人工神经网络在电力负荷预测上的分析与探讨

人工神经网络在电力负荷预测上的分析与探讨

作者：赵宇红胡玲刘旭宁

来源：《科技创新导报》2011年第02期

摘要:电力负荷的预测是电力系统规划的基础,对配变系统和新发电厂的建立具有重要意义。传统的预测方法是通过数学模型来分析电力负荷与其影响因素之间的关系,但由于实际工作中的不可预见因素较多,因此很难建立一个适用于任何情况的表达式。本文通过对人工神经网络在短期电力负荷预测中应用的分析,对其优缺点进行了探讨。

关键词:电力负荷预测人工神经网络应用人工神经网络的分析与探讨

中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1674-098x(2011)01(b)-0090-01

对电力系统负荷的预测对于实现安全发供电、电力系统的自动化运行以及制定工作计划都有着非常重要的意义。传统的预测方法是将线形或分段线形表达作为负荷的预报函数,通过对其进行概率及数理统计的方式对其进行计算,并最终得出预测值。这种方法存在着建模所需的数据量大、适应性不强以及精度不高的问题,因此正逐渐被人工神经网络预测所取代。

1 日负荷模型的构成

电力系统负荷变化的周期性较强,因天气的变化而出现的负荷波动是导致电力系统负荷变化的主要因素,也就是说,N时刻负荷的变化量可以反映出天气的变化情况。因此,用向量的方式来表示负荷型,从而使全部的自变量相对于神经网络来说都属于输入量的中间分量,进而在自变量中隐含负荷与天气变化之间的函数关系。因此,日负荷模型的构成主要包括日基础负荷型和负荷影响因子模型。

1.1 日基础负荷模型

日基础负荷具有明显的周日性和周期性特征,代表了负荷的连续性,是负荷变化的基本规律。

ML［n,t］=∑(1-w)w(i-1)·L［n-(i·7),t］

其中ML［n,t］代表的是日基础负荷;

L［n,t］代表的是第n天t时刻的实际负荷;

W代表的是加权系数,取指小于1大于0;

i代表的是负荷模型所应用历史数据的长度,i的取值为1,2,…。

1.2 负荷影响因子模型

在实际预测中,负荷量已经包括了随机因素对负荷变化的影响,因此近期的负荷数据可以作为未来负荷变化的随机因子。

E［n,t］=｛L［n-x,t］｜t=0,1,...,23;x=1,2, (6)

EL［n,t］=E［n,t］·ML［n,t］

其中E［n,t］代表的是未来负荷变化的随机变化因子;

EL［n,t］代表的是负荷的变化量。

1.3 日负荷模型

为了消除t时刻的负荷对t+i时刻负荷变化的影响,可以将第n-1天最后的j个小时的负荷L ［n-1,j］作为关联补充量添加到第n天的日负荷模型中。

M［n,t］=(｛ML［n,t］｝,｛EL［n,t］｝,｛L［n-1,t］｝)

其中M［n,t］代表的是第n天第t小时的负荷模型。

利用近期的实际负荷以及日基础负荷模型所生成的心的日负荷模型既包括了天气变化对系统负荷的影响,又能反映出电力系统负荷的周期性和连续性以及负荷的变化趋势。

2 人工神经网络结构

进行负荷预测的人工神经网络分为三层,即输入层、输出层和隐含层,这三层分别含有n、m 和l个元素。

将节点x的输入和输出分别设为net［x］、o［x］,将节点x和y的连接权设为w［xy］,隐含层和输出层的校正误差分别为δ［j］、δ［k］,阈值分别为θ［j］、θ［k］,将期望输出设为y［t］。下标［i］为输出层节点i,1≤i≤n,下标［j］为隐含层节点j,1≤j≤m,下标［k］为输出层节点k,1≤k≤l。

