电力负荷预测课件

1、29 七月 20221第二章电力负荷预测第1页，共95页。电力负荷预测的基本概念电力负荷的定义电力负荷的分类负荷曲线和参数 负荷预测的定义负荷预测的意义负荷预测的特点第2页，共95页。 在电力规划中，普遍运用的负荷概念是指国民经济全体或部门对电力电量的消耗量的历史状况及未来的变化开展趋向。电力负荷的定义 在电力系统中，电气设备所需用的电功率称为电力负荷或电力。 由于电功率分为视在功率、有功功率和无功功率， 普通用电流表示的负荷，实践上是对应视在功率而言。 电力负荷有两方面的含义：电力工业的效劳对象，包括运用电力的部门、机关、企事业单位、工厂、乡村、车间、学校以及各种各样的用电设备；上述各用电单

2、位、部门或设备运用电力和电量的详细数量。第3页，共95页。负荷目的、最高负荷、平均负荷、负荷率【负荷目的】 目前供电部门所分配的负荷目的，主要是指小时平均的有功负荷目的， 而不是视在功率和无功功率。【最高负荷】 电力负荷在某个时间距离内肯定出现一个最大值，称为最高负荷。【平均负荷】 在某一段时间范围内电力负荷的平均值， 称为平均负荷。【负荷率】 平均有功负荷与最高负荷的比率，称为负荷率。调整负荷，提高负荷率，不只运用电单位的用电到达经济合理， 而且也为整个电网的平安经济运转发明了条件。 第4页，共95页。电力负荷的分类1、按物理功用分类 有功负荷、无功负荷2、按电能的消费、供应和销售进程分类

3、发电负荷、供电负荷、用电负荷3、按负荷在电力系统中的散布分类 变电所负荷、分区负荷、全系统负荷4、按负荷的重要性分类 一级负荷、二级负荷、三级负荷5、按所属行业分类 国民经济行业用电、城乡居民生活用电第5页，共95页。用电负荷=系统内各用户在某一时辰所耗用电力的总和供电负荷=用电负荷+网损(线路和变压器损耗)发电负荷=供电负荷+发电厂厂用负荷 =用电负荷+网损(线路和变压器损耗)+厂用电国民经济行业用电：第一产业、第二产业、第三产业和居民生活用电第一产业：农、林、牧、渔、水利业第二产业：工业和修建业第三产业：国民经济行业用电中的其他剩余局部一级负荷：中缀供电将形成人身伤亡，或在政治经济上有严重

4、损失的负荷；二级负荷：中缀供电将影响重要用电单位的正常任务，或将在政治经济上有较大损失的负荷；三级负荷：不属于以上一级和二级的负荷。第6页，共95页。负荷特性和参数日最大(小)负荷=每日24个整点负荷中的最大(小)值;日平均负荷=日发(用)电量/24小时;年平均负荷=全年8760小时负荷的平均值(或全年各日平均负荷的平均值);日负荷率=日平均负荷/日最大负荷;年负荷率=全年平均日电量/年最大负荷;年平均日负荷率=全年各日负荷率的平均值(或全年每月最大负荷日平均负荷之和/全年每月最大负荷日最大负荷之和);日最小负荷率=日最小负荷/日最大负荷;年最大负荷应用小时数=年发(用)电量/年最大负荷;日峰

5、谷差=日最大负荷与最小负荷之差;年最大峰谷差=全年各日峰谷差的最大值;第7页，共95页。主要特性目的负荷率 :测计时段内负荷曲线中平均功率与最大功率的比值， 即 最小负荷率 ：测计时段内负荷曲线中最小功率与最大功率之比，即最大负荷应用率 ：等于该年最大负荷应用小时数除以全年小时数。 =Tzd/8760第8页，共95页。常用负荷曲线日负荷曲线:一天内每小时(整点时辰)负荷的变化状况。第9页，共95页。周负荷曲线:一周内每天最大负荷的变化状况。第10页，共95页。年继续负荷曲线:将全年(8760)每小时负荷按大小排队,并作出的曲线。第11页，共95页。年负荷曲线:每年每个月最大负荷变化状况。第12

