王偉華

(國網(wǎng)新疆電力公司吐魯番供電公司 新疆吐魯番 838000)

摘要: 在現(xiàn)代化建設(shè)過程中，提高負(fù)荷預(yù)測技術(shù)，對于合理計劃用電以及對供電系統(tǒng)進(jìn)行檢修和維護(hù)有著至關(guān)重要的作用。特別是針對以重工業(yè)為發(fā)展導(dǎo)向的二、三線城市而言，電力資源的分配情況以及電力使用收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)將在一定程度上影響社會收支平衡。因此，在配電網(wǎng)規(guī)劃工作中合理應(yīng)用電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測方法十分必要。在電力資源管理工作中，應(yīng)根據(jù)城市實際發(fā)展需要，合理選擇計算模型，有針對性的對區(qū)域內(nèi)電力使用的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理，為今后的配電網(wǎng)規(guī)劃工作提供理論參考。

引言

電力負(fù)荷預(yù)測的結(jié)果直接影響電力市場中部門之間的決策和方案，尤其是對發(fā)電和供電部門影響最大。電力負(fù)荷預(yù)測可以準(zhǔn)確有效的幫助發(fā)電部門安排合理的發(fā)電和檢修任務(wù)，同時也是對各個部門系統(tǒng)制定合理用電價格的重要依據(jù)。供電部分可以根據(jù)負(fù)荷預(yù)測制定合理的購電計劃，以確保電網(wǎng)可以經(jīng)濟(jì)可靠的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，電力負(fù)荷預(yù)測對于電網(wǎng)規(guī)劃的發(fā)展是非常重要的。

1電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測方法的基本概念

負(fù)荷預(yù)測是電力調(diào)度的重要環(huán)節(jié)，也是我國社會電力貿(mào)易的重要參考依據(jù)，因此電力預(yù)測對于整個電力系統(tǒng)的規(guī)劃和運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用。電力負(fù)荷預(yù)測方法的實質(zhì)是，利用電力系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)和歷史使用依據(jù)對未來的電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況預(yù)測，進(jìn)行預(yù)測的電力系統(tǒng)負(fù)荷一般是系統(tǒng)總有功負(fù)荷及系統(tǒng)中各節(jié)點的有功負(fù)荷與無功負(fù)荷。電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測的最終目的是提高電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測水平，同時確定各個供電區(qū)域的負(fù)荷發(fā)展水平，從而確定各規(guī)劃年用電負(fù)荷構(gòu)成。在實際的工作過程中，電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測方法可以分為確定性負(fù)荷預(yù)測方法和非確定性負(fù)荷預(yù)測方法。確定性負(fù)荷預(yù)測方法是通過方程的方式將歷史電力負(fù)荷數(shù)據(jù)描述出來，電力負(fù)荷與時間變量之間有明確的函數(shù)關(guān)系。但是，隨著用電系統(tǒng)的不斷完善，電力負(fù)荷與時間變量之間的關(guān)系越來越復(fù)雜，在一定程度上限制了學(xué)者對其研究，有時不能用方程的方式來表現(xiàn)電力負(fù)荷與時間變量之間的關(guān)系。因此相關(guān)的專家和學(xué)者開始嘗試將新的理論和方法應(yīng)用到電力負(fù)荷預(yù)測工作中來，從而產(chǎn)生了通過類比對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行推理預(yù)測的非確定性預(yù)測方法。

2配電網(wǎng)規(guī)劃中電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測方法的應(yīng)用

2.1電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測回歸分析法

回歸分析法是配電網(wǎng)規(guī)劃中電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測方法中的首要方法。配電網(wǎng)規(guī)劃中回歸分析法預(yù)測電力系統(tǒng)負(fù)荷的主要原理為，回歸分析法通過對以往電力歷史負(fù)荷的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和歸納，將電力負(fù)荷變化所產(chǎn)生的規(guī)律和相應(yīng)的影響要素作為分析的主要依據(jù)，用以明確回歸分析過程中所能夠用到的回歸方程式的參數(shù)，從而創(chuàng)建分析式的自變量和因變量之間的參數(shù)和模型，進(jìn)而實現(xiàn)對電力系統(tǒng)負(fù)荷的有效預(yù)測。例如在某大型電力廠中對于配電網(wǎng)的規(guī)劃便使用了回歸分析法，通過電力工作人員對回歸分析方程和自變量等的探究，對電力系統(tǒng)負(fù)荷的預(yù)測達(dá)到了較為精準(zhǔn)的程度。

2.2電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法是配電網(wǎng)規(guī)劃中電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測方法中的根本方法。在對電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測過程中，由于電力系統(tǒng)負(fù)荷可能會受到多種外界因素的影響，使電力負(fù)荷系統(tǒng)含有大部分的隨機(jī)性和非線性關(guān)系，該類因素將對電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測的精準(zhǔn)度產(chǎn)生極大的影響，因此，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法在新的形勢下被研發(fā)出來。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法是通過將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型引入到電力系統(tǒng)負(fù)荷的預(yù)測中，使電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測方法形成全新的預(yù)測方法。在配電網(wǎng)規(guī)劃中人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測法的主要原理為，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，采取電力系統(tǒng)負(fù)荷中的歷史作為樣本，根據(jù)樣本和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建相應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，隨后采用訓(xùn)練式算法對其進(jìn)行訓(xùn)練，在滿足一定程度上的精準(zhǔn)度要求后，使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法對配電網(wǎng)規(guī)劃中電力系統(tǒng)的負(fù)荷進(jìn)行預(yù)算。

