多種算法在蒙城地區(qū)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)中的應(yīng)用與選擇

都偉杰（國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司合肥供電公司，安徽 合肥230000）

多種算法在蒙城地區(qū)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)中的應(yīng)用與選擇

都偉杰（國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司合肥供電公司，安徽 合肥230000）

在城市配電網(wǎng)規(guī)劃中，需要對(duì)一定區(qū)域內(nèi)的電力負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)電力負(fù)荷的方法有多種，大體可分為aaaa基于時(shí)序趨勢(shì)外推的預(yù)測(cè)方法和基于增長(zhǎng)速度的預(yù)測(cè)方法，本文對(duì)多種分析方法進(jìn)行分析和研究，比選出較為符合蒙城地區(qū)負(fù)荷實(shí)績(jī)的分析方法，并給出相應(yīng)的使用條件。

多種算法；電力負(fù)荷；預(yù)測(cè)；應(yīng)用選擇

1 基于時(shí)序趨勢(shì)外推的預(yù)測(cè)方法

本方法是根據(jù)時(shí)間序列的歷史值來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)值的，數(shù)學(xué)模型有多種，如拋物線模型、N次曲線模型、簡(jiǎn)單S型曲線模型、Gompertz曲線、二次指數(shù)平滑法等，每種方法又有多種適用于不同類(lèi)型的數(shù)學(xué)模型和擴(kuò)展模型。

1.1 回歸分析法

回歸分析法包括線性回歸分析（即一元回歸分析）、非線性回歸分析（即多元回歸分析）。結(jié)合各種模型在實(shí)際工程中的適應(yīng)性和可實(shí)施性工程中的，主要介紹一元線性回歸分析的數(shù)學(xué)模型。

模型一：拋物線模型

式中a0、a1、a2——是不依賴于x的未知參數(shù)。

模型二：N次曲線模型

式中a0、a1…an——是不依賴于x的未知參數(shù)。

1.2 簡(jiǎn)單S型曲線模型

簡(jiǎn)單S型曲線模型也稱生長(zhǎng)曲線或成長(zhǎng)曲線，是借鑒生物群體生長(zhǎng)的特性得出的分析方法。在某個(gè)區(qū)域的負(fù)荷發(fā)展，可能首先是開(kāi)始時(shí)期的低速增長(zhǎng) （相當(dāng)于生物生長(zhǎng)前期），到某個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)后，開(kāi)始進(jìn)入快速增長(zhǎng)期；再發(fā)展到某個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)后，開(kāi)始進(jìn)入飽和期（相當(dāng)于生物生長(zhǎng)后期）。

或

其在無(wú)窮遠(yuǎn)處的形態(tài)為：

1.3 Gompertz曲線

Gompertz曲線也是具有S型特征的曲線，其表達(dá)式為：

1.4 二次指數(shù)平滑法

設(shè)時(shí)間序列為y1、y2…yn，取平滑系數(shù)a（0≤a≤1）。常見(jiàn)的Brown單一參數(shù)線性二次指數(shù)平滑法，其步驟為：

步驟一：對(duì)原始序列進(jìn)行一次指數(shù)平滑：

式中t的取值范圍——2≤t≤n；

可取y′1=y1。

步驟二：對(duì)一次平滑序列作二次指數(shù)平滑：

式中t的取值范圍——2≤t≤n；

可取y′1=y1。

步驟三：對(duì)最末一期數(shù)據(jù)，計(jì)算兩個(gè)系數(shù)：

步驟四：建立如下的預(yù)測(cè)公式：

式中i——為自n以后的時(shí)間序號(hào)，i≥1。

本方法負(fù)荷預(yù)測(cè)的關(guān)鍵是根據(jù)蒙城區(qū)的實(shí)際情況和負(fù)荷特性，選擇合適的數(shù)學(xué)模型。另外，基于時(shí)序趨勢(shì)外推的預(yù)測(cè)方法要求歷史數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確性，歷史數(shù)據(jù)之間具有可比性。歷史數(shù)據(jù)應(yīng)是在在同一口徑、同一原則下統(tǒng)計(jì)的。

2 基于增長(zhǎng)速度的預(yù)測(cè)方法

本方法是基于平穩(wěn)歷史數(shù)據(jù)序列，計(jì)算其相鄰時(shí)間間隔的增長(zhǎng)速度，進(jìn)行外推預(yù)測(cè)得到未來(lái)時(shí)間段的增速，來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)步驟為：

步驟一：統(tǒng)計(jì)歷史序列的增長(zhǎng)速度，公式為：

式中t=1，2…n-1，y1、y2…yn為歷史序列。

△t，t+1=表示第t+1時(shí)刻相對(duì)于第t時(shí)刻的增長(zhǎng)速度。

步驟二：以增長(zhǎng)速度序列：△1，2，△2，3…△n-1，n為依據(jù)，運(yùn)用回歸分析方法，利用各種模型預(yù)測(cè)未來(lái)的增長(zhǎng)速度△^t，t+1（t≥n）。

步驟三：以基準(zhǔn)時(shí)刻（n時(shí)刻）的歷史數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，按增長(zhǎng)速度的定義進(jìn)行未來(lái)時(shí)段的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，則未來(lái)t時(shí)刻的預(yù)測(cè)值y^t為：

式中t≥n+1。

3 電量及負(fù)荷預(yù)測(cè)

通過(guò)上節(jié)中對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法的分析，選取幾種適合于中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)方法，同時(shí)對(duì)蒙城地區(qū)的負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)并對(duì)比分析，結(jié)合專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)法，選取適中的負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。

根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，采用基于時(shí)序趨勢(shì)外推的預(yù)測(cè)方法，運(yùn)用多種模型對(duì)預(yù)測(cè)蒙城區(qū)近期的用電量，并根據(jù)負(fù)荷發(fā)展的一般規(guī)律做出遠(yuǎn)景年用電量預(yù)測(cè)，結(jié)果如表1、圖1。

根據(jù)上述電量預(yù)測(cè)方法闡述，結(jié)合在實(shí)際工程中，各部門(mén)的管理力度和管理方式、預(yù)測(cè)人員收集數(shù)據(jù)的渠道的限制、相關(guān)部門(mén)的配合程度等因素，電力需求預(yù)測(cè)方法選取分析如表2。

表1 蒙城地區(qū)電量預(yù)測(cè)結(jié)果（單位：億kWh）

圖1 蒙城地區(qū)電量預(yù)測(cè)結(jié)果示意圖

表2 電量預(yù)測(cè)方法選取分析

[1]李小龍，李郁俠，師 彪，牛艷利，王 煜.改進(jìn)粒子群算法在中長(zhǎng)期電力負(fù)荷組合預(yù)測(cè)模型中的應(yīng)用[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2011（03）.

[2]蘭吉祥.電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法及特點(diǎn)[J].中國(guó)集體經(jīng)濟(jì)，2011（10）.

[3]王吉權(quán)，趙玉林.電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法及特點(diǎn)[J].農(nóng)村電氣化，2003（11）.

TM715

A

2095-2066（2016）22-0096-02

2016-7-12

都偉杰（1984-），男，工程師，碩士研究生。