6、页，共95页。负荷预测的定义【定义】负荷预测是依据系统的运转特性、增容决策、自然条件与社会影响等诸多要素，在满足一定精度要求的条件下，确定未来某特定时辰的负荷数据，其中负荷是指电力需求量功率或用电量。【对象】负荷预测是从预测对象来看，电力负荷预测包括对未来电力需求量功率的预测、对未来用电量能量的预测、对负荷曲线的预测。【位置】电力负荷预测是电力系统规划的重要组成局部，也是电力系统经济运转的基础，它是电力系统经济调度中的一项重要内容，是能量管理系统(EMS)的一个重要模块。【效果】随着我国电力供需矛盾的突出，社会开展速度的不时加快和信息量的收缩，电力负荷预测的准确度变得愈加困难。第13页，共95

7、页。【用途】基于准确的负荷预测可以：经济合理的布置电力系统外部发电机组的启停坚持电网运转的平安动摇性增加不用要的旋转储藏容量合理布置机组检修方案坚持社会的正常消费和生活有效降低发电本钱提高经济效益和社会效益负荷预测的意义【意义】 预测未来电力负荷的时间散布和空间散布，为电力系统规划和运转提供牢靠的决策依据。第14页，共95页。【不准确性】 电力负荷的未来开展遭到复杂要素如政治、经济、气候、预测技术的影响，而且各种影响要素也是开展变化的。【条件性】 各种负荷预测都是在一定条件下做出的。【时间性】 负荷预测都有一定的时间范围。【多方案性】 在一定精度范围内，采用不同的负荷预测方法，其结果不完全相反

8、。负荷预测的特点第15页，共95页。1按时间分类按电网规划的时间范围划分长期负荷预测（1030年）：用于战略规划，包括对发电能源资源的长远需求的估计，确定电力工业的战略目标中期负荷预测（510年）：与电力工程项目的建设周期相适应，对电网的规划、增容和改建工作至关重要短期负荷预测（15年）：对电力系统规划，特别是配电网的规划服务负荷预测的分类第16页，共95页。按电网调度部门的时间范围划分超短期负荷预测（未来1h以内 ），用于编制发电机的运行计划，确定旋转备用容量，控制检修计划，估计收入，计算燃料以及购入电量的数量和费用。短期负荷预测（2448小时内），用于水火电分配、水火协调、经济调度和功率交

9、换。使用对象是编制调度计划的工程师中期负荷预测（时间跨度在一周至一月内），用于水库调度、机组检修、交换计划和燃料计划。使用对象是编制中长期运行计划的工程师长期负荷预测（单位：年），用于电源和电网的发展计划，需数年的负荷值。使用对象：规划工程师。第17页，共95页。超短期负荷预测指未来1h以内的负荷预测，其中：用于电能质量控制需求510s的负荷预测值在平安监视形状下，需求15min的预测值预防性控制和紧急形状处置需求10min至1h的预测值。第18页，共95页。（2）按行业分类城市民用负荷预测商业负荷预测工业负荷预测农村负荷预测其他负荷预测（3）按特性分类最高负荷、最低负荷平均负荷全网负荷负荷峰

10、谷差母线负荷第19页，共95页。在规划设计中负荷预测的内容 负荷预测包括电量需求预测和最大负荷预测。 在规划设计中，应完成以下5个方面的内容：(1)电量需求预测：应包括以下内容：各年(或水平年)需电量；各年(或水平年)一、二、三产业和居民生活需电量；各年(或水平年)分局部、分行业需电量；各年(或水平年)按经济区域、行政区域或供电区需电量。(2)电力负荷预测：应包括以下内容：各年(或水平年)最大负荷；各年(或水平年)代表月份的日负荷曲线、周负荷曲线；各年(或水平年)年继续负荷曲线、年负荷曲线；各年(或水平年)的负荷特性和参数，如平均负荷率、最小负荷率、最大峰谷差、最大负荷应用小时数等。第20页，

11、共95页。(3)用电增长的要素和规律剖析： 为了很好地掌握系统中用电增长的要素和规律，需求在充沛调查研讨的基础上，对以下内容停止剖析：动力变化的状况与电力负荷的关系；国民消费总值增长率与电力负荷增长率的关系；工业消费开展速度与电力负荷增长速度的关系；设备投资、人口增长与电力负荷增长的关系；电力负荷的时间序列开展进程。 此外，尚需研讨经济政策、经济开展水平、人均支出变化、产业政策变化、产业结构调整、科技提高、节能措施、需求侧管理、电价、各类相关动力与电力的可转换性及其价钱、气候等要素与电力需求水平和特性之间的影响，需剖析研讨电网的扩展和增强、城市电网改造、供电条件改善、乡村电气化等对电力需求的影

