周明龍

（安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 蕪湖 241000）

0 引言

短期的負(fù)荷預(yù)測(cè)可以為電網(wǎng)調(diào)度和制定購(gòu)電規(guī)則和規(guī)定操作方式提供指導(dǎo)，系統(tǒng)要求能夠更加健康、節(jié)約的運(yùn)行，電能質(zhì)量也要求更加的優(yōu)良，短期負(fù)荷預(yù)測(cè)就必須要求越來越準(zhǔn)確。短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的研究自上世紀(jì)70年代開始逐步獲得重視，至上世紀(jì)80年代，因?yàn)槟茉炊倘敝率关叫鑼?duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)科學(xué)掌控，越來越注重負(fù)荷的精確預(yù)測(cè)。上世紀(jì)90年代起，由于全球電網(wǎng)的不斷完善，負(fù)荷預(yù)測(cè)的研究工作得到了更多的關(guān)注。因?yàn)殡娏ω?fù)荷不但受到氣溫，氣候這些因子干擾，自己還具有不確定性，所以預(yù)測(cè)起來非常的繁雜；近年來，現(xiàn)有技術(shù)中的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的探討方向由按照一般的估測(cè)模型慢慢轉(zhuǎn)換到使用軟計(jì)算方式，而且持續(xù)的把數(shù)學(xué)上取得的進(jìn)步移植到負(fù)荷預(yù)測(cè)里面。

時(shí)間序列法的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)是一種最典型的、系統(tǒng)的也是最為普遍適用的短期的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，真實(shí)的負(fù)荷通常都不能達(dá)到穩(wěn)定隨機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，一定要把數(shù)組做平穩(wěn)化處理，然后對(duì)這一數(shù)組做模型的識(shí)別處理；模型的識(shí)別通常是對(duì)所取的序列進(jìn)行分析，算出數(shù)組中的各種參數(shù)，包括均值、自相關(guān)函數(shù)、偏相關(guān)函數(shù)等；模式識(shí)別后，一定要利用數(shù)組相干的樣本，對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行預(yù)估。時(shí)間序列法的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)中要求采集的信號(hào)數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)中的電力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，通常都是通過各自的離線計(jì)時(shí)器生成并與電力狀態(tài)數(shù)據(jù)綁定后一并傳輸至控制中心，上述方案存在的不足在于監(jiān)測(cè)位置的時(shí)間節(jié)點(diǎn)與控制中心可能存在偏差，從而影響了數(shù)據(jù)分析判斷和電力控制的精準(zhǔn)性。

1 基于時(shí)間序列法的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)采樣裝置的技術(shù)方案

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本文提供了基于時(shí)間序列法的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)采樣裝置，能夠滿足時(shí)間序列法短期的負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)的需要，為時(shí)間序列法短期的負(fù)荷預(yù)測(cè)提供精準(zhǔn)的線路檢測(cè)參數(shù)。

本文解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：基于時(shí)間序列法的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)采樣裝置，包括設(shè)置于電網(wǎng)中用于從供電端向負(fù)載端進(jìn)行供電輸送的電力線路、用于對(duì)電力線路負(fù)載端的輸電電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)的電壓監(jiān)測(cè)器、用于對(duì)電力線路負(fù)載端的輸電電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)的電流監(jiān)測(cè)器、用于將電壓監(jiān)測(cè)器和電流監(jiān)測(cè)器采集的數(shù)據(jù)編碼成信號(hào)的信號(hào)編碼器、用于將信號(hào)編碼器生成的信號(hào)傳輸至電網(wǎng)控制中心的信號(hào)發(fā)射器；還包括用于向信號(hào)編碼器中輸入標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)時(shí)器。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括用于接收電網(wǎng)控制中心發(fā)出的信號(hào)的信號(hào)接收器、用于將信號(hào)接收器接收的信號(hào)解碼并生成數(shù)據(jù)的信號(hào)解碼器、用于根據(jù)信號(hào)解碼器生成的數(shù)據(jù)對(duì)電力線路負(fù)載端的供電狀態(tài)進(jìn)行控制的電力控制器。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)計(jì)時(shí)器連接信號(hào)解碼器以獲取信號(hào)解碼器接收的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間節(jié)點(diǎn)。

2 基于時(shí)間序列法的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)采樣裝置實(shí)例說明

本文基于時(shí)間序列法的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)采樣裝置的結(jié)構(gòu)示意見圖1。圖中：10-電力線路；21-電壓監(jiān)測(cè)器；22-電流監(jiān)測(cè)器；23-信號(hào)編碼器；24-信號(hào)發(fā)射器；30-通信網(wǎng)絡(luò)；41-信號(hào)接收器；42-信號(hào)解碼器；43-電力控制器；44-網(wǎng)絡(luò)計(jì)時(shí)器。

