摘要：長(zhǎng)期的實(shí)踐表明，電網(wǎng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)受不確定因素影響較多，不同地區(qū)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法和手段不同。要得出某地區(qū)較為準(zhǔn)確的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)值，需要對(duì)該地區(qū)的負(fù)荷特點(diǎn)和構(gòu)成以及各種影響因素進(jìn)行綜合分析，對(duì)各類預(yù)測(cè)方法進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練后，找出符合本地區(qū)特色的負(fù)荷模型和預(yù)測(cè)方法，同時(shí)進(jìn)行必要的人工干預(yù)和修正，最后得出準(zhǔn)確的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)值。本文正是在此基礎(chǔ)之上，研究電網(wǎng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)問(wèn)題。

　　關(guān)鍵詞：電網(wǎng) 短期負(fù)荷預(yù)測(cè) 方法

　　一、研究背景

　　中國(guó)的電力系統(tǒng)市場(chǎng)化進(jìn)入21世紀(jì)后突飛猛進(jìn)發(fā)展，在發(fā)展的過(guò)程中，不斷的自我完善。就是在這樣的歷史背景下，人們開發(fā)了能量管理系統(tǒng)，而負(fù)荷預(yù)測(cè)必然成為能量管理系統(tǒng)中重要的核心。特別是在人員精簡(jiǎn)化信息科技化、資源共享化的情況下，負(fù)荷預(yù)測(cè)是21世紀(jì)電力市場(chǎng)交易管理系統(tǒng)中必不可少的部分。而在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，不僅電力的安全生產(chǎn)離不開負(fù)荷做依據(jù)，更重要的是營(yíng)銷體系，由于電力不可儲(chǔ)存的特殊性，負(fù)荷在營(yíng)銷體系中衡量電力企業(yè)不僅是重要經(jīng)濟(jì)手段，而且還是體現(xiàn)出電力企業(yè)的效益。

　　二、研究目的

　　本文在現(xiàn)有的對(duì)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的研究中，針對(duì)負(fù)荷特性和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)氣候特點(diǎn)，建立合理的負(fù)荷預(yù)測(cè)模型，以實(shí)現(xiàn)負(fù)荷和氣象數(shù)據(jù)采集，短期電力負(fù)荷定時(shí)自動(dòng)預(yù)測(cè)，負(fù)荷預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳上級(jí)部門等多種功能為目標(biāo)，可以減輕負(fù)荷預(yù)測(cè)工程師經(jīng)常進(jìn)行的繁雜的數(shù)據(jù)整理和加工工作，保證歷史數(shù)據(jù)的可繼承性和信息共享，實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)化、科學(xué)化和敏捷化，為電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供重要的技術(shù)支持，具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

　　三、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動(dòng)態(tài)

　　負(fù)荷預(yù)測(cè)的研究大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一個(gè)階段是沒(méi)有理論和數(shù)學(xué)模型做支撐的預(yù)測(cè)，這個(gè)時(shí)期的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)完全依賴于調(diào)度員的個(gè)人主觀判斷，要求調(diào)度員擁有較長(zhǎng)時(shí)間的電力運(yùn)行調(diào)度工作經(jīng)驗(yàn)，一般運(yùn)行人員無(wú)法勝任。預(yù)測(cè)結(jié)果也會(huì)因預(yù)測(cè)人員的不同而存在比較大的差異。

　　四、電網(wǎng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)研究

　?。ㄒ唬┒唐谪?fù)荷預(yù)測(cè)的概念

　　短期負(fù)荷預(yù)測(cè)一般指一周以內(nèi)或一天以內(nèi)的負(fù)荷預(yù)測(cè)；預(yù)測(cè)對(duì)象為日內(nèi)每個(gè)時(shí)刻（例如 24、48、96 或 288 點(diǎn)）的負(fù)荷，或日用電量，本文采用 96 電負(fù)荷預(yù)測(cè)；主要用于電力系統(tǒng)的調(diào)度。像發(fā)電機(jī)組的開停機(jī)計(jì)劃以及設(shè)備的檢修計(jì)劃等，以保證電力設(shè)備的可靠運(yùn)行；短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)特點(diǎn)為，在年、月、周、日不同期限上均具有明顯的周期性；其主要影響因素有：星期類型、氣象因素（溫度、濕度、降雨等）、電價(jià)。

