杜鵬+申永成+張曉磊

摘 要：負荷預(yù)測是電網(wǎng)規(guī)劃極其重要的工作，不但關(guān)系著電網(wǎng)規(guī)劃的整體質(zhì)量，而且還會給電網(wǎng)的正常運營帶來直接影響，尤其當(dāng)前人們的生產(chǎn)生活對電力的依賴性程度不斷增強，加強電網(wǎng)規(guī)劃過程中的負荷預(yù)測方法研究，所體現(xiàn)的價值將無法估量。鑒于文章對電網(wǎng)規(guī)劃負荷預(yù)測方法進行詳細的探討，以期為我國的電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)；規(guī)劃；負荷預(yù)測；方法；研究

當(dāng)前，電力在促進社會與經(jīng)濟發(fā)展過程中發(fā)揮著不可替代的作用，因此很多國家非常重視電網(wǎng)的合理性規(guī)劃。電網(wǎng)的合理性規(guī)劃建立在對負荷準(zhǔn)確預(yù)測的基礎(chǔ)之上，因此，加強負荷預(yù)測方法研究，不斷提高負荷預(yù)測的準(zhǔn)確性，世界各國廣泛關(guān)注的話題。

1 電網(wǎng)規(guī)劃負荷預(yù)測概述

電網(wǎng)規(guī)劃中的負荷預(yù)測專業(yè)知識強，涵蓋的內(nèi)容廣泛，因此，在探討負荷預(yù)測方法之前，非常有必要對電網(wǎng)規(guī)劃負荷預(yù)測的基礎(chǔ)知識進行詳細的闡述，從而為負荷預(yù)測的順利進行奠定堅實的基礎(chǔ)。

1.1 電網(wǎng)規(guī)劃中的負荷

電網(wǎng)規(guī)劃中的負荷涉及規(guī)劃期內(nèi)，電網(wǎng)系統(tǒng)年最大負荷、年用電量、年發(fā)電量等內(nèi)容，熟悉電網(wǎng)規(guī)劃中負荷的特性，對負荷的準(zhǔn)確預(yù)測具有重要意義。

1.1.1 負荷種類類型

電網(wǎng)規(guī)劃中按照不同的方法可將負荷劃分較多種類，因此為了確保負荷預(yù)測的準(zhǔn)確性，應(yīng)對不同類型的負荷屬性進行探討。

①按照物理性能劃分：根據(jù)物理性能可將負荷劃分為無功與有功兩種類型，其中無功負荷主要有電路中儲能元件產(chǎn)生，例如，如果電路由晶閘管控制，則觸發(fā)器會引起電流畸變，進而在整流與逆變過程中形成無功功率。有功負荷指通過電網(wǎng)中的用電器，將電能轉(zhuǎn)化為其他能量。因此，電網(wǎng)規(guī)劃中不但需要考慮有功負荷消耗電能的平衡問題，而且還需對無功問題進行詳細的探討。

②按電能中斷損失劃分：電網(wǎng)突然中止供電會造成一定的損失，依據(jù)這點國家將負荷分為三、二、一級負荷，其中對一級負荷而言一旦供電中斷造成的損失最為嚴重，例如，突然中斷供電導(dǎo)致企業(yè)重要生產(chǎn)設(shè)備遭到不可修復(fù)的破壞，或造成嚴重的人身傷亡事故等。二級負荷造成的損失較一級負荷較小，但往往會給人們的正常生活帶來影響。除此之外的負荷均屬于三級負荷的范疇，對這級符合而言突然中斷供電造成的損失較小。由此可知，規(guī)劃電網(wǎng)時應(yīng)采取雙電源方式給一、二級負荷供電。

③按電能使用流程劃分：按照電能的使用流程可將負荷劃分為發(fā)電、供電、用電三種負荷，其中發(fā)電負荷指位于同個發(fā)電系統(tǒng)的不同發(fā)電廠在同一時間發(fā)電的合計值，如果從發(fā)電負荷中除去發(fā)電廠所用電能，剩余部分為供電負荷，將變壓器、供電線路中的電能損失量從供電負荷中除去就是用電負荷。

④按用電特性劃分：按照用電特性可將負荷分為一般和特殊兩類，其中一般負荷指不會影響電力系統(tǒng)正常工作的負荷，而特殊負荷通常會給電力系統(tǒng)帶來不利影響，例如，電氣化鐵道負荷會使用電系統(tǒng)出現(xiàn)諧波和負序等現(xiàn)象，因此在電網(wǎng)規(guī)劃時應(yīng)著重考慮該種負荷。

⑤按不同行業(yè)劃分：按照不同行業(yè)可將負荷分為很多類型，例如，工業(yè)負荷、交通運輸業(yè)負荷、建筑業(yè)負荷等，不同行業(yè)負荷有著自身的特點，電網(wǎng)規(guī)劃時通常分析不同行業(yè)負荷的共性，在此基礎(chǔ)上計算負荷的總量。

⑥按用電層次劃分：根據(jù)負荷所處的用電層次可將其劃分為全網(wǎng)負荷、分區(qū)負荷、變電所負荷等，其中全網(wǎng)負荷能夠平衡電力，決定系統(tǒng)中裝機容量的大小，而分區(qū)負荷決定著不同地區(qū)的功率交換，變電所負荷則決定著按照變壓器的數(shù)目與容量。

電網(wǎng)規(guī)劃時應(yīng)注意不同分區(qū)與變電站承載的最大負荷量，并不是所有用戶最大負荷量的總值，而應(yīng)將負荷的總值與同時率K相乘，因為實際用電過程中用戶負荷在同一時間達到最大的可能性較小。因此，電網(wǎng)規(guī)劃中應(yīng)進行充分的調(diào)查并結(jié)合歷史資料，全面把握用戶的用電特點，進而提高負荷預(yù)測的準(zhǔn)確性。

1.1.2 負荷曲線與特性指標(biāo)

實際環(huán)境中負荷會因時刻的不同而改變，因此，為了便于研究負荷變化規(guī)律，通常使用負荷曲線描述負荷不同時刻的狀態(tài)。根據(jù)負荷曲線能夠為用電管理提供有價值的參考，另外，電網(wǎng)規(guī)劃中也常將負載曲線作為重要參考內(nèi)容。

負荷曲線的種類：根據(jù)不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)負荷曲線分為很多類型，例如，按照負荷持續(xù)時間的差異，可將負荷分為年負荷、月負荷、日負荷、周負荷曲線等，根據(jù)統(tǒng)計的范圍可將負荷劃分為電力系統(tǒng)、發(fā)電廠、變電站負荷曲線等。

負荷曲線性能指標(biāo)：負荷曲線性能指標(biāo)是對負荷變化規(guī)律的總結(jié)，能夠定量描述負荷的相關(guān)指標(biāo)，從而為準(zhǔn)確的掌握負荷提供可靠的理論性參考。概括而言負荷曲線的性能指標(biāo)如下表1所示：

表1 負荷曲線性能指標(biāo)

負荷曲線性能指標(biāo)中負荷率f與最小負荷率a的數(shù)值越大，負荷曲線的變化較為平緩，說明實際負荷波動較小，這兩個參數(shù)滿足關(guān)系式a

1.2 負荷預(yù)測原理

電力負荷預(yù)測建立在對電力負荷規(guī)律充分把握的基礎(chǔ)上，從而對負荷未來的變化情況進行準(zhǔn)確的判斷。負荷電力負荷預(yù)測依據(jù)的原理主要包含以下內(nèi)容：

