考慮人口因素的居民、商業(yè)用戶長期售電量預測方法

馮天瑞

摘 ? ?要：隨著電力體制改革的推進，眾多售電公司相繼成立，并將進入城市配電網(wǎng)增量市場。對于城市配電網(wǎng)，居民、商業(yè)電量增速快，且在總電量中占比逐漸增加，發(fā)展?jié)摿薮?。本文以居民、商業(yè)電量總和為研究對象，對其發(fā)展趨勢進行分析，然后設(shè)計了一種考慮人口因素的居民、商業(yè)用戶長期售電量預測方法。最后，以廣東省某大型城市中心城區(qū)為例，對本文所提出的方法進行檢驗。

關(guān)鍵詞：人口因素;居民商業(yè)用電;長期電量預測;年人均耗量

中圖分類號：F426 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1004-7344（2019）03-0074-02

引 言

隨著電力體制改革的推進與深入，配電網(wǎng)增量市場向社會資本開放，全國各省市陸續(xù)成立了眾多售電公司，其中絕大多數(shù)售電公司的業(yè)務(wù)將集中在城市配電網(wǎng)增量市場。對于各大中型城市，受產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型等因素影響，導致其大工業(yè)電量增長緩慢，甚至對個別城市或區(qū)縣，其大工業(yè)電量處于下降狀態(tài)。與此同時，其第三產(chǎn)業(yè)用電量及居民生活用電量則不斷上升，成為城市配電網(wǎng)增量市場的主力。

以廣東省為例，絕大多數(shù)售電公司集中在廣州、深圳兩大城市，這兩大城市的共同點為：人口眾多且持續(xù)增長、第三產(chǎn)業(yè)發(fā)達、大工業(yè)向市區(qū)周邊或周邊城市遷移。以上特點決定，大多數(shù)售電公司需將城市配電網(wǎng)增量市場，即居民、第三產(chǎn)業(yè)用電市場作為自己的主營業(yè)務(wù)。

目前國內(nèi)電網(wǎng)企業(yè)將全部電力用戶分為5大類，其中居民用戶單獨為一類，第三產(chǎn)業(yè)用電應(yīng)對應(yīng)商業(yè)用戶。故本文以居民、商業(yè)用戶電量為研究對象，考慮人口因素對其的影響，研究其電量預測的方法。

本文以居民、商業(yè)電量總和為研究對象，在充分分析其發(fā)展趨勢與規(guī)律的基礎(chǔ)上，考慮人口因素對其影響，設(shè)計了考慮人口因素的居民、商業(yè)用戶長期售電量預測方法，該方法對區(qū)域內(nèi)常住人口及年人均耗量分別進行預測，將預測結(jié)果相乘得到居民、商業(yè)電量總和。最后以廣東省某大型城市區(qū)級供電局為例，對所提出的方法進行檢驗。

1 ?居民、商業(yè)電量發(fā)展趨勢

受城市產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型等因素影響，部分大中城市或市中心某區(qū)出現(xiàn)了大工業(yè)電量下降、居民商業(yè)電量增加的趨勢。以廣東省某大型城市中心城區(qū)C區(qū)為例，該區(qū)自2013年起，大工業(yè)電量在總電量中占比持續(xù)降低，但居民、商業(yè)電量總和及常住人口數(shù)量持續(xù)增長，居民、商業(yè)電量的增量潛力巨大。深入分析可知，居民、商業(yè)電量的增速大于常住人口的增速，即居民、商業(yè)年人均耗電量（以下簡稱“年人均耗量”）的增速亦不斷增長。

綜合分析可知，部分大中城市或市中心城區(qū)的居民、商業(yè)電量存在巨大增量市場，售電公司在進入某一區(qū)域前，需對該區(qū)域市場潛力進行預測評估，在進行電量預測時，不應(yīng)僅著眼于居民、商業(yè)電量總和的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可將居民、商業(yè)電量看做兩部分的乘積，即：

Qjs=qjs·N（1）

其中Qjs為居民、商業(yè)電量總和，單位為kWh，qjs為年人均耗量，單位為kWh/（年·人），N為該區(qū)域常住人口數(shù)量，單位為人。因此，本文從年人均耗量及常住人口數(shù)量的角度對居民、商業(yè)電量總和進行研究，抓住影響其變化的根源，分別進行預測。

2 ?算法設(shè)計

如（1）式所示，居民、商業(yè)電量總和由兩項因素決定，故本文分別對兩項因素進行預測，將預測結(jié)果相乘得到居民、商業(yè)電量總和的預測值。本文所設(shè)計的算法流程為：數(shù)據(jù)收集及預處理-對年人均耗量進行預測-對常住人口數(shù)量進行預測-計算得到總電量預測值。

