基于灰色理論的燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測

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1、基于灰色理論的燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測　　摘要：燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測是實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤芫W(wǎng)現(xiàn)代化、智能化管理的重要手段，對城市燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。針對預(yù)測需求和存在的問題，本文采用灰色理論方法對燃?xì)庳?fù)荷進(jìn)行預(yù)測，并開發(fā)完成了簡單、易用的燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測系統(tǒng)，對工程實(shí)踐具有一定的指導(dǎo)意義?！　￡P(guān)鍵詞：燃?xì)庳?fù)荷；灰色理論；中長期預(yù)測　　1.燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測概述　　隨著"西氣東輸"戰(zhàn)略的逐步實(shí)施，我國天然氣工業(yè)得到了快速發(fā)展。這無疑進(jìn)一步推動(dòng)了我國城市天然氣化的進(jìn)程，同時(shí)將促進(jìn)天然氣輸氣理論和技術(shù)的發(fā)展。其中，城市燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測作為一項(xiàng)

2、重要的研究課題不斷受到專家學(xué)者的關(guān)注。這是由于預(yù)測水平的好壞直接決定了燃?xì)庀到y(tǒng)實(shí)施控制、城市氣源的科學(xué)決策、燃?xì)夤芫W(wǎng)的合理規(guī)劃以及燃?xì)膺\(yùn)行的優(yōu)化調(diào)度水平等方面，從而達(dá)到科學(xué)指導(dǎo)未來的生產(chǎn)計(jì)劃的目的，對燃?xì)庑袠I(yè)發(fā)展具有重要意義[1]。5　　燃?xì)庳?fù)荷是一種廣泛的概念。燃?xì)庀到y(tǒng)終端用戶對燃?xì)獾男枨罅啃纬扇細(xì)庀到y(tǒng)最基本的負(fù)荷，即燃?xì)庥脷庳?fù)荷，簡稱燃?xì)庳?fù)荷[2]。通常情況下，燃?xì)庳?fù)荷分為短期負(fù)荷（小時(shí)負(fù)荷、日負(fù)荷）和中長期負(fù)荷（月負(fù)荷、年負(fù)荷）。對于不同的負(fù)荷，其變化規(guī)律也不盡相同。短期燃?xì)庳?fù)荷具有趨勢性、隨機(jī)性，以一定周期規(guī)

3、律進(jìn)行變化；而中長期負(fù)荷具有較強(qiáng)的規(guī)律性，主要受季節(jié)、地理位置等因素影響。因而，根據(jù)不同燃?xì)庳?fù)荷的特點(diǎn)選擇合適的預(yù)測方法對于取得較好的預(yù)測效果具有重要意義?！　τ谌?xì)庳?fù)荷預(yù)測的研究起始于20世紀(jì)60年代。進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著燃?xì)夤I(yè)的不斷發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，負(fù)荷預(yù)測的速度和精度逐漸提高。越來越多的預(yù)測方法不斷涌現(xiàn)。目前常用的燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測方法包括：時(shí)間序列法、灰色理論預(yù)測法、回歸分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等[3-6]。對于中長期負(fù)荷預(yù)測，考慮歷史記錄較少的特點(diǎn)，本文采用灰色理論方法進(jìn)行燃?xì)庳?fù)荷的中長期預(yù)測?！　?.

4、灰色理論原理　　灰色理論是一門研究信息部分清楚、部分不清楚并帶有不確定性現(xiàn)象的應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)科。其主要研究的就是"外延明確，內(nèi)涵不明確"的小樣本?；疑A(yù)測是用灰色模型GM（GreyModel）進(jìn)行的定量預(yù)測。GM（1，1）模型是最常用的一種灰色模型。設(shè)變量的原始數(shù)據(jù)序列為x（0）：　　x（0）={x（0）（1），x（0）（2），...，x（0）（n）}（1）　　對其進(jìn)行一次累加處理，生成一次累加數(shù)據(jù)序列x（1），即：　　x（1）={x（1）（1），x（1）（2），...，x（1）（n）}（2）　　其中，　　x（1）（k）

5、=x（0）（i）（3）　　由于序列x（1）（k）符合指數(shù)增長規(guī)律，對該序列建立一階微分方程，即：　　+ax（1）=u（4）　　式中，a代表發(fā)展系數(shù)；u代表灰作用度。根據(jù)微分方程理論，GM（1，1）的解為：5　　x（1）（k+1）=[x（0）（1）-]e-ak+（5）　　對上式進(jìn)行累減還原，得：　　x（0）（k+1）=x（1）（k+1）-x（1）（k）（6）　　式a和式b為GM（1，1）模型的時(shí)間響應(yīng)函數(shù)?！　⊥ㄟ^公式可知，灰色預(yù)測方法具有運(yùn)算簡單、需求負(fù)荷值較少、建模簡單等特點(diǎn)。在歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)較少的情況尤其適用?！　?/p>

6、3.基于灰色理論燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測實(shí)例　　為驗(yàn)證灰色理論預(yù)測方法的正確性及有效性，下面采用編制的燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測系統(tǒng)對某城市工業(yè)燃?xì)庳?fù)荷進(jìn)行預(yù)測，燃?xì)庳?fù)荷原始數(shù)據(jù)如表1所示：　　表1某城市工業(yè)燃?xì)庥脷饬?06（m3/a）　　年份19801981198219831984　　用氣量1137.911254.251287.741308.251511.22　　年份19851986198719881989　　用氣量1636.121836.252032.782027.742071.07　　采用灰色理論方法對某城市1985-1989年的工業(yè)用

7、氣量進(jìn)行預(yù)測的結(jié)果如表2所示：　　表2某城市工業(yè)燃?xì)庥脷饬空鎸?shí)值與預(yù)測值對比106（m3/a）　　年份19851986198719881989　　實(shí)際值1636.121836.252032.782027.742071.07　　預(yù)測值1650.631721.322200.551986.431988.24　　預(yù)測誤差/%2.145.239.331.063.065　　從表2的預(yù)測結(jié)果可以看出，采用灰色理論方法可根據(jù)較少的歷史負(fù)荷值對未來的燃?xì)庳?fù)荷進(jìn)行較為準(zhǔn)確的預(yù)測，卻算法簡單、計(jì)算效率高。從而體現(xiàn)了灰色理論方法在燃?xì)庳?fù)荷預(yù)

8、測中的有效性?！　?.結(jié)論　　燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測是一個(gè)系統(tǒng)工程，受多種因素影響。本文從燃?xì)庳?fù)荷的規(guī)律出發(fā)，針對歷史燃?xì)庳?fù)荷值較少的特點(diǎn)，采用灰色理論方法對某城市工業(yè)燃?xì)庳?fù)荷進(jìn)行預(yù)測。實(shí)踐證明，灰色理論方法可以較為準(zhǔn)確的對燃?xì)庳?fù)荷進(jìn)行預(yù)測，是一種有效、實(shí)用的燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測方法。本文根據(jù)灰色理論方法編制了燃?xì)庳?fù)荷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了灰色理論預(yù)測的自動(dòng)化，對工程實(shí)踐