12、响。第21页，共95页。(4)电力电量、负荷特性、缺电状况剖析： 除了对上述要素剖析以外，SDGJ 601988电力系统设计内容深度规则应对以下内容停止剖析：剖析地域电力电量消费水平及其构成；地域总的电力电量消费与工农业产值的比例关系；过去5-10年电力电量增长速度；对负荷特性、缺电状况做必要的剖析和描画。(5)设计负荷水平确实定： 对电力系统规划审议确定的负荷水平，特别是设计水平年的负荷水平停止以下剖析和核算并报有关单位认可，即作为本设计的负荷水平。与本地域过去的电力电量增长率停止对比；与国度计委和主管部门对全国或对本地域的装机和发电量预测和控制数停止剖析对比；说明与地域电力部门的预测负荷和

13、电量能否分歧；对负荷的主要组成、散布状况和开展趋向作必要的描画；必要时还应依据关键性用户树立方案及其主要产品产量对预测负荷停止剖析评价。第22页，共95页。确定负荷预测的目的(紧密联系实际需要)收集负荷预测需要的资料资料整理对收集资料的初步分析建立预测模型综合分析，确定预测结果编写预测说明负荷预测的基本顺序 负荷预测任务的关键在于搜集少量的历史数据，树立迷信有效的预测模型，采用有效的算法，以历史数据为基础，停止少量实验性研讨，总结阅历，不时修正模型和算法，以真正反映负荷变化规律。第23页，共95页。负荷预测需搜集的资料，普通包括：城市总体规划中有关人口、用地、动力等以及各功用分区的规划改造和开

14、展规划。统计部门及气候部门等提供的有关历史数据和预测信息。电力系统规划中电力、电量的平衡，电源规划等有关资料。全市及各分区历年用电量，高峰用电和负荷典型日负荷曲线，电网潮流图。各级电压变电所的负荷记载和典型负荷曲线、功率因数。当电源及供电网才干缺乏时，应依据有关资料预算出潜在负荷的状况。资料整理 ：普通来说，由于预测的质量不会超越所用资料的质量，所以要对所搜集的与负荷有关的统计资料停止审核和必要的加工整理，来保证资料的质量，从而为保证预测质量打下基础，即要留意资料的完整无损，数字准确无误，反映的都是正常形状下的水平，资料中没有异常的分别项，还要留意资料的补缺，并对不牢靠的资料加以核实调整。 第

15、24页，共95页。初步剖析：包括画出静态折线图或散点图，观察变化的轨迹；计算一些统计量；查明异动的缘由并加以处置。树立预测模型是统计资料轨迹的概括，预测模型是多种多样的，因此，关于详细资料要选择恰当的预测模型，这是负荷预测进程中至关重要的一步。当由于模型选择不当而形成预测误差过大时，就需求改换模型，必要时，还可同时采用几种数学模型停止运算，以便对比、选择。在选择适当的预测技术后，树立负荷预测数学模型，停止预测任务。综合剖析：由于从已掌握的开展变化规律，并不能代表未来的变化规律，所以要对影响预测对象的新要素停止剖析，对预测模型停止恰当的修正后确定预测值。选择适当的预测技术运算失掉预测值，参照以后

16、的各种能够性，对新的趋向和开展综合剖析，对初步预测停止调整和修正。编写预测说明：对取得这些结果的预测条件、假定、限制要素等状况停止详细的说明。第25页，共95页。电力负荷预测的数据处置技术数据处置的必要性数据处置的基本内容负荷数据的预处置第26页，共95页。【必要性】历史数据的正确性直接影响到预测精度的上下。因此需求对历史数据停止合理性剖析，去伪存真。【意义】数据的前置处置可使原始数据失掉优化，降低算法的时间和空间复杂性，利于算法的最终完成。【基本要求】 扫除人为要素带来的错误及由于统计口径不同带来的误差。 尽量增加异常数据历史上的突发事情或由于某些特殊缘由会对统计数据带来严重的影响。数据处置