（1）數(shù)據(jù)收集及預處理

對待預測區(qū)域歷年居民、商業(yè)用電量及對應(yīng)年份的常住人口數(shù)量進行收集，并計算得到年人均耗量。

（2）對年人均耗量進行預測

目前對于中長期電量預測，普遍采用組合預測模型的方法。可以證明，組合預測模型的預測誤差平方和不大于參與組合的各個單一模型的預測誤差平方和的最小值[1～2]。本文選取一元線性回歸法、加權(quán)擬合直線方程、累加線性擬合法、灰色預測模型、雙曲線模型、對數(shù)曲線模型、S形曲線模型、倒指數(shù)曲線模型共8種常用預測模型算法構(gòu)成組合預測模型，使用擬合方差法[3]計算得到各單一預測模型的權(quán)重。

（3）對常住人口數(shù)量進行預測

同樣使用組合預測模型及擬合方差法，對常住人口數(shù)量進行預測，得到綜合預測結(jié)果N。

（4）計算得到總電量預測值

將年人均耗量預測結(jié)果和常住人口預測結(jié)果相乘，得到居民、商業(yè)電量總和的預測結(jié)果Qjs。

3 ?算例分析

本文使用廣東省某大型城市中心城區(qū)C區(qū)近年來各項數(shù)據(jù)，對本文所提出的方法進行檢驗。

該區(qū)2013年至2016年全區(qū)各項售電量及人口、年人均耗量數(shù)據(jù)如表1所示。

本文基于以上4年該區(qū)的電量及人口數(shù)據(jù)，使用本文提出的預測方法對該區(qū)2017年居民、商業(yè)電量總和進行預測，同時使用組合預測方法，直接對居民、商業(yè)電量總和進行預測計算，將二者結(jié)果進行比對分析。

（1）使用本文提出的預測方法進行預測計算

計算輸入數(shù)據(jù)為歷年常住人口及年人均耗量數(shù)據(jù)，使用組合預測模型分別對二者進行預測，再將所得結(jié)果相乘，得到居民、商業(yè)電量總和的預測結(jié)果，預測結(jié)果如表2所示。

（2）直接對居民、商業(yè)電量總和進行預測計算

計算輸入數(shù)據(jù)為歷年居民、商業(yè)電量總和，使用組合預測模型直接對其進行預測，所得預測結(jié)果為2017年該區(qū)居民、商業(yè)電量總和為21.57億kWh.

（3）預測結(jié)果比對分析

將（1）、（2）所得結(jié)果與2017年該區(qū)居民、商業(yè)電量總和實際值進行比對，結(jié)果如表3所示。

由表3可知，本文所提出方法的預測結(jié)果，明顯優(yōu)于對總電量直接進行預測的方法，因本文方法充分考慮了人口因素對居民、商業(yè)電量的影響，對常住人口數(shù)量、年人均耗量分別進行預測，保留了二者發(fā)展趨勢的細節(jié)信息，因而可以得到更為準確的預測結(jié)果。

售電公司可使用本方法，對區(qū)域居民、商業(yè)電量潛力進行預測，尋找更有商業(yè)價值的區(qū)域，更有針對性的開展售電活動。

4 ?結(jié) 論

（1）本文對居民、商業(yè)電量發(fā)展趨勢進行了分析，可知對大中型城市，其居民、商業(yè)電量數(shù)值及在總電量中的占比均呈現(xiàn)上升趨勢，為售電公司開展售電業(yè)務(wù)提供了足夠的市場。

（2）本文設(shè)計了考慮人口因素的居民、商業(yè)用戶長期售電量預測方法。該方法充分考慮人作為居民、商業(yè)電量的用電主體及在用電行為中的主導地位，使用組合預測模型對人口數(shù)量和年人均耗量分別進行預測，再將二者預測結(jié)果相乘，得到居民、商業(yè)電量總和的預測而結(jié)果。

（3）本文以廣東省某大型城市中心城區(qū)為例，對所提出的售電量預測方法進行檢驗，結(jié)果證明該方法比直接對居民、商業(yè)電量進行預測，具有更高的準確性。本方法在整體工作量增加不大的情況下，提高了對居民、商業(yè)電量的預測精度，可幫助售電公司對各區(qū)域進行售電量預測，評估開發(fā)潛力，指導其售電業(yè)務(wù)的開展，以獲取最大的經(jīng)濟效益。

參考文獻

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[3]康重慶，夏 清，劉 梅.電力系統(tǒng)負荷預測[M].北京：中國電力出版社，2007.

收稿日期：2018-12-6