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【摘 要】本文研究配电网负荷预测、规划重要意义和基本任务，分析了配电网负荷预测常用方法，并对配电网规划展开了研究。
【关键词】配电网；负荷预测；规划信息
一、配电网负荷预测的方法分析与研究。
1）单耗法。单耗法分为产品单耗法和产值单耗法，可用于计算工业用户的负荷预测，通过对过去的单位产值耗电量进行详细地统计分析，结合产业结构调整寻找相关规律，预测规划第一、第二、第三产业的综合单耗，根据国民经济和社会发展规划指标，按单位产值耗电量进行预测，近期预测效果较佳。其优点是方法简单，对短期负荷预测效果较好。缺点是需要进行大量细致的调研分析工作，表现形式笼统，很难反映出现代经济、政治、气候等条件的影响。
2）电力弹性系数法。电力弹性系数分为电力生产弹性系数和电力消费弹性系数，是指年用电量（或年最大负荷）的年平均增长率与国内生产总值年平均增长率的比值，需要掌握今后国内生产总值的年平均增长速度，再依靠过去各阶段的电力弹性系数值，分析变化趋势，选用适当的电力弹性系数（一般大于1）。由于它是一个宏观指标，与各省、各地区的国民经济结构及发展有关，各省及地区需对本省、本地区的电力弹性系数资料进行统计分析，找出相对适合的电力弹性系数发展趋势。其优点是方法简单、易于计算；缺点是需做准确的调研工作和经济发展预测，人的主观影响大。
3）负荷密度法。负荷密度是指单位面积的用电负荷数，是一个反映城市和人民生活水平的综合指数。主要用于法定图则和详细蓝图规划阶段的负荷预测，根据对不同规模城市的调查，用每平方公里面积用电负荷来测算城镇负荷水平。它的关键是单位建筑面积负荷取值，并根据用电负荷特点进行分类取值。通常来说，城市的经济和电力负荷趋于一种不连续（跳跃式）的发展状态，而负荷密度法则是比较直观的一种方法。
4）分类负荷预测法。根据用途不同，常将负荷划为工业用电、农业用电、生活用电和其它用电等四类，并分别进行预测，相加后乘系数即能得到。优点是可以快速地发现其增长趋势的不正常情况，并能对各类负荷进行预测，所以总的负荷结果比较明确；而缺点则是，统计信息的搜集工作庞大复杂，不易于短期快捷处理。
5）趋势分析法。根据已知的历史资料拟合一条曲线，用以反映负荷本身的增长趋势，根据增长趋势曲线，在曲线上估计未来某一点的负荷预测值，通常很多情况下它确实能得出较好的预测结果，基本上是一种确定的外推。在处理历史资料、拟合曲线并得到模拟曲线的过程中，完全不必考虑随机误差，适用于中、长期负荷预测。
6）回归分析法。又叫统计分析法，是目前广泛应用的一种定量预测方法。通过对影响因子值和用电的历史资料的拟合，用回归分析建立两者之间的函数关系，然后就能够预测用电，需要建立人口与居民用电、各产业同各产业用电的关系，采用政府部门提供的人口及经济规划指标，预测对应年度的售电量值。但是，选用该法在某些情况下会受到限制，这是因为选用何种因子和该因子系用何种表达式有时只是一种推测，而且会影响用电因子的多样性和某些因子的不可测性。
7）组合分析法。它将几种预测方法所得的预测结果选取适当的权重进行加权平均的预测方法或在几种预测方法中进行比较，选择拟合优度最佳或标准离差最小的预测方法。其中，等权平均组合预测法不需了解单一预测值的预测精度及误差间的相互关系，方法简单，是在对各种预测方法的预测精度完全未知的情况下，所采取的一种较稳妥的方法。方差-协方差组合预测法则是在不知道各预测精度的条件下所采用的一种组合预测方法，在能够了解到各单独预测值的预测精度的情况下。
8）灰色预测方法。以单数列的微分方程为基础，得到各类灰色预测方案，将微分方程渗透到局势决策与经典的运筹学的规划中，建立灰色决策系统，将已建立的关联度、关联度空间包括在内，即可将灰色预测方法应用于系统分析、信息处理（生成）、预测、决策以及控制等领域。其优点是适应性强、应用面广，建模时不需计算统计特征量，可以适用于任何非线性变化的负荷指标预测；缺点是微分方程指数解较适合有指数增长趋势的负荷指标，对其它趋势的指标则拟合灰度较大，精度提高难。
