Excel在電力系統負荷預測時間序列法中的應用

摘要：文章以1996～2005年的用電量歷史數據為基礎，結合Excel提出了一種可行性、操作性強的數學模型建立方法，并通過對相關系數的比較得到最優模型，從而提高電力系統負荷預測的準確性，此方法具有很高的推廣應用價值。

關鍵詞：負荷預測；時間序列法；Excel

中圖分類號：TM715 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）16-0034-02

1 概述

電力系統負荷預測是指從已知的經濟、社會發展和電力系統需求情況出發，通過對歷史數據的分析和研究，探索事物之間的內在聯系和發展規律，以未來年份經濟、社會發展情況的預測結果為依據，對電力需求做出預先的估計和預測。

電力系統負荷預測的結果直接關系到電力市場各個部門的決策和行動，尤其對于發電公司、供電公司更是具有非常重要的關系。一般來說，對于供電公司或者電力調度公司，電力系統負荷預測是其制定購電計劃的依據，也是電網規劃中電源點的布置、電網建設規模和時機的確定等決策的依據。由此可見，準確性高的負荷預測為電力系統運行的經濟性和安全性提供有力的保證。

電力系統負荷預測從預測內容上可分為電量預測（如全社會用電量、網供電量、各產業電量等）和電力預測（如最大負荷、最小負荷、負荷曲線等）兩大類；從預測時間長短可分為超短期、短期、中期和長期預測。其中，中長期預測時間跨度大、范圍廣，受到國民經濟發展、人文、環境等諸多因素的影響較大，在地區電網規劃中應用最多。目前適用于中長期電力系統負荷預測的方法有很多種，如電力彈性系數法、產值單耗法、人均用電量法、時間序列法等。

2 Excel在電力系統負荷預測時間序列法中的應用

時間序列法是根據過去的負荷統計數據，找到其隨時間變化的規律，建立時序模型，以推斷未來負荷數值的方法，其基本假定是：過去的負荷變化規律會持續到將來，也就是說未來是過去的延續，即以時間t為自變量，時間序列yt為因變量，建立曲線趨勢模型yt=f（t），當這種趨勢可以延伸至未來時，給定時間t的未來值，將其代入模型即可得到相應時刻時間序列變量的預測值。在實際應用中，常見的預測數學模型有線性模型、拋物線（二次多項式）模型、指數模型等。根據地區的實際用電負荷數據，選取不同的預測模型，擬合效果也有所差異。所以選取適合的預測模型與電力系統負荷預測的準確性息息相關。

在日常電網規劃中，可根據積累的用電量歷史統計數據制成Excel表，利用Excel的圖表功能實現了不同數學模型的建立和相關系數的計算，不但能夠提高數學模型建立的精確度，且能夠大大提高工作效率。設以1996～2005年之前的數據為基礎，預測2006～2010年的用電量預測值為例，研究Excel在電力系統負荷預測時間序列法中的應用，主要分為以下六個步驟：（1）建立基礎數據。將基礎數據輸入至Excel表中；（2）插入歷史數據曲線圖表；（3）添加不同類型趨勢線，并獲得數學模型對應的公式和相關系數R2值；（4）選擇合適的預測模型。通過比較得出，在建立的預測模型中，相關系數最高的數學模型，其擬合精度最高；（5）如果在設置趨勢線格式時，設置前推周期（如設置為5），即可得到1996～2010年的預測曲線（將歷史數據曲線延長5年）；（6）計算預測值。將年份對應的數值賦值于自變量，便可得到2006～2010年的任一年的用電量預

測值。

3 結語

基于歷史用電量或負荷數據，利用Excel圖表功能可以方便、快捷地建立多種基于時間序列法的電力系統負荷預測模型，并可通過比較相關系數R2的大小，選取適合本地區實際情況的預測模型，提高預測準確度。另外，通過設置前推周期，還可以預測未來負荷曲線，得出未來幾年的預測值。由此可見，該方法能大大提高電力系統負荷預測的準確度，在日常電網規劃工作中具有很好的推廣應用價值。

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