大數(shù)據(jù)環(huán)境下電力規(guī)劃中負(fù)荷預(yù)測(cè)方法研究及其優(yōu)化

何瑤

摘要：電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)不但是電力系統(tǒng)規(guī)劃工作的主要組成部分，也是保證電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)效益的前提，需根據(jù)當(dāng)前的用電數(shù)據(jù)，結(jié)合政治、經(jīng)濟(jì)、氣候等多種因素進(jìn)行測(cè)算。負(fù)荷預(yù)測(cè)工作包括未來(lái)負(fù)荷需求量的預(yù)測(cè)以及未來(lái)用電量的預(yù)測(cè)。電力負(fù)荷需求量預(yù)測(cè)對(duì)于電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的容量數(shù)值有著直接影響，決定未來(lái)發(fā)電、輸電、配電系統(tǒng)新增容量數(shù)值大小。

關(guān)鍵詞：電力規(guī)劃;負(fù)荷預(yù)測(cè);優(yōu)化

1大數(shù)據(jù)環(huán)境下電力負(fù)荷預(yù)測(cè)現(xiàn)狀分析

負(fù)荷是在某一地域的某段時(shí)間所需總電力資源量，綜合性是負(fù)荷預(yù)測(cè)的最大特點(diǎn)。若想確保電力負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，還需要結(jié)合地域經(jīng)濟(jì)及社會(huì)因素等，準(zhǔn)確分析實(shí)際的用電情況，在對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析之后，才能夠?qū)﹄娏ω?fù)荷做出合理預(yù)測(cè)。電力預(yù)測(cè)不同的依據(jù)，其劃分種類也存在很大的差異。

2負(fù)荷預(yù)測(cè)與其作用簡(jiǎn)析

2.1負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)述

負(fù)荷預(yù)測(cè)是電力系統(tǒng)規(guī)劃不可缺少的一部分，預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性能夠直接影響到整個(gè)的電網(wǎng)投入、網(wǎng)絡(luò)布局和運(yùn)行的可靠性與經(jīng)濟(jì)性。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和用電量的逐年增長(zhǎng)以及電力改革的逐漸深入，使得負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性受到多方面的影響。這些因素的影響使得獲得準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)結(jié)果較為困難。若電力負(fù)荷預(yù)測(cè)值偏小，規(guī)劃的電網(wǎng)容量則不能滿足實(shí)際發(fā)展的需要;若電力負(fù)荷預(yù)測(cè)值偏大，則又會(huì)造成設(shè)備的利用率降低，從而引起資金浪費(fèi)的問題，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，只有對(duì)電力負(fù)荷做出科學(xué)合理的預(yù)測(cè)，才能夠結(jié)合測(cè)試數(shù)據(jù)劃分電力，保障人們和工廠正常生活和施工，同時(shí)也能使得國(guó)家實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)治久安，提升我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)，構(gòu)建和諧社會(huì)。

2.2作用

負(fù)荷預(yù)測(cè)在電力運(yùn)營(yíng)過程中起到關(guān)鍵作用，主要體現(xiàn)為以下幾方面：電力系統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)行就是以負(fù)荷預(yù)測(cè)為基礎(chǔ)的。工作人員為了做到對(duì)發(fā)電廠的電力提前預(yù)測(cè)，就必須估測(cè)好發(fā)電機(jī)組的出力情況。這些都是以負(fù)荷預(yù)測(cè)為基礎(chǔ)的;電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)也要以負(fù)荷預(yù)測(cè)為基礎(chǔ);負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確與否關(guān)系重大，不僅會(huì)影響電能的質(zhì)量，還會(huì)給用戶和電網(wǎng)造成巨大的損失。

3電力規(guī)劃中負(fù)荷預(yù)測(cè)原理

建立負(fù)荷模型是電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)最為直接和有效的方法，這一模型包括兩方面涵義：頻率特性和負(fù)荷電壓、負(fù)荷的時(shí)空特性。所謂負(fù)荷時(shí)空特性，主要是指負(fù)荷分布會(huì)伴隨空間和時(shí)間變化而不同?；谪?fù)荷模型的復(fù)雜性，所以研究人員對(duì)這種特性進(jìn)行描述通常采用的是負(fù)荷時(shí)間曲線。以時(shí)間作為依據(jù)，負(fù)荷曲線可以分為日負(fù)荷、周負(fù)荷、季負(fù)荷和年負(fù)荷。但若是劃分依據(jù)定為時(shí)空角度，則該負(fù)荷曲線又有系統(tǒng)、用戶和節(jié)點(diǎn)三種之分。

4電力規(guī)劃中采用主要負(fù)荷預(yù)測(cè)優(yōu)化方法分析

4.1負(fù)荷密度法

所謂負(fù)荷密度指的就是每平方千米的負(fù)荷值，該方法注重直觀性。該方法的缺點(diǎn)在于不能對(duì)整個(gè)城市的負(fù)荷密度進(jìn)行推測(cè)，但是可以將城市劃分成不同的區(qū)塊，然后再進(jìn)行區(qū)域負(fù)荷密度的預(yù)測(cè)工作。

