基于聚類的配電網(wǎng)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)及經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度研究

張曉 國網(wǎng)四川省電力公司內(nèi)江供電公司

配電網(wǎng)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)管理是一種現(xiàn)代化用電管理手段，隨著電力供電系統(tǒng)的普及，人們對(duì)于電力需求量日益增大，傳統(tǒng)的供電服務(wù)管理機(jī)制已無法滿足人們的日常工作生活電力所需。基于聚類用戶分析，如何做好不同峰段的供給管理，合理分配資源，是保證供電電力客戶優(yōu)質(zhì)服務(wù)的基礎(chǔ)。

一、基于聚類的用戶用電規(guī)律介紹

聚類分析就是將用戶數(shù)據(jù)集根據(jù)一定的劃分要求，劃分為不同組別的用戶群的過程，被劃分為同一類的樣本數(shù)據(jù)普遍存在著較大的相似性，能夠?qū)⑵湄?fù)荷特性很好地展現(xiàn)出來。基于電網(wǎng)的量大、高維和多類型的數(shù)據(jù)集，完善聚類性能能夠保證數(shù)據(jù)模型的可視化處理，完善售電商信息利用，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)化市場(chǎng)、制定營銷策略的目的。

二、配電網(wǎng)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)管理意義

配電網(wǎng)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)管理，是指在政府法規(guī)和政策約束條件下，通過合法的手段對(duì)電力供應(yīng)運(yùn)作模式進(jìn)行更改，鼓勵(lì)電網(wǎng)企業(yè)與電力用戶之間的協(xié)同作用，從而有效提高用電效率。簡單來說，就是通過改變用電方式，來實(shí)現(xiàn)對(duì)高峰用電期的電能保護(hù)，且滿足用戶的電能需求。配電網(wǎng)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)管理在電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營活動(dòng)中的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的目的，使電力資源利用方式最優(yōu)化、社會(huì)效益最大化、電力企業(yè)成本最低化[1]。

三、基于聚類的配電網(wǎng)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)及經(jīng)濟(jì)優(yōu)化探討

（一）智能狀態(tài)負(fù)荷模型

在進(jìn)行配電網(wǎng)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)管理時(shí)，要事先創(chuàng)造一個(gè)數(shù)據(jù)庫，能夠有效提高數(shù)據(jù)管理效率，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)優(yōu)化。基于聚類的用戶用電規(guī)律數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，通過用Datastage 工具，將配電網(wǎng)中原有的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行整理收集整理到數(shù)據(jù)庫中，并將數(shù)據(jù)庫中的項(xiàng)目信息與系統(tǒng)原有數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比歸納，整合稱為數(shù)據(jù)輸入表。數(shù)據(jù)庫在整個(gè)信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移過程中起到的是過渡作用，它的建立是方便對(duì)不同信息的分類整合，以提高數(shù)據(jù)遷移上傳時(shí)的效率。在這個(gè)過程中要注意編碼方式的轉(zhuǎn)換，以及根據(jù)記錄項(xiàng)目情況的不同，選擇空格的去留。配電網(wǎng)智能狀態(tài)負(fù)荷模型構(gòu)建的目標(biāo)，是從數(shù)據(jù)中心IDC 配電網(wǎng)原有數(shù)據(jù)中尋找出具有遷移意義的部分，包括結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，通過對(duì)數(shù)據(jù)的情況分析，選擇全量抽取或增量抽取的收集方式。收集時(shí)要保證不影響電網(wǎng)信息系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并對(duì)相關(guān)工作環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)管，通過對(duì)新數(shù)據(jù)的提取，實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)鏈接[2]。

完成數(shù)據(jù)中心IDC 配電網(wǎng)數(shù)據(jù)庫收集整理工作后，需要對(duì)配電網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中的部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，通過對(duì)多源數(shù)據(jù)的信息整合，分析其歷史情況，以一定規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，保證其所代表的可信度，增強(qiáng)數(shù)據(jù)的遷移效益。在這個(gè)過程中，通過不同數(shù)據(jù)的綜合分析，能夠?qū)?shù)據(jù)中心IDC 配電網(wǎng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了解，以此強(qiáng)化超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的意義。要注意數(shù)據(jù)融合時(shí)所用的傳感器不一定是機(jī)械形式的，系統(tǒng)信息源甚至人力資源數(shù)據(jù)都有可能成為傳感器。數(shù)據(jù)融合還能夠?qū)⒉煌臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)化，通過固有的準(zhǔn)則模式計(jì)算，分析數(shù)據(jù)間的類型特點(diǎn)，將不同系統(tǒng)間的相同類型數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，提高數(shù)據(jù)遷移效率。例如某一信息在數(shù)據(jù)中心IDC配電網(wǎng)中的編碼是A0001，但在另一個(gè)系統(tǒng)中的編碼是B0001，在進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移時(shí)會(huì)將這兩個(gè)數(shù)據(jù)合并，減少工作量，提高工作效率。