2.1 模式的正向传播

(1)输入层:net［i］=a［i］,o［i］=net［i］。

(2)隐含层:o［j］=f(net［j］)。

中长期电力负荷预测研究

中长期电力负荷预测研究 发表时间：2017-11-24T11:02:36.117Z 来源：《电力设备》2017年第19期作者：南志军童丽萍 [导读] 摘要：电力负荷预测是电力系统调度、用电、计划、规划等管理部门的重要工作之一。 （国网新疆哈密供电公司新疆哈密 839000） 摘要：电力负荷预测是电力系统调度、用电、计划、规划等管理部门的重要工作之一。该文对电力负荷预测的概念及分类等问题进行了简要论述，重点分析了中长期负荷预测的特点、成熟方法，对中长期负荷预测方法进行了综述。 关键词：中长期；电力负荷；预测；研究 电力系统负荷预测作为电力系统现代化管理的重要内容之一，在电力系统的控制运行和规划方面具有非常重要的作用，尤其是中长期电力系统负荷的预测，受经济、社会、人口、气候等因素影响很大，存在多样性、复杂性和许多不确定性，对其预测结果是制定电力系统输电规划和电源规划的基础，体现了未来负荷发展的规律，为未来负荷规划提供可靠的依据。 1中长期负荷预测的概述 电力负荷预测是指从已知的电力系统、经济、社会、气象等情况出发，通过对历史数据的分析和研究，运用哲学、社会学、经济学、统计学、数学、计算机、工程技术及经验分析等定性定量的方法，探索事务之间的内在联系和发展变化规律，对负荷发展做出预先估计和推测。长期预测以年为预测时段，以用电负荷、用电量等的年度统计数据作为预测内容，主要受国民经济发展情况、人口、产值单耗、产业结构调整情况、电价政策等的影响，其目的是为合理安排电源和电网的建设进度提供宏观决策的依据。中期预测以月为预测时段，以用电量、用电负荷等的月度统计数据作为预测内容，这些数据呈周期性增长，每年度的12个月具有相似的规律，其变化规律可分为月度量的年度发展序列和月度量的月度发展序列。 2电力负荷预测原理 负荷是指电力需求量，而需求量可用能量的时间变化率表示。在充分考虑一些重要的电力系统运行特性、增容决策、自然条件与社会影响的条件下，研究或利用一套系统的处理过去和现在负荷的数学方法，在满足一定精度要求的意义下，确定未来某特定时刻的负荷数值，称为负荷预测。由于中长期电力负荷受经济、社会、气候等多种因素影响，且存在多样性、复杂性和不确定性，传统的方法无法对复杂电力负荷系统进行准确的预测，导致预测精度低。由于电力负荷是一多维的动态非线性时间序列系统，影响因素很多，只有从中找出一组合适的因子才能有效地捕捉电力负荷变化趋势，从而对电力负荷进行准确的预测。设电力负荷的影响因子为: { x1，x2，…xm} ，m表示影响因子的个数，y 表示电力负荷真实观察值，xi表示第 i 个影响因素，通过一定的建模方法描述电力负荷和影响因子的非线性关系。 3目前常用的中长期电力负荷预测方法及分析 3.1 传统预测方法 回归分析预测法，根据回归分析涉及变量数分为单元、多元回归分析；根据自变量和因变量之间的函数形式，分为线性、非线性回归方程。该方法简单便捷、外推性好，可以很好的预测出从未发生过的情况；但在历史数据残缺或存在较大误差的情况下，预测效果很不理想，针对复杂参数变化，缺乏自学习能力，无法及时进行负荷模型更新。时间序列外推法，基本模型包括：自回归模型AR、动平均模型MA、自回归动平均模型ARMA。此方法适用于负荷变化不大的情况，优点是：对历史数据量要求较低；缺点是：对历史数据准确性要求高，模型系数的计算较繁琐，用线性方程来近似表达一种非线性关系，无法参考天气因素的影响，无法保证精度。灰色数学理论，利用GM 模型群实现电力负荷预测。当电力负荷呈严格指数增长时，灰色数学理论预测方法的预测精度高、所需样本数据少、计算简便以及可检验。但其缺点也比较突出：数据的灰度越大，预测精度越差，不适合长期预测；具有波动性变化的电力负荷，采用GM模型，误差大，无法实现实际需求。 3.2 现代负荷预测方法 模糊预测法，利用有限的规则近似表示任意的函数关系，其缺点是模糊推理FUZZY预测没有学习能力，不能很好的适应不断变化的电力系统，因而精度比较差。专家系统预测法，是对不可量化的经验进行转化的一种方法。其优点是:能汇集多个专家的知识和经验，最大限度地利用专家的能力，资料与信息量比较多，考虑的结果比较全面，从而可以得出较为准确的结果。其缺点是:知识面受数据库的限制，失去自学的能力；对突发性事件和不断变化的条件适应性差。遗传规划方法，是用能根据环境状况动态改变的广义的层次化计算机程序描述问题。在负荷预报应用中，能自动找出与负荷变化密切相关的因素，用其作为自变量，自动生成函数表达式来体现负荷的变化规律，建立负荷预测的数学模型。其预报精度可满足工程需要，在实际应用中，用遗传规划直接进行负荷预报可以作为其他预报方法的辅助工具。优选组合预测模型，对于同一个预测问题，将多个不同的预测模型的线性组合，在一定的条件下改善模型的拟合能力和提高预测精度。选取适当的权重进行加权平均或者选择拟合优度最佳或标准差最小的预测模型作为最优模型进行预测。 3.3 对中长期负荷预测方法的建议 对于年度预测具有单调性的特点，采用灰色预测法、回归分析预测法；若可以引入相关因素，可采用弹性系数法。对于月度预测时，按照年度发展序列构成的月度预测方法中，若历史数据具有单调性特点，则采用灰色预测、回归分析等方法；按照月度发展序列构成的月度预测方法中，根据12月的周期性，优先采用ARMA模型。 4中长期负荷预测要解决的问题及对其研究方向的建议 4.1 中长期负荷预测要解决的问题 需要充分考虑外界因素变化、未来相关因素不确定性、众多因素交互作用的结果以及对预测专家经验和意见有效分析利用的预测前提；遵循“近大远小”原则，采用加权参数估计方法实现区别对待各时段的拟合残差；由于需要按照一定参数估计方法求解若干待定参数（如最小二乘估计、岭估计等算法），使得预测效果差别较大，则如何选择适当的参数估计方法提高预测精度是需要解决的问题。 4.2 对负荷预测问题研究方向的建议 首先是，组合预测，但组合预测的权重确定的分析和估计策略的选择还需要深入研究。其次是，由于不同单位开发了多个电力负荷预测和分析的软件包，使得其独立性强，兼容性差，造成软件培训和系统维护的困难，基于Internet/intranet技术的发展，提供了一种全新的实现负荷预测技术的手段，为电力部门提供一个网上的负荷预测中心，从而有效地提高预测方法的准确性、预测操作的简单性和经济性，