1.2.1 可知性原理

通過研究電力負荷的變化規(guī)律，并對影響負荷的各項因素進行綜合的分析判斷，人們不但能夠清楚的認識負荷的過去和現(xiàn)在，甚至還能預(yù)測負荷的未來發(fā)展趨勢。

1.2.2 可能性原理

內(nèi)因和外因共同決定著事物的發(fā)展變化，電力負荷也不例外。由于內(nèi)因與外因?qū)﹄娏ω摵勺饔玫拇笮∮胁顒e，使負荷的變化存在很多可能性，因此，預(yù)測電力負荷時通常根據(jù)其變化規(guī)律，充分預(yù)測負荷變化的多種可能。

1.2.3 連續(xù)性原理

連續(xù)性原理為事物發(fā)展規(guī)律的研究提供了參考依據(jù)，即事物發(fā)展過程中某些特性存在著連續(xù)性，正是這些特性的連續(xù)使人們對事物的過去、現(xiàn)在和將來的研究成為可能。由此可知，對電力負荷的預(yù)測很大程度上基于這一原理。

1.2.4 相似性原理

事物的發(fā)展過程，通常能夠找到發(fā)展與之相似的已知事物，通過對已知事物的發(fā)展變化規(guī)律進行研究，人們能夠?qū)ξ粗挛锏陌l(fā)展變化進行預(yù)測。例如人們研究某種事物發(fā)展規(guī)律時，經(jīng)常使用歷史類比法或類推法，這一思想正是相似性原理的體現(xiàn)。

1.2.5 反饋性原理

所謂反饋指為了使預(yù)測的結(jié)果更加符合真實情況，根據(jù)輸出的結(jié)果不斷調(diào)整輸入條件，進而不斷縮小預(yù)測與真實情況的差距，逐步提升預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。反饋原理實際是將預(yù)測結(jié)果放入到實際環(huán)境中進行檢驗，并不斷的進行調(diào)整和修改，以達到提高預(yù)測質(zhì)量的目的。

1.2.6 系統(tǒng)性原理

預(yù)測對象未來的發(fā)展變化不但受外界其他系統(tǒng)的影響，而且還受到自身組成因素的影響，而系統(tǒng)性原理是將預(yù)測對象看做一個整體，強調(diào)對預(yù)測對象的整體預(yù)測，只有保證整個系統(tǒng)達到最佳狀態(tài)，才算高質(zhì)量的預(yù)測。

總之，上述闡述的原理是電網(wǎng)規(guī)劃負荷預(yù)測的重要依據(jù)，并在此基礎(chǔ)上建立預(yù)測模型，用于指導(dǎo)實際的電網(wǎng)規(guī)劃工作。

1.3負荷預(yù)測流程

電力負荷預(yù)測涉及的內(nèi)容較多，是系統(tǒng)性很強的工程，因此，只有明確負荷預(yù)測的工作流程，才能保證其有條不紊的進行，下面對負荷預(yù)測的流程進行詳細的介紹。

1.3.1 明確負荷預(yù)測目標(biāo)

根據(jù)電力系統(tǒng)實際需要，確定明確的負荷預(yù)測目標(biāo)，進而制定詳細的負荷預(yù)測工作計劃，為電力負荷預(yù)測工作的開展提供依據(jù)。為此制定負荷預(yù)測計劃時應(yīng)注重把握預(yù)測方法、預(yù)測思路以及多需材料等方面的內(nèi)容。另外，需要注意不同地區(qū)的電力負荷存在較大差異，因此電網(wǎng)負荷預(yù)測時預(yù)測目標(biāo)和計劃應(yīng)有多不同，只有這樣才會使負荷預(yù)測接近實際情況。

1.3.2 收集并處理相關(guān)材料

準(zhǔn)確的電網(wǎng)規(guī)劃負荷預(yù)測應(yīng)充分分析相關(guān)材料的各種現(xiàn)實信息，為此，電力負荷預(yù)測應(yīng)做好材料的收集工作。根據(jù)大量的實踐經(jīng)驗，電力負荷預(yù)測需要收集的材料包含以下內(nèi)容：

首先，收集電網(wǎng)規(guī)劃地區(qū)有關(guān)居民收入、產(chǎn)值、能源、人口等方面信息，另外，還應(yīng)掌握該地區(qū)的未來發(fā)展規(guī)劃和布局改造信息；同時還應(yīng)掌握該地區(qū)往年歷史用電量、高峰用電量以及各供電機構(gòu)記載的負荷信息等。另外，應(yīng)注重用電量較大的用戶，了解其合同電力需求量，掌握其負荷和用電消耗等信息?？傊?，電力負荷預(yù)測應(yīng)盡可能多的搜集各種用電材料，掌握供電地區(qū)的各種用電信息；其次，收集相關(guān)信息后應(yīng)及時進行整理，檢查材料信息是否完整、準(zhǔn)確。如發(fā)現(xiàn)信息不完整，應(yīng)根據(jù)相鄰信息推算出所缺內(nèi)容。對于無法判斷信息準(zhǔn)確性的材料，應(yīng)分析錯誤產(chǎn)生的原因并根據(jù)相關(guān)資料進行修正。另外，還應(yīng)適時調(diào)整時間數(shù)列中無可比性的信息，結(jié)合實際情況選取某段時間的材料信息；最后，將材料信息補充完整后，對材料信息進行初步分析，繪出相關(guān)信息的散點圖和折線圖，尤其應(yīng)對圖形中的異常位置進行研究，掌握異常出現(xiàn)的原因并及時改正，同時分析數(shù)據(jù)性質(zhì)，并理清不同數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，為建立預(yù)測模型打下堅實的基礎(chǔ)。

1.3.3 預(yù)測模型的建立

預(yù)測模型即利用一定的數(shù)學(xué)公式，定量分析材料信息變化規(guī)律，從而進一步提高電力負荷預(yù)測的準(zhǔn)確性。實際的電網(wǎng)規(guī)劃中收集的材料類型較多，信息五花八門，因此為了使研究更好的接近實際情況，應(yīng)根據(jù)材料信息類型和特點建立合適的預(yù)測模型?？傊?，建立合適的電力負荷預(yù)測模型是負荷預(yù)測工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，會給預(yù)測結(jié)果造成重要影響，因此電網(wǎng)規(guī)劃過程中應(yīng)引起足夠的重視。

1.3.4 分析預(yù)測結(jié)果編寫說明

建立合適的負荷預(yù)測數(shù)學(xué)模型后，通過一系列復(fù)雜的計算得出電力負荷的預(yù)測值，同時推斷供電區(qū)域內(nèi)未來負荷發(fā)展變化情況，充分分析影響負荷變化的各種因素，經(jīng)過反復(fù)的對比、推理和判斷，調(diào)整和修整預(yù)測值，確定電力負荷預(yù)測的最終值。

得出電力負荷預(yù)測的最終值后應(yīng)編寫詳細的預(yù)測說明，方便電網(wǎng)規(guī)劃工作的順利開展。編寫預(yù)測說明時應(yīng)注意，由于預(yù)測結(jié)果是對各項數(shù)據(jù)綜合分析后得出的，因此編寫說明時應(yīng)盡量還原預(yù)測條件和相關(guān)因素，并附帶相關(guān)資料，同時還應(yīng)詳細的闡述數(shù)學(xué)模型和預(yù)測結(jié)果，必要時列出相關(guān)圖表和流程圖，從而讓使用者在最短的時間內(nèi)熟悉電力負荷預(yù)測情況。

