油田電力系統(tǒng)長期負(fù)荷預(yù)測方法

常誠

【摘要】油田電力系統(tǒng)長期負(fù)荷預(yù)測在降低故障率，保證電力系統(tǒng)安全運行等方面起到非常大的作用。在油田電力系統(tǒng)長期負(fù)荷預(yù)測中通過對負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和處理，從而準(zhǔn)確把握油田電力系統(tǒng)運行情況，進(jìn)而對油田電力系統(tǒng)未來一段時間內(nèi)的負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測。本文就油田電力系統(tǒng)長期負(fù)荷預(yù)測方法進(jìn)行探討，以期為油田電力系統(tǒng)研究提供一定的借鑒。

【關(guān)鍵詞】油田電力系統(tǒng)；長期負(fù)荷預(yù)測；分析；安全運行

引言

在考慮外界的因素和自然條件基礎(chǔ)上，進(jìn)行油田電力系統(tǒng)未來的負(fù)荷預(yù)測，對整個電力系統(tǒng)中網(wǎng)節(jié)點的分布以及油田電力系統(tǒng)的拓展有著巨大的作用，不僅可提高供電的可靠性和安全性，同時能帶來巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

一、油田電力系統(tǒng)長期負(fù)荷預(yù)測特點

（一）不確定性

對于油田電力系統(tǒng)來說，由于系統(tǒng)收到諸多復(fù)雜因素的影響，并且各種因素也在不斷發(fā)生變化，對于電力系統(tǒng)的影響也不是一層不變的。尤其是對于復(fù)雜線路來說，不僅僅存在隨機因素，也會存在一些突發(fā)因素，這些因素對于電力系統(tǒng)的影響是很難確定的，這就帶來油田電力系統(tǒng)長期負(fù)荷預(yù)測的不確定性。

（二）條件性

油田電力系統(tǒng)長期負(fù)荷預(yù)測是在一定條件下進(jìn)行的。在進(jìn)行預(yù)測時，結(jié)合相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，對于不確定的參數(shù)進(jìn)行假設(shè)，如假設(shè)未來一段時間內(nèi)油田電力系統(tǒng)用電量不會發(fā)生大范圍的波動，無大的自然災(zāi)害發(fā)生，石油行業(yè)的整體發(fā)展形式良好等，最終根據(jù)假設(shè)結(jié)果對于整體系統(tǒng)進(jìn)行計算。當(dāng)然進(jìn)行假設(shè)的前提是必須遵循客觀事實，不能夠憑空想象，隨意假設(shè)，要根據(jù)調(diào)查分結(jié)果，利用概率論的相關(guān)知識進(jìn)行假設(shè)。

（三）時間性

油田電力系統(tǒng)長期負(fù)荷預(yù)測具有時效性，即預(yù)測結(jié)果只能對一定時間范圍內(nèi)油田電力系統(tǒng)起效。這主要是由于油田電力系統(tǒng)負(fù)荷的發(fā)展規(guī)律只存續(xù)于特點時間范圍內(nèi)，而不是固定不變的，因此在進(jìn)行油田電力系統(tǒng)長期負(fù)荷預(yù)測時選取的歷史數(shù)據(jù)要限制在特定的時間限度內(nèi)，所預(yù)測的對象也只能是在某一時間范圍內(nèi)的。

（四）方案不唯一性

根據(jù)可能性原理，油田電力系統(tǒng)負(fù)荷在未來存在多種可能性，并且這些可能性之間相互獨立，甚至是存在非常大的差距。因為為了保證油田電力系統(tǒng)長期負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確性，應(yīng)該充分考慮在多種條件作用下，油田電力系統(tǒng)負(fù)荷可能出現(xiàn)的所有狀況，從而得到不同條件下的油田電力系統(tǒng)長期負(fù)荷預(yù)測方案。

