>潘旭红,汪小明
(广东省广电集团有限公司广州增城分公司,广东增城511300)
由于电力负荷处于整个社会经济大系统中,受到多方面不确定因素(如管理政策、经济条件等)的影响,使不确定性因素影响尤其显著。现有的基于负荷本身数据进行加工处理以预测未来负荷的方法,如弹性系数法、产值单耗法和综合用电水平法等方法,已很难得到满意的效果。现有的负荷中长期预测方法的不足之处主要表现在以下几个方面:
a)拟合历史数据的预测模型的参数物理意义不清楚,当预测结果不理想时不易就模型本身进行分析和调整。
b)模型参数为根据历史数据来确定的某一定数,不能根据未来的不同情况而变。模型使用过程中预测工作人员的经验和意见难以利用。
c)未能将影响负荷的多方面因素的综合作用体现出来。
在我国,将系统动力学(systemdynamics,SD)用于电力系统始于华南理工大学电力学院刘永强博士[2]。其后华南理工大学吴捷、韦凌云、伍力、刘永强等人首次将系统动力学用于电力系统中长期负荷预测[3,4],并成功地用于汕头等地区的电力系统规划中。利用系统动力学的方法进行负荷预测,所建模型参数物理意义明晰,各相关因素关系清楚,在使用中能充分发挥工作人员实践经验的作用。
1 系统动力学方法建模
系统动力学由MIT著名学者JayW.For-反馈系统的学科,也是一门认识和解决系统问题交叉的综合性的新学科[5]。它是系统科学和管理科学中的一个分支,也是一门沟通自然科学和社会科学等领域的横向学科。其模型本质上是带时滞的一阶微分方程组。但是这种方法在建模时借助于流图,其中流位变量、流率变量、辅助变量等都具有明确的物理(经济)意义,是一种面向实际的建模方法。在SD方法中关于社会经济系统的观察、建模以及结果分析是由人来完成的,关于系统的动态过程的追踪则由计算机来完成。系统动力学正是将人对事物有敏锐的观察力、富于创造力与想象力的优势与计算机具有复杂运算的能力结合起来,有效地发挥其各自的优势。
根据历史用电情况分析,第一、第二、第三产济、政策方面对各个子块的影响以专家预测的形式输入。
由此可以得到预测模型总体框图如图1所示。第一产业用电量、第二产业用电量、第三产业用电量、居民生活用电量预测模型结构图如图2、图3、图4、图5所示。
2 增城市经济发展和用电情况
增城市位于珠江三角洲东北部,全市面积1740km2,人口83万。全年平均气温21.6℃,降雨量1921mm,市中、北部地区为丘陵地带,南部为冲积平原。
增城市经济从1990年至1995年经历了一个高速发展阶段。1995年后受到经济调控影响,增速有所回落。在产业结构方面,第二产业增长较快,已占国内生产总值的65%;第一产业增长速度出现逐年下降的趋势;第三产业由于受到周边地区经济和社会整体消费不景气的影响,自1992年起增速逐年下降。表1是增城市近10年用电量增长情况。
由表1可以看出,1990年至1993年用电量的增长是一个高速发展的阶段,20世纪90年代中期经历了一个相对低谷期,随着经济情况的好转,用电量目前又有加速增长的迹象。
3 增城市2005年、2010年用电量的预测
对增城地区近20年的经济发展、用电量增长数据的分析和研究可见,增城地区的经济受到宏观经济调控的影响呈阶段式跳跃发展,而其用电量的增长趋势明显跟随经济发展趋势,属于阶段性跳跃增长类型。因此,可根据未来经济发展趋势的特点预测中长期负荷发展的数据。
根据本文所提出的算法,选用了增城地区1980~1999年的年用电量、第一产业产值、第二产业产值和第三产业产值等作为原始输入数据,结合增城地区的经济发展进行建模计算。增城市经济发展规划目标见表2。
采用以上数据,利用系统动力学建模方法,结合实际预测工作者对参数的设定,可以得到以下的
用电量预测结果:2005年的年用电量为3.2TWh,2010年的年用电量为5.95TWh。
利用本文给出的计算结果,参考弹性系数法、产值单耗法等方法的预测结果可以比较准确地确定
未来10年的用电量水平,为增城地区电源建设、电网发展规划的制定提供很好的依据。
参考文献
[1]刘晨晖.电力系统负荷预报理论和方法[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1987.
[2]刘永强.电力严重不足地区电源开发策略“试验室”的研制[Z].全国高校第七届电力系统年会,大庸,1991.
[3]伍力.输电网络规划优化方法及其DDS的体系结构研究:[学位论文][D].广州:华南理工大学,2000.
[4]韦凌云,吴捷,刘永强.基于系统动力学的电力系统中长期负荷预测[J].电力系统自动化,2000,24(16):44—47.
[5]王其藩.系统动力学[M].北京:清华大学出版社,1994.