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大用户法在电力负荷预测中的应用

作 者 刘子伟
（湖北省宜昌电力勘测设计院 湖北 宜昌 443003）

[摘 要] 大用户法充分考虑了宏观经济政策及地区的产业政策，采用统计分析单独预计新增大用户负荷，并用大用户负荷数据修正用一般方法预测的负荷结果。
[关键词] 电力负荷预测；大用户法；统计分析
[中图分类号] TM63 [文献标识码] A [文章编号]
Application of Large Customer Method in Power Load Forecasting
Author LiuZiWei
(Hubei Yichang Electrical Power Survey & Design Institute, Yichang Hubei 443003,China)
[Abstract] The large customer method fully considers macroeconomic policy and regional industrial policy, and uses statistical analysis to predict the large customer load’s increase. By using the data of large customer load, the results with the common methods can be modified.
[Key words] power load forecasting; the large customer method; statistical analysis
1.大用户法原理
1.1大用户法的实质
电力负荷预测通常依据电力弹性系数法、产值单耗法、回归分析法（人均用电量、GDP、分行业用电量等）、趋势外推法的预测结果进行综合分析[1-7]，从而得到推荐的预测方案。由于经济发展的波动性，很可能造成短期电力负荷增长率的大幅变动，因此如不考虑经济发展、特别是地区行业政策的调整因素，无论是从长期还是从短期看，一个地区的电力负荷是难以预测准的。
大用户的发展方向体现了宏观经济的发展趋势、国家和地区的经济政策、地区经济的产业结构特点、地区阶段性的资源优势（能源、矿产、土地、运输、水资源等）。因此某一地区新增大用户集中代表了该地区经济发展的热点和特点，是宏观经济发展过程中矛盾的特殊性的体现。应用大用户法进行电力负荷预测，可以较准确地抓住地区经济热点的转换，把握短期的负荷变化趋势。
在近期电力负荷预测中采用大用户法对预测结果进行修正，或者说结合大用户法进行近期电力负荷预测，有其合理性。大用户法有坚实的宏观背景和事实依据，可以弥补其他预测预测方法的不足之处。
1.2大用户法的数据来源
预计新增大用户负荷数据从以下途径获得：
①供电公司业扩报装部门的统计；
②地方政府招商部门正在洽谈或已签定协议的项目的用电负荷；③正常生产的大型企业扩建或减产而变化的用电负荷；
④开发区或工业园区规划项目的用电负荷。
上述数据还可按其可信度分为两类，并做相应处理：
1）可信度高的负荷数据：用户已在供电部门报装的用电负荷容量；用户尚未报装用电，但项目已获发改委核准，且已开工建设的。已签定协议的招商项目用电负荷容量。该部分数据可全部采用。
2）可信度一般的负荷数据：开发区或工业园区规划的用电负荷，无明确建设项目。该部分数据需视园区建设进度逐年按比例分摊。正在洽谈的招商项目，其用电负荷数据按较低的比例逐年分摊。
1.3大用户法的数据分析
1.3.1 预计新增大负荷分类
按用电行业对新增大负荷进行分类，其中四个重点行业（化学原料及化学制品制造业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延业、有色金属冶炼及压延业）要按产品类别细分到子行业。
大工业用户，如冶金、建材、化工、纺织等行业，按产品产量和产品用电单耗来计算新增负荷，也可按申报负荷乘上同时率来计算。非大工业用户，如商贸地产、电子通信、机械加工等行业，按其用电申报负荷乘上本区域已有同类项目负荷的同时率来计算新增负荷。
按用户项目的投产时间，将新增大负荷逐年进行统计。由于用户项目预计投产时间会出现变化，有的项目可能会推迟，有些项目可能会提前，因此，按年统计的用电负荷也应乘上一个经验系数。
分区预测时将用户项目按行政区域进行划分统计。
1.3.2 大用户建自备电厂对用电负荷的影响
由于能源紧缺、国家节能减排政策的影响以及一些行业的特殊需要，大用户建自备电厂越来越多。主要有热电联产发电、余热综合利用发电两种形式。如某化工企业计划新增用电负荷11万千瓦，计划投产余热发电机组2.4万千瓦；又如某水泥企业计划新增用电负荷1.8 万千瓦，计划投产余热发电机组1万千瓦。在做负荷预测时，统计的大用户负荷不应减去其发电机组的出力，但在电力电量平衡时应考虑用户自备电厂的出力。
1.3.3 分析大用户负荷的发展趋势
预计新增的大用户负荷能否如期投产，还应从以下方面进行分析：一是国家宏观经济走势的影响。国家宏观经济向好，大用户负荷如期投产就比较明确；二是地区产业结构政策的影响。与产业结构调整方向一致的新增大用户，其负荷也比较明确；三是资源价格、主要产品价格走势的影响；四是电力供应能力的影响，电力供应能力滞后，负荷增加也会相应滞后；五是环境的承受能力的影响。
2.大用户法的应用实例
例1：大用户法与其他方法预测结果比较一致的情况
某地区采用增长率法、弹性系数法、人均用电量法等方法预测电力负荷综合推荐结果如下：
某地区电网2008～2030年最大电力负荷综合预测 单位： MW
年 份
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2015
2020
2030
最大负荷
1952
2260
2600
2901
3196
3478
3963
5265
7280
由于该地区2008～2013年大用户投产较多，导致总负荷增长迅速，但在2013年之后，政府对高耗能企业的限制，大负荷项目减少，因此，将电力预测数据的2008～2013年结果用大负荷法进行校核是必要的。
该地区在做负荷预测中收集的2008～2013年其间大用户数据：
某地区2008～2013年预计新增大用户负荷 单位：MW
序号
用电分类
预计报装负荷
负荷同时率
计算负荷
1
磷化工（黄磷、磷肥、草甘磷）
505
0.9
454.5
2
盐化工（烧碱）
120
0.9
108
3
煤化工（化肥）
36
0.9
32.4
4
金属加工冶炼（铁矿、电解锰）
160
0.9
144
5
硅化工（多晶硅、有机硅）
378
0.9
340.2
6
建材（水泥、建陶、玻璃）
266
0.75
199.5
7
电子（化成泊）、通信
120
0.7
84
8
医药
60
0.7
42
9
商贸、地产
160
0.4
64
10
其他
190
0.5
95
合计