4.2組合預(yù)測(cè)法

由于電力負(fù)荷數(shù)據(jù)具有復(fù)雜性與隨機(jī)性，并且每種預(yù)測(cè)方法都有其適用范圍，單一的預(yù)測(cè)模型往往難以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)。組合模型預(yù)測(cè)法在中長(zhǎng)期和短期負(fù)荷預(yù)測(cè)中應(yīng)用都較為廣泛，其優(yōu)點(diǎn)是克服了單一模型的不足，綜合了多種預(yù)測(cè)模型的有利方面，使各種方法的優(yōu)勢(shì)得到互補(bǔ)，較好地改善了負(fù)荷預(yù)測(cè)的質(zhì)量。

4.3回歸分析法

借助回歸法對(duì)負(fù)荷進(jìn)行推測(cè)，需要依據(jù)往年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，再對(duì)模型進(jìn)行數(shù)學(xué)分析。可以使用統(tǒng)計(jì)學(xué)的相關(guān)方法對(duì)于數(shù)據(jù)中的變量進(jìn)行分析，得出未來(lái)發(fā)展結(jié)果的預(yù)測(cè)值。通?；貧w模型主要包含一元線性、多元線性、非線性等。一般在對(duì)中期負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)大多采用線性回歸法，該方法預(yù)測(cè)結(jié)果比較可靠?；貧w分析法主要缺點(diǎn)是不能對(duì)規(guī)劃水平年的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值進(jìn)行分析計(jì)算，同時(shí)該方法的計(jì)算結(jié)果適用于綜合用電負(fù)荷預(yù)測(cè)，但是不具有區(qū)域借鑒意義。

4.4單耗法

單耗法就是通過測(cè)定電力負(fù)荷量的單耗進(jìn)而分析預(yù)測(cè)全面用電量的方法，一般情況下適用于農(nóng)業(yè)與工業(yè)電力單耗指標(biāo)的負(fù)荷預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)效果較好。而實(shí)施單耗指標(biāo)進(jìn)行電力負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí)，要注意區(qū)分不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r以及發(fā)展目標(biāo)，同時(shí)根據(jù)電力規(guī)劃期間單耗指標(biāo)開展全面分析，結(jié)合之前單位的耗電量，根據(jù)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律預(yù)測(cè)最終單耗值。此方法特點(diǎn)是操作較為簡(jiǎn)單，在短時(shí)間內(nèi)預(yù)測(cè)效果好，缺點(diǎn)是精度低成本高。

4.5彈性系數(shù)法

電力彈性系數(shù)指的是地區(qū)總用量年平均增長(zhǎng)率和工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的平均增長(zhǎng)率之比，其所反映的是電力發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的宏觀指標(biāo)。具體表達(dá)式如下所示：k=Vw/VWh-=（1+Kv）nWo式中：Wo—計(jì)算期初的用電量;Wh—計(jì)算期末的用電量;k—電力彈性系數(shù);Vw—國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值平均增長(zhǎng)的速度;n—所規(guī)劃的年限。

4.6趨勢(shì)外推法

趨勢(shì)外推法主要依照已有的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)擬合一條函數(shù)曲線，使得這條曲線能夠反映負(fù)荷本身的增長(zhǎng)趨勢(shì)，預(yù)測(cè)時(shí)則按照此增長(zhǎng)曲線，估計(jì)出未來(lái)某時(shí)刻的負(fù)荷水平。趨勢(shì)外推預(yù)測(cè)法一般適用于中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)，在短期特別在超短期預(yù)測(cè)中也有應(yīng)用。其優(yōu)點(diǎn)是所需數(shù)據(jù)量少，工作量小。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電力負(fù)荷預(yù)測(cè)和我國(guó)電力資源輸送與規(guī)劃有著密不可分的聯(lián)系，同時(shí)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)也是我國(guó)電力系統(tǒng)的重要組成部分。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，我國(guó)有很多種電力負(fù)荷測(cè)試方式，并且每一種負(fù)荷測(cè)試方式都有著其自身獨(dú)特的特點(diǎn)、及應(yīng)用范圍，若想為電力負(fù)荷預(yù)測(cè)提供較高的精準(zhǔn)性，還需要工作人員對(duì)各種電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方式作出全面了解。在實(shí)際開展預(yù)測(cè)的過程中，要結(jié)合實(shí)際情況科學(xué)合理的選擇預(yù)測(cè)方式，在必要的情況下，也可以利用綜合集中方式，對(duì)電力負(fù)荷同時(shí)進(jìn)行預(yù)測(cè)?？偠灾?，我國(guó)仍然要不斷的完善與優(yōu)化現(xiàn)有預(yù)測(cè)技術(shù)，為我國(guó)電力系統(tǒng)提供參考依據(jù)，促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行。

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