圖1 基于時(shí)間序列法的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)采樣裝置結(jié)構(gòu)

如圖1所示，基于時(shí)間序列法的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)采樣裝置，包括設(shè)置于電網(wǎng)中用于從供電端向負(fù)載端進(jìn)行供電輸送的電力線路10、用于對(duì)電力線路10負(fù)載端的輸電電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)的電壓監(jiān)測(cè)器21、用于對(duì)電力線路10負(fù)載端的輸電電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)的電流監(jiān)測(cè)器22、用于將電壓監(jiān)測(cè)器21和電流監(jiān)測(cè)器22采集的數(shù)據(jù)編碼成信號(hào)的信號(hào)編碼器23、用于將信號(hào)編碼器23生成的信號(hào)傳輸至電網(wǎng)控制中心的信號(hào)發(fā)射器24；還包括用于向信號(hào)編碼器23中輸入標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)時(shí)器44。進(jìn)一步地，還包括用于接收電網(wǎng)控制中心發(fā)出的信號(hào)的信號(hào)接收器41、用于將信號(hào)接收器41接收的信號(hào)解碼并生成數(shù)據(jù)的信號(hào)解碼器42、用于根據(jù)信號(hào)解碼器42生成的數(shù)據(jù)對(duì)電力線路10負(fù)載端的供電狀態(tài)進(jìn)行控制的電力控制器43。具體地，網(wǎng)絡(luò)計(jì)時(shí)器44連接信號(hào)解碼器42以獲取信號(hào)解碼器42接收的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間節(jié)點(diǎn)。

首先，信號(hào)接收器41接收通信網(wǎng)絡(luò)30中的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間節(jié)點(diǎn)然后傳輸給信號(hào)解碼器42，信號(hào)解碼器42將網(wǎng)絡(luò)時(shí)間節(jié)點(diǎn)解碼后實(shí)時(shí)持續(xù)地提供給網(wǎng)絡(luò)計(jì)時(shí)器44，電壓監(jiān)測(cè)器21和電流監(jiān)測(cè)器22采集電力線路10負(fù)載端的供電狀態(tài)數(shù)據(jù)并輸送至信號(hào)解碼器42，信號(hào)解碼器42將電力線路10負(fù)載端的供電狀態(tài)數(shù)據(jù)編碼，同時(shí)加入網(wǎng)絡(luò)計(jì)時(shí)器44提供的時(shí)間戳生成通信信號(hào)，輸送至通信網(wǎng)絡(luò)30以供電網(wǎng)控制中心接收，電網(wǎng)控制中心根據(jù)電力供應(yīng)狀態(tài)發(fā)出控制命令，通過通信網(wǎng)絡(luò)30傳輸至信號(hào)接收器41，通過信號(hào)解碼器42解碼后輸送給電力控制器43，從而對(duì)電力線路10負(fù)載端的供電狀態(tài)進(jìn)行控制。

3 基于時(shí)間序列法的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果仿真分析

以間序列法的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)采樣裝置為基礎(chǔ)對(duì)某風(fēng)電場(chǎng)PA發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)風(fēng)電功率，并將此與灰色模型的負(fù)荷預(yù)測(cè)進(jìn)行比較。預(yù)測(cè)結(jié)果與誤差分析如表1所示。

表1 PA灰色模型與時(shí)間序列模型預(yù)測(cè)

通過上表對(duì)比分析可知，灰色模型風(fēng)電功率預(yù)測(cè)最大的相對(duì)誤差是14.70%，最小相對(duì)誤差是1.84%，時(shí)間序列模型模型風(fēng)電功率預(yù)測(cè)最大的相對(duì)誤差是13.92%，最小相對(duì)誤差是0.77%，由此可知時(shí)間序列模型的風(fēng)電預(yù)測(cè)優(yōu)于灰色模型的風(fēng)電預(yù)測(cè)。

4 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)了基于時(shí)間序列法的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)采樣裝置，通過設(shè)置網(wǎng)絡(luò)計(jì)時(shí)器，從而通過在線的計(jì)時(shí)器生成網(wǎng)絡(luò)時(shí)間節(jié)點(diǎn)并與電力狀態(tài)數(shù)據(jù)綁定后一并傳輸至控制中心，從而保證了監(jiān)測(cè)位置的時(shí)間節(jié)點(diǎn)與控制中心的一致性，提高了數(shù)據(jù)分析判斷和電力控制的精準(zhǔn)性，能夠滿足時(shí)間序列法短期的負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)的需要，為時(shí)間序列法短期的負(fù)荷預(yù)測(cè)提供精準(zhǔn)的線路檢測(cè)參數(shù)。

注釋：

① 本文已經(jīng)獲得實(shí)用新型專利，專利號(hào)：ZL 2016212893632專利名稱：一種時(shí)間序列法的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)采樣裝置。