1.4 負荷預(yù)測內(nèi)容

電網(wǎng)規(guī)劃時根據(jù)預(yù)測對象涵蓋范圍可將負荷預(yù)測分為負荷分布、分區(qū)負荷、總量負荷預(yù)測，其中總量負荷預(yù)測站在整體角度對供電區(qū)域內(nèi)現(xiàn)在和未來所需電力總量與負荷進行預(yù)測，反映的是供電區(qū)域內(nèi)負荷與用電量的整體情況。

而分區(qū)負荷預(yù)測是按照變電站、用電特點以及行政區(qū)域?qū)φ麄€供電區(qū)域進一步劃分后進行的預(yù)測，是電網(wǎng)規(guī)劃和負荷平衡的重要環(huán)節(jié)，影響著電網(wǎng)規(guī)劃的合理性與經(jīng)濟性。

傳統(tǒng)的分區(qū)負荷預(yù)測是將供電區(qū)域內(nèi)總體預(yù)測結(jié)果，按照一定的比例分配到各個分區(qū)中，但是這種分配方法容易受到人為因素的干擾，不能準(zhǔn)確體現(xiàn)各個分區(qū)實際負荷預(yù)測結(jié)果。因此，為了使分區(qū)負荷預(yù)測之和接近供電區(qū)域總量負荷預(yù)測，應(yīng)利用不同分區(qū)的仿真結(jié)果分析得出分配因子，按照不同分區(qū)的分配因子進行分區(qū)負荷預(yù)測。另外，如果對系統(tǒng)的年最大負荷進行分配應(yīng)特別注意同時率。

之前電網(wǎng)規(guī)劃中很少進行負荷分布預(yù)測，而是憑借經(jīng)驗規(guī)劃電網(wǎng)，結(jié)果往往出現(xiàn)總體容載較高，而局部電網(wǎng)則出現(xiàn)超載或輕載現(xiàn)象，因此為了避免上述狀況的發(fā)生，非常有必要對負荷分布進行預(yù)測。負荷分布預(yù)測是按照地理區(qū)域分布而進行的預(yù)測，又稱空間負荷預(yù)測，不但需要對負荷的未來變化進行預(yù)測，而且還需要考慮負荷變化的地理位置信息。負荷分布預(yù)測通常按照不同性質(zhì)或街塊將供電區(qū)域劃分成不同部分，并獲得不同部分的負荷預(yù)測值，只有這樣才能滿足電網(wǎng)規(guī)劃的實際要求。

負荷分布預(yù)測方法包括負荷密度法、用電仿真法、趨勢法等，其中用地仿真法通過建立用地仿真模型對用電小區(qū)負荷未來發(fā)展情況進行模擬，進而實現(xiàn)系統(tǒng)負荷預(yù)測結(jié)果的合理分配。該種方法建立在理論知識較為完善的系統(tǒng)總量預(yù)測基礎(chǔ)之上，且預(yù)測的準(zhǔn)確性比較高，因此用地仿真法能夠達到較好的預(yù)測效果，尤其對電力負荷的長期預(yù)測中優(yōu)點更為明顯。

1.5 負荷預(yù)測誤差分析

電力負荷進行預(yù)測時難免會出現(xiàn)誤差，通過分析誤差產(chǎn)生的原因，進而采取有效措施加以避免，使負荷預(yù)測值更加接近實際值。根據(jù)之前負荷預(yù)測實踐可知，引起誤差出現(xiàn)的原因主要有以下幾點：

首先，利用某種預(yù)測模型時主要考慮對負荷影響的主要因素，忽略一些次要因素，實際情況中這些次要因素是真實存在的，因此利用預(yù)測模型對負荷進行的預(yù)測仍與真實值存在差距；其次，電力負荷處在不斷的變化之中，因此選擇相對較優(yōu)的預(yù)測模型并不簡單，倘若選擇不合理，會導(dǎo)致誤差出現(xiàn)；最后，有些預(yù)測模型本身就存在缺陷，這也容易引起誤差的產(chǎn)生。

2 預(yù)測模型分析

在科技發(fā)展推動下，電力負荷預(yù)測技術(shù)發(fā)展迅速，負荷預(yù)測模型層出不窮。目前，負荷預(yù)測模型分為單一和組合兩種類型，下面逐一進行分析。

2.1 單一模型

目前單一模型種類的劃分并未統(tǒng)一，相關(guān)文獻將其分為空間靜態(tài)和時間動態(tài)兩種類型，本文重點對這兩種類型進行詳細的探討。

2.1.1 空間靜態(tài)類介紹

該種預(yù)測方法建立在對決定預(yù)測對象某種因素充分分析的基礎(chǔ)之上，歸納出參考方程，并通過測定未來某段時間段該種因素的狀態(tài)，計算得出負荷的預(yù)測值?？臻g靜態(tài)類預(yù)測包含多種方法，具體有以下幾種：

用電單耗法：

用電單耗法指生產(chǎn)過程中，根據(jù)用電單耗和產(chǎn)品數(shù)量計算出用電量。該方法在部分農(nóng)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)活動中比較常用，尤其適合運用在工業(yè)用電近、中期的電網(wǎng)規(guī)劃中，是電力負荷預(yù)測的重要方法。

針對某個供電區(qū)域?qū)⒐I(yè)生產(chǎn)按照不同的行業(yè)進行劃分，統(tǒng)計出某個行業(yè)主要產(chǎn)品的單位耗電量Q和產(chǎn)品的總量G，利用公式A=■ GiQi.就能得到n種工業(yè)產(chǎn)品的總耗電量A。

實際生產(chǎn)過程中，科技水平不斷提高，工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)不斷優(yōu)化自身產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，單位產(chǎn)品耗電量會所有減少，假設(shè)產(chǎn)品單位耗電量的遞減率為C，則第m年的預(yù)測用電量Am可通過公式Am=GmQ0（C+1）n計算得出，其中Gm表示第m年某產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值，Q0某產(chǎn)值計算基準(zhǔn)年的產(chǎn)值單耗。

利用單耗法進行負荷預(yù)測時需要進行大量的統(tǒng)計工作，比較適合近期的負荷預(yù)測，但是實際生產(chǎn)過程中準(zhǔn)確統(tǒng)計不同產(chǎn)品的用電單耗難度較大。

電力彈性系數(shù)法：

電力彈性系數(shù)法是電網(wǎng)規(guī)劃常用的負荷預(yù)測方法，該種方法計算比較方便，適合供電區(qū)域的長期負荷預(yù)測，不過負荷預(yù)測精度有待提高。

電力系數(shù)kdt可用公式kdt=kzcl/kgzcl計算得出，其中kzcl表示用電量平均增長率，kgzcl表示國內(nèi)生產(chǎn)總值年平均增長率。按照正常情況需電量和國內(nèi)生產(chǎn)總值增長正常，其計算公式為kzcl=■-1， kgzcl=■-1，其中An、Gn表示第n年末需電量和國內(nèi)生產(chǎn)總值，A0、G0表示基準(zhǔn)年需電量與國內(nèi)生產(chǎn)總值。因此，根據(jù)公式Am=A0（kdtkgzcl+1）m即可求得第m年的預(yù)測用電量。