9）人工神经网络模型。目前，这种新技术应用最多的是带有隐层的前馈型神经网络，通常由输入层、输出层和若干隐层组成。误差反传训练算法是对多层感知器最简单、最实用的一种，实质是一梯度算法，将各种有关的数据作为输入，通过历史样本的训练收敛后便可进行预测。小波神经元则是近两年结合小波变换与人工神经元网络思想而成的一种数学建模方法，通过对小波分解进行平移和伸缩变换后得到的级数，并形成小波函数网络，具有小波分解的一般逼近函数的性质。以上新技术的优点是能够智能化处理，以及其学习和自适应功能，但有难以科学确定网络结构、学习速度慢、存在局部极小点、记忆不稳定性等缺陷。
二、配电网规划信息的分析
开展配电网规划工作，目的是在小区负荷分布预测结果的基础上，科学地确定各级电压配电网的变电所位置及容量、变电所的供电区域、配电网的网络接线模式、线路的走径及导线型号、配电网无功电源配置方案等。这是一项非常复杂、庞大的工程，所以需要开发一种研制方便、实用的具有智能决策功能的配电网规划管理决策系统，而以GIS系统为基础平台为用户提供日常规划的综合管理平台十分符合需求。它的模块化设计由两大部分组成，即规划信息管理部分和规划设计决策部分。其中，规划信息管理部分包括综合管理模块、地理信息模块、电网信息模块、统计查询模块、数据接口模块等；规划设计决策部分则包括了配电网规划及网络分析模块、专家决策模块等。
1）规划信息管理部分。通常需要开展以下工作，即收集、组织、检索并再开发相关数据信息；将数字信息生动化、形象化，这需要利用图形和多媒体技术；建立提示和帮助系统；对软件的各个功能模块进行规范，使其能够独立应用；为便于多方工作人员参与规划工作，推广使用计算机网络技术。
2）规划设计决策部分。GIS数据库的信息管理部分基本完善或完成后，利用GIS系统强大的空间数据处理能力和网络的拓扑分析功能，工作人员可以用来处理配电系统大部分与空间有关的信息，然后进行配电网的规划及决策分析。
三、结语
配电网负荷预测是指在考虑一些重要的系统运行特性、增容决策和自然条件下，利用一套系统处理过去和未来负荷的方法，在一定精度意义下，决定未来某特定时刻或某些特定时刻的负荷值。可以说，电力负荷预测是电力系统规划、运行不可缺少的重要环节，负荷预测的准确程度将直接影响到投资、网络布局和运行的合理性，是实时控制、运行计划和发展规划的前提和重要依据。因此，电力负荷预测工作的水平已成为衡量一个电力企业的管理是否走向现代化的显著标志之一，对系统运行的安全性、可靠性和经济性也有着重要的影响。只有在电网布局结构合理的情况下，才能充分发挥电网的输电能力，满足负荷不断变化的需求。
【关键词】配电网；负荷预测；规划信息
一、配电网负荷预测的方法分析与研究。
1）单耗法。单耗法分为产品单耗法和产值单耗法，可用于计算工业用户的负荷预测，通过对过去的单位产值耗电量进行详细地统计分析，结合产业结构调整寻找相关规律，预测规划第一、第二、第三产业的综合单耗，根据国民经济和社会发展规划指标，按单位产值耗电量进行预测，近期预测效果较佳。其优点是方法简单，对短期负荷预测效果较好。缺点是需要进行大量细致的调研分析工作，表现形式笼统，很难反映出现代经济、政治、气候等条件的影响。
2）电力弹性系数法。电力弹性系数分为电力生产弹性系数和电力消费弹性系数，是指年用电量（或年最大负荷）的年平均增长率与国内生产总值年平均增长率的比值，需要掌握今后国内生产总值的年平均增长速度，再依靠过去各阶段的电力弹性系数值，分析变化趋势，选用适当的电力弹性系数（一般大于1）。由于它是一个宏观指标，与各省、各地区的国民经济结构及发展有关，各省及地区需对本省、本地区的电力弹性系数资料进行统计分析，找出相对适合的电力弹性系数发展趋势。其优点是方法简单、易于计算；缺点是需做准确的调研工作和经济发展预测，人的主观影响大。
3）负荷密度法。负荷密度是指单位面积的用电负荷数，是一个反映城市和人民生活水平的综合指数。主要用于法定图则和详细蓝图规划阶段的负荷预测，根据对不同规模城市的调查，用每平方公里面积用电负荷来测算城镇负荷水平。它的关键是单位建筑面积负荷取值，并根据用电负荷特点进行分类取值。通常来说，城市的经济和电力负荷趋于一种不连续（跳跃式）的发展状态，而负荷密度法则是比较直观的一种方法。
4）分类负荷预测法。根据用途不同，常将负荷划为工业用电、农业用电、生活用电和其它用电等四类，并分别进行预测，相加后乘系数即能得到。优点是可以快速地发现其增长趋势的不正常情况，并能对各类负荷进行预测，所以总的负荷结果比较明确；而缺点则是，统计信息的搜集工作庞大复杂，不易于短期快捷处理。
