新闻资讯 > 垂直行业

电力系统负荷预测方法及特点

更新:2018-08-12

1 引言

  负荷展望是从已知的用电需求动身,斟酌政治、经济、天气等相关身分,对未来的用电需求做出的展望。负荷展望包括两方面的寄义:对未来需求量(功率)的展望和未来用电量(能量)的展望。电力需求量的展望决议发电、输电、配电系统新增容量的年夜小;电能展望决议发电装备的类型(如调峰机组、基荷机组等)。

负荷展望的目的就是提供负荷成长状态及水平,同时肯定各供电区、各计划年供用电量、供用电年夜负荷和计划地域总的负荷成长水平,肯定各计划年用电负荷组成。

2 负荷展望的方式及特点

2.1 单耗法

  依照国家放置的产物产量、产值计划和用电单耗肯定需电量。单耗法分"产物单耗法"和"产值单耗法"两种。采用"单耗法"展望负荷前的关头是肯定适当的产物单耗或产值单耗。从我国的现实情况来看,一般纪律是产物单耗逐年上升,产值单耗逐年下降。单耗法的优点是:方式简单,对短时间负荷展望效果较好。错误谬误是:需做年夜量细致的调研工作,比力笼统,很难反映现代经济、政治、天气等条件的影响。

2.2 趋向外推法

  当电力负荷依时间变化显现某种上升或下降的趋向,而且无较着的季节波动,又能找到一条合适的函数曲线反映这类变化趋向时,就能够用时间t为自变量,时序数值y为因变量,建立趋向模子y=f(t)。当有理由相信这类趋向能够延长到未来时,赋予变量t所需要的值,可以获得响应时刻的时间序列未来值。这就是趋向外推法。

  运用趋向外推法有两个假设条件:①假设负荷没有跳跃式变化;②假定负荷的成长身分也决议负荷未来的成长,其条件是不变或变化不年夜。选择合适的趋向模子是运用趋向外推法的重要环节,图形识别法和差分法是选择趋向模子的两种基本方式。

  外推法有线性趋向展望法、对数趋向展望法、二次曲线趋向展望法、指数曲线趋向展望法、生长曲线趋向展望法。趋向外推法的优点是:只需要历史数据、所需的数据量较少。错误谬误是:若是负荷泛起变更,会引发较年夜的误差。

2.3 弹性系数法

  弹性系数是电量平均增加率与国内生产总值之间的比值,凭据国内生产总值的增加速度连系弹性系数获得计划期末的总用电量。弹性系数法是从宏观上肯定电力成长同国平易近经济成长的相对速度,它是衡量国平易近经济成长和用电需求的重要参数。该方式的优点是:方式简单,易于计较。错误谬误是:需做年夜量细致的调研工作。

2.4 回回分析法

  回回展望是凭据负荷曩昔的历史资料,建立可以进行数学分析的数学模子。用数理统计中的回回分析方式对变量的观测数据统计分析,从而实现对未来的负荷进行展望。回回模子有一元线性回回、多元线性回回、非线性回回等回回展望模子。其中,线性回回用于中期负荷展望。优点是:展望精度较高,适用于在中、短时间展望使用。错误谬误是:①计划水平年的工农业总产值很难具体统计;②用回回分析法只能测算出综适用电负荷的成长水平,没法测算出各供电区的负荷成长水平,也就没法进行具体的电网建设计划。

2.5 时间序列法

  就是凭据负荷的历史资料,想法建立一个数学模子,用这个数学模子一方面来描写电力负荷这个随机变量变化进程的统计纪律性;另外一方面在该数学模子的根蒂根基上再确立负荷展望的数学表达式,对未来的负荷进行展望。时间序列法主要有自回回AR(p)、滑动平均MA(q)和自回回与滑动平均ARMA(p,q)等。这些方式的优点是:所需历史数据少、工作量少。错误谬误是:没有斟酌负荷变化的身分,只致力于数据的拟合,对纪律性的处置不足,只适用于负荷变化比力平均的短时间展望的情况。

2.6 灰色模子法

  灰色展望是一种对含有不肯定身分的系统进行展望的方式。以灰色系统理论为根蒂根基的灰色展望技术,可在数据不多的情况下找出某个时期内起作用的纪律,建立负荷展望的模子。分为普通灰色系统模子和优化灰色模子两种。

  普通灰色展望模子是一种指数增加模子,当电力负荷严酷按指数纪律延续增加时,此法有展望精度高、所需样本数据少、计较简洁、可检验等优点;错误谬误是对于具有波动性变化的电力负荷,其展望误差较年夜,不合适现实需要。而优化灰色模子可以把有升沉的原始数据序列变换成纪律性增强的成指数递增变化的序列,年夜年夜提高展望精度和灰色模子法的适用范围。灰色模子法适用于短时间负荷展望。灰色展望的优点:要求负荷数据少、不斟酌散布纪律、不斟酌变化趋向、运算利便、短时间展望精度高、易于检验。错误谬误:一是当数据离散水平越年夜,即数据灰度越年夜,展望精度越差;二是不太适合于电力系统的持久后推若干年的展望。