17、的必要性第27页，共95页。1数据补全：可运用人工填写空值、运用最能够的值填充、运用一个全局常量填充等方法。2数据噪声处置：由于数据录入或测量仪表等缘由能够使数据存在较大的偏向，为了保证预测模型的有效性，必需对异常数据停止相关处置，常用的方法有分箱、聚类、回归、计算机和人工反省结合四类方法。3负荷数据预处置：对历史负荷数据资料中的异常值的颠簸化以及缺失数据的补遗。主要采用水平处置、垂直处置方法。 数据处置的基本内容第28页，共95页。负荷数据的预处置 在经过初步整理之后，还要对所用资料停止数据剖析预处置，即对历史资料中的异常值的颠簸化以及缺失数据的补遗，针对异常数据，主要采用水平处置、垂直处置

18、方法。 数据的水平处置：在停止剖析数据时，将前后两个时间的负荷数据作为基准，设定待处置数据的最大变化范围，当待处置数据超越这个范围，就视为不良数据，采用平均值的方法颠簸其变化；数据的垂直处置：在负荷数据预处置时思索其24h的小周期，即以为不同日期的同一时辰的负荷应该具有相似性，同时辰的负荷值应维持在一定的范围内，关于超出范围的不良数据，修正为待处置数据的最近几天该时辰的负荷平均值。 第29页，共95页。 国度电网公司于2000年停止了调研剖析，论述了以后和今后一段时间对我国电力负荷开展发生影响的主要要素。从基本上可归结为：经济、时间、气候和随机搅扰四类。详细如下：经济开展水平、结构调整的影响；

19、国民支出水平、消费观念的改动；气候的影响；电价分时电价，可中缀电价的影响；管理措施削峰填谷的影响；政策要素如环保要求的影响。影响电力负荷预测的要素第30页，共95页。确定性负荷预测方法 确定性负荷预测方法是把电力负荷预测用一个或一组方程来描画，电力负荷与变量之间有明白的逐一对应关系。 确定性负荷预测方法又分为：阅历预测法经典预测法相关剖析法指数平滑法等。第31页，共95页。 电力负荷的阅历预测法主要依托专家的判别，不树立数学模型，用于针对电力负荷变化给出方向性的结论。阅历预测法专家预测法: 专家会议法：经过召集专家休会面对面的讨论效果,其主要缺陷是参与人数有限,威望者的意见能够影响到其他人的意

20、见。 专家小组法：专家们经过书面方式独立的宣布看法，并给专家重新思索、修正原先意见的时机，最后失掉预测结果。类比法：事物停止对比剖析,经过事物对未知的事物做出预测客观概率法：请假定干专家来估量某特定事情发作的客观概率,综合得出该事情的概率第32页，共95页。用电单耗法电力弹性系数法负荷密度法综合用电水平法人均电量目的换算法分部门法回归剖析法时间序列法 经典预测法第33页，共95页。用电单耗法 依据产品或产值用电单耗和产品产量或产值来推算电量，是预测有单耗目的的工业和局部农业用电量的一种直接有效的方法。所需求的用电量A=预测期的产品产量G(或产值)用电单耗量Q，即A=QG。适用于已有消费或树立方

21、案的中近期负荷预测。第34页，共95页。电力弹性系数法电力弹性系数kdt:在某一时期内用电量的平均年增长率kzch与同时期国际消费总值 (GDP)平均年增长率kgzch的比值。电力弹性系数的定义：优点：计算复杂。缺陷：预测结果准确度不高，可用作远期规划粗线条的负荷预测。第35页，共95页。假定国际消费总值和需电量均按比例正常增长，那么需电量为：其中， 规划期年末需电量； 规划期始基准年的需电量； 国际消费总值的年平均增长率； 计算期的年数。【例1】某地域电力弹性系数依据地域以往数据，并结合地域开展规划取为1.05.GDP产值年平均增长率为15%，2003年的用电量为20亿度，预测2020年的用

22、电量。 解：A2020=A20031+kgzchkzchn =201+0.151.056 =48亿kWh第36页，共95页。负荷密度法 负荷密度d是指每平方公里土空中积上的平均负荷数值。参照城市开展规划、人口规划、居民支出水平增长状况，来测算城乡负荷水平。 计算公式：P=Sd式中：P某地域年综合负荷； S该地域土空中积； d平均每平方公里负荷密度。第37页，共95页。【例2】下表为1987年我国某些大城市负荷密度kW/km2，但北京市在规划城市负荷水平时，对四环以内负荷密度按4050MW/km2、四环以外至规划郊区边缘负荷密度按10 MW/km2、郊区外那么按0.190.32 MW/km2停止

