农村电力需求评价及负荷预测方法优化

向社会提供充足可靠的优质电力，满足国民经济和人民生活的需要，是电力企业的根本任务。对开展电力需求评价和负荷预测研究具有重要的现实意义，它既是为了能以充足可靠的优质电力满足国民经济和人民生活的需要，也是电力事业自身发展的需要，对于我国这样经济快速增长的国家来说，更是如此。

电力需求受到政治、社会、经济、自然、科技等诸多不同因素的影响，这些因素彼此关系复杂，对电力需求的影响程度也有所不同。事实上，迄今为止，国内外对电力需求评价的研究主要也集中在探讨影响电力需求的因素和受影响的程度上。一般认为影响电力需求的因素为：电价和相关商品价格、国民经济运行状况和经济结构、国家政策和法律环境、电网结构和管理水平、电力用户的收入状况以及人口和家庭规模、天气气候等自然因素等，其中：GDP、电价、气温对电力需求影响最大。

从国际上来看，电力系统需求评价预测的理论研究开始于20世纪中叶。在此之前，由于电力系统本身的规模限制及许多其他因素的影响，需求评价预测的研究一直没有成形（林伯强，2003；Zhang Chun，1987）。1978年美国学者Kraft J和Kraft A 首先开始研究电力和经济增长关系，随后在其他国家也相继展开（黄超，2005；达庆利，2005；李翔，2005；吴景龙，2005；梁亚丽，2005；杨淑霞，2005）。20世纪80年代以后，对于中长期电力需求评价预测的理论研究开始兴起，尤其是在发达国家，一系列预测方法，如自回归法、移动平均法、指数平滑法等被提出并相继得到应用（林伯强，2003；Zhang Chun，1987）。

在我国，20世纪90年代以来，电力需求评价和负荷预测工作也越来越受到电力企业、科研机构和电力主管部门的重视，并在这方面开展了大量工作，1993年以来我国每年编辑出版《中国电力供需形势分析》（现为《中国电力市场分析与研究》）。我国还实施了一些中外合作研究项目，如1989年，华东电管局与法国电力公司（EDF）合作开展华东电网负荷预测研究，引进了电量预测和负荷曲线预测软件包（PVDEC和PCCCS）；1994年，中日合作开发中国电力需求模型，提出了利用计量经济模型开展电力需求评价和预测（曹四光，1997；慈义，1997）；1996年，国家电力规划设计总院与加拿大Monenco AGRA公司合作开展《南方四省（区）能源战略规划》研究，提出考虑需求侧管理，用综合资源规划分析法对电力市场进行研究，利用终端用户法进行电力市场预测（郝淑平，1997；康义，1997；唐平雅，1999；王新民，1999）等。

黄超等人通过定量分析的办法，利用Granger（格兰杰） 因果关系和ECM（误差纠正模型）来解析我国电力发展和经济增长的关系，认为电力生产是经济增长的单向格兰杰原因，经济增长对电力生产的推动不是绝对因素，而电力短缺将对经济发展产生极大影响（黄超，2005；达庆利，2005）。李翔等人利用状态空间模型对电力需求与国内生产总值（GDP）增长率时间序列分别进行周期项和趋势项的分解，发现电力需求与GDP增长率分解的周期项之间存在很强的相关关系，并进一步得出了与黄超等人相同的结论，即电力发展和经济增长的影响关系基本是单向的，经济增长对电力生产的推动力远小于电力短缺对经济发展的制约力（李翔，2005；吴景龙，2005；梁亚丽，2005；杨淑霞，2005）。林伯强认为国内生产总值、电价、人口增长、经济结构变化、效益改进等五个因素对中国长期电力需求具有重要影响，他利用宏观经济和计量经济学的方法建立了一个长期电力需求模型评价和预测中国电力需求（林伯强，2003）。1994年，中日合作开发了中国电力需求模型，提出利用计量经济模型开展电力需求评价和预测（曹四光，1997；慈义，1997）。1995年，电力部开展电力监测预警系统研究，对影响电力需求的指标进行定性和必要的定量分析，开展短期预测，并提出用扩散指数DI和综合指数CI预测电力需求的周期变化（刘贵元，1995）。沈志斌等人认为影响电力需求的因素主要有经济增长、工业化、产业升级、体制变革、城市化、社会发展、人民生活质量等因素（沈志斌，2005；李苑，2005；朱泌生，2005；刘解龙2005）。万载扬对电力需求增长与经济增长进行了比较研究（万载扬，2004）。史玉波等人在研究国内生产总值（GDP）与用电量关系的基础上，进一步研究了电力发展与经济发展的关系，认为近年来电力需求快速增长的主要原因是重工业用电量增长提速（史玉波，2004；顾峻源，2004；黄学农，2004；刘亚芳，2004；夏清，2004）。刘顺达通过国际比较研究认为，随着经济的发展，今后一个时期，我国的居民生活用电量特别是空调电量将迅速增长，消费比重持续上升（刘顺达，2005）。李晓梅等人认为气温是影响夏季电力需求的主要因素（李晓梅，2004；周晖，2004；李冬梅，2004；李继红，2005；张锋，2005）。张福伟等人研究了社会发展对电力需求的影响，并分别分析了构成社会系统用电量的城镇公共设施用电量和居民生活用电量与主要影响因素的关系，并提出了城镇公共设施用电量与城市化率紧密相关，影响人均居民生活用电量的主要因素是电价、人均可支配收入（张福伟，2005；谭忠富，2005）。(www.xing528.com)

影响农村电力需求的因素有很多，预测农村电力需求又有许多不确定性。我国目前应用于电力需求总量预测的方法比较多，经常使用的有十几余种，这些方法大体可归于两大类：定性预测方法和定量预测方法。定性预测方法是指人们凭借经验、专业知识和判断能力，在对预测问题进行充分深入的了解和分析的基础上，通过对有关资料的分析判断，对未来发展趋势作出性质上和程度上的判别、估计和测算。定性预测方法主要包括：专家会议法、头脑风暴法、德尔菲法等。定量预测方法是指依据历史和现实的数据资料，利用统计和数学模型近似地提示出预测对象的数量变动关系，并据此对预测对象作出定量测量的方法。定量预测方法主要包括：移动平均法、指数平滑法、趋势外推法、回归预测法、人工神经网络法、弹性系数法、负荷密度法、产业产值单耗法等。表1-1概括了部分常用农村电力需求预测方法的特点。

表1-1　常用农村电力需求预测方法的特点

美国早在20世纪70年代初就开始了空间电力需求评价预测的研究。目前，空间电力需求评价预测主要有三种方法：趋势法、多变量法和用地仿真法。前两种方法主要是应用系统电力需求预测方法进行农村电力需求评价预测，精度比较差；用地仿真法目前在国内外认可度较高，但目前实用化程度还比较低。目前，我国的空间电力需求评价预测主要采用负荷密度法，类似于美国50～60年代广泛采用的“图着色法”，是最简单的用地仿真法。但由于目前我国正处于市场经济的转型期，影响负荷增长的不确定因素较多，目前仍然没有一套完整、科学、实用的空间负荷预测软件（王天华，2005）。

就目前而言，对农村电力需求评价和负荷预测方法开展的研究基本上还是以借鉴上述主要针对大电网开展的研究成果为主，体现农村电网自身特点开展的研究还很少。在实际工作中，由于农村电网管理基础相对薄弱、数据资料收集积累不够全面完整等原因，在进行农村电力需求评价时一般仅能作定性的评价结论，而在做负荷预测时，往往是在采用常用的几种预测方法分别进行简单预测后确定高、中、低方案，然后再进行选择。