人均電量指標(biāo)換算法：

選擇和電網(wǎng)規(guī)劃區(qū)域用電結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟發(fā)展和人文地理等方面類似的區(qū)域做對比，進而估測出電網(wǎng)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)人均用電量值，并參考人員預(yù)測相關(guān)信息根據(jù)公式Am=gmKm計算得出該區(qū)域內(nèi)用電量的預(yù)測值，其中Am表示第m年的預(yù)測需電量，gm表示第m年的人均電量指標(biāo)，Km表示第m年的預(yù)測人口。

最大負荷利用小時法：

該方法主要用于預(yù)測電網(wǎng)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)最大負荷值，即在特定的時間段內(nèi)參考該年規(guī)劃用電量值，根據(jù)公式Pn.max=An/Tmax就能計算出電網(wǎng)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)最大負荷值，其中Pn.max表示年最大負荷值，An表示年需用電量，Tmax表示年最大負荷利用小時數(shù)。

不同電力系統(tǒng)中最大和最小負荷利用時間，可通過分析歷年用電信息以及當(dāng)前的用電結(jié)構(gòu)得出，目前來看隨著第三產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，Tmax數(shù)值逐漸減少。

負荷密度指標(biāo)模型：

電網(wǎng)規(guī)劃時不但需要對負荷總量進行預(yù)測，還需充分了解負荷的分布情況，從而使變電所建在負荷的中心位置。另外，由于不同區(qū)域負荷密度以及變電所等級要求不同，負荷劃分區(qū)域也有所差異。

使用負荷密度指標(biāo)模型時，主要運用網(wǎng)格法和單位用地電量預(yù)測兩種方法進行區(qū)域的劃分，其中網(wǎng)格法是將電網(wǎng)規(guī)劃區(qū)域分成面積不同的網(wǎng)格，通常為了減少建模的勞動強度，使用一條代表性曲線表示同一網(wǎng)格。而單位用地電量預(yù)測主要根據(jù)不同行業(yè)、不同單位的占地面積預(yù)測負荷，利用該種方法尤其應(yīng)準(zhǔn)確把握每戶用電量和未來用電器的發(fā)展?fàn)顩r。

使用單位用地的電量預(yù)測方法進行負荷預(yù)測時，首先應(yīng)對某個時期不同功能區(qū)的建筑面積以及用電密度狀況進行準(zhǔn)確的預(yù)測，在此基礎(chǔ)上將兩者相乘后求和便可得出負荷預(yù)測值。針對用電量較大的單位應(yīng)單獨計算其用電量，最后將獲得的負荷預(yù)測值匯總，便可得出電網(wǎng)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)總的負荷預(yù)測值。負荷密度預(yù)測公式為P=Kp∑QiAi，公式中的Kp表示負荷的同時率，Qi表示第i類用地單位單位面積負荷指標(biāo)。該種預(yù)測方法對長遠負荷預(yù)測具有較高的參考價值，但是不適合對近期負荷的預(yù)測。

2.1.2 時間動態(tài)類介紹

時間動態(tài)類負荷預(yù)測不分析負荷變量結(jié)構(gòu)與影響因素，只是從測量的歷史數(shù)據(jù)中推測未來負荷預(yù)測值。時間動態(tài)類負荷預(yù)測方法有很多，下面對中長期負荷預(yù)測模型進行詳細的探討。

趨勢外推模型：

電網(wǎng)供電時負荷變化比較明顯，且受到其他因素的影響這種變化存在著不確定性，為了研究負荷變化規(guī)律，通常采用描散點圖的方法描述其變化。當(dāng)利用該方法確定負荷變化類型，就能較準(zhǔn)確的判斷負荷未來發(fā)展趨勢，這就是所說的趨勢外推模型，其主要包括水平趨勢預(yù)測、線性趨勢預(yù)測、多項式預(yù)測、季節(jié)型趨勢預(yù)測、增長趨勢預(yù)測技術(shù)。

①水平趨勢預(yù)測技術(shù)

該種技術(shù)包括平均法和一次滑動平均法，其中平均法指為了預(yù)測n期的數(shù)據(jù)，通常取n期之前的全部數(shù)據(jù)計算出平均值，當(dāng)做n期數(shù)據(jù)。而一次性滑動平均法指賦予近期數(shù)據(jù)較大權(quán)重，遠期數(shù)據(jù)較小權(quán)重，在突出近期數(shù)據(jù)重要性的基礎(chǔ)上，計算數(shù)據(jù)平均值作為預(yù)測數(shù)據(jù)。

②線性趨勢預(yù)測技術(shù)

該種預(yù)測技術(shù)包含二階自適應(yīng)、二次指數(shù)平滑、二次滑動平均法等，這些方法均是在參考歷史數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，得出預(yù)測數(shù)值。例如二次滑動平均法指進行兩次滑動平均，計算公式為xt+1=bt×l+at （l=1、2、3...）線性趨勢預(yù)測技術(shù)擬合的直線不是以整個時間段為基礎(chǔ)，而是在每個t時刻基礎(chǔ)上根據(jù)公式推算出t+1時刻的預(yù)測值，因此T時刻之前的預(yù)測值在同一條直線上的概率較小，只要滿足t>T條件時，其預(yù)測值才落在同一條直線上。

③多項式預(yù)測技術(shù)

根據(jù)函數(shù)逼近理論可知，如果函數(shù)的光滑程度足夠大，則可利用多項式函數(shù)逼近，進而獲得預(yù)測模型。例如累計預(yù)測法就是較為典型的例子，其實累計過程就是平滑數(shù)據(jù)的過程，該方法能夠很容易得到相關(guān)系數(shù)，減少計算復(fù)雜度。

④季節(jié)型趨勢預(yù)測技術(shù)

統(tǒng)計負荷變化數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)負荷變化呈現(xiàn)一定的增長且具有一定的周期性。由于受到不同季節(jié)溫度的影響，季節(jié)性周期變化較為明顯，故稱負荷的這種變化趨勢為季節(jié)型趨勢，因此可以用線性增長趨勢和季節(jié)型趨勢之積預(yù)測電力負荷。

運用季節(jié)型趨勢預(yù)測技術(shù)時應(yīng)先檢驗其季節(jié)的存在性，即分析用戶每天、每周等不同時段的用電量，如用電波動比較相近則了認為其存在季節(jié)性。同時還可進行簡單的計算判斷季節(jié)型變化趨勢是否呈現(xiàn)線性趨勢。假設(shè)用電數(shù)據(jù)同時滿足季節(jié)型變化和線性變化趨勢，且能夠運用乘積模型進行計算，如果計算先確定線性趨勢后確定季節(jié)指數(shù)，則為先定線性趨勢預(yù)測技術(shù)，反之，則為先定季節(jié)型指數(shù)預(yù)測技術(shù)。

⑤增長趨勢預(yù)測技術(shù)

通常情況下用電量會根據(jù)某種因素呈現(xiàn)增長，其曲線走勢一般經(jīng)過緩慢增長、快速增長、趨于平穩(wěn)三個階段，由于曲線外形呈現(xiàn)“S”形，因此被稱為S曲線，通過對S曲線進行深刻的研究，能夠總結(jié)出電力負荷變化規(guī)律。