1995
0.784
1563.6
上表中，负荷同时率为该地区同类行业的经验值，并对大用户申报负荷按产品单耗进行核对。该地区一、二、三产业比重为13：53：34，后期发展重点仍是化工、化肥为主，并承接沿海工业（建陶、加工、电子）向内地转移，同时，由于国家上大压小、节能减排政策，关停小水泥厂，新上大型水泥项目较多。由于统计项目明确，预计新增负荷比较可靠。
每年新增的最大负荷可按下式计算：
Pi＝K2∑Pjk1＋p 0k3
式中Pi－每年预测的新增最大负荷
Pj－各行业报装的最大负荷。
K1－各行业用户的同时率。
K2－大用户按计划时间投产率。
P0－上年除出去大用户的最大负荷。
K3－自然增长率。
由于2008年新增大用户负荷较为明确，建设均按照计划实施，因此，2008投产率取0.9计算， 2009年以后的项目是否能按期用电有一定的不确定性，因此用电投产率取0.8计算。
该地区2007年的最大负荷为1663MW，根据用电性质统计，大用户负荷占全负荷的45％，因此，自然增长的基数取2007年负荷的55％，自然增长率取6％进行计算。

大用户法电力负荷预测结果 单位： MW
年
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
预计报装负荷

333
503
388
273
212
286
同时率

0.784
0.784
0.784
0.784
0.784
0.784
投产率

0.9
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
计算负荷

235
315
243
171
133
179
自然增长

55
64
77
88
96
104
预测总负荷
1663
1953
2333
2653
2912
3141
3424
从上表中可以看出，大用户法预测结果与其他方法预测综合推荐结果比较一致，可以认为该地区近期的用电负荷预测水平比较合适。
例2：应用大用户法对负荷预测推荐结果进行修正
某城区电网规划，下表是历年的最大负荷情况。
某城区电网2000～2007年最大负荷 单位： MW
年 份
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
最大负荷
294.9
337.2
385.9
424.7
484.6
604.5
734.4
837.3
采用增长率法、弹性系数法、人均用电量法预测等方法综合推荐结果如下：
某城区电网2008～2030年最大电力负荷综合预测 单位： MW
年 份
2008
2009
2010
2011
2015
2020
2030
最大负荷
954.00
1076
1213
1345
1796
2361
3155
由于该城区区2008～2011年大用户投产较多，将电力预测数据的2008～2011年结果用大负荷法进行修正是必要的。
该城区2008-2011年预计新增大用户申报负荷统计为814MW。
根据统计表2008年新增为210MW (商业民用负荷为95MW，工业负荷为115MW)、2009年新增为172MW(商业民用负荷为74MW，工业负荷为98MW)、2010年新增为240MW(商业民用负荷为67MW，工业负荷为173MW)、2011年新增为192MW(工业负荷为192MW)。负荷同时率商业民用按0.4计算，工业园区轻工业按0.8计算，化工等高能耗产业按0.9计算。由于近期新增大用户负荷较为明确，建设均按照计划实施，因此，2008～2010年投产率取1计算， 2011年的项目是否能按期用电有一定的不确定性，因此2011年的用电投产率取0.8计算。预计到2011年，城区总新增计算负荷约为564MW。
除了大用户的用电，还考虑全社会用电的自然增长率。该地区2007年的最大负荷为837MW，根据用电性质统计，大用户负荷占全负荷的45％，因此，自然增长的基数取2007年负荷的55％，自然增长率取6％进行计算。2008～2011年负荷预测如下：
大用户法电力负荷预测结果 单位： MW
年
2007
2008
2009
2010
2011
合计
预计报装负荷

210
172
240
192
814
投产率

1
1
1
0.8

计算负荷

116
141
173
134
564
自然增长负荷

28
31
36
42

预测总负荷
837
981
1125
1303
1443

大用户法修正电力负荷预测结果：
某城区电网2008～2030年最大电力负荷预测结果 单位： MW
年 份
2008
2009
2010
2011
2015
2020
2030
最大负荷
981
1125
1303
1443
1796
2361
3155
3、结论
大用户法就是在电力负荷预测中对预计新增大用户负荷进行统计分析，并依据统计数据对电力负荷预测结果进行修正。基于预计新增大用户负荷只可能统计到近期（3-5年），因此该方法也只适用于近期预测。预测的电网范围越小，大用户法简单直观，在近期负荷和小地区预测中有明显的优势。具体到每个地区，大用户法有其经验性。
大用户法不仅适用于经济发展快或者产业结构变化较大的情况，也可适用于经济平稳或者下滑阶段。经济平稳时预计新增大用户负荷较少；经济下滑时，大用户负荷会出现负增长。

参 考 文 献
[1] 牛晓东. 电力负荷预测技术及其应用[M]. 北京：中国电力出版社，1998.
[2] 肖国泉. 电力负荷预测[M]. 北京：中国电力出版社，2001.
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[4] 张伟昌，薛万磊. 电力弹性系数分析及应用[J]. 山东电力技术，2006，（06）：57-61.
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