王偉華

(國(guó)網(wǎng)新疆電力公司吐魯番供電公司 新疆吐魯番 838000)

摘要: 在現(xiàn)代化建設(shè)過(guò)程中，提高負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)，對(duì)于合理計(jì)劃用電以及對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行檢修和維護(hù)有著至關(guān)重要的作用。特別是針對(duì)以重工業(yè)為發(fā)展導(dǎo)向的二、三線城市而言，電力資源的分配情況以及電力使用收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)將在一定程度上影響社會(huì)收支平衡。因此，在配電網(wǎng)規(guī)劃工作中合理應(yīng)用電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法十分必要。在電力資源管理工作中，應(yīng)根據(jù)城市實(shí)際發(fā)展需要，合理選擇計(jì)算模型，有針對(duì)性的對(duì)區(qū)域內(nèi)電力使用的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理，為今后的配電網(wǎng)規(guī)劃工作提供理論參考。

引言

電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的結(jié)果直接影響電力市場(chǎng)中部門(mén)之間的決策和方案，尤其是對(duì)發(fā)電和供電部門(mén)影響最大。電力負(fù)荷預(yù)測(cè)可以準(zhǔn)確有效的幫助發(fā)電部門(mén)安排合理的發(fā)電和檢修任務(wù)，同時(shí)也是對(duì)各個(gè)部門(mén)系統(tǒng)制定合理用電價(jià)格的重要依據(jù)。供電部分可以根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)制定合理的購(gòu)電計(jì)劃，以確保電網(wǎng)可以經(jīng)濟(jì)可靠的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，電力負(fù)荷預(yù)測(cè)對(duì)于電網(wǎng)規(guī)劃的發(fā)展是非常重要的。

1電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法的基本概念

負(fù)荷預(yù)測(cè)是電力調(diào)度的重要環(huán)節(jié)，也是我國(guó)社會(huì)電力貿(mào)易的重要參考依據(jù)，因此電力預(yù)測(cè)對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)的規(guī)劃和運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用。電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法的實(shí)質(zhì)是，利用電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史使用依據(jù)對(duì)未來(lái)的電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況預(yù)測(cè)，進(jìn)行預(yù)測(cè)的電力系統(tǒng)負(fù)荷一般是系統(tǒng)總有功負(fù)荷及系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的有功負(fù)荷與無(wú)功負(fù)荷。電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的最終目的是提高電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)水平，同時(shí)確定各個(gè)供電區(qū)域的負(fù)荷發(fā)展水平，從而確定各規(guī)劃年用電負(fù)荷構(gòu)成。在實(shí)際的工作過(guò)程中，電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法可以分為確定性負(fù)荷預(yù)測(cè)方法和非確定性負(fù)荷預(yù)測(cè)方法。確定性負(fù)荷預(yù)測(cè)方法是通過(guò)方程的方式將歷史電力負(fù)荷數(shù)據(jù)描述出來(lái)，電力負(fù)荷與時(shí)間變量之間有明確的函數(shù)關(guān)系。但是，隨著用電系統(tǒng)的不斷完善，電力負(fù)荷與時(shí)間變量之間的關(guān)系越來(lái)越復(fù)雜，在一定程度上限制了學(xué)者對(duì)其研究，有時(shí)不能用方程的方式來(lái)表現(xiàn)電力負(fù)荷與時(shí)間變量之間的關(guān)系。因此相關(guān)的專家和學(xué)者開(kāi)始嘗試將新的理論和方法應(yīng)用到電力負(fù)荷預(yù)測(cè)工作中來(lái)，從而產(chǎn)生了通過(guò)類比對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行推理預(yù)測(cè)的非確定性預(yù)測(cè)方法。

2配電網(wǎng)規(guī)劃中電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法的應(yīng)用

2.1電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)回歸分析法

回歸分析法是配電網(wǎng)規(guī)劃中電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法中的首要方法。配電網(wǎng)規(guī)劃中回歸分析法預(yù)測(cè)電力系統(tǒng)負(fù)荷的主要原理為，回歸分析法通過(guò)對(duì)以往電力歷史負(fù)荷的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和歸納，將電力負(fù)荷變化所產(chǎn)生的規(guī)律和相應(yīng)的影響要素作為分析的主要依據(jù)，用以明確回歸分析過(guò)程中所能夠用到的回歸方程式的參數(shù)，從而創(chuàng)建分析式的自變量和因變量之間的參數(shù)和模型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)負(fù)荷的有效預(yù)測(cè)。例如在某大型電力廠中對(duì)于配電網(wǎng)的規(guī)劃便使用了回歸分析法，通過(guò)電力工作人員對(duì)回歸分析方程和自變量等的探究，對(duì)電力系統(tǒng)負(fù)荷的預(yù)測(cè)達(dá)到了較為精準(zhǔn)的程度。

2.2電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法是配電網(wǎng)規(guī)劃中電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法中的根本方法。在對(duì)電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)過(guò)程中，由于電力系統(tǒng)負(fù)荷可能會(huì)受到多種外界因素的影響，使電力負(fù)荷系統(tǒng)含有大部分的隨機(jī)性和非線性關(guān)系，該類因素將對(duì)電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度產(chǎn)生極大的影響，因此，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法在新的形勢(shì)下被研發(fā)出來(lái)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法是通過(guò)將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型引入到電力系統(tǒng)負(fù)荷的預(yù)測(cè)中，使電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法形成全新的預(yù)測(cè)方法。在配電網(wǎng)規(guī)劃中人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法的主要原理為，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，采取電力系統(tǒng)負(fù)荷中的歷史作為樣本，根據(jù)樣本和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建相應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，隨后采用訓(xùn)練式算法對(duì)其進(jìn)行訓(xùn)練，在滿足一定程度上的精準(zhǔn)度要求后，使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃中電力系統(tǒng)的負(fù)荷進(jìn)行預(yù)算。