负荷预测方法一

1、单耗法 这个方法是根据预测期的产品产量（或产值）和用电单耗计算需要的用电量，即 A h ＝∑=n i 1Q i U i 式中 A h —某行业预测期的需电量； U i —各种产品（产值）用电单耗； Q i —各种产品产量（或产值）。 当分别算出各行业的需用电量之后，把它们相加，就可以得到全部行业的需用电量。这个方法适用于工业比重大的系统。对于中近期负荷预测（中期负荷预测的前5年），此时，用户已有生产或建设计划，根据我国的多年经验，用单耗法是有效的。 在已知某规划年的需电量后，可用年最大负荷利用小时数来预测年最大负荷，即 P n·max =T A n m ax 式中 P n·max —年最大负荷（MW ）； A n —年需用电量（k W·h ）； T max —年最大负荷利用小时数（h ）。 各电力系统的年最大负荷利用小时数，可根据历史统计资料及今后用电结构变化情况分析确定。 单耗法分产品单耗法和产值单耗法。采用单耗法预测负荷的关键是确定适当的产品单耗或产值单耗。 单耗法可用于计算工业用户的负荷预测。 单耗法可根据第一、第二、第三产业单位用电量创造的经济价值，从预测经济指标推算用电需求量，加上居民生活用电量，构成全社会用电量。预测时，通过对过去的单位产值耗电量(以下简称“单耗”) 进行统计分析，并结合产业结构调整，找出一定的规律，预测规划第一、第二、第三产业的综合单耗，然后根据国民经济和社会发展规划指标，按单耗进行预测。单耗法需要做大量细致的统计、分析工作，近期预测效果较佳。 单耗法的优点是方法简单，对短期负荷预测效果较好。缺点是需做大量细致的调研工作，比较笼统，很难反映现代经济、政治、气候等条件的影响。

