基于業擴報裝大數據計量方法的區域用電量預測模型研究

尹碩+燕景+王江波+鄧方釗+趙文杰+華遠鵬+朱全勝

【摘 要】 近年來，受經濟形勢的影響，區域業擴報裝容量增長率呈現出波動性趨勢，不僅對區域用電量造成一定影響，而且影響到電網調度以及運行的安全。本文構建了基于業擴報裝大數據計量方法的區域用電量預測模型，對傳統的業擴報裝預測方法進行了優化。

【關鍵詞】 大數據 業擴報裝 用電量 預測模型

用電量預測對經濟社會發展和電力系統供需平衡至關重要。本文基于對區域業擴報裝增量大數據的挖掘，借助ARMA、DID等計量經濟學模擬分析方法，在構建基于業擴報裝大數據支持的電力需求預測模型的期初上，分行業研究業擴報裝情況、運行容量、負荷利用率、用電需求之間的關系，優化區域用電量預測模型。

1.數據清洗

基于營銷系統業擴報裝工單對數據進行清洗，在數據清洗過程中，重點剔除非生產用電需要申請的業擴信息，清洗后的業擴數據在報裝完成后用戶的電量數據有相應體現，確保采用的業擴數據在用戶完成報裝后的電費發票中有所體現。重點剔除數據包括：供電線路變更申請的業擴報裝數據、雙路電源接入申請的業擴報裝數據、短時間內多次重復提報申請的業擴報裝數據。

2.剔除非業擴因素影響

將用電量的影響分為業擴影響電量和非業擴影響電量，非業擴影響電量為剔除業擴影響電量外的用電量總和，通過ARMA非業擴電量預測方法進行打包預測非業擴電量綜合自然增長率。

自回歸移動平均過程ARMA， 如果Y兼有AR和MA的特性，則是ARMA過程。Y可以寫成：，其中是不同于的常數，是具有零均值和恒定方差的隨機誤差項。在ARMA非業擴電量預測模型中，有1個自回歸項和1個移動平均項（本文中時間序列數據為30期，滿足p=1，q=1），是ARMA（1，1）過程。根據ARMA模型可滾動預測t+1期的非業擴電量。

3.分行業業擴接電周期計算

業擴報裝發生后，需要經歷一定的接電周期，才能在用電量上完全得以體現。本文考慮后續12個月內新裝增容和永久性減容銷戶情況。根據業擴報裝的申請、送電時間，分別從用戶電量表中獲取后續12個月的電量，業擴報裝發生當月設置為基準月份（0月），之后每個月的電量設置為1-12月。本文通過業擴報裝發生之后負荷率趨于平穩的月份與基準月份的周期差值作為接電周期，通過計量經濟學斷點回歸法確定負荷率發生結構性變化并趨于平穩的節點月份。

假定節點月份之前有n個月，節點月份之后有m個月。其中：n=12-m，檢驗公式如下：

，其中，n為節點前月數，m為節點后月數，k為自由度，通過F值是否顯著（p統計量是否大于0.5來判斷，若大于0.5則不是負荷率平穩節點，若小于0.5，則是負荷率平穩節點）來判斷負荷率是否在節點月份趨于平穩。

4.業擴報裝負荷率變化值計算

由于行業特性不同，各行業業擴報裝負荷率變化并不一致，本文從行業細分的視角，根據52個行業所有用戶的業擴報裝數據，計算各行業的業擴報裝負荷率：

其中，LR為業擴負荷率變化值，IND為行業類型；MON表示行業接電周期；TYP表示業擴申請類型；j=1為新裝、增容，j=0為銷戶、減容；E為用戶的月用電量增加/減少值，i表示該行業第i個用戶，A為用戶申請增加/減少的容量（TYP為1時為正數，TYP為0時為負數）

5.業擴-電量傳導

（1）預測分行業業擴電量：

LEi=LRi×Ai 其中，LEi為i行業業擴電量，i=1，2…s， LRi為i行業業擴負荷率變化值，Ai為業擴統計容量。

（2）預測全行業業擴電量

其中，為ALE為全行業業擴電量，i=1，2…s。

（3）預測居民用電量，由于業擴報裝對居民電量影響較小，所以，分析業擴報裝對用電量的影響時將居民電量單列。居民用電量由歷史居民月度用電量結合自然增長率得出，其中，自然增長率部分仍然通過ARMA模型預測得出。

（4）綜上可得業擴-電量傳導預測月度用電量預測公式：

月度用電量=居民用電量+全行業業擴影響電量+非業擴影響電量

總結

本文基于對區域業擴報裝增量大數據的挖掘，借助ARMA、DID等計量經濟學方法，分行業研究業擴報裝情況、運行容量、負荷利用率、用電需求之間的關系，構建了基于業擴報裝大數據計量方法的區域用電量預測模型，對傳統的業擴報裝預測方法進行了優化。

【參考文獻】

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作者簡介：尹碩（1985.11-），男，河南焦作，國網河南省電力公司經濟技術研究院，博士，研究方向：能源經濟與電力市場。endprint