短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的支持向量機(jī)模型參數(shù)優(yōu)化方法-研究

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1、碩士學(xué)位論文第1章緒論1．1短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的意義與任務(wù)電能以其較高的利用率、傳輸?shù)目焖傩?、使用的便捷性和無污染等優(yōu)越特性成為無可替代的二次能源，是實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化和提高人民生活水平的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。電力工業(yè)的產(chǎn)生已有百年歷史，一代又一代的技術(shù)革命與創(chuàng)新推動(dòng)其不斷發(fā)展?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)是集發(fā)電廠、輸配電網(wǎng)絡(luò)直至用戶的地域遼闊、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、高度自動(dòng)化的大系統(tǒng)，包含了組成系統(tǒng)的各種設(shè)備、裝置及網(wǎng)絡(luò)的硬件和軟件。同時(shí)，電力管理體制也在發(fā)生著深刻的變革，進(jìn)入上世紀(jì)九十年代，西方發(fā)達(dá)國(guó)家如英國(guó)、美國(guó)、澳大利亞等紛紛通過建立統(tǒng)

2、一、開放、競(jìng)爭(zhēng)、有序的電力市場(chǎng)來適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的引入為長(zhǎng)期以來壟斷經(jīng)營(yíng)的電力行業(yè)注入了新的活力，全球電力市場(chǎng)化的大趨勢(shì)已經(jīng)不可阻擋。電能作為商品，既有它的一般商品屬性，又有其自身的特殊性和公用性。作為一般商品屬性，電能在市場(chǎng)交易中，必然與其他商品一樣，要服從價(jià)值規(guī)律，按照等價(jià)交換原則公平、公開地進(jìn)行。電能與一般商品的不同之處在于：首先，電力行業(yè)是公用性服務(wù)行業(yè)，中斷供電或電力供給不足會(huì)給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和廣大用戶造成巨大損失。因此，實(shí)現(xiàn)電力市場(chǎng)化，必須以安全、可靠、優(yōu)質(zhì)供電為前提，除保持電力

3、供需平衡外，還必須留有足夠的發(fā)電備用容量。其次，電力不能大量?jī)?chǔ)存，產(chǎn)、供、銷是同時(shí)進(jìn)行的，瞬間完成，這就需要信息反饋迅速，市場(chǎng)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確，電網(wǎng)調(diào)度統(tǒng)一。在此背景和趨勢(shì)下，電力負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)迅速發(fā)展起來，成為工程科學(xué)中重要的研究領(lǐng)域。隨著電力商品化和市場(chǎng)化程度的加深，負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性、及時(shí)性對(duì)電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要意義愈加凸顯。電力負(fù)荷預(yù)測(cè)工作的水平已經(jīng)成為一個(gè)電力企業(yè)的管理是否走向現(xiàn)代化的顯著標(biāo)志之一。對(duì)于發(fā)電公司，負(fù)荷預(yù)測(cè)是制定發(fā)電計(jì)劃、機(jī)組檢修計(jì)劃以及報(bào)價(jià)的依據(jù)。對(duì)于供電公司，負(fù)荷預(yù)測(cè)是

4、制定購電計(jì)劃的主要依據(jù)。對(duì)于輸電公司，負(fù)荷預(yù)測(cè)是進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃及保證系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)。因此，電力負(fù)荷預(yù)測(cè)精度的高低直接關(guān)乎電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。負(fù)荷預(yù)測(cè)本質(zhì)上是根據(jù)現(xiàn)有系統(tǒng)的運(yùn)行特性、增容決策、自然條件與社會(huì)影響等諸多因素，研究和利用一套處理過去與未來負(fù)荷的數(shù)學(xué)方法，在滿足一定精度要求的條件下，確定未來某特定時(shí)刻的負(fù)荷數(shù)據(jù)。一般來說，按預(yù)測(cè)的周期性可以分為超短期、短期、中期和長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)。短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的支持向量機(jī)模型參數(shù)優(yōu)化方法研究其中，短期負(fù)荷預(yù)測(cè)是指一年之內(nèi)，以月、周、日、小時(shí)甚至分鐘為單位