23、规划和设计。城市全市市区市中心北京126.71733.02832.0沈阳98.3218.452829.8上海6957.0广州73.0526.505217.0重庆37.21195.03553.0天津137.6222.24620.9珠海50.672.0673.1武汉120.254329.0第38页，共95页。综合用电水平法 综合用电水平法：依照预测的人口数及每人平均耗电量来预测居民总用电量。综合用电水平法和负荷密度法都是用来预测城乡居民生活用电的方法。第39页，共95页。人均电量目的换算法 选取一个与本地域人文天文条件、经济开展等各方面相似的国际外地域作为比拟对象，经过火析比拟两地过去和如今的人均

24、电量目的失掉本地域的人均电量预测值，再结合人口剖析失掉总用电量的预测值。第40页，共95页。分部门法 区分对生活用电和产业用电停止预测，二者相加失掉总需求电量的预测。优点：思索了各部门对负荷的影响，精度高。缺陷：数据量需求大。 第41页，共95页。回归剖析法 它应用数理统计原理，对少量的统计数据停止数学处置，并确定用电量与某些自变量之间的相关关系，树立一个相关性较好的数学形式即回归方程，并加以外推又称外推法，用以预测今后的用电量。回归剖析法包括一元线性、多元线性和非线性回归法。依据历史数据，选择最接近的曲线函数，再用最小二乘法(或其他方法)求解出回归系数，并树立回归方程，然后再用相关系数检验，

25、以为合格后，那么回归方程是有意义的，并可算出回归方程的规范偏向，做出回归方程所预测结果的可信度。从实际上讲，任何回归方程只适用于原来观测数据的变化范围内，而不适于外推，但在实践运用中总在适当范围内外推。第42页，共95页。回归模型预测技术【要点】 依据负荷过去的历史资料 树立可以停止数学剖析的数学模型 对未来的负荷停止预测 包括线性回归和非线性回归 依据散点图来判别模型的大致类型从数学上看，就是用数理统计中的回归剖析方法。第43页，共95页。一元线性回归用一元线性回归模型停止预测的普通步骤：对n组样本观察数据 设立模型式中 都是不依赖于x的未知参数， 是随机误差。第44页，共95页。2、用最小

26、二乘法得估量参数 ，从而得y对x的线性回归方程 。【参数估量方法】：两变量x，y的n对实验值，即样本 。满足做残差平方和第45页，共95页。选取参数 使 到达最小。令：解方程组失掉的不是 的真值，而是他们的估量值，所以用 替代 。第46页，共95页。第47页，共95页。3、对模型做假定检验，确认模型的适用价值。4、对给定的预测点 ，在一定的置信度 下，求出对应的观测值 的预测置信区间，并指明预测的规范偏向。 由概率论的知识可知在此状况下， 的置信区间为实际上，预测置信区间越小，预测准确性越低，假定增大预测置信区间，那么预测结果的适用价值有时又随之降低。第48页，共95页。 假定未来的增长是过去

27、增长形式的继续，依据过去的统计资料停止外推，以预测未来状况的方法称为外推法。普通要用十年或十年以上的历史数据，才干比拟准确。普通按时间序列趋向停止，外推法预测的数学模型有三种：直线型：y=a+bt，适用于逐年增减量大致相反。指数型：y=abt，适用于每年的增减率大致相反。抛物线型：y=a+bt+t2，适用于每年增减量之间相差数大致相反。以最小二乘法趋向线配合的方法准确率较高。 以直线型：y=a+bt为例，常数a，b确实定：外推法第49页，共95页。其中：n所用历史资料时间的期数； 预测量过去在历史资料上历史的各期实践数值， 为其平均量； 历史年代的序列量， 为其平均值。第50页，共95页。 【

28、例3】 假定用电量每年变化率大致相反，开展趋向接近于指数曲线，那么数学模型为 。方程两边配对数： ;令：用最小二乘法有：那么：第51页，共95页。【例4】某地域用电逐年增长，其中19952005年用电量如下表所示，预测2006年本地域的用电量。年份时间序列ti 用电量（百万kWh）1995-526025-13001996-428016-11201997-33109-9301998-23204-6401999-13321-332200004200020011455145520022472494420033481914432004450516202020055580252900合计04415110

