大數(shù)據(jù)環(huán)境下電力規(guī)劃中負(fù)荷預(yù)測方法研究及其優(yōu)化

何瑤

摘要：電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測不但是電力系統(tǒng)規(guī)劃工作的主要組成部分，也是保證電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)效益的前提，需根據(jù)當(dāng)前的用電數(shù)據(jù)，結(jié)合政治、經(jīng)濟(jì)、氣候等多種因素進(jìn)行測算。負(fù)荷預(yù)測工作包括未來負(fù)荷需求量的預(yù)測以及未來用電量的預(yù)測。電力負(fù)荷需求量預(yù)測對于電力網(wǎng)絡(luò)運行的容量數(shù)值有著直接影響，決定未來發(fā)電、輸電、配電系統(tǒng)新增容量數(shù)值大小。

關(guān)鍵詞：電力規(guī)劃;負(fù)荷預(yù)測;優(yōu)化

1大數(shù)據(jù)環(huán)境下電力負(fù)荷預(yù)測現(xiàn)狀分析

負(fù)荷是在某一地域的某段時間所需總電力資源量，綜合性是負(fù)荷預(yù)測的最大特點。若想確保電力負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，還需要結(jié)合地域經(jīng)濟(jì)及社會因素等，準(zhǔn)確分析實際的用電情況，在對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析之后，才能夠?qū)﹄娏ω?fù)荷做出合理預(yù)測。電力預(yù)測不同的依據(jù)，其劃分種類也存在很大的差異。

2負(fù)荷預(yù)測與其作用簡析

2.1負(fù)荷預(yù)測簡述

負(fù)荷預(yù)測是電力系統(tǒng)規(guī)劃不可缺少的一部分，預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性能夠直接影響到整個的電網(wǎng)投入、網(wǎng)絡(luò)布局和運行的可靠性與經(jīng)濟(jì)性。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和用電量的逐年增長以及電力改革的逐漸深入，使得負(fù)荷預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性受到多方面的影響。這些因素的影響使得獲得準(zhǔn)確的預(yù)測結(jié)果較為困難。若電力負(fù)荷預(yù)測值偏小，規(guī)劃的電網(wǎng)容量則不能滿足實際發(fā)展的需要;若電力負(fù)荷預(yù)測值偏大，則又會造成設(shè)備的利用率降低，從而引起資金浪費的問題，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)運行的經(jīng)濟(jì)性。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，只有對電力負(fù)荷做出科學(xué)合理的預(yù)測，才能夠結(jié)合測試數(shù)據(jù)劃分電力，保障人們和工廠正常生活和施工，同時也能使得國家實現(xiàn)長治久安，提升我國社會經(jīng)濟(jì)，構(gòu)建和諧社會。

2.2作用

負(fù)荷預(yù)測在電力運營過程中起到關(guān)鍵作用，主要體現(xiàn)為以下幾方面：電力系統(tǒng)的生產(chǎn)運行就是以負(fù)荷預(yù)測為基礎(chǔ)的。工作人員為了做到對發(fā)電廠的電力提前預(yù)測，就必須估測好發(fā)電機組的出力情況。這些都是以負(fù)荷預(yù)測為基礎(chǔ)的;電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)也要以負(fù)荷預(yù)測為基礎(chǔ);負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確與否關(guān)系重大，不僅會影響電能的質(zhì)量，還會給用戶和電網(wǎng)造成巨大的損失。

3電力規(guī)劃中負(fù)荷預(yù)測原理

建立負(fù)荷模型是電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測最為直接和有效的方法，這一模型包括兩方面涵義：頻率特性和負(fù)荷電壓、負(fù)荷的時空特性。所謂負(fù)荷時空特性，主要是指負(fù)荷分布會伴隨空間和時間變化而不同。基于負(fù)荷模型的復(fù)雜性，所以研究人員對這種特性進(jìn)行描述通常采用的是負(fù)荷時間曲線。以時間作為依據(jù)，負(fù)荷曲線可以分為日負(fù)荷、周負(fù)荷、季負(fù)荷和年負(fù)荷。但若是劃分依據(jù)定為時空角度，則該負(fù)荷曲線又有系統(tǒng)、用戶和節(jié)點三種之分。

4電力規(guī)劃中采用主要負(fù)荷預(yù)測優(yōu)化方法分析

4.1負(fù)荷密度法

所謂負(fù)荷密度指的就是每平方千米的負(fù)荷值，該方法注重直觀性。該方法的缺點在于不能對整個城市的負(fù)荷密度進(jìn)行推測，但是可以將城市劃分成不同的區(qū)塊，然后再進(jìn)行區(qū)域負(fù)荷密度的預(yù)測工作。