二、油田電力系統(tǒng)長期負(fù)荷預(yù)測方法

（一）基于MAS的分布協(xié)調(diào)與自適應(yīng)控制

信息化技術(shù)推動了電力系統(tǒng)長期負(fù)荷預(yù)測技術(shù)的發(fā)展，智能Agent技術(shù)就是基于這一技術(shù)發(fā)展起來的。通常將Agent技術(shù)定義為一種集成度高、智能化程度高，能夠在一定權(quán)限范圍內(nèi)進(jìn)行自動化控制。通過將多個Agent技術(shù)個體組合在一起就形成了MAS系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)單個Agent技術(shù)個體的功能或者任務(wù)，同時多個Agent技術(shù)個體進(jìn)行協(xié)作、組合，使得控制系統(tǒng)高度模塊化與多元化。MAS系統(tǒng)可以充分發(fā)揮出單個控制單元的作用，從而有效解決傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中存在的故障隱藏、安全性低、抗干擾能力弱等問題。因此基于MAS的分布協(xié)調(diào)與自適應(yīng)控制是未來電力系統(tǒng)長期負(fù)荷預(yù)測發(fā)展的重要方向。基于MAS協(xié)調(diào)的分布協(xié)調(diào)與自適應(yīng)控制處理平臺的協(xié)作關(guān)系，能夠充分整合各方面的資源，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫和知識庫共享，利用多種方法實現(xiàn)長期負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確性和可靠性。

（二）大數(shù)據(jù)技術(shù)

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展，油田電力系統(tǒng)規(guī)劃業(yè)務(wù)覆蓋范圍將會進(jìn)一步得到拓寬。充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以實現(xiàn)以下三面的規(guī)劃應(yīng)用價值：①用電量預(yù)測。整合分析地區(qū)歷年用電量變化、規(guī)劃區(qū)域面積、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、用電結(jié)構(gòu)變化等數(shù)據(jù)資料，實現(xiàn)對用電量的有效預(yù)測，進(jìn)而為油田電力系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計提供參考；②空間負(fù)荷預(yù)測。從油田電力系統(tǒng)建設(shè)面積、用地類型、容積率、占地面積負(fù)荷密度，目標(biāo)年占地面積、總負(fù)荷值、行業(yè)負(fù)荷值等方面入手，收集相關(guān)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行及時有效的分析，可以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)空間負(fù)荷的有效預(yù)測，促進(jìn)電力網(wǎng)點合理化設(shè)置，促進(jìn)電力資源的高效化利用；③多指標(biāo)關(guān)聯(lián)分析。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)抓取所需數(shù)據(jù)的時間一致性切片，實現(xiàn)對GIS，PMS，OMS等多個外部指標(biāo)得聯(lián)動分析，實現(xiàn)油田電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的合理性與高效性；④未來時刻斷面預(yù)測。實現(xiàn)電力設(shè)備的數(shù)據(jù)存儲、調(diào)取，實現(xiàn)迅速快捷的設(shè)備狀態(tài)以及設(shè)備使用歷史數(shù)據(jù)查詢。在歷史時刻查詢以及設(shè)備數(shù)據(jù)質(zhì)量分析的基礎(chǔ)上，自動收集涉及設(shè)備狀態(tài)變化的計劃類信息，實現(xiàn)智能化演算，推測出未來某段時期內(nèi)調(diào)度操作歷程，最終預(yù)測電網(wǎng)在某一時刻的設(shè)備斷面。

（三）參數(shù)化方法

參數(shù)化方法包括粒子群優(yōu)化算法、灰色理論等方法。粒子群優(yōu)化算法用來最小化模型參數(shù)的誤差，預(yù)測電力系統(tǒng)高峰的負(fù)荷。通過采用最小二乘誤差法，結(jié)合實際情況進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的計算，最終估計的優(yōu)化模型參數(shù)用來預(yù)測油田電力系統(tǒng)的高峰負(fù)荷需求。根據(jù)負(fù)荷預(yù)測的結(jié)果制定規(guī)劃和運營模式，以保證電力系統(tǒng)良性運行?；疑碚摬捎弥笖?shù)模型，結(jié)合油田電力系統(tǒng)負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)建立相關(guān)的指數(shù)預(yù)測函數(shù)?；疑到y(tǒng)理論提供了一個有效的工具來處理影響負(fù)荷的不確定因素，從中找到規(guī)律并建立相應(yīng)的預(yù)測模型，旨在找到灰色差分方程中的最優(yōu)參數(shù)。

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