电力负荷预测方法

1.负荷预测分类和基础数据处理 1.1负荷预测及其分类 1.1.1负荷预测概念 负荷预测是根据负荷的历史数据及其相关影响因素，分析负荷的变化规律，综合考虑影响负荷变化的原因，使用一定的预测模型和方法，以未来经济形势、社会发展、气候条件、气象因素等预测结果为依据，估计未来某时段的负荷数值过程。 1.1.2负荷预测的分类 按照预测方法的参考体系，工程上的负荷预测方法可分为确定性预测方法、不确定预测方法、空间负荷预测法。 确定性：把电力负荷预测用一个或一组方程来描述，电力负荷与变量之间有明确的一一对应关系。 不确定性：实际电力负荷发展变化规律非常复杂，受到很多因素影响，这种影响关系是一种对应和相关关系，不能用简单的显示数学方程描述，为解决这一问题，产生了一类基于类比对应等关系进行推测预测负荷的不度额定预测方法。 空间负荷预测：确定和不确定负荷预测是对负荷总量的预测。空间负荷预测是对负荷空间分布的预测，揭示负荷的地理分布情况。

1.2负荷预测的基础数据处理 1.2.1负荷预测的基础数据 基础数据大致包括四类，分别为：①负荷数据（系统、区域、母线、行业、大用户的历史数据；负荷控制数据；系统、区域、大用户等的最大利用小时数；发电厂厂用电率和网损率。）②气象数据（整点天气预报；整点气象要素资料；年度气温、降水等气象材料。）③经济数据和人口（区域产业GDP；城乡可支配收入；大用户产量、产值和单耗；电价结构和电价政策调整；城乡人口。）④其他时间（特殊时间如大型会议、自然灾害；行政区域调整） 1.2.2数据处理 为获得较好的预测效果，用于预测数据的合理性得到充分保证，因此需要对历史数据进行合理性分析，去伪存真。最基本要求是：排除由于人为因素带来的错误以及由于统计口径不同带来的误差。另外，尽量减少异常数据（历史上突发事件或由于某些特殊原因会对统计数据带来宠大影响）带来的不良影响。常见的数据处理方法有：数据不全、数据集成、数据变换和数据规约等。 2.确定性负荷预测方法 2.1经验技术预测方法 2.1.1专家预测法 专家预测发分为专家会议发和专家小组法。会议发通过召集专家开会，面对

基于BP神经网络的电力系统负荷预测

基于人工神经网络的负荷预测 1.人工神经网络概述 人工神经网络类似于一个“多输入－多输出”的黑匣子，由一些能并行操作的简单单元组成，整个网络的功能是由单元之间的互连所决定的。 人工神经网络是通过“训练－调整－再训练－再调整”的过程，使得一个特定的输入能够通过网络得到一个特定的输出，其实质是通过调整单元之间的相互影响参数。其结构如下图1： 图1 神经网络结构图 2.题目要求及说明： 以广东某城市的2004年7月20日到7月30日的负荷值以及2004年7月 21日到7月31日的气象特征状态作为网络的训练样本，来预测7月31日的电

2.程序源代码 P=[0.2452 0.1466 0.1314 0.2243 0.5523 0.6642 0.7015 0.6981 0.6821 0.6945 0.7549 0.8215 0.2415 0.3027 0; 0.2217 0.1581 0.1408 0.2304 0.5134 0.5312 0.6819 0.7125 0.7265 0.6847 0.7826 0.8325 0.2385 0.3125 0; 0.2525 0.1627 0.1507 0.2406 0.5502 0.5636 0.7051 0.7352 0.7459 0.7015 0.8064 0.8156 0.2216 0.2701 1; 0.2016 0.1105 0.1243 0.1978 0.5021 0.5232 0.6819 0.6952 0.7015 0.6825 0.7825 0.7895 0.2352 0.2506 0.5; 0.2115 0.1201 0.1312 0.2019 0.5532 0.5736 0.7029 0.7032 0.7189 0.7019 0.7965 0.8025 0.2542 0.3125 0; 0.2335 0.1322 0.1534 0.2214 0.5623 0.5827 0.7198 0.7276 0.7359 0.7506 0.8092 0.8221 0.2601 0.3198 0; 0.2368 0.1432 0.1653 0.2205 0.5823 0.5971 0.7136 0.7129 0.7263 0.7153 0.8091 0.8217 0.2579 0.3099 0; 0.2342 0.1368 0.1602 0.2131 0.5726 0.5822 0.7101 0.7098 0.7127 0.7121 0.7995 0.8126 0.2301 0.2867 0.5; 0.2113 0.1212 0.1305 0.1819 0.4952 0.5312 0.6886 0.6898 0.6999 0.7323 0.7721 0.7956 0.2234 0.2799 1; 0.2005 0.1121 0.1207 0.1605 0.4556 0.5022 0.6553 0.6673 0.6798 0.7023 0.7521 0.7756 0.2314 0.2977 0]'; T=[0.2217 0.1581 0.1408 0.2304 0.5134 0.5312 0.6819 0.7125 0.7265 0.6847 0.7826 0.8325; 0.2525 0.1627 0.1507 0.2406 0.5502 0.5636 0.7051 0.7352 0.7459 0.7015 0.8064 0.8156; 0.2016 0.1105 0.1243 0.1978 0.5021 0.5232 0.6819 0.6952 0.7015 0.6825