回歸分析模型：

回歸分析模型主要通過分析數(shù)據(jù)找出自變量與因變量之間的關(guān)系，并確定其回歸方程式。另外，根據(jù)自變量與因變量間的關(guān)系可將回歸方程類型分為線性和非線性分析兩種類型，不過不管何種分析方法均需要求得方程中的未知參數(shù)，求得未知參數(shù)比較常用的方法為小二乘法。對于一些回歸方程可以通過轉(zhuǎn)換等方法，將其轉(zhuǎn)為線性回歸問題，進而求得方程中的未知參數(shù)，而對于無法轉(zhuǎn)化為線性回歸的函數(shù)，則可利用非線性估算或三段和值法求得未知參數(shù)。如表2列出了常用的回歸分析模型。

2.2組合模型

2.2.1 組合模型原理

所謂組合模型即根據(jù)實際情況，賦予不同預(yù)測方法一定的權(quán)重，并經(jīng)過計算得出綜合的預(yù)測值。經(jīng)過大量的實踐證明綜合模型較單一模型預(yù)測，預(yù)測結(jié)果不但穩(wěn)定而且更加精準(zhǔn)，因此引起了相關(guān)人士的廣泛關(guān)注。該模型的數(shù)學(xué)描述為：假設(shè)對某一對象數(shù)值進行預(yù)測時，測得某個時段的實際值為Y（t）（t=1，2，3，...，n），而預(yù)測該問題可運用m種方法實現(xiàn)，其中利用第i種方法預(yù)測t時段數(shù)值為yi（t），此時預(yù)測誤差為en=Y（t）-yi（t），公式中i、t=1，2，3...。則綜合預(yù)測模型可用下面公式表示：

y=■wiyi（t）（t=1，2，…，n）

其中wi（i=1，2，3，...，n）表示賦予第i種方法的權(quán)重。

電網(wǎng)規(guī)劃過程中負荷預(yù)測時間周期長，導(dǎo)致負荷變化的因素較多，這就增加了定量描述負荷的難度，單一模型雖然能夠?qū)ω摵蛇M行預(yù)測但是存在一定的局限性，而綜合模型剛好彌補了單一模型預(yù)測過程中的缺陷，提高了電力負荷預(yù)測的準(zhǔn)確度。

2.2.2 常見組合預(yù)測方法

采用組合模型預(yù)測數(shù)據(jù)的重點在于算出不同預(yù)測方法的權(quán)系數(shù)，目前計算權(quán)系數(shù)的方法很多，下面介紹常見的幾種方法。

等權(quán)平均組合預(yù)測法：該方法是組合模型中常用的預(yù)測方法，假設(shè)fi（i=1，2，...，m）表示第i個預(yù)測，模型的預(yù)測值，則運用該方法計算組合預(yù)測值fc的公式為：

fc=■■fi（i=1，2，…，m）

使用等權(quán)平均組合預(yù)測法時并不需要關(guān)心單一模型預(yù)測值的精度和誤差如何，尤其在預(yù)測精度無法把握的情況下，該種方法無疑是最佳的選擇。

模型群優(yōu)選預(yù)測法：優(yōu)先組合預(yù)測有兩種不同的解釋，其一，利用多種方法求得預(yù)測值，然后賦予合適的權(quán)重，加權(quán)平均后獲得最終的預(yù)測方法。其二，通過對比分析不同的預(yù)測方法，選擇最優(yōu)的預(yù)測方法進行預(yù)測。模型群優(yōu)選預(yù)測法，就是利用第二種思路進行的預(yù)測。

預(yù)測負荷時，首先選擇負荷預(yù)測要求的m個預(yù)測模型，然后利用這m個模型分別進行預(yù)測，接著從相對誤差、擬合度、標(biāo)準(zhǔn)離差等方面評定m個預(yù)測結(jié)果的優(yōu)劣，選擇其中最優(yōu)的預(yù)測模型對電力負荷進行預(yù)測。

假設(shè)電力負荷預(yù)測時有f1，f2，f3，...，fm共m個模型可以使用，這些模型的標(biāo)準(zhǔn)離差分別為s1，s2，...sm，對預(yù)測結(jié)果評定后發(fā)現(xiàn)模型f的為最優(yōu)模型，則對電力負荷進行預(yù)測的公式為y={f|min（si）|}（i=1，2，...，m），采用該種方法能夠避免遺漏最佳的預(yù)測模型，且具有較好的適應(yīng)能力。

遞歸等權(quán)組合預(yù)測法：對電力負荷進行預(yù)測時，使用最優(yōu)組合預(yù)測方法計算加權(quán)系數(shù)可能出現(xiàn)大于1或負數(shù)的現(xiàn)象，此時可考慮使用遞歸等權(quán)組合預(yù)測方法，該方法由簡單平均法演化而來。經(jīng)大量實踐證明，使用該種方法的誤差平方和不會超過參與組合任一模型的平方和。

假設(shè)對電力負荷進行預(yù)測時可采用m種方法，第一輪平均時記為

f（1）1=f1，f（1）2=f2，…，f（1）m=fm

則簡單平均法表示如下：

f（1）c=1/m（f（1）1+f（1）2+…+ f（1）m）

f（1）c=1/m（f（1）1t+f（1）2t+…+ f（1）mt）

上式中f（1）mt（i=1，2，...，m）表示在t時刻利用第i種預(yù)測方法得出的模型值，而f（1）mt表示利用簡單平均法計算出的t時刻的預(yù)測值。

假設(shè)第i種預(yù)測模型的誤差平方和在m中預(yù)測方法中是最大的，則將使用f（1）ct將該種預(yù)測模型的預(yù)測值替換掉，則獲得的第二輪平均所需的m種方法的預(yù)測值滿足下列關(guān)系式：

f（2）1=f（1）1，f（2）2= f（1）2，…，f（2）m= f（1）m

接著對這m種方法進行簡單平均，不斷的循環(huán)假設(shè)經(jīng)過k輪平均，則得出其組合模型為：

f（k）c=1/m（f（k）1+ f（k）2+…+ f（k）m）=k（k）1f1+ k（k）2f2+…+ k（k）mfm

在迭代過程并不是無休止的進行下去，當(dāng)發(fā)現(xiàn)f（k）c的誤差平方和變化不大或達到了要求的范圍即可停止迭代。

3 結(jié)束語

本文對電力負荷的相關(guān)知識進行了系統(tǒng)的介紹，并闡述了電網(wǎng)規(guī)劃過程中負荷預(yù)測的單一和組合模型，為電網(wǎng)負荷的預(yù)測提供較好的思路。不過隨著社會的不斷發(fā)展，負荷預(yù)測受到的干擾因素隨之增加，因此為了提升負荷預(yù)測的準(zhǔn)確性，還應(yīng)加強負荷影響因素的研究，盡量定量評定其對負荷影響程度，同時還應(yīng)不斷總結(jié)負荷預(yù)測經(jīng)驗，優(yōu)化預(yù)測思路和方法，爭取進一步提高負荷預(yù)測精度，為電網(wǎng)的合理性規(guī)劃提供強有力的理論支持。

參考文獻

[1]陳國棟，姚建剛，錢衛(wèi)華，龍立波.基于誤差預(yù)測修正的負荷預(yù)測研究[J].現(xiàn)代電力.2007（03）.

[2]陳存，郭偉，范建中.基于改進的預(yù)測有效度的中長期負荷組合預(yù)測[J].繼電器.2007（04）.

