據(jù)電力負(fù)荷空間分布柵格矢量圖按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)把電力負(fù) 荷用地劃分為大類、中類和小類，建立一個(gè)狀態(tài)集S，設(shè)大類的個(gè)數(shù)為n，各大類中所含中類 的個(gè)數(shù)為m，各中類中所含小類的個(gè)數(shù)為1，則有： S (Si, Sg, S3，· · ·，Si, · · ·，sn} (3) Si - {s i. i，Si.2，Si.3，· · ·，Si. j，· · ·，Si.m} (4) Sij - {s ij. I) Sij.2) Sij.3) · · · ) Sij. J (5) 電力負(fù)荷細(xì)胞元的空間是根據(jù)對(duì)樣本區(qū)域負(fù)荷占地的分析，采用不同的細(xì)胞元空間尺 度，以確保樣區(qū)矢量圖產(chǎn)生足夠的網(wǎng)格樣本相對(duì)準(zhǔn)確地反映電力負(fù)荷的空間分布情況； 電力負(fù)荷細(xì)胞元的發(fā)展方式包括以下4種方式：①自發(fā)式，代表新生電力負(fù)荷；②擴(kuò)展 式，隨著城市人口的發(fā)展、工業(yè)商業(yè)的發(fā)展，電力負(fù)荷自然增長(zhǎng)的方式；③凝聚式，由于微觀 相互作用，大型用電企業(yè)的擴(kuò)張，行業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整引起的負(fù)荷增長(zhǎng)方式；④焦點(diǎn)吸引式，主 要產(chǎn)生于一些大的商業(yè)中心、工業(yè)中心、交通樞紐等，由中心產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)相關(guān)服務(wù)或輔助產(chǎn)業(yè) 的電力負(fù)荷的發(fā)展； 電力負(fù)荷細(xì)胞元的鄰居采用鄰域半徑r為1的摩爾鄰居模型來描述各細(xì)胞元之間的相 互關(guān)耳關(guān)關(guān)系； 電力負(fù)荷細(xì)胞元的時(shí)間以年為單位進(jìn)行時(shí)間段的劃分。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于細(xì)胞元成長(zhǎng)模型的空間負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，其特征是，η =10, m = 46，1 = 73〇5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于細(xì)胞元成長(zhǎng)模型的空間負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，其特征是， 電力負(fù)荷細(xì)胞元的轉(zhuǎn)換規(guī)則包括以下規(guī)則： (1) 反映電力負(fù)荷細(xì)胞元活力值的轉(zhuǎn)換規(guī)則：為電力負(fù)荷細(xì)胞元賦予生命的特征，將 其發(fā)展的趨向用活力值來描述，并根據(jù)中心細(xì)胞元的活力值來決定t+Ι時(shí)刻該細(xì)胞元的用 地性質(zhì)或負(fù)荷性質(zhì)是否發(fā)生變化； 如果該細(xì)胞元屬于新建的居民小區(qū)、商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)或工業(yè)園區(qū)，則該細(xì)胞元的用地性質(zhì)在 近期不會(huì)發(fā)生變化，且電力負(fù)荷呈較快的增長(zhǎng)趨勢(shì)，還有可能吸引相鄰的細(xì)胞元發(fā)生變化， 具有較強(qiáng)的生命力，則可定義該細(xì)胞元為青年； 如果該細(xì)胞元是具有一定歷史的居民小區(qū)、商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)或工業(yè)園區(qū)，規(guī)劃水平年內(nèi)自身 不會(huì)消亡，則該細(xì)胞元的用地性質(zhì)在近期也不會(huì)發(fā)生變化，但是電力負(fù)荷的增長(zhǎng)速度會(huì)明 顯下降，趨于飽和狀態(tài)，則可定義該細(xì)胞元為中年； 如果該細(xì)胞元擁有此類用地性質(zhì)已經(jīng)達(dá)到一定的年限，無論是居民小區(qū)、商店或者工 廠都面臨著衰退或重新建設(shè)的問題，規(guī)劃水平年內(nèi)該細(xì)胞元的用地性質(zhì)可能會(huì)發(fā)生變化， 則定義該細(xì)胞元為老年； 對(duì)于給定的年齡區(qū)間，可以定義t時(shí)刻，電力負(fù)荷細(xì)胞元j的活力值如式（6)所示：式中：τ為細(xì)胞元j產(chǎn)生的時(shí)刻，A」為t時(shí)刻第j個(gè)細(xì)胞元擁有此類用地性質(zhì)的實(shí) 際年限，T1、Tm分別為青年和中年的該年限的上限； (2) 反映用地規(guī)劃因素的轉(zhuǎn)換規(guī)則：中心電力細(xì)胞元在t+Ι時(shí)刻的用地性質(zhì)，首先按照 