淺談電力負荷預測的方法

鐘琦

摘 要：本文簡述了電力負荷預測的意義，闡述了負荷預測的特點和步驟，分析了短期負荷預測經常采用的等增長率法、移動平均法、指數平滑法的計算方法，提出了提高負荷預測的精度不僅重視歷史數據的積累，更應注重選擇合適的計算模型，采用綜合預測模型是未來電力負荷預測方法的發展方向。

關鍵詞：電力 負荷預測 方法 特點

中圖分類號：TM715 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）09（b）-0000-00

電力負荷預測是電力工程研究和規劃的重要工作，通過準確可靠的負荷預測工作，可以提高發電機組啟停的經濟性，使電網的安全性、穩定性、經濟性進一步提高，為電網規劃提供可靠參考，減少電網建設中不合理的儲備容量，檢修部門利用負荷預測可以合理安排電網設備的檢修計劃，降低發電、供電、配電成本，從而進一步提高電網利用率和效益，更好的服務經濟社會發展。

1 負荷預測的特點

1.1 條件性

無論采用哪一種負荷預測技術，都必須滿足該技術和算法的特定條件。不同的預測方法對歷史數據的采樣周期和準確度要求不同，如不滿足預測條件，可能會造成預測結果失真。

1.2 不準確性

由于負荷變化受各種因素影響，有些影響因素可以事先預見，有些則是完全未知的，所以無論采用哪種預測方法都存在預測結果的不準確性。

1.3 時間性

任何方法的負荷預測，以歷史數據和客觀因素為參考開展預測，不可能無限期去測下去，需要在預測前就明確歷史采用數據的時間段和未來預測的時間范圍

1.4 多方案性

采用不同的預測方法會獲得不同的預測結果，一般來說，盡可能多采用幾種方案進行預測，并對預測結果進行比較，才能獲得盡可能準確的預測數值。

2 負荷預測的步驟

2.1 制定預測計劃

在負荷預測前需制定本地區歷史數據資料需求和搜集方案，確定負荷預測的年限，以及歷史數據的處理所需要的數學模型等。

2.2 搜集和分析資料

全面搜集歷史負荷數據和相關資料，然后對資料進行整理篩選，剔除錯誤，填補缺失，使歷史資料盡可能完整可靠。選用的各類資料要有相關性、準確可靠，要有代表性，能反映負荷特點。

2.3 確定負荷預測方法，建立預測模型

資料搜集分析完成后，需要確立預測方法，進行負荷預測最終表現形式是數學模型或數學公式，運用這些數學模型和公式將歷史數據轉化為預測值。

2.4 對預測值進行分析，確定結果

采用多種數學模型和公式，會得到不同的初步預測結果，需要參照區域內負荷特點、經濟社會發展趨勢進行綜合分析和對比，進而對初步預測結果進行分析和調整最終確定預測值。

3 幾種的負荷預測的方法

3.1 等增長率法

等增長率法也稱為比例系數增長法，該方法假定預測期內的電力負荷與歷史負荷數據有相同的增長比例，用歷史負荷數據計算出比例系數，用該比例系數預測短期負荷。設第m年的負荷為An（kW），則從第n年至第m年（n

由此預測第l年（l >m）的用電量為：

這與以為起點的預測結果Al =Am（1+K） l-m相同，這是因為

3.2 移動平均法

采用移動平均法進行負荷預測是利用歷史數據值，通過移動平均消除時間序列中的不規則變動和其他變動，尋找負荷變化的長期趨勢，進行逐項推移來預測近期內的負荷值。在預測區域內負荷增長比較均勻，不存在快速上升和下降，并不考慮季節性因素，經常采用該方法進行負荷預測。該方法可以平滑掉負荷的突然波動對預測結果的影響。但需要大量的歷史數據作為參考，然后引進預測其的新數據，不斷修改平均值，以之作為預測值。

對于時間上有序的一組觀測數據 ，，…， 可以用對連續 n 個時期的觀測值計算出的平均數作為下一時期，即 t+1時期的預測值，用Ft+1表示：

或：

這種預測方法稱為移動算術平均法，或稱移動平均法，式中：

n： 移動跨距（取數據個數）；

t： 數據時間周期數。

實際上，移動平均法是按給定的時間序列逐點向后推移的、分段平均的預測方法。使用上式時，隨著數據周期數t的增加，整個序列將向前移動，結果是：式中增加了新數據，但又自動截去n個時間單位以前的數據，故稱為移動平均法。

3.3 指數平滑法

指數平滑法是從移動平均法改進而來的，移動平均法雖然計算簡單但需要保存大量的歷史數據并且對使用數據給予了相等權數1/n， 即使如此移動平均法只能在時間序列趨于水平時才能使用，如果時間序列的增減趨勢過于明顯，移動平均法是不能適應如此明顯變化的，這就需要對該計算方法進行改進，以求克服適應性范圍過小的缺點，這就衍生出了指數平滑法。

指數平滑法，基于移動平均法而來，將時間序列進行分段，在每段中分別采用不同的權數，然后采用加權平均進行計算的方法。該方法重視近期數據影響，但也不忽視遠期數據作用，從而提高了預測精度，在移動算術平均法中：

將式公式中序列向后移動一個的結果，再減去原式，可得到：

式中Ft表示t期的預測值，實際上，它是代表？，，…，這個序列的平均值，就近似意義上講，這個序列中的任何一個數都可以用平均值來表示，若用 F？t？代替式中，并令：

即可得到：

其中： a 稱為平滑系數，取值 0< a <1 。

說明： ？為t期實際值， ？， ？分為t+1期預測值。

或者寫成 ：

該式可以理解為，下一時刻的預測值等于本時刻預測值再加上一個誤差修正項，（-） 表示在t期的預測誤差，這就是指數平滑法。

4 結語

采用不同的預測方法，獲得的預測結果和精度也不同，在實際預測工作中，不但要注重歷史數據的積累，為預測提供可靠數據支撐，也要要靈活選用預測計算模型，采用綜合預測模型，也就是利用多種方法進行預測，獲得結果區間，對區間數據進行分析，為不同的工程應用提供參考，是未來電力負荷預測方法的發展方向。

參考文獻

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