关于智能负荷预测支撑新能源友好型电网规划研究

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张园园

天津天大求实电力新技术股份有限公司,天津 300392

摘要

新能源友好型电网规划以“消纳新能源、保障电网稳定”为核心目标,而智能负荷预测是实现这一目标的关键支撑。本文先梳理新能源友好型电网规划的核心需求与传统负荷预测的适配短板,明确智能负荷预测的应用价值;再从预测维度、预测模型、数据处理三方面,阐述智能负荷预测的技术优化方向;最后分析智能负荷预测在新能源消纳、电网结构布局、运行调度规划中的具体支撑作用,为新能源友好型电网规划提供技术参考。


关键词

智能负荷预测;新能源友好型电网;电网规划;新能源消纳;负荷预测模型

正文


引言

新能源大量接入电网,推动电网从“火电为主”向“友好接纳新能源”转变。新能源友好型电网规划,是保障能源转型和电网稳定的关键。这类规划要考虑新能源出力不稳定、时有时无的特点,既要尽量多消纳风电、光伏等新能源电力,不浪费能源,又要让电网负荷和电源出力保持平衡,防止电网频率、电压波动。现在,传统的负荷预测已经满足不了需求,存在预测角度单一、没考虑新能源影响、预测不准等问题。这导致电网规划中,对新能源消纳能力算得不准,电网结构和实际负荷需求不匹配,影响电网稳定和新能源利用效率。所以,要找智能负荷预测的优化方法,明确它在电网规划中的作用,让规划更科学,推动新能源和电网一起发展。

1新能源友好型电网规划需求与传统负荷预测短板

1.1新能源友好型电网规划的核心需求

规划需求围绕“消纳新能源”和“电网稳定”,分三方面。一是算准新能源消纳能力,明确不同区域、不同时间电网能接纳的最大新能源电量,不浪费也不预留过多。二是平衡负荷和新能源出力,提前预判负荷变化,匹配新能源出力节奏,避免供需失衡。三是优化电网结构和容量,结合负荷分布和新能源接入点,合理建输电线路、变电站,保障供电和新能源输送。

1.2传统负荷预测的适配短板

传统预测有三方面不足。一是只看传统用电负荷,没考虑新能源对负荷平衡的影响,预测结果不准。二是模型适应差,靠历史负荷规律预测,没法应对新能源带来的复杂变化。三是数据处理弱,只采少量历史负荷数据,没整合新能源、气象等数据,预测偏差大。

2智能负荷预测的技术优化方向

2.1预测维度的全方位拓展

智能预测从两方面拓展维度。一方面,增加负荷类型,除传统负荷,还预测新能源配套负荷,按区域细化预测,支撑规划。另一方面,覆盖不同时间,短期预测小时、日负荷,适配调度;中期预测月、季度负荷,支撑阶段性规划;长期预测年、数年负荷,为设施建设提供参考。

2.2预测模型的适应性升级

预测模型升级核心是提升对“负荷-新能源”复杂变化的适配能力,结合预测需求选择并优化模型。针对短期负荷预测,采用轻量化智能模型,此类模型运算速度快,能快速整合实时气象数据、新能源出力数据,精准捕捉短期负荷的动态波动,适配电网实时调度规划需求;同时,在模型中嵌入新能源出力波动修正模块,根据风速、光照变化调整负荷预测结果,减少新能源影响导致的偏差。针对中长期负荷预测,采用多因素融合模型,整合历史负荷数据、经济增长数据、新能源发展规划数据、政策数据等多源信息,通过模型算法挖掘各类因素与负荷变化的关联关系,精准预判负荷长期增长趋势与新能源消纳需求;同时,在模型中设置动态调整机制,根据实际负荷与预测结果的偏差,实时优化模型参数,提升长期预测的稳定性与精度,避免规划中出现资源错配。

2.3数据处理能力的强化

数据处理是智能负荷预测的基础,要通过“多源数据整合”和“数据质量管控”,提高数据支撑能力。多源数据整合方面,建一个统一的数据采集和存储平台,全面收集历史负荷、新能源出力(风电、光伏)、气象(风速、光照、温度)、用电用户(类型、习惯)、电网运行(输电容量、变电站负荷)等数据,打破数据孤岛,集中管理。同时,把不同格式、不同维度的数据改成统一格式,方便预测模型高效调用,提供全面数据支撑。数据质量管控方面,建数据校验和清洗机制,实时检查采集的数据,删掉异常数据(缺失、超标);定期清洗历史数据,修正偏差,保证真实完整。另外,做好数据备份和安全防护,防止丢失或泄露,确保数据处理安全可靠。

3智能负荷预测支撑新能源友好型电网规划的具体作用

3.1支撑新能源消纳能力精准规划

智能负荷预测能预判负荷与新能源出力的协同规律,为消纳能力规划提供依据。短期看,结合小时、日负荷预测,明确各时段实时负荷,匹配新能源最大出力,算准消纳上限,避免弃能;根据负荷低谷,规划储能充放电,低谷存电、高峰放电,提高消纳量。长期看,预判未来数年负荷增长和区域分布,结合电网容量,算准各区域新能源消纳潜力,指导电站选址和规模,确保接入量与消纳能力匹配。

3.2支撑电网结构与容量优化布局

智能负荷预测明确负荷分布、增长及与新能源的关系,优化电网布局。输电线路方面,负荷集中、新能源多的区域,建大容量线路,高效输送电力;负荷分散、新能源波动大的区域,建柔性线路,适配波动。变电站与配电设施方面,负荷增长快的区域,提前建变电站;新能源配套负荷集中区域,优化配电容量,保障供电和并网。

3.3支撑电网运行调度科学规划

智能负荷预测预判负荷变化,指导调度规划。短期,结合小时、日负荷和新能源出力,制定日内方案:高峰、新能源不足时,用传统电源补能;低谷、新能源充足时,少用传统电源,优先消纳,同时储能充电。中期,根据月、季度负荷,规划电源配比和检修计划;结合区域负荷与新能源差异,规划电力互济,过剩区域送电到缺口区域。

4结语

智能负荷预测与新能源友好型电网规划,是能源转型背景下相互支撑的两大核心环节——新能源友好型电网规划的需求,推动智能负荷预测从技术理念到方法的升级;而智能负荷预测的精准化、全方位发展,又为电网规划提供科学依据,解决规划中新能源消纳、负荷平衡、结构布局等关键问题。通过拓展预测维度、升级预测模型、强化数据处理,智能负荷预测可全面适配新能源友好型电网规划的不同需求,在精准测算新能源消纳能力、优化电网结构布局、科学规划运行调度中发挥核心支撑作用。

参考文献

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[2]黄文静,吴蔚.基于动态FOA优化RBF神经网络的综合能源系统负荷预测[J].河北电力技术,2024,43(02):8-11+17.


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