中长期电力负荷预测方法的简述及分析

中长期电力负荷预测方法的简述及分析 【摘要】介绍负荷预测的概念及所依据的原理，简述了目前常用的中长期电力负荷预测方法及分析了存在的问题，对一些新的现代负荷预测方法作了归纳说明。【关键词】负荷预测预测方法发展动态1.引言在一定的规划期内，电力系统的负荷水平决定了其发展的规模与速度。因此，中长期电力负荷预测的结果在一定程度上决定了未来规划期内电力系统的发展。当前电力市场正在逐步由卖方市场转向买方市场，过去的以产定销将变成以销定产，生产计划和基建计划的安排都对中长期电力负荷预测提出了更高的要求。本文在介绍电力负荷预测的概念和原理的基础上，把中长期电力负荷预测方法及现在使用的情况和发展趋势作一个简单的叙述和分析。2.负荷预测的概念和原理负荷预测是指在充分考虑一些重要的系统运行特性、增容决策、自然环境和社会影响的条件下，研究或利用一套能系统地处理过去与未来负荷的数学方法，在满足一定精度要求的前提下，确定某特定时刻的负荷数值。负荷预测根据规划目标年限分类，可分为长期预测(指未来10年到20年的负荷预测)、中期预测(指未来5到10年的负荷预测)和近期预测(指5年内的预测)。负荷预测工作是根据电力负荷的发展规律，预计或判断其未来发展趋势和状况的活动。这项活动基于以下的基本原理：(1)可知性原理作为预测的对象，负荷的发展规律、未来的发展趋势和状况是可以为人们所知道的。人们不但可以认识它的过去和现在，而且可以通过总结它的过去和现在而推测其未来。(2)可能性原理事物的发展变化是内因和外因共同作用下的结果。内因的变化及外因作用力大小不同，会使事物的发展变化有多种可能性。所以对某一具体指标的预测往往是按照其发展变化的多样性，进行多方案预测。(3)连续性原理又称惯性原理，是指预测对象的发展是一个连续的过程。其未来发展是这个过程的连续。它强调了预测对象总是从过去发展到现在，再从现在发展到将来。它认为事物发展变化过程中会将某些原有的特征保存下来，延续下去，电力系统的发展变化同样存在惯性，这种惯性是我们进行负荷预测的主要依据。(4)相似性原理在很多情况下，作为预测对象的一个事物，其现在发展过程和发展状况可能与过去另一事物过去一定阶段的发展过程和发展状况相类似，人们可以根据后一事物的已知发展过程和状况，来预测所预测对象的未来发展过程和状况，这就是相似性原理。目前，预测技术中使用的类推法和历史类比法就是基于这个原理的预测方法。(5)反馈性原理反馈就是利用输出返回输入端，再调节输出结果。预测的反馈性原理实际上是为了不断提高预测的准确性而进行的反馈调节。当预测结果和经过一段实践得到的实际值存在差距，可利用这个差距对预测模型进行调节，提高预测的准确性。反馈性预测的实质就将预测的理论值和实际要求相结合，在实践中检验，然后进行修改、调整，使预测质量进一步提高。(6)系统性原理这个原理认为预测对象是一个完整的系统，它本身有内在的系统，它与外界的联系又形成了它的外界系统。这些系统总和构成一个完整的总系统，预测对象的未来发展是系统整体的动态发展，也是整个系统的动态发展和它的各个组成部分和影响因素之间相互作用和相互影响密切相关的。系统性原理还强调系统整体最佳，只有系统整体最佳的预测，才是高质量的预测，才能为决策者提供最佳的预测方案。3.目前常用的中长期电力负荷预测方法及分析在目前的中长期电力负荷预测工作中，比较常用和普遍的有如下几种方法：(1)分产业产值单耗法单耗法即单位产品耗电法，是通过某一单位产品的平均单位产品用电量以及该产品的产量，得到生产这种总产品的总用电量，单耗法需要做大量细致的调查统计工作，但在实际工作中很难对所有产品较准确地求出其单耗，而且工作量太大。(2)电力弹性系数法电力弹性系数是电量平均增长率与国内生产总值之间的比值，该方法旨在分析电力弹性系数有单位国内生产总值电耗之间的关系，根据国内生产总值增长速度结合电力弹性系数得到规划期末的总用电量，同单耗法一样，电力弹性系数法需要做大量细致的统计工作。(3)分区负荷密度法负荷密度预测法是从地区土地面积(或建筑面积)的平均耗电量出发作预测，预测时，先预测出未来某时期的土地面积(或建筑面积)和单位面积用电密度，再乘以面积得到用电量预测值，分区负荷预测法首先根据近年来的发展情况、经济发展目标以及电力规划目标将待预测区域划分成多个功能区，然后

