電力系統(tǒng)負荷預測方法綜述

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1、電力系統(tǒng)負荷預測方法綜述第36卷第6期2010年6月信息化研究InformatizationResearehVo1.36No.6Jun.20lO電力系統(tǒng)負荷預測方法綜述蔡夏,邢駿(1.國電南京自動化股份有限公司,江蘇省南京市210003;2.武漢供電公司,湖北省武漢市430061)摘要:電力系統(tǒng)負荷預測關(guān)系到電力系統(tǒng)的調(diào)度運行和生產(chǎn)計劃,準確的負荷預測有助于提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性,能夠減少發(fā)電成本.隨著電力市場的建立和發(fā)展,短期負荷預測將發(fā)揮越來越重要的作用.文中系統(tǒng)分析了電力系統(tǒng)負荷預測的相關(guān)

2、方法,包括傳統(tǒng)負荷預測方法,基于人工智能的負荷預測方法,時頻分析的動態(tài)預測方法以及動態(tài)過程描述的負荷預測方法,對各種不同方法的基本原理和優(yōu)缺點進行了描述.最后,文中認為實用的負荷預測方法應該是結(jié)合各種預測模型優(yōu)點的組合方法.關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);負荷預測;預測模型中圖分類號:TM7150引言電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠,輸電線路,配電系統(tǒng)及負荷組成的復雜系統(tǒng).電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行是在滿足安全和一定質(zhì)量要求的條件下盡可能提供運行的經(jīng)濟性,即合理地利用現(xiàn)有的能源和設備,以最少的燃料消耗量(或燃料費用,運行成本)保證對

3、用戶可靠而滿意地供電.負荷預測作為能量管理系統(tǒng)(EMS))電力市場運行管理的重要組成部分,其預測結(jié)果同電力系統(tǒng)的安全,經(jīng)濟運行密切相關(guān)..電力負荷預測是指定發(fā)電計劃和電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃的基礎(chǔ).負荷預測根據(jù)用于不同目標一般可分為超短期,短期,中期和長期預測J.超短期負荷預測指未來一小時內(nèi)的負荷預測,主要用于電能質(zhì)量控制,安全監(jiān)視,預防和緊急控制等;短期負荷預測指未來一天到一周的負荷預測,主要用于機組優(yōu)化組合,經(jīng)濟潮流控制,水火電協(xié)調(diào)等;中期負荷預測指提前幾個月到一年實施的負荷預測,主要用于水庫調(diào)度,燃

4、料計劃及機組維修等;長期負荷預測指提前若干年實施的負荷預測,主要是對電網(wǎng)的改建,系統(tǒng)的遠景規(guī)劃,新電廠的投建等.近年來負荷預測的手段已由人工預測方式逐步被計算機預測方式所代替.這使得大量負荷預測方法和預測模型的采用成為可能,為提高負荷預測精度創(chuàng)造了有利條件.負荷預測的核心問題是如何利用現(xiàn)有的歷史數(shù)據(jù)(歷史負荷數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)等),采用適當?shù)念A測方法對未來時刻或時間段內(nèi)的負荷值和電量值進行估計.進行負荷預測要具備兩方面的條件:一是歷收稿日期:2010-05—12;修回日期:2010-05?26.史數(shù)據(jù)

5、信息的可靠性;二是預測方法的有效性.由于現(xiàn)在電力系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)的逐步建立以及氣象部門氣象預測水平的提高,各種歷史數(shù)據(jù)的獲取已不再困難,因此負荷預測的核心問題是預測方法的預測能力水平高低.1傳統(tǒng)的負荷預測方法電力負荷的一大特點是其明顯受到各種環(huán)境因素的影響,如季節(jié)更替,天氣因素突然變化,設備事故和檢修,重大社會活動等,這使得負荷時間序列的變化出現(xiàn)非平穩(wěn)的隨機過程.傳統(tǒng)負荷預測方法對于這些因素的處理通常顯得不夠有效,傳統(tǒng)理論和方法主要包括以下幾種:1)趨勢外推法J:趨勢外推法是根據(jù)負荷的變化趨勢對未

6、來負荷情況進行預測.電力負荷雖然具有隨機性和不確定性,但在一定條件下,仍存在著明顯的變化趨勢,例如農(nóng)業(yè)用電,在氣候條件變化較小的冬季,日用電量相對穩(wěn)定,表現(xiàn)為較平穩(wěn)的變化趨勢.這種變化趨勢可為線性或非線性,周期性或非周期性等等.選擇合適的趨勢模型是應用趨勢外推法的重要環(huán)節(jié),圖形識別法和差分法是選擇趨勢模型的兩種基本方法.2)時間序列法4.:時間序列法把負荷數(shù)據(jù)看作是一個按季節(jié),按周,按天以及按小時周期性變化的時間序列并將實際負荷和預測負荷之間的差值看作一個平穩(wěn)的隨機過程進行分析和處理.時間序列法又

7、分為確定型時序法和隨機型時序法,前者包括時間序列平滑法,時問序列分解法和譜展開法等;后者包括馬爾可夫法,Box-Jer-kins法(又稱ARMA模型法)和狀態(tài)空間法等.3)回歸分析法:回歸分析法是根據(jù)負荷過去的歷史資料,建立可進行數(shù)學分析的數(shù)學模型,對未來?綜述與評論?信息化研究2010年6月的負荷進行預測.其特點是將預測目標的因素作為自變量,將預測目標作為因變量,具有較強的內(nèi)插能力.回歸分析法屬于相關(guān)法預測,它通過建立某些解釋變量與負荷之間的因果關(guān)系(用函數(shù)表達)而獲得負荷預測.由于影響負荷因素

8、的多樣性,突發(fā)性和隨機性,造成傳統(tǒng)的負荷預測誤差大,在擾動情況下不具備魯棒性,對節(jié)假日等特殊負荷模型的預測效果差,無法滿足實用化的精度要求.4)灰色模型法引:灰色系統(tǒng)理論是研究解決灰色系統(tǒng)分析,建模,預測,決策和控制的理論,近年來,它已在氣象,農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應用.從電力系統(tǒng)的實際情況可知,影響電力負荷的諸多因素中,一些因素是確定的,而另一些因素則是不確定的,故可以把它看作是一個灰色系統(tǒng).灰色系統(tǒng)具有計算簡潔,精度高,實用性好的優(yōu)點,它在電力負荷預測中已有很多成功的應用.該方法適