（二）數(shù)據(jù)中心節(jié)能優(yōu)化

基于聚類的配電網(wǎng)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)節(jié)能優(yōu)化，其首要步驟是加強(qiáng)各地?cái)?shù)據(jù)中心的節(jié)能意識(shí)，從管理人員入手，由上至下管理節(jié)能理念。根據(jù)當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)中心的發(fā)展?fàn)顩r，進(jìn)行相應(yīng)的節(jié)能目標(biāo)設(shè)置，在利用UPS 供電系統(tǒng)時(shí)，需要提前考慮未來數(shù)據(jù)中心的發(fā)展?fàn)顩r和電力需求，進(jìn)而匹配較為適合的負(fù)載功率配電設(shè)備。需要通過實(shí)地情況調(diào)查，切實(shí)分析數(shù)據(jù)中心超短期負(fù)荷耗能原因，并制定出相應(yīng)的解決方法。若配電網(wǎng)必須進(jìn)行更換和更新時(shí)，一定要改進(jìn)系統(tǒng)單一設(shè)備的設(shè)計(jì)，增加備用設(shè)備和備用線路，降低更新成本。

優(yōu)化降低配電網(wǎng)的能耗，提升數(shù)據(jù)中心的能源使用效率，要對(duì)數(shù)據(jù)中心中每臺(tái)設(shè)備的實(shí)際能耗進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，可以利用設(shè)備級(jí)電源的監(jiān)控，獲得數(shù)據(jù)中心最詳細(xì)的功耗信息，為管理人員進(jìn)行配電決策提供幫助，從而優(yōu)化電力及IT 基礎(chǔ)設(shè)備的利用率。例如，空調(diào)就是一種常見的電器，它能夠在用電低谷期將電能進(jìn)行儲(chǔ)存，在用電高峰期利用儲(chǔ)存電能進(jìn)行工作，降低用電高峰期的用電負(fù)荷。在空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改進(jìn)中，可以在某些時(shí)段利用外界自然風(fēng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行降溫，如在北方冬季可以采用通自然風(fēng)的方式進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)備降溫，從而降低配電網(wǎng)能耗。

（三）配電網(wǎng)超短期負(fù)荷經(jīng)濟(jì)優(yōu)化

配電網(wǎng)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)管理在電力客戶服務(wù)中的應(yīng)用目的，便是在保證用電效率的基礎(chǔ)上獲得經(jīng)濟(jì)效益通過電價(jià)變動(dòng)調(diào)控及用電時(shí)間的形式，合理進(jìn)行成本核算規(guī)劃，將客戶在生活中發(fā)生的各種電力耗費(fèi)按照一定的對(duì)象進(jìn)行分配和歸集。它與電網(wǎng)效益有著直接關(guān)系，作為一種特殊的用電管理模式，若其電能計(jì)量出現(xiàn)問題，很容易在對(duì)使整個(gè)電力客戶服務(wù)項(xiàng)目造成影響。強(qiáng)調(diào)對(duì)于電力成本分?jǐn)偟谋O(jiān)督和管理，加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的把控，確保計(jì)量人員在工作過程中，能夠嚴(yán)格按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行用電管理計(jì)算，同時(shí)要做好對(duì)計(jì)算結(jié)果的檢驗(yàn)工作。通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督指導(dǎo)的方式，將配電網(wǎng)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的計(jì)量工作開展情況進(jìn)行全面掌握，制定一個(gè)詳細(xì)的工程量審核項(xiàng)目確定細(xì)則，以科學(xué)、合理的核對(duì)方式，對(duì)成本換算系數(shù)、費(fèi)率等內(nèi)容進(jìn)行確定，保證其滿足相關(guān)統(tǒng)計(jì)要求。電力客戶服務(wù)人員要充分了解電網(wǎng)審核項(xiàng)目細(xì)則，及時(shí)發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)管理工作中存在的問題，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化工作的有效落實(shí)[2]。

四、結(jié)論

基于聚類的配電網(wǎng)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)及經(jīng)濟(jì)優(yōu)化探討，要不斷革新管理模式，貫徹“始于客戶需求，終于客戶滿意”的服務(wù)宗旨。積極開展供電優(yōu)質(zhì)服務(wù)，發(fā)揮配電網(wǎng)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)管理的實(shí)際效用，解決電網(wǎng)企業(yè)在日常供電工作中遇到的問題。