電網(wǎng)中長期負(fù)荷預(yù)測技術(shù)探究

王子剛

摘 要：當(dāng)前，國民經(jīng)濟(jì)受電力工業(yè)發(fā)展的影響越來越大，電力負(fù)荷的準(zhǔn)確預(yù)測顯得越發(fā)重要。電力行業(yè)的投資、網(wǎng)絡(luò)布局和運(yùn)行的合理性在很大程度上取決于電力負(fù)荷的準(zhǔn)確預(yù)測。首先介紹了電網(wǎng)規(guī)劃中中長期負(fù)荷的預(yù)測步驟，其次分析、探討了目前常用的負(fù)荷預(yù)測技術(shù)，最后預(yù)測了負(fù)荷預(yù)測技術(shù)未來的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)規(guī)劃；中長期負(fù)荷；負(fù)荷預(yù)測；小波分析

中圖分類號：TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）24-0026-02

電網(wǎng)規(guī)劃是電力部門的重要組成部分，而規(guī)劃區(qū)域的電力負(fù)荷的預(yù)測是電網(wǎng)規(guī)劃的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。負(fù)荷預(yù)測不僅能為電網(wǎng)規(guī)劃提供重要的基礎(chǔ)性依據(jù)，而且負(fù)荷預(yù)測的精確度直接影響著電網(wǎng)規(guī)劃工作的質(zhì)量。負(fù)荷預(yù)測涉及的內(nèi)容十分廣泛，影響負(fù)荷增長的因素也具有極大的不確定性，且預(yù)測方法和預(yù)測思路千差萬別，因此，要對負(fù)荷進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測的難度很大。本文主要對電網(wǎng)規(guī)劃中中長期負(fù)荷的預(yù)測技術(shù)進(jìn)行了探討，為預(yù)測電力的需求趨勢提供了必要的依據(jù)。

1 中長期負(fù)荷的預(yù)測步驟

要準(zhǔn)確預(yù)測中長期負(fù)荷，必須依照以下步驟：①明確負(fù)荷預(yù)測的具體內(nèi)容和基本要求。按照預(yù)測區(qū)域、不同階段的具體狀態(tài)，合理確定負(fù)荷預(yù)測的內(nèi)容和相關(guān)制度。②調(diào)查并搜集資料。為了確保預(yù)測結(jié)果的真實(shí)性，必須全面、仔細(xì)地搜集所需的資料，決不能依靠主觀臆斷去填補(bǔ)所需的資料。③分析基礎(chǔ)資料。準(zhǔn)確分析、研究搜集到的資料，提高資料可信度。④經(jīng)濟(jì)發(fā)展預(yù)測。對預(yù)測區(qū)域未來的經(jīng)濟(jì)走向進(jìn)行預(yù)測。通常情況下，經(jīng)濟(jì)增長會在一定程度上帶動電力需求的增長。⑤選取合理的預(yù)測模型，并確定相關(guān)參數(shù)。⑥對負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測。根據(jù)負(fù)荷預(yù)測模型預(yù)測負(fù)荷，并選出最可靠的預(yù)測方案。⑦審核負(fù)荷預(yù)測結(jié)果。聘請相關(guān)專家對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行審核、評價(jià)，并通過檢驗(yàn)，對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行自適應(yīng)修正。

2 中長期負(fù)荷的預(yù)測技術(shù)

目前，中長期負(fù)荷預(yù)測通常采用以下幾種預(yù)測技術(shù)。

2.1 趨勢外推預(yù)測技術(shù)

電力負(fù)荷雖然具有一定的不確定性和隨機(jī)性，但卻存在明顯的變化趨勢。在預(yù)測負(fù)荷時(shí)，可根據(jù)不同行業(yè)的負(fù)荷變化規(guī)律，采用趨勢外推技術(shù)對負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，能夠得到相對理想的預(yù)測結(jié)果。采用這種預(yù)測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是僅需要預(yù)測區(qū)域以往的歷史數(shù)據(jù)，所需的數(shù)據(jù)量較少，工作量較小；缺點(diǎn)是一旦出現(xiàn)負(fù)荷變動，很容易引起較大的誤差。

2.2 時(shí)間序列預(yù)測技術(shù)

在實(shí)際預(yù)測過程中，多數(shù)預(yù)測目標(biāo)的觀測值在構(gòu)成序列過程中呈現(xiàn)平穩(wěn)序列的特征，根據(jù)此規(guī)律建立序列的隨機(jī)過程模型，從而實(shí)現(xiàn)對規(guī)劃區(qū)域負(fù)荷的預(yù)測。采用這種預(yù)測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是使用的數(shù)據(jù)少，工作量?。蝗秉c(diǎn)是并未考慮影響負(fù)荷變化的因素，通常只適用于負(fù)荷變化相對均勻的預(yù)測。

