相關(guān)組合預(yù)測(cè)模型在電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)中的應(yīng)用研究

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1、凰應(yīng)用技術(shù)組合預(yù)測(cè)模型在電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)中的應(yīng)用研究江朋童述林萬志宏(華南理工大學(xué)電力學(xué)院)摘要：本文基于灰色預(yù)測(cè)模型、滑動(dòng)平均模型和指數(shù)平滑模型這三種單～預(yù)測(cè)模型，采用方差．協(xié)方差策略，建立組合預(yù)測(cè)模型。然后結(jié)合老撾電力系統(tǒng)的概況，對(duì)老撾的全國年用電量進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析。結(jié)果表明，組合預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)精度明顯高于各單一預(yù)測(cè)模型，即組合預(yù)測(cè)模型的相對(duì)誤差小于各單一預(yù)測(cè)模型的相對(duì)誤差，說明組合預(yù)測(cè)模型具有相當(dāng)?shù)倪m用性和優(yōu)越性。關(guān)鍵詞：中長期負(fù)荷預(yù)測(cè)；年用電量；組合預(yù)測(cè)；老撾電力通過適當(dāng)?shù)臋?quán)重系數(shù)加權(quán)平均進(jìn)行預(yù)測(cè)。理論上已經(jīng)1引言證

2、明，若權(quán)重系數(shù)選擇恰當(dāng)，組合模型預(yù)測(cè)結(jié)果優(yōu)于電力系統(tǒng)中長期負(fù)荷預(yù)測(cè)是未來電力規(guī)劃、生產(chǎn)各單一模型預(yù)測(cè)結(jié)果【3]。組合預(yù)測(cè)方法的關(guān)鍵是確定和運(yùn)行等工作的重要基礎(chǔ)。然而，由于中長期負(fù)荷預(yù)各個(gè)模型的權(quán)重系數(shù)。針對(duì)組合權(quán)重系數(shù)的確定，出測(cè)會(huì)受到很多不確定因素的影響，目前沒有哪一種預(yù)現(xiàn)了大量的算法。其中，應(yīng)用較為廣泛的選取權(quán)重的測(cè)模型能保證適用于任何不同時(shí)間和地區(qū)，獲得滿意方法【l】有方差．協(xié)方差法(Variance．Covariance的預(yù)測(cè)結(jié)果】；而考慮到不同的預(yù)測(cè)方法能提供不同Approach，VCA)和回歸方法等。本文即是采

3、用方差的有用信息和預(yù)測(cè)精度，在做具體規(guī)劃時(shí)往往會(huì)先采．協(xié)方差法來確定各個(gè)單一預(yù)測(cè)模型的權(quán)重。該方法用多種單一的預(yù)測(cè)方法進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后綜合利用這些的基本思想是根據(jù)各個(gè)模型在歷史預(yù)測(cè)中的誤差及方法所提供的信息，將各種單一的預(yù)測(cè)方法進(jìn)行適當(dāng)誤差方差，通過極小化組合預(yù)測(cè)模型的誤差方差來獲的組合，形成組合預(yù)測(cè)方法進(jìn)行預(yù)測(cè)。由于組合預(yù)測(cè)得各模型的權(quán)重引。具體過程如下：是將各種預(yù)測(cè)效果進(jìn)行總體綜合考慮，因此會(huì)比單一設(shè)個(gè)無偏預(yù)測(cè)值分別為／-，／z，?，，各自預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)模型更系統(tǒng)、更全面，并能有效地提高預(yù)測(cè)精度。誤差的方差為，，．．‘，。在實(shí)

4、際情況下，不同預(yù)本文根據(jù)灰色預(yù)測(cè)模型(GM(1，1)模型)、滑動(dòng)平均測(cè)方法的誤差之間一般是不相關(guān)的一，從而有k個(gè)預(yù)測(cè)模型和指數(shù)平滑模型等三種單一預(yù)測(cè)模型建立組合值的組合預(yù)測(cè)結(jié)果為【3J：預(yù)測(cè)模型，并用其對(duì)老撾未來五年的全國用電量進(jìn)行=∑，∑=l預(yù)測(cè)，分析結(jié)果表明所述組合預(yù)測(cè)方法具有相當(dāng)?shù)倪m(1)用性和優(yōu)越性。組合預(yù)測(cè)誤差的方差為：2組合預(yù)測(cè)模型var(ec)=∑【2)當(dāng)樣本數(shù)據(jù)較少時(shí)，無法采用人工智能方法等對(duì)式中，關(guān)于對(duì)Var【J求極小值為求解條件極樣本數(shù)據(jù)要求較大的預(yù)測(cè)方法來進(jìn)行預(yù)測(cè)，而要選用值問題。在約束∑的條件下，對(duì)