用地規(guī)劃要求確定中心細(xì)胞元在t+Ι時(shí)刻的用地類型的大類，然后在規(guī)劃的指導(dǎo)下，通過 相關(guān)轉(zhuǎn)換原則，確定中心細(xì)胞元的具體用地子類； (3) 反映地理及鄰域關(guān)系的轉(zhuǎn)換規(guī)則：根據(jù)規(guī)劃區(qū)域各空間電力負(fù)荷細(xì)胞元的狀態(tài)， 確定影響局部細(xì)胞元相互作用的因子，可以引入速率參數(shù)P 1、鄰域影響轉(zhuǎn)換費(fèi)用系數(shù) 匕(X，y)和用地類型關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)換概率Plj (X，y)來描述中心細(xì)胞元用地性質(zhì)如何轉(zhuǎn)換的概念， 1) 轉(zhuǎn)換速率參數(shù)μ 1:應(yīng)用鄰域半徑為1的摩爾型鄰居模型，找到周圍8鄰域內(nèi)符合反 映用地規(guī)劃因素的轉(zhuǎn)換規(guī)則定義的同類細(xì)胞元的個(gè)數(shù)，并確定其中所含子類的個(gè)數(shù)，相關(guān) 子類細(xì)胞元的比例越大，細(xì)胞元轉(zhuǎn)換為該類型細(xì)胞元的概率越高；鄰居細(xì)胞元影響力的大 小用轉(zhuǎn)換速率參數(shù)P 1來描述，則表示為：式中：njP η 2為速率參數(shù)μ 4勺分段函數(shù)值，〇〈η Jp λ 2是轉(zhuǎn)換閾值， 〇 ^ λ2^ λ ^ 8 ； 2) 鄰域影響轉(zhuǎn)換費(fèi)用系數(shù)f, (X，y):假設(shè)i為中心細(xì)胞元的用地類型的編號(hào)，j為鄰居 細(xì)胞元的用地類型的編號(hào)，引入鄰域影響轉(zhuǎn)換費(fèi)用系數(shù)f(i，j)，通過判斷8鄰域內(nèi)各細(xì)胞 元的狀態(tài)，分析細(xì)胞元轉(zhuǎn)換所需的費(fèi)用系數(shù)，以反映不同的地理位置或土地功能定位對(duì)電 力負(fù)荷發(fā)展的影響； 3) 用地類型關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)換概率Pl j(Xj):受相鄰細(xì)胞元的影響，某一細(xì)胞元i轉(zhuǎn)換為與相鄰 細(xì)胞元相同的第j類細(xì)胞元的關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)換概率為Pl j (X，y)，則有： PiJ (χ, y) = exp {- μ ! X ^ j (x, y)}, j = I, 2, ···, 8 (8) 4) 細(xì)胞元i最終轉(zhuǎn)換為第j類用地的轉(zhuǎn)換概率為： Pi (x, y) = max (Pi j (x, y) : j = I, 2, ···, m} (9) 對(duì)于給定的閾值λ 3，可以取轉(zhuǎn)換概率統(tǒng)計(jì)值的平均值，當(dāng)轉(zhuǎn)換概率Pj (χ，y) > λ 3時(shí)，該 中心細(xì)胞元在規(guī)劃期內(nèi)的類型才有可能變化為第j類； (4) 反映焦點(diǎn)吸引力的轉(zhuǎn)換規(guī)則：焦點(diǎn)吸引力是指城市大型設(shè)施、主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和商業(yè)中 心對(duì)鄰居細(xì)胞元發(fā)展的影響，距焦點(diǎn)越近，影響力或吸引力越大，電力負(fù)荷發(fā)展的速度越 快，因此，可采用冪函數(shù)來量化焦點(diǎn)吸引力：式中=C1為焦點(diǎn)規(guī)?；鶖?shù)，焦點(diǎn)規(guī)模越大，規(guī)?；鶖?shù)越大，C1M ; μ 2為吸引力速率參數(shù)， 焦點(diǎn)細(xì)胞元（xQ，y。）的規(guī)模越大，吸引力速率參數(shù)越小，吸引力越大，其取值范圍為[〇，1]; d(x，y)為中心細(xì)胞元（x，y)與焦點(diǎn)細(xì)胞元的距離；Clmax為規(guī)劃區(qū)域邊緣與焦點(diǎn)細(xì)胞元的距 離，距離越小，吸引力越大； (5) 反映負(fù)荷歷史狀況的轉(zhuǎn)換規(guī)則：定義一個(gè)歷史關(guān)聯(lián)增長(zhǎng)因子α和一個(gè)負(fù)荷密度影 響因子β，兩者的取值范圍均為[〇，1]，歷史關(guān)聯(lián)增長(zhǎng)因子α的大小體現(xiàn)不同時(shí)期的數(shù)據(jù) 在預(yù)測(cè)值所起作用的大小，歷史關(guān)聯(lián)增長(zhǎng)因子α值的選擇與檢驗(yàn)規(guī)則與一次指數(shù)平滑預(yù) 測(cè)方法相同，負(fù)荷密度越大，負(fù)荷密度影響因子β值越大，其轉(zhuǎn)換函數(shù)P(t)可量化為：式中：c2是細(xì)胞元的負(fù)荷密度基數(shù)；P (t)和P(/)分別為t時(shí)刻該細(xì)胞元的實(shí)際負(fù)荷值 和一次平滑值；#(/ + 1)為t+Ι時(shí)刻該細(xì)胞元的一次平滑值，計(jì)算時(shí)初值可定義為：式中/W為戶(/)的初值； (6)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的總體規(guī)則：綜合考慮上述5個(gè)轉(zhuǎn)換規(guī)則進(jìn)行電力負(fù)荷空間分布預(yù) 測(cè)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于細(xì)胞元成長(zhǎng)模型的空間負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，其特征是， 所述電力負(fù)荷細(xì)胞元樣本數(shù)據(jù)是基于電力負(fù)荷空間分布柵格圖生成的電力負(fù)荷細(xì)胞元的 空間分布和相關(guān)屬性數(shù)據(jù)，并儲(chǔ)存在原始細(xì)胞元數(shù)據(jù)表中。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于細(xì)胞元成長(zhǎng)模型的空間負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，其特征是， 原始細(xì)胞元數(shù)據(jù)表中的每一行代表一個(gè)細(xì)胞元，所含字段包括細(xì)胞元的ID編號(hào)、中心地理 坐標(biāo)、i編號(hào)和j編號(hào)，t時(shí)刻前N年的用地性質(zhì)編號(hào)、歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，以及t+Ι時(shí)刻以后細(xì) 胞元的狀態(tài)數(shù)據(jù)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于細(xì)胞元成長(zhǎng)模型的空間負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，其特征是，N 大于等于5。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于細(xì)胞元成長(zhǎng)模型的空間負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，其特征是， 如果原始細(xì)胞元數(shù)據(jù)表中含有用地性質(zhì)屬于河流、水域和開發(fā)區(qū)負(fù)荷細(xì)胞元，其用地性質(zhì) 在本規(guī)劃水平年不會(huì)發(fā)生變化的，在預(yù)測(cè)前期可以予以剔除，并將原始細(xì)胞元數(shù)據(jù)表中在 規(guī)劃期內(nèi)可能變化的細(xì)胞元數(shù)據(jù)保存到優(yōu)化細(xì)胞元數(shù)據(jù)表中。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于細(xì)胞元成長(zhǎng)模型的空間負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，它包括以下過程：建立細(xì)胞元成長(zhǎng)模型；選擇與劃定時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)中細(xì)胞元樣區(qū)；定義電力負(fù)荷細(xì)胞元；建立電力負(fù)荷細(xì)胞元的轉(zhuǎn)換規(guī)則；建立電力負(fù)荷細(xì)胞元樣本子數(shù)據(jù)庫(kù)；獲取中心電力負(fù)荷細(xì)胞元及鄰居細(xì)胞元相關(guān)屬性數(shù)據(jù)；通過負(fù)荷屬性數(shù)據(jù)判別中心電力負(fù)荷細(xì)胞元的活力值；利用電力負(fù)荷細(xì)胞元的轉(zhuǎn)換規(guī)則確定中心電力負(fù)荷細(xì)胞元的負(fù)荷值，并將在規(guī)劃期內(nèi)可能發(fā)生變化的細(xì)胞元數(shù)據(jù)存入優(yōu)化細(xì)胞元數(shù)據(jù)表中；對(duì)所有電力負(fù)荷細(xì)胞元進(jìn)行空間負(fù)荷預(yù)測(cè)并輸出空間負(fù)荷預(yù)測(cè)值。本發(fā)明解決了地塊數(shù)據(jù)不全、各個(gè)地塊相互影響考慮欠缺從而導(dǎo)致負(fù)荷預(yù)測(cè)不夠準(zhǔn)確的問題。
【IPC分類】G06Q50/06, G06Q10/04, G06N3/00
【公開號(hào)】CN105069538
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510530075
【發(fā)明人】馮亮, 馮旭, 鄭志杰, 吳奎華, 楊波, 梁榮, 楊慎全
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年8月26日