李博
中国大唐集团有限公司重庆分公司 重庆市 400020
摘要：重庆电网存在外购电占比高、气温敏感负荷占比高、峰谷差大、源荷分布不均等特点，汛期水电消纳空间及其有限，各个水电弃水严重。为便于汛期优化防洪调度策略和水位控制，合理安排运行方式，及时向电网提出可行的建议，在保证防洪安全的情况下尽量减少弃水损失。大唐重庆分公司集控中心（以下简称集控中心）通过对重庆电网负荷进行滚动预测，结合电网火电开机方式、外购电、新能源、其他水电等边界条件的情况，对集控所有水电合计日电量空间进行滚动预测，为减弃增发提供支撑。
关键字：电网负荷 发电空间 预测研究 减弃增发
1引言
重庆域内资源匮乏，长期向外购电。外购的四川水电无法削减，且不参与调峰，网内风电又经常性在夜间风速较大，加上风机抢装潮导致风电装机大幅增加，导致在汛期重庆电网尤其是低谷时段水电发电空间严重不足，水电弃水严重。
集控中心总装机占电网水电装机的58%。如何通过精心调控、优化运行减弃增发，实现公司整体效益的最大化，是集控中心必须研究的课题。集控中心进行电网负荷和发电空间的预测为减弃增发工作提供了数据支持。
2基础历史数据收集及未来数据的预测
2.1历史数据收集整理
在决定开展电网负荷及发电空间预测之前，在相当长的一段时间内就开始注重对历史数据的收集整理。因重庆电网降温负荷占比较大，应特别注意温度对电网负荷的影响，在收集历史数据时首先气温的情况进行记录，分析不同温度下电网负荷的情况。
在汛期，水电消纳的突出矛盾主要集中在负荷低谷时段，应特别针对低谷时段的消纳空间进行统计和预测。所以将电网负荷、火电出力分位白天和低谷时段进行分别统计，以便于更加准确的判断水电低谷的发电空间，从而对全天的电量能够更精准的进行预测。
通过对集控水电实际发电量的收集统计，可以更好的对电量空间预测进行参考，在对未来某一日电量空间进行预测时，可以找到气温偏差不大的历史某一天数据作为参考，即使电网内某一数据有变化时，比如网内风电的出力、其他水电出力的变化等，都可以直接反应到集控中心水电电量的变化，可在一定程度上直接得出预测结果。
2.2电网负荷预测系统介绍
为了更加便捷的预测和查询电网负荷情况，减少人员的工作量，同时为支持集控中心大数据中心的建设，我们建立了负荷预测系统模型，开发了负荷预测系统。导入每15分钟一个点记录每日的电网负荷数据，以及当日的天气情况，同时录入每日负荷的最大、最小、平均的特征量，以上述数据为基础，使用合理的算法，系统不断进行学习，对未来几日的负荷进行滚动预测。
2.3低于额定水头时水电最大发电能力统计
来水较大时，常常会造成水头低于额定水头，进而导致机组不能按照额定出力运行。集控中心所属的彭水、银盘电站作为网内装机容量排名前两位的电站，在电网峰谷差较大的情况下，是电网调峰、调频的主力电站。尤其是在电网空间大于集控水电最大发电能力时，合理的判断最大发电能力，不仅有利于电网合理安排运行方式，保证足够的旋转备用容量，避免两个细则中发电能力申报出现考核，也使水电发电空间预测更加贴近于实际。所以对各水电在不同水头下最大发电能力，加入到发电空间预测模型中。同时，在机组水头过低，有可能造成机组全停时，提前发出相关预警，保障电力供应。
2.4新能源负荷预测介绍
对风电的负荷进行预测时需要掌握电网内风资源的特点，重庆电网内风电多为山地风电，在低谷时风资源较好，在政策要求风电全额消纳的情况下，对低谷时段水电的发电空间影响较大，所以加强风电负荷预测尤为重要。因为两个细则的要求，风电场均开发了风功率预测系统，通过各个风电场风功率预测情况，可以对电网内所有风电的负荷进行基本的判断，形成风电负荷的预测数据。
2.5火电负荷率及开机方式预测介绍