4.2組合預(yù)測法

由于電力負(fù)荷數(shù)據(jù)具有復(fù)雜性與隨機性，并且每種預(yù)測方法都有其適用范圍，單一的預(yù)測模型往往難以實現(xiàn)準(zhǔn)確地預(yù)測。組合模型預(yù)測法在中長期和短期負(fù)荷預(yù)測中應(yīng)用都較為廣泛，其優(yōu)點是克服了單一模型的不足，綜合了多種預(yù)測模型的有利方面，使各種方法的優(yōu)勢得到互補，較好地改善了負(fù)荷預(yù)測的質(zhì)量。

4.3回歸分析法

借助回歸法對負(fù)荷進(jìn)行推測，需要依據(jù)往年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，再對模型進(jìn)行數(shù)學(xué)分析。可以使用統(tǒng)計學(xué)的相關(guān)方法對于數(shù)據(jù)中的變量進(jìn)行分析，得出未來發(fā)展結(jié)果的預(yù)測值。通常回歸模型主要包含一元線性、多元線性、非線性等。一般在對中期負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測時大多采用線性回歸法，該方法預(yù)測結(jié)果比較可靠。回歸分析法主要缺點是不能對規(guī)劃水平年的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值進(jìn)行分析計算，同時該方法的計算結(jié)果適用于綜合用電負(fù)荷預(yù)測，但是不具有區(qū)域借鑒意義。

4.4單耗法

單耗法就是通過測定電力負(fù)荷量的單耗進(jìn)而分析預(yù)測全面用電量的方法，一般情況下適用于農(nóng)業(yè)與工業(yè)電力單耗指標(biāo)的負(fù)荷預(yù)測，預(yù)測效果較好。而實施單耗指標(biāo)進(jìn)行電力負(fù)荷預(yù)測時，要注意區(qū)分不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r以及發(fā)展目標(biāo)，同時根據(jù)電力規(guī)劃期間單耗指標(biāo)開展全面分析，結(jié)合之前單位的耗電量，根據(jù)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律預(yù)測最終單耗值。此方法特點是操作較為簡單，在短時間內(nèi)預(yù)測效果好，缺點是精度低成本高。

4.5彈性系數(shù)法

電力彈性系數(shù)指的是地區(qū)總用量年平均增長率和工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的平均增長率之比，其所反映的是電力發(fā)展和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的宏觀指標(biāo)。具體表達(dá)式如下所示：k=Vw/VWh-=（1+Kv）nWo式中：Wo—計算期初的用電量;Wh—計算期末的用電量;k—電力彈性系數(shù);Vw—國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值平均增長的速度;n—所規(guī)劃的年限。

4.6趨勢外推法

趨勢外推法主要依照已有的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)擬合一條函數(shù)曲線，使得這條曲線能夠反映負(fù)荷本身的增長趨勢，預(yù)測時則按照此增長曲線，估計出未來某時刻的負(fù)荷水平。趨勢外推預(yù)測法一般適用于中長期負(fù)荷預(yù)測，在短期特別在超短期預(yù)測中也有應(yīng)用。其優(yōu)點是所需數(shù)據(jù)量少，工作量小。

結(jié)語

綜上所述，電力負(fù)荷預(yù)測和我國電力資源輸送與規(guī)劃有著密不可分的聯(lián)系，同時電力負(fù)荷預(yù)測也是我國電力系統(tǒng)的重要組成部分。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，我國有很多種電力負(fù)荷測試方式，并且每一種負(fù)荷測試方式都有著其自身獨特的特點、及應(yīng)用范圍，若想為電力負(fù)荷預(yù)測提供較高的精準(zhǔn)性，還需要工作人員對各種電力負(fù)荷預(yù)測方式作出全面了解。在實際開展預(yù)測的過程中，要結(jié)合實際情況科學(xué)合理的選擇預(yù)測方式，在必要的情況下，也可以利用綜合集中方式，對電力負(fù)荷同時進(jìn)行預(yù)測。總而言之，我國仍然要不斷的完善與優(yōu)化現(xiàn)有預(yù)測技術(shù)，為我國電力系統(tǒng)提供參考依據(jù)，促進(jìn)我國電力系統(tǒng)的持續(xù)運行。

參考文獻(xiàn)

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