[3]李玉梅.組合預(yù)測方法在中長期電力負荷預(yù)測中的應(yīng)用[D].四川大學(xué)2006.

[4]李小燕.配電網(wǎng)中長期負荷預(yù)測模型的研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)2005.

[5]伊瑞.電力負荷預(yù)測中的數(shù)學(xué)方法及應(yīng)用研究[D].中南大學(xué)2006.

[6]王閱峰，楊君，張紅.電力系統(tǒng)負荷預(yù)測的基本要求及基本原則[J].黑龍江電力.2005（05）.

②線性趨勢預(yù)測技術(shù)

該種預(yù)測技術(shù)包含二階自適應(yīng)、二次指數(shù)平滑、二次滑動平均法等，這些方法均是在參考歷史數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，得出預(yù)測數(shù)值。例如二次滑動平均法指進行兩次滑動平均，計算公式為xt+1=bt×l+at （l=1、2、3...）線性趨勢預(yù)測技術(shù)擬合的直線不是以整個時間段為基礎(chǔ)，而是在每個t時刻基礎(chǔ)上根據(jù)公式推算出t+1時刻的預(yù)測值，因此T時刻之前的預(yù)測值在同一條直線上的概率較小，只要滿足t>T條件時，其預(yù)測值才落在同一條直線上。

③多項式預(yù)測技術(shù)

根據(jù)函數(shù)逼近理論可知，如果函數(shù)的光滑程度足夠大，則可利用多項式函數(shù)逼近，進而獲得預(yù)測模型。例如累計預(yù)測法就是較為典型的例子，其實累計過程就是平滑數(shù)據(jù)的過程，該方法能夠很容易得到相關(guān)系數(shù)，減少計算復(fù)雜度。

④季節(jié)型趨勢預(yù)測技術(shù)

統(tǒng)計負荷變化數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)負荷變化呈現(xiàn)一定的增長且具有一定的周期性。由于受到不同季節(jié)溫度的影響，季節(jié)性周期變化較為明顯，故稱負荷的這種變化趨勢為季節(jié)型趨勢，因此可以用線性增長趨勢和季節(jié)型趨勢之積預(yù)測電力負荷。

運用季節(jié)型趨勢預(yù)測技術(shù)時應(yīng)先檢驗其季節(jié)的存在性，即分析用戶每天、每周等不同時段的用電量，如用電波動比較相近則了認為其存在季節(jié)性。同時還可進行簡單的計算判斷季節(jié)型變化趨勢是否呈現(xiàn)線性趨勢。假設(shè)用電數(shù)據(jù)同時滿足季節(jié)型變化和線性變化趨勢，且能夠運用乘積模型進行計算，如果計算先確定線性趨勢后確定季節(jié)指數(shù)，則為先定線性趨勢預(yù)測技術(shù)，反之，則為先定季節(jié)型指數(shù)預(yù)測技術(shù)。

⑤增長趨勢預(yù)測技術(shù)

通常情況下用電量會根據(jù)某種因素呈現(xiàn)增長，其曲線走勢一般經(jīng)過緩慢增長、快速增長、趨于平穩(wěn)三個階段，由于曲線外形呈現(xiàn)“S”形，因此被稱為S曲線，通過對S曲線進行深刻的研究，能夠總結(jié)出電力負荷變化規(guī)律。

回歸分析模型：

回歸分析模型主要通過分析數(shù)據(jù)找出自變量與因變量之間的關(guān)系，并確定其回歸方程式。另外，根據(jù)自變量與因變量間的關(guān)系可將回歸方程類型分為線性和非線性分析兩種類型，不過不管何種分析方法均需要求得方程中的未知參數(shù)，求得未知參數(shù)比較常用的方法為小二乘法。對于一些回歸方程可以通過轉(zhuǎn)換等方法，將其轉(zhuǎn)為線性回歸問題，進而求得方程中的未知參數(shù)，而對于無法轉(zhuǎn)化為線性回歸的函數(shù)，則可利用非線性估算或三段和值法求得未知參數(shù)。如表2列出了常用的回歸分析模型。

2.2組合模型

2.2.1 組合模型原理

所謂組合模型即根據(jù)實際情況，賦予不同預(yù)測方法一定的權(quán)重，并經(jīng)過計算得出綜合的預(yù)測值。經(jīng)過大量的實踐證明綜合模型較單一模型預(yù)測，預(yù)測結(jié)果不但穩(wěn)定而且更加精準(zhǔn)，因此引起了相關(guān)人士的廣泛關(guān)注。該模型的數(shù)學(xué)描述為：假設(shè)對某一對象數(shù)值進行預(yù)測時，測得某個時段的實際值為Y（t）（t=1，2，3，...，n），而預(yù)測該問題可運用m種方法實現(xiàn)，其中利用第i種方法預(yù)測t時段數(shù)值為yi（t），此時預(yù)測誤差為en=Y（t）-yi（t），公式中i、t=1，2，3...。則綜合預(yù)測模型可用下面公式表示：

y=■wiyi（t）（t=1，2，…，n）

其中wi（i=1，2，3，...，n）表示賦予第i種方法的權(quán)重。

電網(wǎng)規(guī)劃過程中負荷預(yù)測時間周期長，導(dǎo)致負荷變化的因素較多，這就增加了定量描述負荷的難度，單一模型雖然能夠?qū)ω摵蛇M行預(yù)測但是存在一定的局限性，而綜合模型剛好彌補了單一模型預(yù)測過程中的缺陷，提高了電力負荷預(yù)測的準(zhǔn)確度。

2.2.2 常見組合預(yù)測方法

采用組合模型預(yù)測數(shù)據(jù)的重點在于算出不同預(yù)測方法的權(quán)系數(shù)，目前計算權(quán)系數(shù)的方法很多，下面介紹常見的幾種方法。

等權(quán)平均組合預(yù)測法：該方法是組合模型中常用的預(yù)測方法，假設(shè)fi（i=1，2，...，m）表示第i個預(yù)測，模型的預(yù)測值，則運用該方法計算組合預(yù)測值fc的公式為：

fc=■■fi（i=1，2，…，m）

使用等權(quán)平均組合預(yù)測法時并不需要關(guān)心單一模型預(yù)測值的精度和誤差如何，尤其在預(yù)測精度無法把握的情況下，該種方法無疑是最佳的選擇。

模型群優(yōu)選預(yù)測法：優(yōu)先組合預(yù)測有兩種不同的解釋，其一，利用多種方法求得預(yù)測值，然后賦予合適的權(quán)重，加權(quán)平均后獲得最終的預(yù)測方法。其二，通過對比分析不同的預(yù)測方法，選擇最優(yōu)的預(yù)測方法進行預(yù)測。模型群優(yōu)選預(yù)測法，就是利用第二種思路進行的預(yù)測。

預(yù)測負荷時，首先選擇負荷預(yù)測要求的m個預(yù)測模型，然后利用這m個模型分別進行預(yù)測，接著從相對誤差、擬合度、標(biāo)準(zhǔn)離差等方面評定m個預(yù)測結(jié)果的優(yōu)劣，選擇其中最優(yōu)的預(yù)測模型對電力負荷進行預(yù)測。