29、3440第52页，共95页。解：由上表可得有关参数：第53页，共95页。故可得外推法方程：由此可得2006年该地域预测用电量：第54页，共95页。时间序列法 依据历史统计资料，总结出电力负荷开展水平与时间先后顺序的关系，即把时间序列作为一个随机变量序列，用概率统计的方法，尽能够增加偶然要素的影响，得出电力负荷随时间序列所反映出来的开展方向与趋向，并停止外推以预测未来负荷开展的水平。复杂平均法、加权平均法和移动平均法等都属于时间序列法。第55页，共95页。时间序列法是一种最为罕见的短期负荷预测方法，它是针对整个观测序列出现出的某种随机进程的特性，去树立和估量发生实践序列的随机进程的模型，然后用这

30、些模型去停止预测。它应用了电力负荷变化的惯性特征和时间上的延续性，经过对历史数据时间序列的剖析处置，确定其基本特征和变化规律，预测未来负荷。 时间序列预测方法可分为确定型和随机性两类，确定型时间序列作为模型残差用于估量预测区间的大小。随机型时间序列预测模型可以看作一个线性滤波器。依据线性滤波器的特性，时间序列可划为自回归(AR)、动平均(MA)、自回归-动平均(ARMA)、累计式自回归-动平均(ARIMA)、传递函数(TF)几类模型，其负荷预测进程普通分为模型识别、模型参数估量、模型检验、负荷预测、精度检验预测值修正5个阶段。第56页，共95页。最大负荷值传统的预测方法当规划期的负荷需用电量后

31、，普通可用最大负荷应用小时数法、同时率法预测最大负荷值。(1)最大负荷应用小时法 最大负荷=预测需电量/年最大负荷应用小时数 年最大负荷应用小时数：参考历史统计值及经负荷特性剖析后确定。(2)同时率法 综合用电最大负荷=供电地域的最大负荷之和同时率K 最大发电负荷=综合用电最大负荷+系统的线损和厂用电 用所求各供电地域的最大负荷之和乘以同时率K，失掉整个系统的综合用电最高负荷，再加上整个系统的线损和厂用电后，就可以求得整个系统的最大发电负荷。 这是由于各用户的最大值不能够在同一时辰出现，普通同时率的大小与电力用户的多少、各用户的用电特点等有关。每个系统应依据实践统计资料确定。第57页，共95页

32、。指数平滑预测法指数平滑法是确定性的时间序列剖析技术。第58页，共95页。指数平滑预测法一次指数平滑预测法【预测公式】选定参数 ，初值 ，便可计算指数平滑序列用t期的平滑值 预测t+1期的电力负荷 。特别的 ，这就是一次指数平滑预测法。由上式可得第59页，共95页。 的加权平均。权系数为上述权系数之和为1。第60页，共95页。【预测值计算】用预测值替代平滑值得预测递推公式或 前式称为直接式，后式称为误差矫正式。用上述公式作预测时，遇到两个效果，一是确定初值 ，二是 的取值。【初值确定】当t较大或 接近1时，初值 的权系数很小，末项可疏忽不计，所以 的选取并不十分重要，普通取 或 。第61页，共

33、95页。当数据较少且 偏小时，初值 的选取对预测结果影响较大，可经过火析预测误差取到较为合理的初值。 【 的取值】剖析递推公式可知，假定数据序列动摇较大，为了在预测中反响这种动摇，应突出新数据 的作用，或强化误差修正项，要用较大的 值，如取 。反之取较小的 值。第62页，共95页。不确定性负荷预测方法 20世纪80年代前期，一些基于新兴学科实际的现代预测方法逐渐失掉了成功运用。这其中主要有灰色数学实际、专家系统方法、神经网络实际、模糊预测实际等。 这些方法用于处置不确定型效果时，又称不确定性负荷预测方法。第63页，共95页。不确定性负荷预测方法灰色预测法专家系统预测法神经网络预测法小波剖析预测