2.3電力系統(tǒng)負(fù)荷專家預(yù)測法

專家預(yù)測法是配電網(wǎng)規(guī)劃中電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測方法中的關(guān)鍵方法。專家系統(tǒng)預(yù)測法的原理為，從現(xiàn)實生活中提取電力專家在實際工作中對于電力系統(tǒng)事物處理過程中所得的感性認(rèn)識，通過創(chuàng)建相應(yīng)的電力數(shù)據(jù)庫，在電力系統(tǒng)運(yùn)行的同時對該數(shù)據(jù)庫進(jìn)行及時的更新和維護(hù)，從而使其能夠與電力系統(tǒng)或事物發(fā)展的變化軌跡同步，進(jìn)而達(dá)到模擬專家的效果。電力系統(tǒng)負(fù)荷專家預(yù)測法由于其自身的特性，在使用過程中猶如擁有大量具有專門知識的電力學(xué)專家一樣。例如在某市大型發(fā)電廠預(yù)測電力系統(tǒng)負(fù)荷過程中，該電廠對配電網(wǎng)規(guī)劃中電力系統(tǒng)負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測時采取了專家預(yù)測法，專家預(yù)測法的應(yīng)用使該大型發(fā)電廠猶如諸多專家?guī)兔︻A(yù)測，使其預(yù)測出的電力系統(tǒng)負(fù)荷較為精準(zhǔn)。

2.4電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測指數(shù)平滑法

指數(shù)平滑法是配電網(wǎng)規(guī)劃中電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測方法中的重要方法。指數(shù)平滑法的原理主要表現(xiàn)為對配電網(wǎng)規(guī)劃中電力系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)的相關(guān)指數(shù)進(jìn)行組合，由此逐漸實現(xiàn)直接預(yù)測電力系統(tǒng)負(fù)荷時間順序的未來值。指數(shù)平滑法中的衰減能夠體現(xiàn)遠(yuǎn)期數(shù)據(jù)對預(yù)測的影響大小原則，若衰減因子數(shù)值大，則電力系統(tǒng)近期到遠(yuǎn)期數(shù)據(jù)的系數(shù)變化速度也明顯加快。在極端情況下，電力系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)對電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果不會產(chǎn)生任何影響。在采用指數(shù)平滑法對配電網(wǎng)電力系統(tǒng)負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測時，主要對新電力數(shù)據(jù)進(jìn)行探討和分析，新電力數(shù)據(jù)越精準(zhǔn)的情況下對電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測的越準(zhǔn)。指數(shù)平滑法對于配電網(wǎng)電力系統(tǒng)負(fù)荷的預(yù)測精準(zhǔn)度具有重要的影響。

2.5人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對非結(jié)構(gòu)性、非精確性具有很強(qiáng)的自適應(yīng)功能。同時，它的先進(jìn)性還體現(xiàn)于可以自主學(xué)習(xí)信息記憶以及優(yōu)化計算的特點。因此，現(xiàn)如今很多學(xué)者熱衷于將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論應(yīng)用在負(fù)荷預(yù)測中，尤其是短期負(fù)荷預(yù)測，并且在國際上也得到了廣泛的認(rèn)可。當(dāng)前多數(shù)采用前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，通過BP(Back Propagation)算法或者以其為基礎(chǔ)的變種改進(jìn)算法作為訓(xùn)練方法憑經(jīng)驗選取預(yù)測模型結(jié)構(gòu)(神經(jīng)元個數(shù)和網(wǎng)絡(luò)層數(shù))。以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所特有的功能和自身特點，使其極其適用于短期負(fù)荷預(yù)測。由于長期負(fù)荷預(yù)測，相對而言歷史數(shù)據(jù)獲得較少，故少用于長期負(fù)荷預(yù)測。

2.6時間序列法

該方法將某種現(xiàn)象按照時間的順序進(jìn)行排列，進(jìn)而挖掘出這種現(xiàn)象與時間的規(guī)律或關(guān)聯(lián)性，從而通過這種隨時間變化的規(guī)律預(yù)測出待預(yù)測未來這一現(xiàn)象的變化，這種方法又可稱為歷史延伸預(yù)測法。如果各種影響負(fù)荷變化的因素沒有發(fā)生突發(fā)性劇烈變化，電網(wǎng)仍以固定模式工作的情況下，應(yīng)用時間序列法進(jìn)行預(yù)測會得到精度較高的預(yù)測結(jié)果。若影響負(fù)荷變化的因素劇烈變化，比如氣候和以往相比突然出現(xiàn)較大變動，則預(yù)測結(jié)果的精度將極其不理想。

結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和用電量的逐年增長以及電力改革的逐漸深入使得負(fù)荷預(yù)測結(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)測結(jié)果較為困難。若電力負(fù)荷預(yù)測值偏小，規(guī)劃的電網(wǎng)容量則不能滿足實際發(fā)展的需要;若電力負(fù)荷預(yù)測值偏大，則又會造成設(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。因此，負(fù)荷預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性的對正確的電網(wǎng)規(guī)劃顯得極其重要。

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