假設(shè)電力負荷預(yù)測時有f1，f2，f3，...，fm共m個模型可以使用，這些模型的標(biāo)準(zhǔn)離差分別為s1，s2，...sm，對預(yù)測結(jié)果評定后發(fā)現(xiàn)模型f的為最優(yōu)模型，則對電力負荷進行預(yù)測的公式為y={f|min（si）|}（i=1，2，...，m），采用該種方法能夠避免遺漏最佳的預(yù)測模型，且具有較好的適應(yīng)能力。

遞歸等權(quán)組合預(yù)測法：對電力負荷進行預(yù)測時，使用最優(yōu)組合預(yù)測方法計算加權(quán)系數(shù)可能出現(xiàn)大于1或負數(shù)的現(xiàn)象，此時可考慮使用遞歸等權(quán)組合預(yù)測方法，該方法由簡單平均法演化而來。經(jīng)大量實踐證明，使用該種方法的誤差平方和不會超過參與組合任一模型的平方和。

假設(shè)對電力負荷進行預(yù)測時可采用m種方法，第一輪平均時記為

f（1）1=f1，f（1）2=f2，…，f（1）m=fm

則簡單平均法表示如下：

f（1）c=1/m（f（1）1+f（1）2+…+ f（1）m）

f（1）c=1/m（f（1）1t+f（1）2t+…+ f（1）mt）

上式中f（1）mt（i=1，2，...，m）表示在t時刻利用第i種預(yù)測方法得出的模型值，而f（1）mt表示利用簡單平均法計算出的t時刻的預(yù)測值。

假設(shè)第i種預(yù)測模型的誤差平方和在m中預(yù)測方法中是最大的，則將使用f（1）ct將該種預(yù)測模型的預(yù)測值替換掉，則獲得的第二輪平均所需的m種方法的預(yù)測值滿足下列關(guān)系式：

f（2）1=f（1）1，f（2）2= f（1）2，…，f（2）m= f（1）m

接著對這m種方法進行簡單平均，不斷的循環(huán)假設(shè)經(jīng)過k輪平均，則得出其組合模型為：

f（k）c=1/m（f（k）1+ f（k）2+…+ f（k）m）=k（k）1f1+ k（k）2f2+…+ k（k）mfm

在迭代過程并不是無休止的進行下去，當(dāng)發(fā)現(xiàn)f（k）c的誤差平方和變化不大或達到了要求的范圍即可停止迭代。

3 結(jié)束語

本文對電力負荷的相關(guān)知識進行了系統(tǒng)的介紹，并闡述了電網(wǎng)規(guī)劃過程中負荷預(yù)測的單一和組合模型，為電網(wǎng)負荷的預(yù)測提供較好的思路。不過隨著社會的不斷發(fā)展，負荷預(yù)測受到的干擾因素隨之增加，因此為了提升負荷預(yù)測的準(zhǔn)確性，還應(yīng)加強負荷影響因素的研究，盡量定量評定其對負荷影響程度，同時還應(yīng)不斷總結(jié)負荷預(yù)測經(jīng)驗，優(yōu)化預(yù)測思路和方法，爭取進一步提高負荷預(yù)測精度，為電網(wǎng)的合理性規(guī)劃提供強有力的理論支持。

參考文獻

[1]陳國棟，姚建剛，錢衛(wèi)華，龍立波.基于誤差預(yù)測修正的負荷預(yù)測研究[J].現(xiàn)代電力.2007（03）.

[2]陳存，郭偉，范建中.基于改進的預(yù)測有效度的中長期負荷組合預(yù)測[J].繼電器.2007（04）.

[3]李玉梅.組合預(yù)測方法在中長期電力負荷預(yù)測中的應(yīng)用[D].四川大學(xué)2006.

[4]李小燕.配電網(wǎng)中長期負荷預(yù)測模型的研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)2005.

[5]伊瑞.電力負荷預(yù)測中的數(shù)學(xué)方法及應(yīng)用研究[D].中南大學(xué)2006.

[6]王閱峰，楊君，張紅.電力系統(tǒng)負荷預(yù)測的基本要求及基本原則[J].黑龍江電力.2005（05）.

②線性趨勢預(yù)測技術(shù)

該種預(yù)測技術(shù)包含二階自適應(yīng)、二次指數(shù)平滑、二次滑動平均法等，這些方法均是在參考歷史數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，得出預(yù)測數(shù)值。例如二次滑動平均法指進行兩次滑動平均，計算公式為xt+1=bt×l+at （l=1、2、3...）線性趨勢預(yù)測技術(shù)擬合的直線不是以整個時間段為基礎(chǔ)，而是在每個t時刻基礎(chǔ)上根據(jù)公式推算出t+1時刻的預(yù)測值，因此T時刻之前的預(yù)測值在同一條直線上的概率較小，只要滿足t>T條件時，其預(yù)測值才落在同一條直線上。

③多項式預(yù)測技術(shù)

根據(jù)函數(shù)逼近理論可知，如果函數(shù)的光滑程度足夠大，則可利用多項式函數(shù)逼近，進而獲得預(yù)測模型。例如累計預(yù)測法就是較為典型的例子，其實累計過程就是平滑數(shù)據(jù)的過程，該方法能夠很容易得到相關(guān)系數(shù)，減少計算復(fù)雜度。

④季節(jié)型趨勢預(yù)測技術(shù)

統(tǒng)計負荷變化數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)負荷變化呈現(xiàn)一定的增長且具有一定的周期性。由于受到不同季節(jié)溫度的影響，季節(jié)性周期變化較為明顯，故稱負荷的這種變化趨勢為季節(jié)型趨勢，因此可以用線性增長趨勢和季節(jié)型趨勢之積預(yù)測電力負荷。

運用季節(jié)型趨勢預(yù)測技術(shù)時應(yīng)先檢驗其季節(jié)的存在性，即分析用戶每天、每周等不同時段的用電量，如用電波動比較相近則了認為其存在季節(jié)性。同時還可進行簡單的計算判斷季節(jié)型變化趨勢是否呈現(xiàn)線性趨勢。假設(shè)用電數(shù)據(jù)同時滿足季節(jié)型變化和線性變化趨勢，且能夠運用乘積模型進行計算，如果計算先確定線性趨勢后確定季節(jié)指數(shù)，則為先定線性趨勢預(yù)測技術(shù)，反之，則為先定季節(jié)型指數(shù)預(yù)測技術(shù)。

⑤增長趨勢預(yù)測技術(shù)

通常情況下用電量會根據(jù)某種因素呈現(xiàn)增長，其曲線走勢一般經(jīng)過緩慢增長、快速增長、趨于平穩(wěn)三個階段，由于曲線外形呈現(xiàn)“S”形，因此被稱為S曲線，通過對S曲線進行深刻的研究，能夠總結(jié)出電力負荷變化規(guī)律。

回歸分析模型：

回歸分析模型主要通過分析數(shù)據(jù)找出自變量與因變量之間的關(guān)系，并確定其回歸方程式。另外，根據(jù)自變量與因變量間的關(guān)系可將回歸方程類型分為線性和非線性分析兩種類型，不過不管何種分析方法均需要求得方程中的未知參數(shù)，求得未知參數(shù)比較常用的方法為小二乘法。對于一些回歸方程可以通過轉(zhuǎn)換等方法，將其轉(zhuǎn)為線性回歸問題，進而求得方程中的未知參數(shù)，而對于無法轉(zhuǎn)化為線性回歸的函數(shù)，則可利用非線性估算或三段和值法求得未知參數(shù)。如表2列出了常用的回歸分析模型。

