母线负荷预测技术及负荷特性对电网影响的研究
摘 要 本研究简单介绍了母线负荷预测的几点方法以及研究过程，同时就如何减少负荷特性对电网负面影响方面的问题进行了简要阐述。
【关键词】母线负荷预测 负荷特性
随着我国国民经济的稳步发展，人们对电力的需求量日益增强，社会对电力发展也提出了更高的要求，使得如今我国电力系统负荷呈现逐年增长的态势。然而，母线负荷还存在很多的缺点和不足，如母线负荷量大面广、缺少历史信息和研究经验、各母线之间差异较大等，都是当前研究急待解决的问题。因此，如何建立并完善科学的母线负荷预测管理体系，已成为当前电力工作者们所要研究的首要课题。这不仅对母线负荷技术的发展具有很大影响，对消除负荷特性中的的不良因素也具有非常重要的意义。
1 母线负荷预测的研究方法
1.1 短期负荷预测
所谓母线负荷，即是由主变电站变压器的母线发出，为其供应的所有供电区域提供的终端负荷之和。短期母线负荷预测的预测对象一般是母线下网负荷。从时间上划分来看，短期负荷预测方法可分为传统预测方法和现代的预测方法。传统的负荷预测方法主要有回归分析法和时间序列法。回归分析法，就是通过对观察出来的数据进行统计处理，找出母线负荷与影响因素之间对应的线性关系，从而得到数据之间的回归模型，并以此为依据进行预测的方法；时间序列法则是把时间序列看作主要研究对象，通过对时间与数据之间关系的分析，进而产生结论的方法。时间序列法的原理是：对出现的问题进行假设分析，找出时间序列与对应随机数据间的关系，然后建立一个用时间序列描述数据变化过程的模型，以模型为依据来估计参数，从而在对已知的时间序列的观测值的研究中，求得未来时间序列的预测值。传统的负荷预测方法比较直观，便于理解，应用广泛。现代的负荷预测方法则更为多样，每种方法也都各具特点，在实际研究过程中，需根据实际情况，选择合适的研究方案。
1.2 母线负荷预测
母线负荷预测中的一大难点就是坏数据的处理。因为母线负荷预测是一种信息不完备、不容易精确掌握和解决的问题，在研究过程中会时常产生不精确的历史数据和坏数据，这些误差会严重破坏绝大部分已有的研究方法。因此在母线节点历史数据库中，要经常对历史负荷数据和已知信息进行预处理，掌握每个节点历史数据与准确时序数据的关系，以确保数据的准确性。在此方面，各国科学家采用不同方法，为得到准确的历史数据做出了不懈的努力。我国焦建林学者就曾提出了由时间序列的方法改进而来的母线负荷预测技术，效果非常显著。
2 母线负荷预测系统的研究与实现
2.1 母线负荷预测坏数据的处理
在研究过程中，要想得到真实可靠的负荷预测数据样本，就需要采用合适的方法，处理好已得到的原始数据以及历史数据，及时对缺损数据进行弥补，处理好异常的数据，从而使预测的精度得到有效提高。处理时首先要对明显的缺失数据和数据的极大、极小值进行粗辨识与调整。以正常的极值时刻的平均值为标准制作数据的走向曲线，找出曲线上在非负荷峰、谷时刻超出当日负荷的峰值或低于谷值的极大极小值。辨识完成后，填补缺失数据，修正极大极小值。想要修补已经缺损的数据，可以利用由时间序列得到的正常数据拟合出一条曲线，通过与实际数据曲线进行对比，估计出缺损点的值，进而对数据进行填补。
2.2 母线负荷水平方面的研究
母线负荷水平反映的是日负荷曲线走向，其数据受季节、气象以及特殊事件等因素的影响。如果在研究过程中出现相关因素，要对这些因素进行确定，并分析各因素对负荷水平的影响程度，根据它们的重要性和影响性的不同，选择合理的研究方案，找到对负荷水平的数据起到决定性作用的影响因素，令人们更加合理的选择出相似日。对负荷水平进行单独预测时，应尽量使用相似样本。目前一般利用SVM 和 LS-SVM算法进行短期负荷水平预测，并已取得了较为明显的成果。其中，LS-SVM 主要解决在短期负荷预测工作中的内外部优化问题。
3 电力负荷特性对电网的影响及对策
3.1 负荷特性对电网的影响
负荷的电能质量特性是母线工作过程中的表现出的独有特性，指的是电能质量随接入电网的负荷因素变化而变化的特性。在负荷特性的影响下，电力系统的电能质量会受到不同程度的影响，而这类影响大多是负面且危险的。一般来说，负荷特性对电网影响主要体现在以下几点方面：当电压水平过低时，系统稳定性也会变差，若在一定程度上，电网缺乏无功功率，又不进行及时的调整，容易造成系统电压崩溃，导致大面积停电甚至系统瓦解事故；当电力系统出现频率过高的情况时，会使输电线路以及电气设备的电抗压降增大，导致电压的调整效率变低。一旦出现这种情况，将使电力系统运行变得非常危险，若不对此进行及时的处理，将可能引发一系列严重问题的发生，甚至会使电力系统崩溃，对电网的安全运行产生严重的威胁；当电力系统中的一些单相大容量设备出现超负荷运作等情况时，会造成电网的三相电压不平衡，由于系统中的多种保护和自动装置都是以电力系统的负序分量为起动元件的，因此当出现三相电压不平衡时，可能会产生较大的负序电流，从而引起继电保护和自动装置的拒动或误动，使装置的准确度降低，通信也会受到不同程度的干扰。
3.2 掌控负荷特性对电网影响的措施
首先，电网经营者、管理者要认真研究，经常对电力负荷特性进行有效的分析评估，从而解决当前的实际问题，制定出最佳的供用电方案，促进并加强电网供电的可靠性，掌握负荷特性的变化规律，使人们在电力系统不断发展的今天，能够及时对负荷特性为电网安全运行带来的影响进行处理；其次，研究人员要尽早建立出专用于负荷特性的分析系统，统计出对电力系统有影响的各负荷数据，对每个数据进行处理，构建起直观的分析模型，并以此为依据，对电网中的负荷特性做出准确的分析；此外，了解供电厂母线所供应的每个供电区域的负荷相关特征，提供精准的技术辅助决策，并依照相关的分析结果，建立电网负荷安全评估系统，制定电网技术改造措施，依据科学的数据，进而确保电力系统的安全、稳定运行 。
4 结语
本研究充分认识到在目前电网发展的新形势下对于母线负荷预测研究的重要性和紧迫性，同时对比当前国内外关于母线负荷预测方面的研究现状，分析了出现在我国母线负荷研究中的一些问题，并为母线负荷预测及负荷的特性对电网影响的研究提供了一些方法和思路。
参考文献
[1]陈新宇，康重庆，陈刚.规避坏数据影响的母线负荷预测新策略[J].中国电力，2009，42（9）：27-31.
作者单位
国电南瑞科技股份有限公司 江苏省南京市 211106
