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        多種算法在蒙城地區(qū)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)中的應(yīng)用與選擇

        2016-12-05 11:04:39都偉杰國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司合肥供電公司安徽合肥230000
        低碳世界 2016年22期
        關(guān)鍵詞:方法模型

        都偉杰(國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司合肥供電公司,安徽 合肥230000)

        多種算法在蒙城地區(qū)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)中的應(yīng)用與選擇

        都偉杰(國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司合肥供電公司,安徽 合肥230000)

        在城市配電網(wǎng)規(guī)劃中,需要對(duì)一定區(qū)域內(nèi)的電力負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)電力負(fù)荷的方法有多種,大體可分為aaaa基于時(shí)序趨勢(shì)外推的預(yù)測(cè)方法和基于增長(zhǎng)速度的預(yù)測(cè)方法,本文對(duì)多種分析方法進(jìn)行分析和研究,比選出較為符合蒙城地區(qū)負(fù)荷實(shí)績(jī)的分析方法,并給出相應(yīng)的使用條件。

        多種算法;電力負(fù)荷;預(yù)測(cè);應(yīng)用選擇

        1 基于時(shí)序趨勢(shì)外推的預(yù)測(cè)方法

        本方法是根據(jù)時(shí)間序列的歷史值來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)值的,數(shù)學(xué)模型有多種,如拋物線(xiàn)模型、N次曲線(xiàn)模型、簡(jiǎn)單S型曲線(xiàn)模型、Gompertz曲線(xiàn)、二次指數(shù)平滑法等,每種方法又有多種適用于不同類(lèi)型的數(shù)學(xué)模型和擴(kuò)展模型。

        1.1 回歸分析法

        回歸分析法包括線(xiàn)性回歸分析(即一元回歸分析)、非線(xiàn)性回歸分析(即多元回歸分析)。結(jié)合各種模型在實(shí)際工程中的適應(yīng)性和可實(shí)施性工程中的,主要介紹一元線(xiàn)性回歸分析的數(shù)學(xué)模型。

        模型一:拋物線(xiàn)模型

        式中a0、a1、a2——是不依賴(lài)于x的未知參數(shù)。

        模型二:N次曲線(xiàn)模型

        式中a0、a1…an——是不依賴(lài)于x的未知參數(shù)。

        1.2 簡(jiǎn)單S型曲線(xiàn)模型

        簡(jiǎn)單S型曲線(xiàn)模型也稱(chēng)生長(zhǎng)曲線(xiàn)或成長(zhǎng)曲線(xiàn),是借鑒生物群體生長(zhǎng)的特性得出的分析方法。在某個(gè)區(qū)域的負(fù)荷發(fā)展,可能首先是開(kāi)始時(shí)期的低速增長(zhǎng) (相當(dāng)于生物生長(zhǎng)前期),到某個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)后,開(kāi)始進(jìn)入快速增長(zhǎng)期;再發(fā)展到某個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)后,開(kāi)始進(jìn)入飽和期(相當(dāng)于生物生長(zhǎng)后期)。

        其在無(wú)窮遠(yuǎn)處的形態(tài)為:

        1.3 Gompertz曲線(xiàn)

        Gompertz曲線(xiàn)也是具有S型特征的曲線(xiàn),其表達(dá)式為:

        1.4 二次指數(shù)平滑法

        設(shè)時(shí)間序列為y1、y2…yn,取平滑系數(shù)a(0≤a≤1)。常見(jiàn)的Brown單一參數(shù)線(xiàn)性二次指數(shù)平滑法,其步驟為:

        步驟一:對(duì)原始序列進(jìn)行一次指數(shù)平滑:

        式中t的取值范圍——2≤t≤n;

        可取y′1=y1。

        步驟二:對(duì)一次平滑序列作二次指數(shù)平滑:

        式中t的取值范圍——2≤t≤n;

        可取y′1=y1。

        步驟三:對(duì)最末一期數(shù)據(jù),計(jì)算兩個(gè)系數(shù):

