摘要：負荷猜測在電力系統規劃和運行方面發揮的重要功能，具有明顯的經濟效益，負荷猜測實質上是對電力市場需求的猜測。該文系統地介紹和分析了各種負荷猜測的方法及特征，并指出做好負荷猜測已成為實現電力系統管理現代化的重要手段。

摘要：電力系統負荷猜測電力市場建設規劃

1引言

負荷猜測是從已知的用電需求出發，考慮政治、經濟、氣候等相關因素，對未來的用電需求做出的猜測。負荷猜測包括兩方面的含義摘要：對未來需求量(功率)的猜測和未來用電量(能量)的猜測。電力需求量的猜測決定發電、輸電、配電系統新增容量的大小；電能猜測決定發電設備的類型(如調峰機組、基荷機組等)。

負荷猜測的目的就是提供負荷發展狀況及水平，同時確定各供電區、各規劃年供用電量、供用電最大負荷和規劃地區總的負荷發展水平，確定各規劃年用電負荷構成。

2負荷猜測的方法及特征

2.1單耗法

按照國家布置的產品產量、產值計劃和用電單耗確定需電量。單耗法分"產品單耗法"和"產值單耗法"兩種。采用"單耗法"猜測負荷前的關鍵是確定適當的產品單耗或產值單耗。從我國的實際情況來看，一般規律是產品單耗逐年上升，產值單耗逐年下降。單耗法的優點是摘要：方法簡單，對短期負荷猜測效果較好。缺點是摘要：需做大量細致的調研工作，比較籠統，很難反映現代經濟、政治、氣候等條件的影響。

2.2趨向外推法

當電力負荷依時間變化呈現某種上升或下降的趨向，并且無明顯的季節波動，又能找到一條合適的函數曲線反映這種變化趨向時，就可以用時間t為自變量，時序數值y為因變量，建立趨向模型y＝f(t)。當有理由相信這種趨向能夠延伸到未來時，賦予變量t所需要的值，可以得到相應時刻的時間序列未來值。這就是趨向外推法。

應用趨向外推法有兩個假設條件摘要：

①假設負荷沒有跳躍式變化；

②假定負荷的發展因素也決定負荷未來的發展，其條件是不變或變化不大。選擇合適的趨向模型是應用趨向外推法的重要環節，圖形識別法和差分法是選擇趨向模型的兩種基本方法。

外推法有線性趨向猜測法、對數趨向猜測法、二次曲線趨向猜測法、指數曲線趨向猜測法、生長曲線趨向猜測法。趨向外推法的優點是摘要：只需要歷史數據、所需的數據量較少。缺點是摘要：假如負荷出現變動，會引起較大的誤差。

2.3彈性系數法

彈性系數是電量平均增長率和國內生產總值之間的比值，根據國內生產總值的增長速度結合彈性系數得到規劃期末的總用電量。彈性系數法是從宏觀上確定電力發展同國民經濟發展的相對速度，它是衡量國民經濟發展和用電需求的重要參數。該方法的優點是摘要：方法簡單，易于計算。缺點是摘要：需做大量細致的調研工作。

2.4回歸分析法

回歸猜測是根據負荷過去的歷史資料，建立可以進行數學分析的數學模型。用數理統計中的回歸分析方法對變量的觀測數據統計分析，從而實現對未來的負荷進行猜測。回歸模型有一元線性回歸、多元線性回歸、非線性回歸等回歸猜測模型。其中，線性回歸用于中期負荷猜測。優點是摘要：猜測精度較高，適用于在中、短期猜測使用。缺點是摘要：

①規劃水平年的工農業總產值很難具體統計；

②用回歸分析法只能測算出綜合用電負荷的發展水平，無法測算出各供電區的負荷發展水平，也就無法進行具體的電網建設規劃。

2.5時間序列法

就是根據負荷的歷史資料，設法建立一個數學模型，用這個數學模型一方面來描述電力負荷這個隨機變量變化過程的統計規律性；另一方面在該數學模型的基礎上再確立負荷猜測的數學表達式，對未來的負荷進行猜測。時間序列法主要有自回歸AR(p)、滑動平均MA(q)和自回歸和滑動平均ARMA(p,q)等。這些方法的優點是摘要：所需歷史數據少、工作量少。缺點是摘要：沒有考慮負荷變化的因素，只致力于數據的擬合，對規律性的處理不足，只適用于負荷變化比較均勻的短期猜測的情況。

2.6灰色模型法

灰色猜測是一種對含有不確定因素的系統進行猜測的方法。以灰色系統理論為基礎的灰色猜測技術，可在數據不多的情況下找出某個時期內起功能的規律，建立負荷猜測的模型。分為普通灰色系統模型和最優化灰色模型兩種。