　　（二）電力負(fù)荷預(yù)測(cè)特點(diǎn)

　　電力系統(tǒng)負(fù)荷一般可以分為城市民用負(fù)荷、商業(yè)負(fù)荷、農(nóng)村負(fù)荷、工業(yè)負(fù)荷以及其他負(fù)荷等，不同類型的負(fù)荷具有不同的特點(diǎn)和規(guī)律?？偟膩?lái)說(shuō)，電力負(fù)荷的特點(diǎn)是經(jīng)常變化的，如按小時(shí)變、日變、周變和年變，同時(shí)負(fù)荷又是以天為單位不斷起伏的，具有較大的周期性，負(fù)荷變化是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，一般不會(huì)出現(xiàn)大的躍變，但電力負(fù)荷對(duì)季節(jié)、溫度、天氣、作息時(shí)間等是敏感的，不同的季節(jié)，不同地區(qū)的氣候，以及溫度的變化都會(huì)對(duì)負(fù)荷造成明顯的影響。因此，電力負(fù)荷的特點(diǎn)決定了電力總負(fù)荷由以下四部分組成：基本正常負(fù)荷分量、天氣敏感負(fù)荷分量、特別事件負(fù)荷分量和隨機(jī)負(fù)荷分量。因此，根據(jù)電力負(fù)荷的影響因素和變化規(guī)律，負(fù)荷的預(yù)測(cè)特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：

　　1、不準(zhǔn)確性
　　電力負(fù)荷的發(fā)展是不確定的，會(huì)受到電力市場(chǎng)、天氣狀況等因素的影響，而且各種影響因素也是發(fā)展變化的。人們對(duì)于這些發(fā)展變化有些能夠預(yù)先估計(jì)，有些卻很難事先預(yù)見到，加上一些臨時(shí)發(fā)生變化的影響，就決定了預(yù)測(cè)結(jié)果的不準(zhǔn)確性或不完全準(zhǔn)確性。

　　2、條件性
　　如果負(fù)荷人員真正掌握了電力負(fù)荷的本質(zhì)規(guī)律，其預(yù)測(cè)條件就是必然條件，所做出的預(yù)測(cè)往往是比較可靠的。然而很多情況下負(fù)荷的發(fā)展是不確定的，常采用一些假設(shè)條件。因此，各種負(fù)荷預(yù)測(cè)都是在一定條件下做出的。

　　3、時(shí)間性
　　負(fù)荷預(yù)測(cè)屬于科學(xué)預(yù)測(cè)的范疇，要求有比較確切的數(shù)量概念，這就需要確切地指明預(yù)測(cè)的時(shí)間。因此，負(fù)荷預(yù)測(cè)都有一定的時(shí)間范圍。

　　4、多方案性
　　由于預(yù)測(cè)的不準(zhǔn)確性和條件性，所以有時(shí)要對(duì)負(fù)荷在各種情況下可能的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行預(yù)測(cè)，就會(huì)得到各種條件下不同的負(fù)荷預(yù)測(cè)方案。

　　（三）電網(wǎng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的主要模型

　　1、多元回歸分析預(yù)測(cè)模型，回歸分析法根據(jù)以往負(fù)荷的歷史資料，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的回歸分析方法對(duì)負(fù)荷的觀測(cè)數(shù)據(jù)做統(tǒng)計(jì)分析，確定變量之間的相關(guān)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)荷預(yù)測(cè)的目的。

