执行摘要
需求量（十亿千瓦时 [MWh]）提高负荷预测可以带来两大主要益处：降低可负担性和可靠性风险，并创建一个机会，以考虑所有可用的投资选项。本报告主要关注长期（10年以上）负荷预测，这是公用事业规划所使用的。在美国，经过几十年的增长停滞，电力需求或负荷已开始增长。覆盖美国客户48%销售的公用事业综合资源计划（IRPs）预计从2023年至2035年负荷将增长20%，公用事业公司继续上调其负荷预测。新的大型负载（例如，数据中心、先进制造、重型运输、工业电气化）具有独特的特征，这些特征应在现代预测过程中得到体现：它们的负载形状、预测不确定性、灵活性潜力和飞行风险。展品ES2展示了不同负荷类型对电网的关键特征如何存在显著差异。
负荷增长与预测挑战
电网可以显著变化。显著变化rmi.org/6多种类型的负荷增长驱动因素在全国的电力计划中显现，如表3所示。在近期，数据中心和先进制造业是美国东南部、锈带地区以及众多技术中心的增长最大动力。它们的大负荷给公用事业公司和电网运营商带来了独特的预测挑战。长期负荷预测是公用事业投资计划的基础，本报告探讨当前的大负荷驱动因素，详细说明了主要公用事业和独立系统运营商如何将大负荷纳入其预测，并建立了一套现代负荷预测最佳实践，以帮助监管机构应对这一新的发展时代。
历史预测过度与风险
历史上，公用事业公司系统地高估了电力需求，这表明改善预测过程存在机会。在2006年至2023年期间，公用事业规划者平均在5年预测中高估了8%的电力需求，在10年预测中高估了17%（参见图5）。对于近年来的预测误差更高：2012年至2023年的数据显示，预测值平均比实际值高出23%。预测是一个平衡可负担性和可靠性的风险的机会，无论是预测不足还是预测过度都可能导致天平失衡。
负荷特性对预测至关重要
然而，负载增长影响电网的所有层级，单个负载的影响取决于几个定义特征（见展览7）。
- 飞行风险：所有企业都需要电力。有些企业需要大量的电力。有些企业需要廉价的电力。许多企业需要附近有熟练的劳动力。
- 负荷形状：在高峰时段运行或在与其他许多负荷同时出现季节性集中的负荷，更有可能需要电网升级或新增发电。
- 灵活性潜力：许多更多的负载需要连接到电网，但所有负载同时运行的电网加剧了排放和成本挑战。
- 预测不确定性：未来的负载预测精度取决于天气、经济、客户行为以及设备程序提供和默认设置的差异。
大型电力负荷终端用途的深入研究
数据中心没有严格的土地使用要求，因此可以基本上在任何具有坚固基础设施（如电力、光纤、水和道路）的地方选址，这导致了选址位置的不可确定性。数据中心公司通常会向多家公用事业公司进行谈判，以争取最优惠的合同价格和条款。工业负荷通常具有最“经典”的负荷形状，随着工人班次的变动而变化。随着工业领域电气化，工艺热需求可能会在非工作时间将负荷因素保持在高水平。新的工业电气化技术可能为负荷灵活性提供充足的机会。
负荷预测最佳实践
- 将终端使用预测与计量经济学预测相结合。
- 采用基于场景或随机负荷预测方法。
- 确保在不同规划过程中一致地使用负荷预测。
- 开发针对尚未达到市场饱和或尚未与典型宏观经济指标相关的关键终端用途的8760负荷特征。
- 将负荷预测以范围而非单一值的形式进行沟通。
- 识别负荷预测不确定性的来源。
- 整合考虑政策偏差和宏观经济条件的情景。
- 包括未来气候数据以及历史气象数据。
- 将合理的概率分配给每个情景。
- 使用长期时间范围进行规划预测，以捕捉中长期的趋势（例如，10年及以上）。
案例研究：预测大量负载的新兴实践
- 弗吉尼亚州的Dominion Energy诉讼程序：Dominion Energy采用计量经济学方法来预测未来15年内的销售额、能源消耗和峰值需求。
- 北卡罗来纳州杜克能源公司流程：杜克能源最近发布的长期负荷预测是在其综合碳计划和综合资源计划（CPIRP）中制定的。
- 乔治亚电力公司：乔治亚电力公司对能源销售和尖峰负荷进行短期和长期预测。在2023年IRP更新中，公司对其2022年IRP的预测进行了重大调整，因为这可能带来大量负荷增加。
监管机构可采取的措施以提高预测能力
- 彻底：提高对新负荷及其特性理解和佣金。
- 最新：需要更频繁地报告长期负荷预测，例如季度不断迭代预测流程，以适应新实践和终端用途的出现。
- 验证：使负荷预测数据和处理过程对其他利益相关者透明，并创造问责制的机会。
在预测不确定性下做出投资决策
即使最佳实践被采纳，所有预测仍然具有不确定性。然而，随着负荷快速增长，公用事业部门和委员会必须在显著的预测不确定性下做出决策。决策框架可以包括以下内容：
- 优先考虑“最小遗憾”的资本投资。
- 利用关税设计或其他合同承诺来分配风险并缓解不确定性。
结论
监管机构在缓解所涉可负担性和可靠性风险方面也起着关键作用。他们可以采取行动确保预测更加全面、频繁且经过验证。此外，他们还可以采取补充方法来更新决策框架和应对剩余的不确定性，例如优先考虑最小遗憾投资和采用转移风险并增加大型负荷承诺的关税或其他金融结构。额外的研究关于大负荷及其特性是必要的，以支持改进预测。公用事业规划者还需要描述负荷形状、灵活性、爬坡率和不同负荷类型负荷实现概率的标准数据集。需要更多经验来指导调整计量经济学预测的最佳实践，以考虑大负荷。除了计量经济学预测之外的新颖、创新方法将进一步减少预测误差。
