一種中長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)模型建立方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種中長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)模型建立方法。其包括將電力需求按產(chǎn)業(yè)和行業(yè)進(jìn)行多層劃分，提取歷史數(shù)據(jù)形成預(yù)測(cè)量矩陣，構(gòu)建初始負(fù)荷趨勢(shì)模型；提取影響因素并分析與預(yù)測(cè)量的相關(guān)程度，確定每個(gè)預(yù)測(cè)量的重要影響因素；組成預(yù)測(cè)方法庫；提取年最大負(fù)荷Pmax、年平均負(fù)荷、年最小負(fù)荷Pmin作為關(guān)鍵負(fù)荷指標(biāo)，分析Pmax、Pmin出現(xiàn)的特征、規(guī)律及其預(yù)測(cè)方法；選擇預(yù)測(cè)方法對(duì)預(yù)測(cè)量進(jìn)行組合預(yù)測(cè)，將預(yù)測(cè)結(jié)果與歷史據(jù)進(jìn)行曲線擬合得出預(yù)測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì)，構(gòu)建負(fù)荷趨勢(shì)模型；根據(jù)負(fù)荷影響因素和影響權(quán)重修正負(fù)荷趨勢(shì)模型的參數(shù)及預(yù)測(cè)方法的權(quán)重，建立綜合負(fù)荷預(yù)測(cè)模型。本發(fā)明對(duì)提高電力負(fù)荷預(yù)測(cè)可靠性、電力負(fù)荷內(nèi)在規(guī)律分析有極大優(yōu)勢(shì)。
【專利說明】一種中長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)模型建立方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力領(lǐng)域，更具體地，涉及一種中長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)模型建立方法。

【背景技術(shù)】
[0002]電力負(fù)荷預(yù)測(cè)是電力系統(tǒng)規(guī)劃的重要組成部分，也是電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)，其對(duì)電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行都極其重要。提高負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)水平有利于計(jì)劃用電管理、合理安排電網(wǎng)運(yùn)行方式和機(jī)組檢修計(jì)劃，有利于節(jié)煤、節(jié)油和降低發(fā)電成本，有利于制定合理的電源建設(shè)計(jì)劃、提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。中長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)是電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)，其重要性不僅體現(xiàn)在電網(wǎng)現(xiàn)狀分析、電力需求預(yù)測(cè)等規(guī)劃過程中，而且對(duì)電力電量平衡、主變定容選址、網(wǎng)架規(guī)劃等環(huán)節(jié)具有重要的理論支撐作用。
[0003]中長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法很多，影響中長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果的因素也很多。由于負(fù)荷預(yù)測(cè)是在一定的假設(shè)條件下進(jìn)行的，但電力負(fù)荷的發(fā)展變化規(guī)律存在多樣性和復(fù)雜性，包含了許多確定性的和不確定性的因素，采用單一的某種方法進(jìn)行預(yù)測(cè)，通常難以取得令人滿意的結(jié)果。單個(gè)方法不能充分利用信息，都有各自的特點(diǎn)和適用范圍。組合預(yù)測(cè)方法是一種更為有效的預(yù)測(cè)策略，它可以充分利用各個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)及包含的有用信息，同時(shí)也可以減少單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型帶來的預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)。而傳統(tǒng)的組合預(yù)測(cè)法，大多固定預(yù)測(cè)方法，且權(quán)重選擇比較呆板，無法根據(jù)實(shí)際預(yù)測(cè)情況進(jìn)行調(diào)整，難以獲得好的預(yù)測(cè)效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷(不足)，提供一種對(duì)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)更加方便、準(zhǔn)確和可靠的中長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)模型建立方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種中長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)模型建立方法，包括:
[0007]步驟S1.將電力需求按產(chǎn)業(yè)和行業(yè)進(jìn)行多層劃分，提取歷史電力數(shù)據(jù)，形成預(yù)測(cè)量矩陣，根據(jù)預(yù)測(cè)量矩陣構(gòu)建初始負(fù)荷趨勢(shì)模型；
[0008]步驟S2.提取中長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的影響因素，分析預(yù)測(cè)量與影響因素的相關(guān)程度，確定該地區(qū)每個(gè)預(yù)測(cè)量的重要影響因素；
[0009]步驟S3.集成多種預(yù)測(cè)方法形成組成預(yù)測(cè)方法庫；
[0010]步驟S4.提取年最大負(fù)荷Pmax、年平均負(fù)荷Pave、年最小負(fù)荷Pmin作為關(guān)鍵負(fù)荷指標(biāo)，分析Pmax、Pmin出現(xiàn)的特征、規(guī)律及其預(yù)測(cè)方法；
[0011]步驟S5.從預(yù)測(cè)方法庫中選擇兩種或兩種以上的預(yù)測(cè)方法對(duì)預(yù)測(cè)量進(jìn)行組合預(yù)測(cè)，并基于初始負(fù)荷趨勢(shì)模型將預(yù)測(cè)結(jié)果與歷史電力數(shù)據(jù)通過曲線擬合的方式得出預(yù)測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì)，得到負(fù)荷趨勢(shì)模型；
[0012]步驟S5.根據(jù)負(fù)荷影響因素和影響權(quán)重，修正負(fù)荷趨勢(shì)模型的參數(shù)及預(yù)測(cè)方法的權(quán)重，建立綜合負(fù)荷預(yù)測(cè)模型。
[0013]上述方案中，步驟SI的具體步驟為:
[0014]將年用電按產(chǎn)業(yè)分為:工業(yè)用電Y1、農(nóng)業(yè)用電Y2、商業(yè)及居民用電Y3三大類，并將工業(yè)用電按行業(yè)分為重工業(yè)用電Y11、輕工業(yè)用電Y12、建筑業(yè)用電Y13及其他工業(yè)用電Y14，將農(nóng)業(yè)用電分為排灌與抗旱用電Y21及其他農(nóng)業(yè)用電Y22，將商業(yè)及居民用電分為商業(yè)用電Y31、居民用電Y32及其他用電Y33，將重工業(yè)用電分為鋼鐵用電Y111、冶煉用電Y112、水泥用電Y113、制造用電Y114、采礦用電Y115、鐵路運(yùn)輸用電Y116，將輕工業(yè)用電分為加工業(yè)用電Y121、食品醫(yī)療用電Y122 ；
[0015]提取歷史電力數(shù)據(jù)，形成預(yù)測(cè)量矩陣=E= [Y E0 E1 E2 E3 E11 E12],其中Etl= [Y1 Y2Y3]，E1 = [Y11 Y12 Y13 Y14]，E2 = [Y21 Y22]，E3 = [Y31 Y32 Y33]，E11 = [Y111 Y112 Y113 Y114 Y115Y116]，E12 = [Y121 Y122]，Yk = [yklyk2...ykt]T，Y表示該地區(qū)全社會(huì)總用電，k為用電量類型下標(biāo)，k 的取值范圍為{1，2，3，11，12，13，14，21，22，31，32，33，111，112，113，114，115，116，121，122}，t為選取數(shù)據(jù)的歷史年份數(shù)；
[0016]各用電量在歷史年份中所占的用電比重矩陣為

【權(quán)利要求】
1.一種中長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)模型建立方法，其特征在于，包括: 步驟S1.將電力需求按產(chǎn)業(yè)和行業(yè)進(jìn)行多層劃分，提取歷史電力數(shù)據(jù)，形成預(yù)測(cè)量矩陣，根據(jù)預(yù)測(cè)量矩陣構(gòu)建初始負(fù)荷趨勢(shì)模型； 步驟S2.提取中長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的影響因素，分析預(yù)測(cè)量與影響因素的相關(guān)程度，確定該地區(qū)每個(gè)預(yù)測(cè)量的重要影響因素； 步驟S3.集成多種預(yù)測(cè)方法形成組成預(yù)測(cè)方法庫； 步驟S4.提取年最大負(fù)荷Pmax、年平均負(fù)荷Pave、年最小負(fù)荷Pmin作為關(guān)鍵負(fù)荷指標(biāo)，分析Pmax、Pmin出現(xiàn)的特征、規(guī)律及其預(yù)測(cè)方法； 步驟S5.從預(yù)測(cè)方法庫中選擇兩種或兩種以上的預(yù)測(cè)方法對(duì)預(yù)測(cè)量進(jìn)行組合預(yù)測(cè)，并基于初始負(fù)荷趨勢(shì)模型將預(yù)測(cè)結(jié)果與歷史電力數(shù)據(jù)通過曲線擬合的方式得出預(yù)測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì)，得到負(fù)荷趨勢(shì)模型； 步驟S6.