電力系統(tǒng)短期負(fù)荷預(yù)測與發(fā)展方向

摘 要：負(fù)荷預(yù)測在電力系統(tǒng)管理當(dāng)中做為計劃用電，調(diào)度用電，系統(tǒng)規(guī)劃部門的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作。本篇論文以我國電力系統(tǒng)的短期負(fù)荷預(yù)測含義和作用為出發(fā)點(diǎn)，對短期負(fù)荷預(yù)測的方法和特點(diǎn)進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；短期負(fù)荷；傳統(tǒng)預(yù)測；現(xiàn)代預(yù)測；綜合預(yù)測

1 短期負(fù)荷預(yù)測的特點(diǎn)

（1）短期的電力負(fù)荷預(yù)測對預(yù)測結(jié)果具有不確定性；（2）不相同的負(fù)荷預(yù)測措施和方法具有相關(guān)條件性；（3）短期的負(fù)荷預(yù)測的時間是不同的；（4）預(yù)測結(jié)果具有方案性的特征。

2 傳統(tǒng)的預(yù)測方法

2.1 回歸分析預(yù)測法

回歸預(yù)測法是依據(jù)對以往的歷史信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，總結(jié)出其變化的規(guī)律與對電力負(fù)荷變化影響的因素，找出因變量和自變量他們之間的相互關(guān)系，并利用數(shù)學(xué)公式來建立參數(shù)模型，以此為依據(jù)，對未來的某一時點(diǎn)進(jìn)行負(fù)荷值的預(yù)測。這種方法的優(yōu)點(diǎn)為結(jié)構(gòu)方式與計算基本原理都比較簡單，預(yù)測快捷迅速，外推性能較好，對以往歷史中沒發(fā)生過的狀況的預(yù)測效果較好。這種方法的缺點(diǎn)為，對以往的歷史信息數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)要求高，運(yùn)用線性方式對對較復(fù)雜問題進(jìn)行表示，結(jié)構(gòu)方式太過簡單，精確度不高。

2.2 時間序列法

時間序列就是依據(jù)時間順序來排列的數(shù)字序列。這種分析方法是以這組數(shù)列為依據(jù)，運(yùn)用數(shù)學(xué)的統(tǒng)計學(xué)方法進(jìn)行處置，來對未來發(fā)展進(jìn)行預(yù)測。時間序列分析法做為定量預(yù)測方法的一種，這種方法的基本原理為：認(rèn)可客觀事物是具有進(jìn)展性的，以以往的信息數(shù)據(jù)為依據(jù)，來對事物的發(fā)展方向進(jìn)行預(yù)測。因?yàn)槭挛锏陌l(fā)展具有隨機(jī)性，任何事物的發(fā)展和變化都有著不可預(yù)知性和偶然性，所以要應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)當(dāng)中的加權(quán)平均法來對以往的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處置。

2.3 卡爾曼濾波法

這種方法運(yùn)用了空間狀態(tài)概念，對信號過程的二階特性和譜密度函數(shù)不需要直接給予，能夠?qū)⑿盘栠^程當(dāng)做在白噪聲的作用之下的線性體系輸出來看待，運(yùn)用狀態(tài)的轉(zhuǎn)移矩陣進(jìn)行整個線性系統(tǒng)的描述，對系統(tǒng)的輸出和輸入通過一個形式的方程式來表示。通過這樣的方式既能夠使研究信號的過程標(biāo)量隨機(jī)過程平穩(wěn)，又能夠包含平穩(wěn)的矢量隨機(jī)進(jìn)程。這種方法還能夠把空間狀態(tài)狀況描述和離散的時間更新聯(lián)系的更加緊密，并做出了均方差為最小值的遞推線性計算方法，這種方法對歷史記錄儲存的觀測數(shù)據(jù)不是硬性的要求，當(dāng)觀測到新的信息數(shù)據(jù)之后，僅需要依據(jù)新數(shù)據(jù)之前的估計量，利用信號進(jìn)程中本身的狀況轉(zhuǎn)移方程，依據(jù)遞推公式就能夠?qū)烙嬃窟M(jìn)行計算，大大的降低了計算量和濾波設(shè)備的儲存量，對實(shí)際應(yīng)用和處置來說較為方便。

2.4 替代法

替代法在短期負(fù)荷預(yù)測的多種方法中是最簡單的方法，這種方法把目前時間點(diǎn)的負(fù)荷值當(dāng)做下一時間點(diǎn)的預(yù)測值。這種方法對于日常工作日的電力負(fù)荷預(yù)測的效果并不好，當(dāng)整體電網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)荷較小時，電壓負(fù)荷較為平穩(wěn)，在正常的系統(tǒng)工作日相比差距較大的情況下，使用該方法的效果是非常好的。