2.3 負(fù)荷回歸模型預(yù)測技術(shù)

根據(jù)搜集到的預(yù)測區(qū)域的歷史資料，采用負(fù)荷回歸分析法對變量進(jìn)行分析、探究，確定各個變量間的關(guān)系，最終實(shí)現(xiàn)負(fù)荷預(yù)測的目的。在采用負(fù)荷回歸模型進(jìn)行預(yù)測時(shí)，回歸模型通常采用一元線性回歸、非線性回歸等。這種方法通常適用于中期負(fù)荷預(yù)測。

3 負(fù)荷預(yù)測技術(shù)的發(fā)展趨勢

為了提高負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確性，相關(guān)人員進(jìn)行了深入的研究。研究表明，未來負(fù)荷預(yù)測技術(shù)可能會朝著以下幾個方向發(fā)展。

3.1 優(yōu)選組合預(yù)測技術(shù)

所謂的“優(yōu)選組合預(yù)測技術(shù)”主要包括以下兩方面的含義：①采取不同的方法對負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，然后選擇合適的權(quán)重對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行加權(quán)平均；②采取不同的方法進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測，然后比較預(yù)測結(jié)果，從中選擇擬合度最好的一種預(yù)測方法。

3.2 專家系統(tǒng)預(yù)測技術(shù)

專家系統(tǒng)預(yù)測技術(shù)是指建立負(fù)荷預(yù)測的相關(guān)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含了專家們的知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在進(jìn)行預(yù)測的過程中能夠像專家一樣作出合理的推測和決策。實(shí)踐證明，精確的負(fù)荷預(yù)測至少需要滿足以下兩點(diǎn)要求：①有先進(jìn)的高科技作支撐；②融入專家們的智慧和經(jīng)驗(yàn)。因此，在預(yù)測負(fù)荷時(shí)需要專家系統(tǒng)這種先進(jìn)的高新技術(shù)，采用這種方法預(yù)測中長期負(fù)荷時(shí)，得到的預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確度非常高。

3.3 小波分析預(yù)測技術(shù)

小波分析是20世紀(jì)應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域中最突出的研究成果之一，本質(zhì)屬于時(shí)域—頻域分析法。小波分析在時(shí)域和頻域方面都具有很好的局部化性質(zhì)，不僅能將不同頻率的混合信號交織在一起，還能將其分成不同頻帶上的塊信息。在預(yù)測負(fù)荷時(shí)，首先將負(fù)荷序列進(jìn)行小波變化，然后將其投影到不同的尺度上，通過不同尺度的頻域分量，能夠清晰地表現(xiàn)出負(fù)荷序列的周期性，最后在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的預(yù)測。由于在預(yù)測負(fù)荷時(shí)，各個子序列具有明顯的周期性，因此，在預(yù)測時(shí)，采用周期自回歸模型可以得到更加準(zhǔn)確的預(yù)測結(jié)果。

3.4 空間負(fù)荷預(yù)測技術(shù)

空間負(fù)荷預(yù)測法是20世紀(jì)80年代提出的負(fù)荷預(yù)測理論。采用該方法除了能對負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測外，還能對未來負(fù)荷所在的位置進(jìn)行預(yù)測。這種負(fù)荷預(yù)測技術(shù)通常適用于那些新建城區(qū)的中長期負(fù)荷預(yù)測，同時(shí)還能與MIS、GIS等進(jìn)行有效的融合，實(shí)現(xiàn)資源共享，使電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測和系統(tǒng)規(guī)劃更加科學(xué)、合理。

4 結(jié)束語

負(fù)荷預(yù)測對電網(wǎng)規(guī)劃具有較大的影響——如果預(yù)測值太低，可能對供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益造成一定的影響；如果預(yù)測值太高，會造成發(fā)電容量得不到充分的利用，導(dǎo)致投資成本浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)效益低下。因此，相關(guān)人員必須對負(fù)荷預(yù)測進(jìn)行深入的研究，盡可能地提高負(fù)荷預(yù)測的精確度。

參考文獻(xiàn)

[1]錢衛(wèi)華，姚建剛，龍立波.基于短期相關(guān)性和負(fù)荷增長的中長期負(fù)荷預(yù)測[J].電力系統(tǒng)自動化，2012（11）.

[2]張利平，翟繼紅，王偉鋒，等.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)組合預(yù)測在電力負(fù)荷預(yù)測中的應(yīng)用[J].華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)，2009（03）.

[3]孟明，牛東曉.中長期電力負(fù)荷組合預(yù)測[J].華北電力技術(shù)，2004（06）.

〔編輯：劉曉芳〕