电力系统短期负荷预测方法综述

电力系统短期负荷预测方法综述 本文主要是针对电力系统的短期负荷预测的概念和意义 进行综述，就短期负荷预测的一些特点及其影响预测精度的各方面原因进行总体的分析。在目前的预测方法里，主要有经典的预测方法和传统的预测方法以及智能预测方法和预测新方法。从这些预测方法入手进行综合的应用原理分析，比较其不同预测方法的优点及不足的地方。并且提出了短期负荷预测的精度提升了，不仅在历史的数据上重视了其积累，还应重视在预测的模型选择上要合适，综合型预测模型在未来电力负荷预测方法的必然性。 标签：电力系统短期负荷预测 电力负荷预测在能量的管理系统组成中是极为重要的部分，而短期电力负荷预测则是对几个小时后或是一天、几天的电力负荷值上进行预报。短期电力负荷预测不仅在电力系统安全以及经济的运作下提供了相关保障，还为市场的环境编排高度计划等打下了基础。不过在这个电力生产与消费的日趋市场化下，针对负荷预测的准确及可靠性上也有了更为高的要求，而且就电力系统管理与运行来讲其负荷预测逐渐成为了一个主要的研究领域。预测精度是决定短期负荷预测的作用大小的，所以在短期负荷预测方法研究的重点上是如何对预测精度进行提高。虽然短期负荷预测的研究历史已經很长远了，国内外的学者也对其在方法还有理论方面对于预测模型进行研究工作。当短期负荷出现因素太多的情况下，从而限制了预测方法的范围以及精度。下文针对短期的预测方法展开一个综合性的探析。在研究未来发展方向的同时也为实际情况下短期负荷的预测提供了一个基础。 1 基于短期负荷的预测特点 对于短期电力负荷来讲其预测便是基于在电力负荷以及相关的历史数据对模型进行全面的建立，从而使得新世纪型的电力负荷更具备科学性和全面性。对于短期负荷所面临的事件不确定性以及其随机性，包含了各种特点：①在预测的结果上其短期的负荷存在着一定的不确定性。②不同的负荷预测方法存在相应的条件性。③短期负荷预测在时间上各有不同。④预测的结果包含多方案性。 短期负荷预测精度的影响因素：①以往历史数据。②自然天气情况。③其日期类型。④负荷预测模型。⑤相关社会事件等。 2 简述短期负荷预测方法 短期负荷由于受到来自不同方向的因素影响，面临时间序列问题上其随机的过程表现的很不平稳，就算面临的影响因素包罗万象，不过在这些因素中都存在一个特点那就是有规律性。能够为实际预测打下基础，其短期负荷预测的方法大致分为四类。

毕业设计：基于BP神经网络的短期电力负荷预测(终稿)