重庆电网火电燃煤机组基本调峰标准为其额定容量的50%，进行深度调峰时可减至50%以下，另火电有最小和最大的开机方式，在上述边界条件下合理的对火电机组白天和低谷的负荷率进行预测也影响水电发电空间。掌握火电当前的开机方式，在水电较大来水时可以判断在当前方式下发电空间是否满足发电需求，如果不满足，就可以及时建议电网调度采取火电机组停机（包括启停调峰）、启动深度调峰交易等措施，促进水电的消纳。
3.水电发电空间预测简介
在对电网、火电、风电负荷进行合理预测后，还应当了解外购电的计划、地方小水电和生物质能源等数据，同时根据网内其他水电来水情况判断其余水电的需求，就可以对所需的水电发电空间进行大概预测。
简单来讲，水电的发电空间用电网总负荷减去网内的其他数据量即可得出，但由于重庆电网峰谷差过大，火电开机方式过小会导致白天备用空间不足，火电机组又不能频繁启停，故水电电力消纳的主要矛盾在低谷时段。在进行水电消纳空间预测时，应特别注意掌握低谷的发电空间。
在负荷的低谷时段，火电一般按照最低负荷率进行计算，必要时可以考虑进行深调，在其他特征量均考虑最低的情况下，即可计算出我们需要的低谷水电发电空间，在结合非低谷时段的预测情况，同时考虑必要的调峰、调频，最终得到全天的电量空间，以此数据为参考，应用于减弃增发工作中。
4.水电发电空间预测的应用
4.1汛期发电空间预测的应用
根据水电来水情况，在保证水位不超规定的限制水位前提下，我们会计算出集控水电的发电需求，在来水超过发电能力时，发电需求即按最大发电能力全天满发计算。再将发电需求与预测得出的发电空间进行比较，当发电空间满足发电需求时，即可关注实际的来水及负荷情况，做好网内负荷争取，完成既定发电任务即可；当发电空间不满足发电需求时，应当及时提出并采取相关措施，比如提前降低库水位、建议电网调度启动深度调峰和启停调峰交易、调整火电开机方式、临时削减外购电、联系外送至重庆电网以外等措施，尽可能减少弃水损失。
4.1枯期发电空间预测的应用
根据集控中心经济运行方案，汛期以水量利用为主，尽量减少弃水损失，枯期以水头利用为主，尽量抬高水位，减小耗水率。在枯期时，为了抬高水位运行，水电的发电需求可能并不大，但受电网内其他发电方式不足的影响，比如迎峰度冬期间火电开机容量不足、水电来水均较小等情况，会导致水电发电方式过大，不利于保持高水位运行。所以我们在预测是还会对水电最小的发电空间进行预测，在预计最小的发电空间仍高于水电发电需求时，也应当协调电网及时调整运行方式，在保障电力供应的前提下，尽量保持经济运行。
5.水电发电空间预测结果评价
通过对水电发电空间预测数据和实际值进行比较，虽然存在一定偏差，但仍能在相当程度上反映出实际的发电空间。对我们的水库和发电调度极具参考价值，促进了各个水电站开展经济运行和减弃增发工作，为企业创造了更大的效益。
6.存在的问题及后续发展
6.1发电空间预测存在的问题
虽然在一定时期内我们实现了对电网负荷及水电发电空间的预测，但在此过程中仍在存在诸多问题，其中最突出的问题是数据的收集。因为我们所需的大多数数据均来自其他公司，但即使是历史数据，我们也不能在第一时间掌握，这对我们预测结果的准确性十分不利，所以后续可做好沟通协调工作，在保证数据安全使用的前提下，尽量即使得到相关数据，使我们的水电空间预测不断优化。
6.2后续工作展望
大唐重庆分公司集控中心虽然以水电为主，但作为首家水电、风电均接入的集控中心，在风电抢装潮的背景下，对可能存在的弃风问题我们应提前做好准备。一以贯之，我们也可以应用上述方法进行风电发电空间预测，使运行方式安排更合理，实现为公司创造更大效益的目标。
参考文献：
[1]马莹莹.电力系统短期负荷预测方法综述.
[2]罗慧.气象要素在电力负荷预测中的应用.
[3]风电场风功率预测方法.