34、技术模糊预测法其他预测方法预测方法比拟【缘由】实践电力负荷开展变化规律十分复杂，为了处置这一实践效果，发生了一类基于类比对应等关系停止推理预测的不确定性预测方法。第64页，共95页。 灰色预测法灰色预测法是以灰色系统实际为基础的负荷预测方法。灰色系统实际是由黑箱完全未知的信息白箱完全的信息灰箱局部的信息实际拓展而来的。电力系统自身具有灰色系统的基本特征。灰色系统模型具有要求负荷数据少、不思索散布规律、运算方便的优点，但数据团圆度大时，或许用于时间跨度长的中临时预测时，预测精度清楚减低。第65页，共95页。灰色系统实际的中心是灰色静态建模Grey Dynamic Model，GM，其思想是直接将

35、时间序列转化为微分方程。目前在电力负荷预测中经常采用的静态模型是GM1，1、GM1，n等模型。其树立方法如下：将电力负荷视为在一定范围内变化的灰色量生成灰色序列量累加生成灰色模型，使灰变白不同生成方式的数据修改、取舍，以提高精度累加还原数据，得到预测值第66页，共95页。灰色预测模型简介设原始数列 ， ，t=1，2，n，对它一次累加构成新的数列用一阶累加生成树立GM1，1模型，其微分方程第67页，共95页。解得预测模型为其中经累减恢复得第68页，共95页。专家系统预测法 专家系统预测法是关于数据库里寄存的过去几年的负荷数据和天气数据等停止细致的剖析，聚集有阅历的负荷预测人员的知识，提取有关规那

36、么。借助专家系统，负荷预测人员能识别预测日所属的类型，思索天气要素对负荷预测的影响，依照一定的推理停止负荷预测。 第69页，共95页。专家系统预测技术 基于知识的顺序设计方法树立起来的计算机系统先阶段主要表现为计算机软件系统 它拥有某个特殊范围内专家的知识和阅历 能像专家那样运用这些知识，经过推理，在那个范围内做出智能决策。 一个完整的专家系统包括：知识库、推理机、综合数据库、解释机、知识获取局部、接受界面。第70页，共95页。知识库内容包括： 基于城网所在地用电水平类型判别的知识； 基于电力远景开展参照体的知识； 基于弹性系数法的知识； 基于惯性的知识； 基于综合目的法的知识； 基于行业用电

37、比重的知识； 基于数学模型预测精度等级的知识。第71页，共95页。完成方法第72页，共95页。神经网络预测法 神经网络预测法是应用神经网络的学习功用，让计算机学习包括在历史负荷数据中的映射关系，再应用这种映射关系预测未来负荷。由于该方法具有很强的鲁棒性、记忆才干、非线性映射才干以及弱小的自学习才干，因此有很大的运用市场，但其缺陷是学习收敛速度慢，能够收敛到局部最小点；并且知识表达困难，难以充沛应用调度人员阅历中存在的模糊知识。第73页，共95页。神经网络预测技术【优点】 可以模拟人脑的智能化处置 对少量非结构性、非准确性规律具有自顺应功用 具有信息记忆、自主学习、知识推理和优化计算的特点其自学

38、习和自顺应功用是惯例算法和专家系统技术所不具有的。提出一个复杂的三层人工神经网络模型，就能完成从输入到输入间非线性映射任何复杂函数关系。【负荷预测输入】当天的天气温度、天气阴沉度能见度、风向风力、峰谷负荷及相关负荷等第74页，共95页。神经网络模型：一个多层神经网络模型分为三层：输入层、输入层和中间层隐含层。神经网络结构表示图第75页，共95页。BP学习算法 BP算法：误差反向传达算法。 参与了隐含层，使输入到输入间可以映射任何函数关系。 BP网络的学习，由四个进程组成。输入形式由输入层经中间层向输入层方向形式顺序传达网络的希望输入与网络实践输入之差的误差信号，由输入层经中间层向输入层逐层停止

39、修正衔接权的误差逆序传达由形式顺序传达 与误差逆序传达的反绝交替停止的网络学习记忆训练进程，使得网络趋向收敛第76页，共95页。小波剖析预测技术【数学基础】泛函剖析、数值剖析、Fourier剖析、样条剖析、谐和剖析等。 小波基本实际定义函数 假定满足如下允许性条件那么函数 称为一个小波，也称基小波。定义对函数 ，假定满足如下动摇性条件其中A、B为满足条件 的2个常数，那么把函数 称为一个二进小波。第77页，共95页。小波剖析在电力负荷预测中的运用【特点】一种时域频域剖析方法在时域和频域上同时具有良好的局部化性质能依据信号频率上下自动调理采样的疏密，容易捕捉和剖析微弱信号以及信号、图像的恣意粗大

