主动配电网规划中的负荷预测与发电预测

主动配电网规划中的负荷预测与发电预测

(山东电力设备有限公司山东省济南市250022)

摘要:在配电网规划中,应该做好负荷预测和发电预测这两项工作。在社会和经济发展的过程中,各地的用电需求普遍呈现出增长的趋势,降低了电网最大负荷利用小时数,从而产生了尖峰负荷的问题,加重了配电网建设运行的负担,同时也会降低设备的利用率。因此科学的负荷预测与发展预测非常重要。

关键词:主动配电网;分布式电源;友好负荷;可信出力

引言

负荷预测和发电预测是配电网规划中的关键环节,是变电站、网架规划重要计算依据。考虑主动配电网下新型负荷和分布式电源接入等因素,提出适用于主动配电网的概率型负荷预测和发电预测方法。首先全面分析了主动配电网的负荷分类,提出含友好负荷的整体负荷预测方法;其次构建主动配电网分布式电源装机容量及分布预测模型,考虑分布式电源出力的概率特性,进而提出分布式电源可信出力预测方法;最后以负荷预测和发电预测结果为基础,分析了新型负荷和分布式电源对主动配电网规划的影响。

1主动配电网负荷预测

1.1主动配电网负荷分类

电力负荷预测是电网规划的重要组成部分之一,准确的预测对电网规划的质量具有决定性影响。依据负荷可参与电网调度程度不同将其分为不可控负荷、可控负荷和可调负荷3类。1)不可控负荷即传统负荷,这类负荷用电需求较为固定,是目前配电网负荷的主要组成部分,用L1表示。2)可控负荷主要为可中断负荷,通常通过经济合同(协议)实现。由电力公司与用户签订,在系统峰值时和紧急状态下,用户按照合同规定中断和削减负荷,是配电网需求侧管理的重要保证,用L2表示。3)可调负荷是指不能完全响应电网调度,但能在一定程度上跟随分时段阶梯电价等引导机制,从而调节其用电需求的负荷,用L3表示。主动配电网整体负荷L=L1+L2+L3。

值得一提的是,电动汽车作为新兴负荷,其负荷特性与充电模式密切相关。对于采用慢速充电、常规充电和快速充电方式的电动汽车,可通过响应阶梯电价的方式参与电网调度,这类负荷属于可调负荷;对于采用在换电站更换电池方式充电的电动汽车,可通过对换电站参与电网调度,这类负荷属于可控负荷。

1.2负荷预测的过程

1.2.1收集负荷预测的资料。资料收集对于负荷预测非常重要。收集的资料越详细,能够有效地提高预测的精确度。因此应该广泛地收集与电力事业有关的各种资料,并对其进行整理。筛选出具有价值的数据和信息。

1.2.2整理负荷预测资料。由于收集到的资料涉及多种类型,如果资料缺少可比性.为了保障其真实客观,需要对其进行详细的研究和讨论,一旦数据误差,将会对后续预测的效率和精确度产生直接的影响。要结合本地区的具体情况来分析数据值,核实数据的真实性。不得盲目套用。如遇数据丢失的问题,可以采取补缺推算的方法,或者使用相邻数据分析计算来填补某数据的空白。

1.2.3建立主动配电网负荷预测模型。模型的质量会直接影响预测的效果,因此在负荷预测中。建立模型是一个非常重要的环节。在建立模型时应该注意,尽可能选择最新的资料,并创建多个模型。要对多个模型进行同时计算,然后分析和比对多个模型的计算结果,才能有效地保障结果的精确性。

1.2.4确立主动配电网负荷预测的结果。根据创建预测模型和计算,能够将预测结果得出来,然而此时尚不能保证预测结果的准确性,还不能对其进行积极的应用。因此要立足于预测的结果来对已经出现或可能出现的其他结果进行分析.推理和分析未来的发展情况。适"-3的调整和修改原有的预测结果。最后要进行多次预算,才能将最终的预测结果确定下来。