2.2組合模型

2.2.1 組合模型原理

所謂組合模型即根據(jù)實際情況，賦予不同預(yù)測方法一定的權(quán)重，并經(jīng)過計算得出綜合的預(yù)測值。經(jīng)過大量的實踐證明綜合模型較單一模型預(yù)測，預(yù)測結(jié)果不但穩(wěn)定而且更加精準(zhǔn)，因此引起了相關(guān)人士的廣泛關(guān)注。該模型的數(shù)學(xué)描述為：假設(shè)對某一對象數(shù)值進行預(yù)測時，測得某個時段的實際值為Y（t）（t=1，2，3，...，n），而預(yù)測該問題可運用m種方法實現(xiàn)，其中利用第i種方法預(yù)測t時段數(shù)值為yi（t），此時預(yù)測誤差為en=Y（t）-yi（t），公式中i、t=1，2，3...。則綜合預(yù)測模型可用下面公式表示：

y=■wiyi（t）（t=1，2，…，n）

其中wi（i=1，2，3，...，n）表示賦予第i種方法的權(quán)重。

電網(wǎng)規(guī)劃過程中負荷預(yù)測時間周期長，導(dǎo)致負荷變化的因素較多，這就增加了定量描述負荷的難度，單一模型雖然能夠?qū)ω摵蛇M行預(yù)測但是存在一定的局限性，而綜合模型剛好彌補了單一模型預(yù)測過程中的缺陷，提高了電力負荷預(yù)測的準(zhǔn)確度。

2.2.2 常見組合預(yù)測方法

采用組合模型預(yù)測數(shù)據(jù)的重點在于算出不同預(yù)測方法的權(quán)系數(shù)，目前計算權(quán)系數(shù)的方法很多，下面介紹常見的幾種方法。

等權(quán)平均組合預(yù)測法：該方法是組合模型中常用的預(yù)測方法，假設(shè)fi（i=1，2，...，m）表示第i個預(yù)測，模型的預(yù)測值，則運用該方法計算組合預(yù)測值fc的公式為：

fc=■■fi（i=1，2，…，m）

使用等權(quán)平均組合預(yù)測法時并不需要關(guān)心單一模型預(yù)測值的精度和誤差如何，尤其在預(yù)測精度無法把握的情況下，該種方法無疑是最佳的選擇。

模型群優(yōu)選預(yù)測法：優(yōu)先組合預(yù)測有兩種不同的解釋，其一，利用多種方法求得預(yù)測值，然后賦予合適的權(quán)重，加權(quán)平均后獲得最終的預(yù)測方法。其二，通過對比分析不同的預(yù)測方法，選擇最優(yōu)的預(yù)測方法進行預(yù)測。模型群優(yōu)選預(yù)測法，就是利用第二種思路進行的預(yù)測。

預(yù)測負荷時，首先選擇負荷預(yù)測要求的m個預(yù)測模型，然后利用這m個模型分別進行預(yù)測，接著從相對誤差、擬合度、標(biāo)準(zhǔn)離差等方面評定m個預(yù)測結(jié)果的優(yōu)劣，選擇其中最優(yōu)的預(yù)測模型對電力負荷進行預(yù)測。

假設(shè)電力負荷預(yù)測時有f1，f2，f3，...，fm共m個模型可以使用，這些模型的標(biāo)準(zhǔn)離差分別為s1，s2，...sm，對預(yù)測結(jié)果評定后發(fā)現(xiàn)模型f的為最優(yōu)模型，則對電力負荷進行預(yù)測的公式為y={f|min（si）|}（i=1，2，...，m），采用該種方法能夠避免遺漏最佳的預(yù)測模型，且具有較好的適應(yīng)能力。

遞歸等權(quán)組合預(yù)測法：對電力負荷進行預(yù)測時，使用最優(yōu)組合預(yù)測方法計算加權(quán)系數(shù)可能出現(xiàn)大于1或負數(shù)的現(xiàn)象，此時可考慮使用遞歸等權(quán)組合預(yù)測方法，該方法由簡單平均法演化而來。經(jīng)大量實踐證明，使用該種方法的誤差平方和不會超過參與組合任一模型的平方和。

假設(shè)對電力負荷進行預(yù)測時可采用m種方法，第一輪平均時記為

f（1）1=f1，f（1）2=f2，…，f（1）m=fm

則簡單平均法表示如下：

f（1）c=1/m（f（1）1+f（1）2+…+ f（1）m）

f（1）c=1/m（f（1）1t+f（1）2t+…+ f（1）mt）

上式中f（1）mt（i=1，2，...，m）表示在t時刻利用第i種預(yù)測方法得出的模型值，而f（1）mt表示利用簡單平均法計算出的t時刻的預(yù)測值。

假設(shè)第i種預(yù)測模型的誤差平方和在m中預(yù)測方法中是最大的，則將使用f（1）ct將該種預(yù)測模型的預(yù)測值替換掉，則獲得的第二輪平均所需的m種方法的預(yù)測值滿足下列關(guān)系式：

f（2）1=f（1）1，f（2）2= f（1）2，…，f（2）m= f（1）m

接著對這m種方法進行簡單平均，不斷的循環(huán)假設(shè)經(jīng)過k輪平均，則得出其組合模型為：

f（k）c=1/m（f（k）1+ f（k）2+…+ f（k）m）=k（k）1f1+ k（k）2f2+…+ k（k）mfm

在迭代過程并不是無休止的進行下去，當(dāng)發(fā)現(xiàn)f（k）c的誤差平方和變化不大或達到了要求的范圍即可停止迭代。

3 結(jié)束語

本文對電力負荷的相關(guān)知識進行了系統(tǒng)的介紹，并闡述了電網(wǎng)規(guī)劃過程中負荷預(yù)測的單一和組合模型，為電網(wǎng)負荷的預(yù)測提供較好的思路。不過隨著社會的不斷發(fā)展，負荷預(yù)測受到的干擾因素隨之增加，因此為了提升負荷預(yù)測的準(zhǔn)確性，還應(yīng)加強負荷影響因素的研究，盡量定量評定其對負荷影響程度，同時還應(yīng)不斷總結(jié)負荷預(yù)測經(jīng)驗，優(yōu)化預(yù)測思路和方法，爭取進一步提高負荷預(yù)測精度，為電網(wǎng)的合理性規(guī)劃提供強有力的理論支持。

參考文獻

[1]陳國棟，姚建剛，錢衛(wèi)華，龍立波.基于誤差預(yù)測修正的負荷預(yù)測研究[J].現(xiàn)代電力.2007（03）.

[2]陳存，郭偉，范建中.基于改進的預(yù)測有效度的中長期負荷組合預(yù)測[J].繼電器.2007（04）.

[3]李玉梅.組合預(yù)測方法在中長期電力負荷預(yù)測中的應(yīng)用[D].四川大學(xué)2006.

[4]李小燕.配電網(wǎng)中長期負荷預(yù)測模型的研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)2005.

[5]伊瑞.電力負荷預(yù)測中的數(shù)學(xué)方法及應(yīng)用研究[D].中南大學(xué)2006.

[6]王閱峰，楊君，張紅.電力系統(tǒng)負荷預(yù)測的基本要求及基本原則[J].黑龍江電力.2005（05）.