根據(jù)負(fù)荷影響因素和影響權(quán)重，通過專家系統(tǒng)修正負(fù)荷趨勢(shì)模型的參數(shù)及預(yù)測(cè)方法的權(quán)重，建立綜合負(fù)荷預(yù)測(cè)模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)模型建立方法，其特征在于，步驟SI的具體步驟為: 將年用電按產(chǎn)業(yè)分為:工業(yè)用電Yl、農(nóng)業(yè)用電Y2、商業(yè)及居民用電Y3三大類，并將工業(yè)用電按行業(yè)分為重工業(yè)用電Y11、輕工業(yè)用電Y12、建筑業(yè)用電Y13及其他工業(yè)用電Y14，將農(nóng)業(yè)用電分為排灌與抗旱用電Y21及其他農(nóng)業(yè)用電Y22，將商業(yè)及居民用電分為商業(yè)用電Y31、居民用電Y32及其他用電Y33，將重工業(yè)用電分為鋼鐵用電Yl 11、冶煉用電Yl 12、水泥用電Y113、制造用電Y114、采礦用電Y115、鐵路運(yùn)輸用電Y116，將輕工業(yè)用電分為加工業(yè)用電Y121、食品醫(yī)療用電Y122 ； 提取歷史電力數(shù)據(jù)，形成預(yù)測(cè)量矩陣:E = [Y E0 E1 E2 E3 E11 E12],其中Etl= [Y1 Y2Y3]，E1 = [Y11 Y12 Y13 Y14]，E2 = [Y21 Y22]，E3 = [Y31 Y32 Y33]，E11 = [Y111 Y112 Y113 Y114 Y115Y116]，E12 = [Y121 Y122]，Yk = [yklyk2...ykt]T，Y表示該地區(qū)全社會(huì)總用電，k為用電量類型下標(biāo)，k 的取值范圍為{1，2，3，11，12，13，14，21，22，31，32，33，111，112，113，114，115，116，121，122}，t為選取數(shù)據(jù)的歷史年份數(shù)；


Γ, K Y7 Y1 Ym I 各用電量在歷史年份中所占的用電比重矩陣為:_= I —...—...- 其中

YY Y F J「πΓIlJ ZiL其中Y表示該地區(qū)全社會(huì)用電總量，Yt表示第t年的整年全社Y Iyi y2 幻’會(huì)用電量，根據(jù)E和ω矩陣，挖掘分析出該地區(qū)的用電結(jié)構(gòu)及電力需求的發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)變化趨勢(shì)突出的典型負(fù)荷構(gòu)建負(fù)荷趨勢(shì)模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)模型建立方法，其特征在于，步驟S2中通過改進(jìn)的皮氏積矩相關(guān)系數(shù)法，分析預(yù)測(cè)量與影響因素的相關(guān)程度，具體為: 提取中長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的影響因素，根據(jù)歷史電力數(shù)據(jù)，形成影響因素庫矩陣X =[X1 X^Xm]，其中Xk= [Xkl XyXkt]T，m為選取的影響因素個(gè)數(shù)，I彡k彡m，t表示選取歷史年份數(shù)，Xkt表示每年對(duì)應(yīng)的影響因素集合；采用改進(jìn)的皮氏積矩相關(guān)系數(shù)法，量化預(yù)測(cè)量與影響因素之間相關(guān)程度，其計(jì)算公式為:
其中，
是X變量的加權(quán)平均數(shù)，
是y變量的加權(quán)平
均數(shù)；
得到所有預(yù)測(cè)量與影響因素的加權(quán)關(guān)聯(lián)矩陣
式中，ι.μ = R(XilYj)表示第j個(gè)預(yù)測(cè)量與第i個(gè)影響因素的相關(guān)系數(shù)，P為預(yù)測(cè)量的個(gè)數(shù)； 將&與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，若一個(gè)預(yù)測(cè)量j對(duì)應(yīng)的均小于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，則選取相關(guān)系數(shù)最大的若干個(gè)影響因素作為預(yù)測(cè)量j的重要影響因素，若有I^i大于或等于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，則將影響因素i作為預(yù)測(cè)量j的一個(gè)重要影響因素，確定該地區(qū)每個(gè)預(yù)測(cè)量的重要影響因素。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)模型建立方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)閾值為0.98。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的中長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)模型建立方法，其特征在于，所述步驟S3中集成的預(yù)測(cè)方法包括指數(shù)平滑法、移動(dòng)平均法、灰色模型法、人均用電水平法、產(chǎn)值單耗法、電力彈性系數(shù)法、回歸分析法、Tmax法。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104200277SQ201410396061
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】姚建剛, 吳鴻亮, 付強(qiáng), 金小明, 楊柳, 董楠, 周保榮, 康童 申請(qǐng)人:南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 湖南湖大華龍電氣與信息技術(shù)有限公司