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基于网络理论公路用电系统负荷预测方法摘 要: 文章基于网络理论,系统的分析和论述了公路用电集中负荷预测方法的应用及特点,并指出做好公路用电负荷预测已成为现实电力系统管理现代化的重要手段。 关键词: 电力系统; 负荷预测; 电力市场; 电网电源; 建设规划 中图分类号: Tm714 文献标识码: A文章编号: 1009-8631(2010)03-0090-02 引言 电力系统负荷预测是实现电力系统安全、经济运行的基础,对一个大的电力系统而言,提高电网运行的安全性和经济性,改善电能质量,都依赖于准确的负荷预测。因此,负荷预测的关键是提高准确度。此外,从发展看,负荷预测也是我国实现电力市场的必备条件,具有重要的理论意义和实用价值。 1. 负荷预测的分类及作用 负荷预测是根据历史负荷值,在满足一定精度的情况下决定未来某特定时刻的负荷值。根据不同的预测目的,负荷预测可分为超短期、短期和中长期的预测。 一般来说,一小时以内的负荷预测为超短期负荷预测,主要用于安全监视、预防性控制和紧急状态处理;日负荷和周负荷预测为短期负荷预测,分别用于安排日调度计划和周调度计划,包括确定机组的启停、水火电的协调、联络线交换功率、符合经济分配、水库调度和设备检修等;月至年的负荷预测为中期负荷预测,主要确定水库的运行方式和设备大修计划等。进行电源规划和发展时,需要数年至数十年的长期负荷预测。 2. 负荷预测方法及特点 负荷预测的方法多种多样,包括线性回归、时间序列、卡尔曼滤波、人工神经网络模糊推理等。这些方法从简单到复杂,但总的看来,目前尚无一种固定的方法可以使用一切负荷预测问题,并保证优于其他方法。所以,在实际应用中,要对符合实际变化规律及影响因素做细致的分析。 2.1 电力弹性系数法 弹性系数是电量平均增长率与国内生产总值和增长速度,结合弹性系数得到规划期末的总用电量。弹性系数法是从宏观上确定电力发展同国民经济发展的相对速度,它是衡量国民经济发展和用电需求的重要参数。该方法的优点是:方法简单,易于计算。缺点是:同单耗法一样,需要做大量细致的统计工作。 2.2 时间序列法 就是根据符合的历史资料,设法建立一个数学模型,用这个数学模型一方面来描述电力负荷这个随机变量在变化过程的统计规律性;另一方面在该数学模型的基础上再确立负荷预测的数学表达式,对未来的负荷进行预测。时间序列法主要有自回归AR(p)、滑动平均MA(q)和自回归与滑动平均ARMA(p、q)等。这些方法的优点是:所需历史数据少,工作量小。缺点是:没有考虑负荷变化的因素,只致力于数据的拟合,对规律性的处理不足,只适用于负荷变化比较均匀的短期预测的情况。 2.3 灰色模型法 灰色预测是一种对含有不确定因素的系统进行预测的方法。以灰色系统理论为基础的灰色预测技术,可在数据不多的情况下找出某个时期内起作用的规律,建立负荷预测的模型。分为普通灰色系统模型和最优化灰色模型两种。 普通灰色预测模型是一种指数增长模型,当电力负荷严格按照指数规律持续增长时,此法优点是预测精度高、所需样本数据少、计算简便、可检验等;缺点是对具有被动性变化的电力负荷、预测误差较大、不符合实际需要。而最优化灰色模型可以把有起伏的原始数据序列变换成规律性增强的成指数递增变化的序列,大大提高预测精度和灰色模型发的适用范围。灰色模型法适用于短期负荷预测。灰色预测的优点是:要求负荷数据少、不考虑变化趋势、运算方便、短期预测精度高、易于检验。缺点:一是当数据离散程度越大,预测精度越差;二是不太适合于电力系统的长期后推若干年的预测。 2.4 趋势分析法 趋势分析法称之为趋势曲线分析、曲线拟合或曲线回归,他是迄今为止研究最多,也最为流行的定量预测方法。趋势分析法是根据已知的历史资料来拟合一条曲线,使得这条曲线能反映负荷本身的增长趋势,然后按照这个增长趋势曲线,对于要求的未来某一点。从曲线上估计出该时刻的负荷预测值。这个过程原则上是很简单的,但是在很多情况下,他确实也能给出较好的预测结果,而且,这种方法本事是一种确定的外推法,因此在处理历史资料、拟合曲线、得到模拟曲线的过程中,都可以不考虑随机误差。 几种典型的趋势模型为:【1】 基本形式: Yt= f(t,θ)εt 式中:Yt――预测对象 εt――预测误差 θ――待定参数 多项式趋势模型:Yt=a0+a1t+……antn 线性趋势模型:Yt=a+bt 对数趋势模型:Yt=a+btlnt 幂指数趋势模型:Yt=a tb 指数趋势模型:Yt=a ebt 逻辑斯蒂(Logistic)型Yt= L/(1+υe-bt) 2.5 回归分