普通灰色猜測模型是一種指數增長模型，當電力負荷嚴格按指數規律持續增長時，此法有猜測精度高、所需樣本數據少、計算簡便、可檢驗等優點；缺點是對于具有波動性變化的電力負荷，其猜測誤差較大，不符合實際需要。而最優化灰色模型可以把有起伏的原始數據序列變換成規律性增強的成指數遞增變化的序列，大大提高猜測精度和灰色模型法的適用范圍。灰色模型法適用于短期負荷猜測。灰色猜測的優點摘要：要求負荷數據少、不考慮分布規律、不考慮變化趨向、運算方便、短期猜測精度高、易于檢驗。缺點摘要：一是當數據離散程度越大，即數據灰度越大，猜測精度越差；二是不太適合于電力系統的長期后推若干年的猜測。

2.7德爾菲法

德爾菲法是根據有專門知識的人的直接經驗，對探究的新問題進行判定、猜測的一種方法，也稱專家調查法。德爾菲法具有反饋性、匿名性和統計性的特征。德爾菲法的優點是摘要：

①可以加快猜測速度和節約猜測費用；

②可以獲得各種不同但有價值的觀點和意見；

③適用于長期猜測，在歷史資料不足或不可猜測因素較多尤為適用。

缺點是摘要：

①對于分地區的負荷猜測則可能不可靠；

②專家的意見有時可能不完整或不切實際。

2.8專家系統法

專家系統猜測法是對數據庫里存放的過去幾年甚至幾十年的，每小時的負荷和天氣數據進行分析，從而匯集有經驗的負荷猜測人員的知識，提取有關規則，按照一定的規則進行負荷猜測。實踐證實，精確的負荷猜測不僅需要高新技術的支撐，同時也需要融合人類自身的經驗和聰明。因此，就會需要專家系統這樣的技術。專家系統法，是對人類的不可量化的經驗進行轉化的一種較好的方法。但專家系統分析本身就是一個耗時的過程，并且某些復雜的因素(如天氣因素)，即使知道其對負荷的影響，但要準確定量地確定他們對負荷地區的影響也是很難的。專家系統猜測法適用于中、長期負荷猜測。此法的優點是摘要：

①能匯集多個專家的知識和經驗，最大限度地利用專家的能力；

②占有的資料、信息多，考慮的因素也比較全面，有利于得出較為正確的結論。

缺點是摘要：

①不具有自學習能力，受數據庫里存放的知識總量的限制；

②對突發性事件和不斷變化的條件適應性差。

2.9神經網絡法

神經網絡(ANN,ArtificialNeuralNetwork)猜測技術，可以模擬人腦做智能化處理，對大量非結構性、非確定性規律具有自適應功能。ANN應用于短期負荷猜測比應用于中長期負荷猜測更為適宜。因為，短期負荷變化可以認為是一個平穩隨機過程。而長期負荷猜測可能會因政治、經濟等大的轉折導致其模型的數學基礎的破壞。優點是摘要：

①可以模擬人腦的智能化處理；

②對大量非結構性、非精確性規律具有自適應功能；

③具有信息記憶、自主學習、知識推理和優化計算的特征。

缺點是摘要：

①初始值的確定無法利用已有的系統信息，易陷于局部極小的狀態；

②神經網絡的學習過程通常較慢，對突發事件的適應性差。

2.10優選組合猜測法

優選組合有兩層含義摘要：一是從幾種猜測方法得到的結果中選取適當的權重加權平均；二是指在幾種猜測方法中進行比較，選擇擬和度最佳或標準偏差最小的猜測模型進行猜測。對于組合猜測方法也必需注重到，組合猜測是在單個猜測模型不能完全正確地描述猜測量的變化規律時發揮功能。一個能夠完全反映實際發展規律的模型進行猜測完全可能比用組合猜測方法猜測效果好。該方法的優點是摘要：優選組合了多種單一猜測模型的信息，考慮的影響信息也比較全面，因而能夠有效地改善猜測效果。

缺點是摘要：

①權重的確定比較困難；

②不可能將所有在未來起功能的因素全包含在模型中，在一定程度上限制了猜測精度的提高。

2.11小波分析猜測技術

小波分析是一種時域-頻域分析法，它在時域和頻域上同時具有良好的局部化性質，并且能根據信號頻率高低自動調節采樣的疏密，它輕易捕捉和分析微弱信號以及信號、圖像的任意細小部分。其優點是摘要：能對不同的頻率成分采用逐漸精細的采樣步長，從而可以聚集到信號的任意細節，尤其是對奇異信號很敏感，能很好的處理微弱或突變的信號，其目標是將一個信號的信息轉化成小波系數，從而能夠方便地加以處理、儲存、傳遞、分析或被用于重建原始信號。這些優點決定了小波分析可以有效地應用于負荷猜測新問題的探究。

3結束語

負荷猜測是電力系統調度、實時控制、運行計劃和發展規劃的前提，是一個電網調度部門和規劃部門所必須具有的基本信息。提高負荷猜測技術水平，有利于計劃用電管理，有利于合理布置電網運行方式和機組檢修計劃，有利于節煤、節油和降低發電成本，有利于制定合理的電源建設規劃，有利于提高電力系統的經濟效益和社會效益。因此，負荷猜測已成為實現電力系統管理現代化的重要內容。