2.3電力系統(tǒng)負(fù)荷專家預(yù)測(cè)法

專家預(yù)測(cè)法是配電網(wǎng)規(guī)劃中電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法中的關(guān)鍵方法。專家系統(tǒng)預(yù)測(cè)法的原理為，從現(xiàn)實(shí)生活中提取電力專家在實(shí)際工作中對(duì)于電力系統(tǒng)事物處理過(guò)程中所得的感性認(rèn)識(shí)，通過(guò)創(chuàng)建相應(yīng)的電力數(shù)據(jù)庫(kù)，在電力系統(tǒng)運(yùn)行的同時(shí)對(duì)該數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行及時(shí)的更新和維護(hù)，從而使其能夠與電力系統(tǒng)或事物發(fā)展的變化軌跡同步，進(jìn)而達(dá)到模擬專家的效果。電力系統(tǒng)負(fù)荷專家預(yù)測(cè)法由于其自身的特性，在使用過(guò)程中猶如擁有大量具有專門(mén)知識(shí)的電力學(xué)專家一樣。例如在某市大型發(fā)電廠預(yù)測(cè)電力系統(tǒng)負(fù)荷過(guò)程中，該電廠對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃中電力系統(tǒng)負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)采取了專家預(yù)測(cè)法，專家預(yù)測(cè)法的應(yīng)用使該大型發(fā)電廠猶如諸多專家?guī)兔︻A(yù)測(cè)，使其預(yù)測(cè)出的電力系統(tǒng)負(fù)荷較為精準(zhǔn)。

2.4電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)指數(shù)平滑法

指數(shù)平滑法是配電網(wǎng)規(guī)劃中電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法中的重要方法。指數(shù)平滑法的原理主要表現(xiàn)為對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃中電力系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)的相關(guān)指數(shù)進(jìn)行組合，由此逐漸實(shí)現(xiàn)直接預(yù)測(cè)電力系統(tǒng)負(fù)荷時(shí)間順序的未來(lái)值。指數(shù)平滑法中的衰減能夠體現(xiàn)遠(yuǎn)期數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)測(cè)的影響大小原則，若衰減因子數(shù)值大，則電力系統(tǒng)近期到遠(yuǎn)期數(shù)據(jù)的系數(shù)變化速度也明顯加快。在極端情況下，電力系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生任何影響。在采用指數(shù)平滑法對(duì)配電網(wǎng)電力系統(tǒng)負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，主要對(duì)新電力數(shù)據(jù)進(jìn)行探討和分析，新電力數(shù)據(jù)越精準(zhǔn)的情況下對(duì)電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的越準(zhǔn)。指數(shù)平滑法對(duì)于配電網(wǎng)電力系統(tǒng)負(fù)荷的預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度具有重要的影響。

2.5人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)非結(jié)構(gòu)性、非精確性具有很強(qiáng)的自適應(yīng)功能。同時(shí)，它的先進(jìn)性還體現(xiàn)于可以自主學(xué)習(xí)信息記憶以及優(yōu)化計(jì)算的特點(diǎn)。因此，現(xiàn)如今很多學(xué)者熱衷于將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論應(yīng)用在負(fù)荷預(yù)測(cè)中，尤其是短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，并且在國(guó)際上也得到了廣泛的認(rèn)可。當(dāng)前多數(shù)采用前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，通過(guò)BP(Back Propagation)算法或者以其為基礎(chǔ)的變種改進(jìn)算法作為訓(xùn)練方法憑經(jīng)驗(yàn)選取預(yù)測(cè)模型結(jié)構(gòu)(神經(jīng)元個(gè)數(shù)和網(wǎng)絡(luò)層數(shù))。以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所特有的功能和自身特點(diǎn)，使其極其適用于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)。由于長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)，相對(duì)而言歷史數(shù)據(jù)獲得較少，故少用于長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)。

2.6時(shí)間序列法

該方法將某種現(xiàn)象按照時(shí)間的順序進(jìn)行排列，進(jìn)而挖掘出這種現(xiàn)象與時(shí)間的規(guī)律或關(guān)聯(lián)性，從而通過(guò)這種隨時(shí)間變化的規(guī)律預(yù)測(cè)出待預(yù)測(cè)未來(lái)這一現(xiàn)象的變化，這種方法又可稱為歷史延伸預(yù)測(cè)法。如果各種影響負(fù)荷變化的因素沒(méi)有發(fā)生突發(fā)性劇烈變化，電網(wǎng)仍以固定模式工作的情況下，應(yīng)用時(shí)間序列法進(jìn)行預(yù)測(cè)會(huì)得到精度較高的預(yù)測(cè)結(jié)果。若影響負(fù)荷變化的因素劇烈變化，比如氣候和以往相比突然出現(xiàn)較大變動(dòng)，則預(yù)測(cè)結(jié)果的精度將極其不理想。

結(jié)束語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和用電量的逐年增長(zhǎng)以及電力改革的逐漸深入使得負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性受到多方面的影響。這些因素的影響使得獲得準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)結(jié)果較為困難。若電力負(fù)荷預(yù)測(cè)值偏小，規(guī)劃的電網(wǎng)容量則不能滿足實(shí)際發(fā)展的需要;若電力負(fù)荷預(yù)測(cè)值偏大，則又會(huì)造成設(shè)備的利用率降低，從而引起資金浪費(fèi)的問(wèn)題，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。因此，負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性的對(duì)正確的電網(wǎng)規(guī)劃顯得極其重要。

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