā)展?fàn)顩r,來對(duì)預(yù)測對(duì)象的未來的發(fā)展過程和發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行預(yù)測。
5)反饋性原理。人們?cè)陬A(yù)測的實(shí)際過程中,預(yù)測的結(jié)果總是會(huì)與經(jīng)過一段時(shí)間后得到的負(fù)荷實(shí)際值之間存在著一定的差距,這時(shí)就需要利用這個(gè)差距值來對(duì)遠(yuǎn)期的預(yù)測值進(jìn)行反饋調(diào)節(jié),來達(dá)到不斷提高預(yù)測準(zhǔn)確性的目的。
6)系統(tǒng)性原理,預(yù)測對(duì)象的未來的發(fā)展關(guān)系到系統(tǒng)整體的動(dòng)態(tài)發(fā)展,且系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)發(fā)展與系統(tǒng)的各組成部分以及影響因素之間的相互影響和作用是密切相關(guān)的。
三、電力負(fù)荷預(yù)測的基本程序
根據(jù)電力負(fù)荷預(yù)測的實(shí)踐活動(dòng),其基本程序如下。
1)確定負(fù)荷預(yù)測的目的,制定負(fù)荷預(yù)測的計(jì)劃;2)調(diào)查收集資料和選擇資料; 3)資料整理;4)對(duì)資料進(jìn)行初步分析;5)預(yù)測模型的建立;6)綜合分析,以確定預(yù)測結(jié)果;7)編寫預(yù)測報(bào)告,以交付使用;8)負(fù)荷預(yù)測管理。
四、電力負(fù)荷預(yù)測的誤差分析
預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性與預(yù)測誤差密切相關(guān),預(yù)測誤差越大,預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性就越低,反之,預(yù)測誤差越小,預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性就越高。因此研究誤差產(chǎn)生的原因和分析誤差的大小,是具有很大的意義的。這樣不但可以認(rèn)識(shí)到預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確程度,同時(shí)對(duì)于改進(jìn)電力負(fù)荷的預(yù)測工作,檢驗(yàn)和選用合適的預(yù)測方法等方面也具有很大的幫助。
4.1產(chǎn)生誤差的原因
產(chǎn)生預(yù)測誤差的原因有很多,主要有以下幾種原因:
1)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測時(shí)通常要使用數(shù)學(xué)模型,而數(shù)學(xué)模型通常只包含研究對(duì)象的一些主要因素,而很多次要的影響因素都被忽略了。電力負(fù)荷的變化是錯(cuò)綜復(fù)雜的,這樣的模型只是反映出了經(jīng)過簡單化了的負(fù)荷狀況,而與實(shí)際的負(fù)荷之間總是存在著差距,因此用它來進(jìn)行預(yù)測時(shí),會(huì)無可避免地與實(shí)際負(fù)荷之間存在誤差。
2)負(fù)荷預(yù)測的影響因素是千變?nèi)f化的,進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測的要求和目的也是多N多樣的,因而需要從許多的預(yù)測方法中,選擇出一個(gè)合適的預(yù)測方法。如果選用的預(yù)測方法不合適,就會(huì)隨之產(chǎn)生誤差。
3)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測時(shí)要使用大量的資料,而這些資料并不一定都是準(zhǔn)確可靠的,這就必然會(huì)給負(fù)荷預(yù)測帶來誤差。
4)當(dāng)有意外事件發(fā)生,或者情況發(fā)生突然變化時(shí),也會(huì)產(chǎn)生預(yù)測誤差。此外,計(jì)算或者判斷上出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí),也會(huì)產(chǎn)生不同程度的預(yù)測誤差。
4.2預(yù)測誤差分析
電力負(fù)荷預(yù)測誤差的分析方法和指標(biāo)有很多,主要包括如下幾種:
1)絕對(duì)誤差與相對(duì)誤差;2)平均絕對(duì)誤差;3)均方誤差;4)均方根誤差;5)標(biāo)準(zhǔn)誤差;6)平均絕對(duì)百分比誤差。
參 考 文 獻(xiàn)