1. 省级电网日前负荷预测与开机方式初判
任务边界与数据准备
本案例要完成的是省级电网调度机构在日前计划编制前的第一项核心工作：用历史负荷和次日气象预报，推算次日96点（每15分钟一个点）的系统负荷曲线，并据此判断火电开机台数与备用容量能否覆盖高峰需求。输入数据包括：近30天96点历史负荷（MW）、次日全省最高/最低气温预报、天气类型（晴/多云/雨/雪）、日期类型（工作日/周末/节假日）。输出为次日96点负荷预测曲线、高峰负荷值、所需开机容量与备用缺口判断。
预测方法：相似日 + 温度修正
省级日前负荷预测常用“相似日法”作为基准，再用温度进行修正。具体做法是：从历史库中找出与次日日期类型相同、天气类型相近、气温区间接近的若干天，取这些天同一时刻负荷的平均值作为基准曲线，然后根据次日与相似日的气温差进行线性修正。
温度修正系数按季节和负荷水平确定。以夏季为例，当最高气温超过30℃时，每升高1℃，高峰负荷约增加1.5%~2.5%的基准值；冬季取暖负荷则对最低气温更敏感。本案例采用以下教学示例参数：
| 参数 | 取值 | 说明 |
|---|---|---|
| 相似日数量 | 5天 | 日期类型相同、天气类型一致 |
| 夏季高温修正系数 | 1.8%/℃ | 最高气温>30℃时启用 |
| 冬季低温修正系数 | 1.2%/℃ | 最低气温<5℃时启用 |
| 周末负荷折减 | 基准的92%~95% | 按行业负荷占比调整 |
| 预测点间隔 | 15分钟 | 全天96点 |
96点预测曲线与高峰识别
将相似日基准曲线逐点计算后，得到次日96点预测负荷。教学示例中，某省级电网夏季工作日预测结果如下：早高峰出现在10:15左右，预测负荷约28500MW；午间略有回落至27000MW；晚高峰出现在19:30左右，预测负荷约30200MW，为全天最高点；夜间低谷约21000MW。全天最大峰谷差约9200MW。
高峰负荷确定后，即可初判开机方式。火电开机容量需满足：高峰负荷 + 旋转备用 ≥ 开机容量。旋转备用一般取高峰负荷的3%~5%，本案例取4%，即30200×4%≈1208MW。因此高峰时段需要火电开机容量至少为30200+1208=31408MW。若单机平均容量为600MW，则需开机约53台；若考虑部分机组检修或出力受阻，实际开机台数应留有余量。
开机方式初判与备用校验
根据预测结果，高峰时段需要火电开机容量不低于31408MW。若当前计划开机50台×600MW=30000MW，则存在1408MW的容量缺口，必须增开3台机组或调用外来电、需求响应等资源。若计划开机55台×600MW=33000MW，则备用容量为33000-30200=2800MW，备用率约9.3%，满足4%的要求且留有一定裕度。
需要注意的是，开机方式还要考虑最小技术出力约束。夜间低谷负荷21000MW时，若开机55台，火电最小技术出力按额定容量的50%计算为16500MW，低于低谷负荷，调峰能力充足；但若开机台数过多，低谷时段可能因最小出力过高而被迫深度调峰或启停机组，增加运行成本。因此开机台数应在高峰备用和低谷调峰之间取平衡。
可复用的判断流程
- 确定次日日期类型和天气类型，筛选相似日。
- 计算相似日同时刻平均负荷，得到基准96点曲线。
- 根据气温差和季节修正系数调整各点负荷。
- 识别早高峰、晚高峰和低谷负荷值。
- 按高峰负荷的3%~5%确定旋转备用需求。
- 计算所需开机容量 = 高峰负荷 + 旋转备用。
- 按单机平均容量估算开机台数，并校验低谷调峰能力。
- 若备用不足，提出增开机组、调用外来电或需求响应等调整方向。