1.3主动配电网规划中负荷预测的方法

图1主动配电网友好负荷预测流程

根据上文定义,友好负荷是ADN中的完全受控负荷,可以根据电网调度和负荷引导机制进行主动调节,为配电网安全经济运行发挥有益作用,此即ADN需求侧响应特性的体现。在配电网规划中,需求侧响应最重要的作用是削减峰值负荷,从而降低配电网所需设备容量。ADN的负荷预测需在总体负荷预测的基础上再进行友好负荷的预测,从而确定主动配电网下新的峰值负荷。对于总体负荷,可直接采用先远后近的典型配电网负荷预测方法;对于友好负荷,在得到远景年总体负荷分布预测结果的基础上,结合远景年友好负荷指标,采用常用负荷预测模型,可得到规划区规划年友好负荷的总量预测及空间分布预测结果。具体预测路线如图1所示。

远景年的友好负荷指标包括:1)可中断负荷预期总量(比例)和分布;2)电动汽车及换电站总量和分布,以及电动汽车分类比例;3)可调负荷总量、分布及负荷响应系数μ。其中,可中断负荷指标可从负荷行业分类中签订可中断协议的发展预期得到;电动汽车指标可通过远景年电动汽车发展规划得到;可调负荷中的可控部分指标可依据实时电价发展规划,通过试点区域进行一定时期的试运行统计得到,或者参照国内外电价机制较完善的先进规划区借鉴获得。

2主动配电网规划中的发电预测

2.1对分布式发电概率进行预测

友好负荷的调节作用会对主动配电网的负荷预测结果产生一定的影响。与此同时大量接入分布式电源。也会对部分负荷进行平衡,从而对负荷预测的结果产生影响。电网企业往往难以决定分布式电源的规模.因此在进行主动配电网规划是应该对并网的情况以及分布式电源的建设进行充分的考虑,针对规划区内的分布式电源出力进行预测。装机容量并不能对分布式电源的真实出力进行反映.这是由于分布式电源具有波动性的出力。为了得到更为准确的预测结果,先要预测规划区规划年的分布式电源总装机容量.然后预测总装机容量下分布式电源的可信出力。可信出力指的是在一定的置信度或概率下分布式电源能够达到的最低出力水平,以PB表示。可以使用分布式电源出力的累计分布函数或概率密度函数来对PB进行计算,主动配电网的可靠性要求对于分布式电源出力的置信度又有着直接的决定作用。

2.2规划区DGR总装机容量预测

DGR远景年总装机容量受多种因素影响,主要包括:1)规划区自然资源条件;2)DGR装设地环境;3)政府政策导向;4)电网负荷情况。因此提出规划区远景年DGR总规划指标。由于各地区情况不统一,因此需根据具体规划区条件灵活计算Y的取值。已知Y后,结合区域远景年用地规划及已有负荷预测数据,应用先远后近预测法得到区域规划年的总装机容量预测结果。

2.3计算单位分布式电源可信出力

假设夜间太阳光光照强度为零.白天太阳光光照强度与正态分布相似.从而将光强曲线的可信值确定下来。光强和光伏出力的分布趋势比较相似.如果光伏系统的昼夜周期性比较显著,即使天气条件较好,也有超过50%的可能全天出力为零,如果置信度较低。则具有较小的光伏可信出力。因此光伏发电在符合晚高峰时为零的情况可能会出现。削峰作用无法体现。在规划中更为关心的是在负荷高峰时期分布式电源的可行出力。只有这样才能发挥分布式电源的作用。从而使配电网的设备容量有所降低。此时可以采取储能装置来对光伏发电量进行存储.从而提高负荷高峰时光谱系统的可信出力。

结束语

在主动配电网规划中。负荷预测和发电预测非常重要。要积极应用负荷预测和发电预测的结果来进行主动配电网变电站的规划和主动配电网网架的规划.依据以上两种预测的预测结果来确定接线模式、出线回数、线路类型,选择合适的线路走廊,将负荷矩最小的布线路径选择出来,并对线路的负荷分布情况进行考虑,同时对主动配电网进行经济性分析,提高主动配电网规划的科学性。

参考文献

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[2]巩保峰,杨智龙.基于营配调融合的配电网规划体系实践[J].企业管理.2017(S2).

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