　　2、 指數(shù)平滑模型
　　對(duì)于電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)報(bào)，重要的是曲線越接近目前時(shí)刻，就應(yīng)當(dāng)越準(zhǔn)確，而對(duì)于過(guò)去很久的數(shù)據(jù)，不必要作很精確的擬合，指數(shù)平滑模型就是這樣的一種曲線擬合法。給定一組觀測(cè)數(shù)據(jù)戈，凡X1，X2......可以定義為一個(gè)N階動(dòng)平均，這里，N是時(shí)刻t所考慮的數(shù)據(jù)觀測(cè)數(shù)目。

　　3、實(shí)用預(yù)測(cè)模型
　　電網(wǎng)受天氣的影響比較大，因此建立一種可以反應(yīng)天氣變化導(dǎo)致負(fù)荷變化的預(yù)測(cè)模型更具實(shí)際意義。本系統(tǒng)建立了一種針對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的實(shí)用模型，其基本思想就是根據(jù)影響因素的變化預(yù)測(cè)出相應(yīng)的負(fù)荷變化，氣象條件的變化與負(fù)荷的變化之間存在著一種映射關(guān)系，從而最終確定預(yù)測(cè)日的負(fù)荷。

　　4、 基于相似日的變權(quán)重組合預(yù)測(cè)模型
　　傳統(tǒng)的組合預(yù)測(cè)模型都是對(duì)各日的虛擬預(yù)測(cè)誤差同等對(duì)待，如果能夠形成以相似程度為加權(quán)的綜合模型，則其物理意義十分明確：在所有進(jìn)行虛擬預(yù)測(cè)的N天中，與待預(yù)測(cè)日的特征量相似程度較高的那些虛擬預(yù)測(cè)日的預(yù)測(cè)誤差應(yīng)該在總體的虛擬預(yù)測(cè)殘差平方和中占據(jù)較大的權(quán)重。基于這種各模型對(duì)相似日的預(yù)測(cè)效果具有一致性的理念，本文建立了基于相似日的變權(quán)重組合預(yù)測(cè)模型.

　　（四）關(guān)鍵技術(shù)

　　本文對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)模型庫(kù)中的模型加以介紹，提出了一種新的選擇相似日的方法，把證據(jù)理論運(yùn)用到短期負(fù)荷預(yù)測(cè)相似日選擇中來(lái)，利用了證據(jù)理論從不確定推理的角度，能將客觀問(wèn)題中的不確定知識(shí)形式化后進(jìn)行推理和判斷的優(yōu)勢(shì)，定量考察選取相似日，提高相似日選擇的準(zhǔn)確度。

　　此外，還對(duì)組合預(yù)測(cè)模型加以改進(jìn)，建立了基于相似日的變權(quán)重組合預(yù)測(cè)模型，首先尋找與待預(yù)測(cè)日特征量相似程度較高的已知日，然后以該己知日為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)判斷各單一預(yù)測(cè)模型的優(yōu)劣從而建立組合預(yù)測(cè)模型，充分利用模型庫(kù)中的多種模型提高預(yù)測(cè)精度。

　　五、結(jié)論

　　短期電力負(fù)荷通常是指未來(lái)日負(fù)荷預(yù)測(cè)和周負(fù)荷曲線預(yù)測(cè)，本文的預(yù)期目標(biāo)是給電廠安排開停機(jī)及發(fā)電計(jì)劃，它是機(jī)組優(yōu)化組合、經(jīng)濟(jì)調(diào)度、水火電協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)。對(duì)于經(jīng)濟(jì)合理地安排電網(wǎng)內(nèi)部發(fā)電機(jī)組的開停，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行，合理安排機(jī)組檢修，編制發(fā)、供電計(jì)劃，減少不必要的發(fā)電機(jī)備用容量，有效降低發(fā)電成本，提高電力企業(yè)效益等都有很重要的意義。根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，還可以采取技術(shù)措施，比如對(duì)負(fù)荷側(cè)進(jìn)行管理，增加系統(tǒng)蓄能水平，對(duì)電力負(fù)荷曲線進(jìn)行削峰填谷，提升電力容量的利用效率，以此提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。