一、引言
近些年来,继物联网、云计算、大数据等新一代信息技术为支撑的智慧经济时代的到来,在给产业结构带来调整和变革的同时也给人们的生产生活方式带来了巨大的改变。余杭区作为全国率先提出发展智慧经济的城市,由于本身具有发展智慧经济的基础条件和先发优势,已经为活力经济体的打造作出了突出的贡献。经济发展,电力先行,随着我国逐步进入经济建设的关键阶段,对电力资源需求旺盛,导致资源不能达到合理的优化配置,出现了供不应求的局而。负荷预测成为电力公司的一项重要而艰巨的任务。
本文首先对智慧经济和智慧经济型企业进行了概念的界定,并构建了用电负荷预测VAR模型,对余杭地区智慧经济型企业和园区进行用电负荷特性分析。从而帮助供电公司实现精准电力投资,辅助相关部门做好辅助决策。
二、相关概念
智慧经济(Wisdom Economy)是基于云计算、大数据、物联网、互联网等信息技术的运用,实现集信息、知识、环境、文化、伦理、道德于一体的战略性经济和创新性知识[i7智慧经济的特征:一是在经济发展的过程中不仅注重能源、技术、原材料等传统的要素,更注重科学技术、信息技术、多媒体以及人力资源的开发利用程度[Czl;二是经济的发展不再注重粗放型的生产方式,而更多注重能源、环境的可持续发展[Czl;三是在智慧经济时代,经济的发展呈现多元化的特征,农业、工业、环境和科技等多方而共同推动经济的持续快速发展[Czl;四是创新思维、创新理念在智慧经济中占有着决定性的优势。
智慧经济型企业(Wisdom Economy Enterprises):基于新一代云计算、大数据技术的应用来实现企业精准、高效智慧化经营,以追求绿色、健康、可持续发展的新商业模式的组织或机构。余杭地区口前已拥有大量与“智慧经济”相关的大型企业,集聚信息服务企业220余家,电子信息制造企业400余家,涌现出天猫技术、淘宝软件、利尔达物联网、欧关金融城、同花顺、中国电信集团创新园和中国移动杭州研发培训中心等一大批标杆优秀企业,雄厚的网络信息产业,为创先发展智慧经济打下了良好的基础。
三、智慧经济型企业用电负荷预测VAR模型的构建
(一)用电负荷预测的方法分析。随着智慧经济型企业(第三产业)用电量的持续增加,对电网的需求量持续加大,对电力负荷预测方法的精准度要求越来越高,所以保障电力系统的安全运行,带动第三产业的迅速发展已经成为余杭地区发展智慧经济,打造智慧经济体的主流。长久以来,国内学者以及电力相关工作人员一直在长期实践过程中对电力负荷预测的方法进行研究,但是大部分的研究还是仅仅停留住依靠直观的经验感知,并没有相关的理论科学知识作为指导,导致预测过程欠科学性,预测结果难免差强人意。随着经济的发展,科技水平的不断提高,一些预测理论和数学模型被逐步引入到了电力负荷预测之中,出现了不少新颖的预测方法,为其更好地对电力进行预测提供了新的科学依据。电力系统负荷预测方法大致可以分为两类:第一类是数学统计类的预测方法,在这里比较有代表性的是回归分析法、趋势外推法和时间序列法;第二类是人工智能类的预测方法,在这里比较有代表性的是专家系统法和人工神经网络法。
(二)用电负荷预测VAR模型的构建。向量自回归(VAR)模型是19世纪80年代由西姆斯(Sims)首先提出的,该模型主要是对多个相互关联的变量进行综合分析,得出变量之间关系的一种研究方法。主要口的就是通过对模型中的每一个方程的内生变量对模型的全部内生变量滞后性进行回归,从而得出模型中全部内生变量存在的动态关系。它的构建不仅能分析和考查自身对各变量之间是否有影响,同时也能考查其他变量对他自身的影响,与此同时还可以详细分析各变量之间的长期均衡和短期动态关系。
本文将利用非线性回归模型分析第一产业、第二产业、第三产业和居民用电四大主体对余杭区用电负荷的影响。第一产业和第二产业在早期用电负荷增加值中占有相当大的比重,但是近些年来,随着第三产业的兴起,第一产业和第二产业的比重在逐渐下降,第三产业和居民用电的比重在持续增加,因此在非线性模型里将第三产业用电量、居民用电量和同期最大负荷作为研究对象,分析三者之间的非线性相关关系。
1线性相关模型的构建。为了保证数据的平稳性,选取三个变量的对数作为样本变量,即LOG (THIRD) , LOG(RESIDENT) ,LOG (LOAD)。采用二阶滞后建立方程(某一样本数据与最近两年的数据相关性最大)构建非线性模型。
2变量之间影响重要程度分析。图1说明,第三产业对最大负荷的影响程度从1995年的30%以下,上升到现在的80 %左右,并预训一在未来十年内稳定在80 %,说明近年来最大负荷变动最大的变数在于第三产业,它的快速发展是最大负荷提升的主要因素。居民对最大负荷的影响情况较为复杂,近年来保持在巧%左右,是一个不容忽视的因素,第三产业和居民的峰谷电价政策实施的潜力仍然较大。在1995年之前,对最大负荷影响最大的是第一产业和第二产业,其对最大负荷的影响重要程度近60%,在1995年之后影响程度逐步降低,到2000年左右降到10%以下,口前在5%左右,并有持续走低趋势,未来10年内其对最大负荷的影响低于5% o
四、智慧经济型企业用电特性分析
(一)智慧经济型企业用电量情况分析。从2014年6月至2016年3月园区用电总量曲线起伏趋势分析看出,园区用电量的高峰出现在2014年的7月到8月以及2015年的7月到8月,随着夏季的来临,空调等制冷设备的使用逐渐增多,而7月至8月是每年最炎热的时候,空调等制冷设备的使用达到最大值,因此用电量达到高峰。随着秋季气温的下降,制冷设备的使用率降低,用电量大幅度下降。
(二)智慧经济型企业典型日负荷分析。智慧经济型企业的冬季典型日负荷曲线相对较为平缓,自9 : 00至19 :00用电负荷保持在4万千瓦上下波动,午休时间略有下降,夜间负荷降速较为缓慢,于22:00之后才缓慢降回夜间平均负荷2. 5万千瓦左右,智慧经济型企业冬季高峰负荷值相对较低,探究出现的原因可知,冬季取暖方式并不采用空调等电器设施,其余用电设备用电负荷相对比较稳定,高峰逐渐转平。
五、结语
智慧经济是余杭地区走可持续发展之路的根本保障,通过大量引入智慧经济型企业(第三产业)将会带动余杭地区的经济水平显著提升。电力负荷预测的精准度直接关系到电力系统的供电质量。对口前的电力负荷预测方法进行研究,有利于电网的安全运行。将智慧经济型企业和智慧经济型园区作为典型案例进行研究,能够更清晰了解其电力负荷特性,为未来电网的优化和变电站的扩建提供理论支撑。