2.7 德尔菲法

  德尔菲法是凭据有专门常识的人的直接经验,对研究的问题进行判断、展望的一种方式,也称专家查询拜访法。德尔菲法具有反馈性、匿名性和统计性的特点。德尔菲法的优点是:①可以加速展望速度和勤俭展望费用;②可以获得各类分歧但有价值的概念和定见;③适用于持久展望,在历史资料不足或不成展望身分较多尤其适用。错误谬误是:①对于分地域的负荷展望则可能不成靠;②专家的定见有时可能不完整或不切现实。

2.8 专家系统法

  专家系统展望法是对数据库里寄存的曩昔几年甚至几十年的,每小时的负荷和天气数据进行分析,从而聚集有经验的负荷展望人员的常识,提取有关划定规矩,依照一定的划定规矩进行负荷展望。实践证实,切确的负荷展望不仅需要高新技术的支持,同时也需要融合人类自身的经验和智慧。是以,就会需要专家系统这样的技术。专家系统法,是对人类的不成量化的经验进行转化的一种较好的方式。但专家系统分析自己就是一个耗时的进程,而且某些复杂的身分(如天气身分),即使知道其对负荷的影响,但要准肯定量地肯定他们对负荷地域的影响也是很难的。专家系统展望法适用于中、持久负荷展望。此法的优点是:①能聚集多个专家的常识和经验,年夜限度地哄骗专家的能力;②据有的资料、信息多,斟酌的身分也比力周全,有益于得出较为准确的结论。错误谬误是:①不具有自学习能力,受数据库里寄存的常识总量的限制;②对突发性事务和不竭变化的条件顺应性差。

2.9 神经网络法

  神经网络(ANN,ArtificialNeuralNetwork)展望技术,可以模仿人脑做智能化处置,对年夜量非结构性、非肯定性纪律具有自顺应功能。ANN运用于短时间负荷展望比运用于中持久负荷展望更为适合。由于,短时间负荷变化可以认为是一个平稳随机进程。而持久负荷展望可能会因政治、经济等年夜的转折致使其模子的数学根蒂根基的破坏。优点是:①可以模仿人脑的智能化处置;②对年夜量非结构性、非切确性纪律具有自顺应功能;③具有信息记忆、自立学习、常识推理和优化计较的特点。错误谬误是:①初始值简直定没法哄骗已有的系统信息,易陷于局部极小的状态;②神经网络的学习进程凡是较慢,对突发事务的顺应性差。

2.10 优选组合展望法

  优选组合有两层寄义:一是从几种展望方式获得的成效中拔取适当的权重加权平均;二是指在几种展望方式中进行比力,选择拟和度好或尺度误差小的展望模子进行展望。对于组合展望方式也必需注重到,组合展望是在单个展望模子不能完全准确地描写展望量的变化纪律时阐扬作用。一个能够完全反映现实成长纪律的模子进行展望完全可能比用组合展望方式展望效果好。该方式的优点是:优选组合了多种单一展望模子的信息,斟酌的影响信息也比力周全,因而能够有用地改善展望效果。错误谬误是:①权重简直定比力坚苦;②不成能将所有在未来起作用的身分全包括在模子中,在一定水平上限制了展望精度的提高。

2.11 小波分析展望技术

  小波分析是一种时域-频域分析法,它在时域和频域上同时具有优秀的局部化性质,而且能凭据旌旗灯号频率凹凸自动调理采样的疏密,它容易捕捉和分析微弱旌旗灯号和旌旗灯号、图像的肆意细小部门。其优点是:能对分歧的频率成份采用逐渐邃密的采样步长,从而可以聚集到旌旗灯号的肆意细节,尤其是对奇异旌旗灯号很敏感,能很好的处置微弱或突变的旌旗灯号,其方针是将一个旌旗灯号的信息转化成小波系数,从而能够利便地加以处置、贮存、传递、分析或被用于重建原始旌旗灯号。这些优点决议了小波分析可以有用地运用于负荷展望问题的研究。

3 竣事语

  负荷展望是电力系统调剂、实时控制、运行计划和成长计划的条件,是一个电网调剂部门和计划部门所必需具有的基本信息。提高负荷展望技术水平,有益于计划用电经管,有益于合理放置电网运行方式和机组检修计划,有益于节煤、节油和下降发电成本,有益于制定合理的电源建设计划,有益于提高电力系统的经济效益和社会效益。是以,负荷展望已成为实现电力系统经管现代化的重要内容。