40、局部。【优于传统的Fourier剖析的之处】对不同的频率成分采用逐渐精细的采样步长，从而可聚焦到信号的恣意细节对奇特信号很敏感，能很好的处置微弱或突变的信号，将信号转化成小波系数，从而能方便的加以处置、贮存、传递、剖析或被用于重建原始信号。第78页，共95页。 模糊预测法以模糊数学为工具的负荷预测方法。它是近几年比拟抢手的研讨方向。 【方法】针对不确定或不完整、模糊性较大的数据，以附属函数描画事物间的附属、相关关系。模糊系统关于恣意一个非线性延续函数，就是找出一类附属函数，一种推理规那么，一个解模糊方法，使得设计出的模糊系统可以恣意迫近这个非线性函数。 模糊负荷预测法第79页，共95页。 短期

41、负荷预测还有一些其它方法，例如：混沌预测法模糊神经网络预测法:模糊实际和神经网络的无机结合；支持向量机类预测方法包括支持向量机(SVM)和最小二乘支持向量机(LSSVM；组合模型预测方法可分为传统组合方法和智能组合方法等。【优势】能很好地处置负荷预测进程中的非线性效果, 能树立比传统方法更准确描画负荷成因的模型。其他预测方法第80页，共95页。确定性预测方法预测方法优点缺点适用范围自身外推法需要数据少负荷本身无外推的本质即不能自解释时会导致误预测周期较短的负荷预测相关分析法可清楚得到负荷增长趋势与其他可测量因素之间的关系需较多相关社会经济发展指数，实际预测困难负荷模式变化较大，预测周期较长指数

42、平滑法简单、快速精度差预测量大、周期短时间序列法考虑了负荷行为及主要相关因素的随机影响依靠人的经验识别比较困难短期负荷预测回归分析法预测过程简单，技术成熟线性回归预测精度低，非线性过程复杂，开销大中期负荷预测第81页，共95页。不确定性预测方法预测方法优点缺点适用范围模糊预测法结果可以以预测区间、概率的形式给出，精度高需要较多的历史数据未来社会经济发展有很大不确定性专家系统法经验知识与统计方法的结合，克服了单一方法的片面性经验提炼困难，知识库形成难异常负荷模型预测神经网络法对大量非结构性、非精确性规律有自学习的能力样本训练时间和通用性上存在问题平稳时间序列、短期负荷预测混沌预测利用电力负荷本身

43、好规律，需要数据少，精度高相空间的重建中时滞及嵌入维数短期，超短期负荷预测小波分析法对奇异信号敏感，方便对原信号的处理存储分析和重建计算复杂短期负荷预测预测方法的比拟第82页，共95页。负荷预测的综合评价综合评价的必要性增加负荷预测误差的措施算例剖析第83页，共95页。 预测误差用以权衡一个预测模型的运用效果，务必使其处于可接受的范围内。普通来说，短期预测误差不应超越3%，中期预测误差不应超越5%，临时预测误差不应超越15%。【预测误差构成的缘由】1数学模型大少数只包括一些主要要素，主要要素往往被疏忽了，与实践负荷之间存在误差。2负荷所受的影响是千变万化的，停止预测的目的和要求也是多种多样的，

44、预测方法假定选择不当，也会形成误差。3预测需用到少量资料，各项资料并不能都保证牢靠。4某种不测事情的发作也会形成预测误差。综合评价的必要性第84页，共95页。1相对误差与相对误差。 设Y表示实践值， 表示预测值。 为相对误差， 为相对误差。 2平均相对误差。式中 ：MAE平均相对误差； 第i个预测值与实践值的相对误差； 第i个实践负荷值； 第i个预测负荷值。【预测误差剖析目的】第85页，共95页。3均方误差。4均方根误差。5后验差检验。 以残差为基础，依据各时辰残差相对值的大小，思索残差较小的点出现的概率，计算得出后验差比值及小概率误差，从而对预测模型停止评价。第86页，共95页。6规范误差。式中 ： 预测规范误差； n历史负荷数据个数； m自在度，即变量的个数，自变量和 因变 量个数的总和。第87页