5）趋势分析法。根据已知的历史资料拟合一条曲线，用以反映负荷本身的增长趋势，根据增长趋势曲线，在曲线上估计未来某一点的负荷预测值，通常很多情况下它确实能得出较好的预测结果，基本上是一种确定的外推。在处理历史资料、拟合曲线并得到模拟曲线的过程中，完全不必考虑随机误差，适用于中、长期负荷预测。
6）回归分析法。又叫统计分析法，是目前广泛应用的一种定量预测方法。通过对影响因子值和用电的历史资料的拟合，用回归分析建立两者之间的函数关系，然后就能够预测用电，需要建立人口与居民用电、各产业同各产业用电的关系，采用政府部门提供的人口及经济规划指标，预测对应年度的售电量值。但是，选用该法在某些情况下会受到限制，这是因为选用何种因子和该因子系用何种表达式有时只是一种推测，而且会影响用电因子的多样性和某些因子的不可测性。
7）组合分析法。它将几种预测方法所得的预测结果选取适当的权重进行加权平均的预测方法或在几种预测方法中进行比较，选择拟合优度最佳或标准离差最小的预测方法。其中，等权平均组合预测法不需了解单一预测值的预测精度及误差间的相互关系，方法简单，是在对各种预测方法的预测精度完全未知的情况下，所采取的一种较稳妥的方法。方差-协方差组合预测法则是在不知道各预测精度的条件下所采用的一种组合预测方法，在能够了解到各单独预测值的预测精度的情况下。
8）灰色预测方法。以单数列的微分方程为基础，得到各类灰色预测方案，将微分方程渗透到局势决策与经典的运筹学的规划中，建立灰色决策系统，将已建立的关联度、关联度空间包括在内，即可将灰色预测方法应用于系统分析、信息处理（生成）、预测、决策以及控制等领域。其优点是适应性强、应用面广，建模时不需计算统计特征量，可以适用于任何非线性变化的负荷指标预测；缺点是微分方程指数解较适合有指数增长趋势的负荷指标，对其它趋势的指标则拟合灰度较大，精度提高难。
9）人工神经网络模型。目前，这种新技术应用最多的是带有隐层的前馈型神经网络，通常由输入层、输出层和若干隐层组成。误差反传训练算法是对多层感知器最简单、最实用的一种，实质是一梯度算法，将各种有关的数据作为输入，通过历史样本的训练收敛后便可进行预测。小波神经元则是近两年结合小波变换与人工神经元网络思想而成的一种数学建模方法，通过对小波分解进行平移和伸缩变换后得到的级数，并形成小波函数网络，具有小波分解的一般逼近函数的性质。以上新技术的优点是能够智能化处理，以及其学习和自适应功能，但有难以科学确定网络结构、学习速度慢、存在局部极小点、记忆不稳定性等缺陷。
二、配电网规划信息的分析
开展配电网规划工作，目的是在小区负荷分布预测结果的基础上，科学地确定各级电压配电网的变电所位置及容量、变电所的供电区域、配电网的网络接线模式、线路的走径及导线型号、配电网无功电源配置方案等。这是一项非常复杂、庞大的工程，所以需要开发一种研制方便、实用的具有智能决策功能的配电网规划管理决策系统，而以GIS系统为基础平台为用户提供日常规划的综合管理平台十分符合需求。它的模块化设计由两大部分组成，即规划信息管理部分和规划设计决策部分。其中，规划信息管理部分包括综合管理模块、地理信息模块、电网信息模块、统计查询模块、数据接口模块等；规划设计决策部分则包括了配电网规划及网络分析模块、专家决策模块等。
1）规划信息管理部分。通常需要开展以下工作，即收集、组织、检索并再开发相关数据信息；将数字信息生动化、形象化，这需要利用图形和多媒体技术；建立提示和帮助系统；对软件的各个功能模块进行规范，使其能够独立应用；为便于多方工作人员参与规划工作，推广使用计算机网络技术。
2）规划设计决策部分。GIS数据库的信息管理部分基本完善或完成后，利用GIS系统强大的空间数据处理能力和网络的拓扑分析功能，工作人员可以用来处理配电系统大部分与空间有关的信息，然后进行配电网的规划及决策分析。
三、结语
配电网负荷预测是指在考虑一些重要的系统运行特性、增容决策和自然条件下，利用一套系统处理过去和未来负荷的方法，在一定精度意义下，决定未来某特定时刻或某些特定时刻的负荷值。可以说，电力负荷预测是电力系统规划、运行不可缺少的重要环节，负荷预测的准确程度将直接影响到投资、网络布局和运行的合理性，是实时控制、运行计划和发展规划的前提和重要依据。因此，电力负荷预测工作的水平已成为衡量一个电力企业的管理是否走向现代化的显著标志之一，对系统运行的安全性、可靠性和经济性也有着重要的影响。只有在电网布局结构合理的情况下，才能充分发挥电网的输电能力，满足负荷不断变化的需求。