指數平滑法在電力系統負荷預測中的應用

吉博文　吳張傲

摘 要：電力負荷預測是電力部門的重要工作之一，它對電力系統的規劃、建設和運行起重要作用。文章用指數平滑方法進行中期電力負荷預測，所得結果對實際工作有積極作用。

關鍵詞：電力系統；負荷預測；指數平滑預測模型

中圖分類號：TM715 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）30-0173-02

Abstract： Power load forecasting is one of the most important work in power sector， which plays an important role in the planning， construction and operation of power system. In this paper， the exponential smoothing method is used for medium term power load forecasting， and the result has positive effect on the practical work.

Keywords： power system； load forecasting； exponential smoothing forecasting model

1 概述

電能的生產和消費對社會經濟的發展有重要作用，電能通過電力網進行傳輸和分配。發電機組、電力傳輸網、電力用戶或電氣設備在某一時間點或時間范圍需要承擔或者消耗的電功率以及電能量被稱為電力負荷，簡稱為負荷。負荷預測，對保證社會的用電需求、提高電力企業經濟效益和社會效益有重要意義，還對未來電力網的發展起決定性作用。

負荷預測是電力部門的重要工作之一。負荷預測的原則包括：（1）可知行原則。人們對于預測對象的過去、現在和將來的發展趨勢是有所了解的，可以根據事物發展情況，對未來進行預測。（2）相似性原則。人們可以把已經經歷過的事物的發展情況的過程和變化規律作為參照，再對另一相同事物的發展情況按照這一規律進行預測。（3）慣性原則。任何一件事物的發展都具有連續與統一的特點，通過歷史負荷數據找到其變化規律，便可以對未來進行預測。（4）回饋性原則。將預測結果返回到輸出端，對模型和參數進行修正，再進行預測。（5）系統性原則。預測對象為完整的系統，結果受系統的各個因素相互影響和作用。

負荷預測包括長期預測（時間一般為10年或15年以上，以年為單位）、中期預測（時間一般是指3-5年左右，以年為單位）、短期預測（時間為一年以內以月為單位，或指以周、天或小時為單位）、超短期預測（時間以30分鐘或10分鐘為單位）。本文用指數平滑方法對電網負荷進行中期預測。

2 指數平滑法

指數平滑法是經濟預測中應用最廣的方法之一，是趨勢外推法中的一種重要方法，廣泛應用于中長期電力負荷預測中。在使用指數平滑法進行預測時，平滑系數？琢的確定非常重要，通常可根據經驗確定。

2.1 一次指數平滑法

一次指數平滑法是一種由簡單移動平均法發展而來的預測方法。設某一負荷序列為Y1，Y2，…，Yn其一次指數平滑模型為：

2.2 二次指數平滑法

二次指數平滑法實質就是對已經得到的一次平滑值再進行一次平滑處理。二次指數平滑模型為：

2.3 三次指數平滑法

三次指數平滑法，是對已經進行二次平滑運算的平滑值，再一次進行平滑計算。三次指數平滑模型為：

3 指數平滑預測方法的應用

某地近期10年的用電量數據如表1所示，用三次指數平滑模型建模，取平滑系數？琢=0.64，可得模型擬合結果（模型值）如表1所示。

從表1結果可見，后5年模型擬合誤差為2.814%，說明模型的擬合精度較高。用所建模型外推，可得該地未來連續5年負荷預測結果i為：112.13億kWh，127.21億kWh、143.75億kWh、152.11億kWh、167.65億kWh。這一結果，可為電力部門進行電網運行和建設提供重要依據。

參考文獻：

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[2]蔣惠鳳.中長期電力負荷預測技術與應用（第二版）[M].南京：東南大學出版社，2016.

[3]賀輝.電力負荷預測和負荷管理[M].北京：中國電力出版社，2013.