        步驟四:建立如下的預(yù)測(cè)公式:

        式中i——為自n以后的時(shí)間序號(hào),i≥1。

        本方法負(fù)荷預(yù)測(cè)的關(guān)鍵是根據(jù)蒙城區(qū)的實(shí)際情況和負(fù)荷特性,選擇合適的數(shù)學(xué)模型。另外,基于時(shí)序趨勢(shì)外推的預(yù)測(cè)方法要求歷史數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確性,歷史數(shù)據(jù)之間具有可比性。歷史數(shù)據(jù)應(yīng)是在在同一口徑、同一原則下統(tǒng)計(jì)的。

        2 基于增長(zhǎng)速度的預(yù)測(cè)方法

        本方法是基于平穩(wěn)歷史數(shù)據(jù)序列,計(jì)算其相鄰時(shí)間間隔的增長(zhǎng)速度,進(jìn)行外推預(yù)測(cè)得到未來(lái)時(shí)間段的增速,來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)步驟為:

        步驟一:統(tǒng)計(jì)歷史序列的增長(zhǎng)速度,公式為:

        式中t=1,2…n-1,y1、y2…yn為歷史序列。

        △t,t+1=表示第t+1時(shí)刻相對(duì)于第t時(shí)刻的增長(zhǎng)速度。

        步驟二:以增長(zhǎng)速度序列:△1,2,△2,3…△n-1,n為依據(jù),運(yùn)用回歸分析方法,利用各種模型預(yù)測(cè)未來(lái)的增長(zhǎng)速度△^t,t+1(t≥n)。

        步驟三:以基準(zhǔn)時(shí)刻(n時(shí)刻)的歷史數(shù)據(jù)為基準(zhǔn),按增長(zhǎng)速度的定義進(jìn)行未來(lái)時(shí)段的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè),則未來(lái)t時(shí)刻的預(yù)測(cè)值y^t為:

        式中t≥n+1。

        3 電量及負(fù)荷預(yù)測(cè)

        通過(guò)上節(jié)中對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法的分析,選取幾種適合于中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)方法,同時(shí)對(duì)蒙城地區(qū)的負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)并對(duì)比分析,結(jié)合專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)法,選取適中的負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。

        根據(jù)歷史數(shù)據(jù),采用基于時(shí)序趨勢(shì)外推的預(yù)測(cè)方法,運(yùn)用多種模型對(duì)預(yù)測(cè)蒙城區(qū)近期的用電量,并根據(jù)負(fù)荷發(fā)展的一般規(guī)律做出遠(yuǎn)景年用電量預(yù)測(cè),結(jié)果如表1、圖1。

        根據(jù)上述電量預(yù)測(cè)方法闡述,結(jié)合在實(shí)際工程中,各部門(mén)的管理力度和管理方式、預(yù)測(cè)人員收集數(shù)據(jù)的渠道的限制、相關(guān)部門(mén)的配合程度等因素,電力需求預(yù)測(cè)方法選取分析如表2。

        表1 蒙城地區(qū)電量預(yù)測(cè)結(jié)果(單位:億kWh)

        圖1 蒙城地區(qū)電量預(yù)測(cè)結(jié)果示意圖

        表2 電量預(yù)測(cè)方法選取分析

        [1]李小龍,李郁俠,師 彪,牛艷利,王 煜.改進(jìn)粒子群算法在中長(zhǎng)期電力負(fù)荷組合預(yù)測(cè)模型中的應(yīng)用[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版),2011(03).

        [2]蘭吉祥.電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法及特點(diǎn)[J].中國(guó)集體經(jīng)濟(jì),2011(10).

        [3]王吉權(quán),趙玉林.電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法及特點(diǎn)[J].農(nóng)村電氣化,2003(11).

        TM715

        A

        2095-2066(2016)22-0096-02

        2016-7-12

        都偉杰(1984-),男,工程師,碩士研究生。

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