5、Var()引入對(duì)樣本數(shù)據(jù)要求較少的預(yù)測(cè)模型，比如一階灰色預(yù)測(cè)拉格朗曰乘子來求極小值，可以得到：模型(GM(1，1)模型)、滑動(dòng)平均模型和指數(shù)平滑模丁(l，2，-．)型等[2]。本文采用這三種單一預(yù)測(cè)模型構(gòu)成組合預(yù)測(cè)l十‘__+jf31模型，然后進(jìn)行預(yù)測(cè)。組合預(yù)測(cè)是綜合多種單一預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果，var(ec)=———T一同步實(shí)現(xiàn)構(gòu)成組合預(yù)測(cè)模型的三種單一預(yù)測(cè)模型。首先，對(duì)2001~2005年的老撾全國年用電量【6】進(jìn)行模擬(4)預(yù)測(cè)，得出組合預(yù)測(cè)模型中各單一預(yù)測(cè)模型的權(quán)系當(dāng)k種預(yù)測(cè)方法各自的預(yù)測(cè)誤差分別為，e2,o~o9e

6、k數(shù)；然后用組合預(yù)測(cè)模型和三種單一預(yù)測(cè)模型分別對(duì)，且服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，可用如下公式估2006~2009年的老撾全國年用電量進(jìn)行預(yù)測(cè)，并對(duì)預(yù)itO'i2i(i=1?2．．，)的值：測(cè)結(jié)果與實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行比較與分析；最后用組合預(yù)測(cè)吉)f51模型對(duì)未來五年(2010．2014年)的老撾年用電量進(jìn)．．。j行預(yù)測(cè)，為未來的電力系統(tǒng)規(guī)劃提供一定的參考。式中，，z為歷史數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。由此，可給出3．3模擬預(yù)測(cè)(f=1，2，．．·，七)的估計(jì)公式為：根據(jù)老撾1996~2000年的全國年用電量，用前述=(『l的三種單一預(yù)測(cè)模型對(duì)老撾2001~2

7、005年的全國年用電量進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)。然后利用方差一協(xié)方差法確定這對(duì)于k個(gè)預(yù)測(cè)方法的組合預(yù)測(cè)，有：三種單一預(yù)測(cè)模型的權(quán)系數(shù)，結(jié)果如表1所示。var(ec)min(，．，)r7、表l組合預(yù)測(cè)模型中各單一預(yù)測(cè)模型權(quán)系數(shù)＼，GM(1。1)模型滑動(dòng)平均模型指數(shù)平滑模型這從理論上證明了對(duì)多種預(yù)測(cè)方法，基于VCA權(quán)系數(shù)0-310．250．44方法的組合預(yù)測(cè)優(yōu)于各單一預(yù)測(cè)的方法。同時(shí)VCA方法從理論上可以求得最佳的組合權(quán)重系數(shù)。3．4預(yù)測(cè)結(jié)果比較采用組合預(yù)測(cè)模型對(duì)老撾2006~2009年的全國年3算例分析用電量進(jìn)行預(yù)測(cè)，并與三種單一預(yù)測(cè)模

8、型的預(yù)測(cè)結(jié)果3．1老撾電力系統(tǒng)概況對(duì)比，結(jié)果如表2所示。從表2可見，組合模型的平老撾電力公司負(fù)責(zé)管理各類發(fā)電廠、輸電系統(tǒng)及均絕對(duì)誤差為3．36％，而灰色預(yù)測(cè)的平均絕對(duì)誤差為配電系統(tǒng)。為了保障電力供應(yīng)的安全及推進(jìn)政府20114．54％，滑動(dòng)平均模型為5．24％，指數(shù)平滑模型為年規(guī)劃，老撾電力公司正在推進(jìn)全