3 現(xiàn)代的預(yù)測方法

3.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法是通過對動物的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)行為特點(diǎn)，來進(jìn)行分布式的并列數(shù)據(jù)處置計算的數(shù)學(xué)模型。這個網(wǎng)絡(luò)依據(jù)系統(tǒng)的當(dāng)中的各個節(jié)點(diǎn)之間的相互聯(lián)系，對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的各個節(jié)點(diǎn)互相連接的關(guān)系進(jìn)行不斷的調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對信息數(shù)據(jù)的處理。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具備自我適應(yīng)能力和自我學(xué)習(xí)性，能夠根據(jù)事先提供的一些相關(guān)對應(yīng)的信息和數(shù)據(jù)，對二者之間潛在規(guī)律進(jìn)行分析，最后依據(jù)規(guī)律和新輸入的數(shù)據(jù)來對結(jié)果進(jìn)行預(yù)測。

3.2 模糊系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測法

模糊系統(tǒng)控制是指在實(shí)際使用的控制措施方法的基礎(chǔ)之上使用了模糊數(shù)學(xué)的概念，對其施行明確性的工作，對于那些不能夠建立數(shù)學(xué)模型控制過程實(shí)現(xiàn)有效的控制。不用去關(guān)注模糊系統(tǒng)是怎樣進(jìn)行計算，在輸出和輸入的視角來看是一個非線性的函數(shù)關(guān)系。對隨意的某個非線性的連續(xù)函數(shù)，都能夠利用一種類別的隸屬函數(shù)，推導(dǎo)規(guī)律和模糊方法，能夠使設(shè)計模糊系統(tǒng)隨意的接近非線性函數(shù)，從而依據(jù)接近函數(shù)來對負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測。模糊系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測是最近這些年來研究的主要方向，國內(nèi)和國際上的很多專家學(xué)者都在這個領(lǐng)域進(jìn)行了較多的研究工作，并且獲得了顯著的成績。

3.3 專家系統(tǒng)預(yù)測法

這種預(yù)測方法就是對過去的幾年數(shù)據(jù)信息庫中所儲存每小時，每天，每月甚至每年的電力負(fù)荷與天氣信息數(shù)據(jù)加以分析，通過電力負(fù)荷技術(shù)人員結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)和知識，提取相關(guān)規(guī)則，依照固定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則來進(jìn)行電力負(fù)荷短期預(yù)測的方法。

4 短期電力負(fù)荷的發(fā)展方向

4.1 線上的快捷準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測

隨著新形勢的到來，對短期電力負(fù)荷的實(shí)際有效功能提出了更高的要求，應(yīng)該具備自動化運(yùn)行和滾動預(yù)測。具體的來說就是在電力網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行之下的短期負(fù)荷預(yù)測不需要人工的操作和干預(yù)，能夠不間斷的依據(jù)最新獲得的系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)來進(jìn)行固定周期性滑動預(yù)測，只需要再出現(xiàn)誤差比較大的時候，再采取人工干預(yù)措施來進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

4.2 要對影響預(yù)測結(jié)果的因素進(jìn)行充分的考慮

短期的電力負(fù)荷預(yù)測結(jié)果會受到多種因素的綜合性影響。短期負(fù)荷預(yù)測在將來的發(fā)展中要充分的考慮氣溫，空氣濕度，風(fēng)力和降水，日常工作日和休假日法定休假日等。處置的方法應(yīng)該對過去的歷史信息數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的挖掘，在多角度和多種因素共同影響下的結(jié)果當(dāng)中，尋找對預(yù)測準(zhǔn)確度影響較大的因素。

4.3 依據(jù)“重近輕遠(yuǎn)”的原則來進(jìn)行合理的處置

在電力負(fù)荷預(yù)測當(dāng)中要依據(jù)“重近輕遠(yuǎn)”的原則，將來的事物發(fā)展當(dāng)中物理量的轉(zhuǎn)變方向的關(guān)鍵影響因素是歷史階段中的進(jìn)展規(guī)律，長期的歷史信息數(shù)據(jù)和將來的發(fā)展方向先關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)。在短期電力負(fù)荷工作當(dāng)中，可以進(jìn)行選擇參數(shù)的輸入使“重近輕遠(yuǎn)”原則得以實(shí)現(xiàn)。在未來的發(fā)展當(dāng)中應(yīng)合理的配置有關(guān)參數(shù)和輸入的參數(shù)，在這個層面還需要進(jìn)行深入的研究。

參考文獻(xiàn)

[1]吳勁暉.負(fù)荷求導(dǎo)法在電網(wǎng)超短期負(fù)荷預(yù)測中的實(shí)踐[J].中國電力，2003，36（3）：81-82.

[2]曹宗珍.電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測研究綜述與發(fā)展方向的探析[J].中國電子商務(wù)，2012，（9）：80.

（作者單位：牡丹江供電公司）