電力體系短期負荷預測研究

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1、電力體系短期負荷預測研究第一章緒論1.1課題的研究背暈和意義電力是保障國家工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等各行各業(yè)可靠發(fā)展的重要能源。電力系統(tǒng)負荷預測⑴是根據(jù)電力負荷、經(jīng)濟、社會、氣象等的歷史數(shù)據(jù)，探索電力負荷歷史數(shù)據(jù)變化規(guī)律對未來負荷的影響，尋求電力負荷與各種相關(guān)因素之間的內(nèi)在聯(lián)系，從而對未來的電力負荷進行科學的研宄。近年來，我國的經(jīng)濟得到了迅猛發(fā)展，各行各業(yè)對于電力的需求也越來越大，由于電力本身具有不能夠大量儲存.的特點，如果不顧及供求關(guān)系而大量生產(chǎn)，則會造成供電質(zhì)量的降低或者能源的浪費，所以，如何通過準確的負荷預測來達到電力生產(chǎn)與消

2、耗的動態(tài)平衡成為了電力系統(tǒng)領(lǐng)域的一個重要的研究方向。為了滿足不斷增長的能源需求量，減少對環(huán)境的影響，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，我國電力行業(yè)緊跟歐美幾個發(fā)達國家于2009年5月提出了建設(shè)智能電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃，計劃于2020年建成各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，具有自動化、信息化、互動化等一系列特征的統(tǒng)一的智能電網(wǎng)，智能電網(wǎng)的建設(shè)將會對整個電力系統(tǒng)以及用戶、設(shè)備生產(chǎn)商、資源環(huán)境等產(chǎn)生巨大的影響[2]。而電力系統(tǒng)負荷預測作為電網(wǎng)管理工作的基礎(chǔ)，對制定經(jīng)濟合理的發(fā)電計劃、機組組合、電網(wǎng)規(guī)劃、調(diào)度運行等具有重要的意義，精確的負荷預測數(shù)據(jù)也為智能電網(wǎng)的建設(shè)提

3、供了可靠的支持。其次，無論在電力系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃、日常的運行管理，還是在電力市場的交易中，都必須對負荷需求量的變化趨勢與負荷特性有一個精確的預測，預測精度的高低，直接影響了整個地區(qū)的穩(wěn)定運行。例如：在電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃中，如果負荷的預測結(jié)果比真實值偏低，可能會導致電力系統(tǒng)的規(guī)劃裝機容量、輸電規(guī)劃等不足，不能夠滿足該地區(qū)的負荷需求量，甚至可能缺電；如果負荷預測精度比真實值偏高，可能降低發(fā)電、輸電設(shè)備正常工作狀態(tài)下的運行效率，從而引起不必要的浪費。這也就是人們不斷研究電力系統(tǒng)負荷預測理論的重要原因。..1.2短期負荷預測的國內(nèi)外研究

4、現(xiàn)狀短期負荷預測是能量管理系統(tǒng)(EMS)的重要組成部分，它主要指預測未來幾小時、1天至幾天的電力負荷。關(guān)于短期負荷預測的研宄己有很長的歷史，國內(nèi)外許多專家和學者在預測理論和方法方面作了大量的研究工作，提出了很多預測模型[9]?？傮w來看，其趨勢為從簡單到復雜、從單一模型到組合模型，從傳統(tǒng)方法到現(xiàn)代智能技術(shù)的應(yīng)用，盡管方法多種多樣，但都只有一個目的，即提高短期負荷預測的精度，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全的運行提供有力的支持?；貧w分析法[10_11]是采用數(shù)理統(tǒng)計原理，對大量的歷史負荷數(shù)據(jù)進行數(shù)學處理，并確定負荷值與某些自變量之間的關(guān)聯(lián)關(guān)

5、系，構(gòu)建一個相關(guān)性較好的回歸方程，并將其外推，用于預測今后負荷值的分析方法。根據(jù)自變量的多少可以分為一元回歸分析和多元回歸分析；根據(jù)自變量與因變量之間的回歸方程的類型又可分為線性回歸分析和非線性回歸分析。第二章短期負荷預測的概述與分析2.1短期負荷預測的概述短期負荷預測是以每日T點(T=24，48，96)點的歷史負荷數(shù)據(jù)為依據(jù)，通過分析歷史負荷數(shù)據(jù)的發(fā)展規(guī)律，結(jié)合相關(guān)影響因素，建立相應(yīng)的預測模型，對未來1天至幾天內(nèi)T點的負荷數(shù)據(jù)進行預測。短期負荷預測的核心問題就是如何獲得負荷數(shù)據(jù)在一段時間內(nèi)的變化規(guī)律和相關(guān)因素與其的關(guān)聯(lián)關(guān)系

6、，并通過預測模型來表示這些變化規(guī)律和關(guān)系。為了建立良好的預測模型，減小負荷預測誤差，提高預測精度，預測人員必須遵循短期負荷預測的基本原則，對預測結(jié)果進行科學合理的評價。任何事物的發(fā)展都會受到其過去行為的影響，這是預測理論的立根之本，短期負荷預測也不例外，也就是說在各種因素都不改變的情況下，V負荷需求量也不可能隨意變動。這表明，負荷的歷史數(shù)據(jù)中已經(jīng)包含了各種因素對其的作用效果。而外推預測技術(shù)就是基于連續(xù)性原則產(chǎn)生的。世界上的事物，雖然千姿百態(tài)，但宄其內(nèi)在本質(zhì)，都有其相似的地方，因此，在短期負荷預測中，可以將電力負荷與相似事物變

7、化趨勢進行類比，或者與負荷自身的歷史變化規(guī)律進行類比，從而推出負荷未來的發(fā)展規(guī)律。..2.2短期負荷預測的特性分析短期負荷預測特性包括負荷變化的內(nèi)在規(guī)律和外在特征[31]。深入分析和了解短期負荷的特性是短期負荷預測的基礎(chǔ)，有利于選擇合理的預測資料，對提高預測精度有重要的意義。短期負荷預測的內(nèi)在規(guī)律是指短期負荷數(shù)據(jù)自身呈現(xiàn)出的一種發(fā)展規(guī)律，具體表現(xiàn)為短期負荷所具有的周期性，這主要由人們每天的生活習慣引起的，正因為短期負荷具有周期性，也才使得對短期負荷值進行預測成為可能。周期性主要包括以下幾點：從圖中可看出，這一周中每天的波峰與

8、波谷幾乎都出現(xiàn)在相同時間段，并且每天的負荷波動范圍大致相同。通常，從凌晨0點到5點，人們都在休息，這一時段的負荷是一天中最低的，稱為夜間低谷；早上8點到11點，負荷幵始逐漸上升，這時段的負荷主要是工作用電，到11點左右達到第一個高峰，稱為午高峰；12點到14點負荷又逐漸下降，出現(xiàn)第二個低谷