5、，對(duì)未來～個(gè)月、一周、一天、一小時(shí)內(nèi)的負(fù)荷指標(biāo)進(jìn)行的預(yù)測(cè)，是能量管理系統(tǒng)(EnergyManageSystem，EMS)的重要組成部分，是調(diào)度中心制訂發(fā)電計(jì)劃及發(fā)電廠報(bào)價(jià)的依據(jù)，也是保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)科學(xué)管理及調(diào)度的基礎(chǔ)。準(zhǔn)確的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果有利于做出適當(dāng)?shù)挠?jì)劃電力交易量，提出恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)行計(jì)劃和競(jìng)標(biāo)策略，而精度較差的結(jié)果則會(huì)造成很大的負(fù)面影響。一方面，負(fù)荷預(yù)測(cè)不足可能會(huì)導(dǎo)致用電緊張和系統(tǒng)運(yùn)行安全性下降，因而由費(fèi)用高的機(jī)組來承擔(dān)負(fù)荷或者從鄰近的電網(wǎng)買入價(jià)格較高的電能。另一方面，如果估計(jì)過量可

6、能導(dǎo)致過多的旋轉(zhuǎn)備用，從而增加運(yùn)行費(fèi)用和成本。另外，準(zhǔn)確的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)也有利于用電計(jì)劃的管理，節(jié)煤、節(jié)油和降低發(fā)電成本，制訂合理的電源建設(shè)規(guī)劃，提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益【l，21。1．2國(guó)內(nèi)外短期負(fù)荷預(yù)測(cè)研究現(xiàn)狀在長(zhǎng)期的實(shí)踐中，國(guó)內(nèi)外學(xué)者和電力工作人員對(duì)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的理論和方法進(jìn)行了大量研究探索，提出了許多種負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法，取得了一系列成果，由于一些具體條件和情況的差異，國(guó)內(nèi)外在短期負(fù)荷預(yù)測(cè)方面的工作存在不同的側(cè)重點(diǎn)，但大體上都可分為定性的經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)技術(shù)和依賴于數(shù)量模型的定量預(yù)測(cè)技術(shù)【3·5】o經(jīng)驗(yàn)

7、預(yù)測(cè)方法主要是依靠專家做出判斷，預(yù)測(cè)結(jié)果不是數(shù)值型的，而僅僅是一個(gè)方向性的結(jié)論或建議。在實(shí)際應(yīng)用中，從可計(jì)入人們經(jīng)驗(yàn)的角度考慮，這種定性方法的預(yù)測(cè)精度并不必然比定量方法的預(yù)測(cè)精度低，相反很多時(shí)候比某些定量方法的效果更好，尤其是在天氣劇變、重大事件突發(fā)等特殊情況下。定量預(yù)測(cè)技術(shù)主要是通過分析負(fù)荷與歷史負(fù)荷及負(fù)荷影響因素之間的定性關(guān)系，建立負(fù)荷預(yù)測(cè)的數(shù)學(xué)模型或統(tǒng)計(jì)模型。比較常用的定量預(yù)測(cè)方法主要有時(shí)間序列法、指數(shù)平滑法、回歸分析法、灰色模型法等，這些都屬于傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)方法，基本原理在于尋找歷史負(fù)荷的變化規(guī)律，從

8、而預(yù)測(cè)未來負(fù)荷的變化趨勢(shì)。它們的優(yōu)點(diǎn)是算法簡(jiǎn)單，模型參數(shù)易于確定，求解結(jié)果易于解釋、理解和檢查，更容易識(shí)別出模型的異常變動(dòng)，預(yù)測(cè)速度快，但多是線性模型，很難準(zhǔn)確模擬現(xiàn)實(shí)中復(fù)雜多變的電力負(fù)荷。因此，在負(fù)荷變化相對(duì)平穩(wěn)時(shí)，預(yù)測(cè)精度尚能滿足要求，當(dāng)負(fù)荷波動(dòng)較大時(shí)，預(yù)測(cè)精度就比較差。如果為了提高精度，則往往需要引入很多變量，又使得計(jì)算量成倍增加，效率大大降低。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，近年來不斷涌現(xiàn)出各種新的人工智能理論和方法，主要包