毕业设计：基于BP神经网络的短期电力负荷预测（终稿）西安工业大学北方信息工程学院 题目:基于BP神经网络的短期电力负荷预测 系别电子信息工程系 专业电气工程及其自动化 班级 B070307 姓名宋亮 学号 B07030716 导师张荷芳焦灵侠 2011年6月 毕业设计(论文)任务书 系别电子信息系专业电气工程自动化班 b070307 姓名宋亮学号 b07030716 1.毕业设计(论文)题目: 基于bp神经网络的短期电力负荷预测题目背景和意义:电力系统是由电力网、电力用户组成，其作用就是对各类用户尽可能经济2. 地提供可靠而合乎标准要求的电能，以随时满足负荷要求。但是由于电力的生产与使用具有 其特殊性，即电能是不能储存的。这就要求系统发出电力随时紧跟系统负荷的变化动态平衡， 否则，就会影响供用电的质量。电力系统负荷预测因此发展起来，成为工程科学中重要的研 究领域，是电力系统自动化中一项重要内容。在电力系统安排生产计划和实际运行的过程中，

负荷预测起着十分重要的作用，主要表现在以下几个方面: (1)经济调度的主要依据。对电力 系统来说，必须对用户提供可靠而经济的电能，以随时满足各类用户的要求，亦即满足用户 的负荷需求，而在另一方面，又要考虑生产成本，由于电能不能大量储存，因此必须在确保 系统安全的情况下尽量减少实时发电备用容量。(2)生产计划的要求。电力系统中，由于其可 靠性的要求，各种发、供电设备都有确定的检修周期。(3)电力系统安全分析的基础。电力事 故所造成经济损失和社会影响是巨大的，必须尽量避免。 3.设计(论文)的主要内容(理工科含技术指标): 负荷预测并达到一定误差范围之内。 4.设计的基本要求及进度安排(含起始时间、设计地点):电子系实验室1-5周;开题，针对原理及应用、主要技术难点的收集资料，熟悉课题方案。 6-10周; 完成方案论证，确定设计方案。 10-15周;利用Matlab对系统做进一步的仿真分析 16-18周;完成所有的设计工作，整理资料，完成毕业论文，准备答辩。 5.毕业设计(论文)的工作量要求 400机时 *? 实验(时数)或实习(天数): 100天 *? 图纸(幅面和张数):A4×2 ? 其他要求: 论文:15000字以上;外文翻译:5000字以上 指导教师签名: 年月日 学生签名: 年月日 系主任审批: 年月日

电力负荷预测方法

1.负荷预测分类和基础数据处理 负荷预测及其分类 负荷预测概念 负荷预测是根据负荷的历史数据及其相关影响因素，分析负荷的变化规律，综合考虑影响负荷变化的原因，使用一定的预测模型和方法，以未来经济形势、社会发展、气候条件、气象因素等预测结果为依据，估计未来某时段的负荷数值过程。 负荷预测的分类 按照预测方法的参考体系，工程上的负荷预测方法可分为确定性预测方法、不确定预测方法、空间负荷预测法。 确定性：把电力负荷预测用一个或一组方程来描述，电力负荷与变量之间有明确的一一对应关系。 不确定性：实际电力负荷发展变化规律非常复杂，受到很多因素影响，这种影响关系是一种对应和相关关系，不能用简单的显示数学方程描述，为解决这一问题，产生了一类基于类比对应等关系进行推测预测负荷的不度额定预测方法。 空间负荷预测：确定和不确定负荷预测是对负荷总量的预测。空间负荷预测是对负荷空间分布的预测，揭示负荷的地理分布情况。 负荷预测的基础数据处理 负荷预测的基础数据 基础数据大致包括四类，分别为：①负荷数据（系统、区域、母线、行业、大用户的历史数据；负荷控制数据；系统、区域、大用户等的最大利用小时数；发电厂厂用电率和网损率。）②气象数据（整点天气预报；整点气象要素资料；年度气温、降水等气象材料。）③经济数据和人口（区域产业GDP；城乡可支配收入；大用户产量、产值和单耗；电价结构和电价政策调整；城乡人口。）④其他时间（特殊时间如大型会议、自然灾害；行政区域调整）

数据处理 为获得较好的预测效果，用于预测数据的合理性得到充分保证，因此需要对历史数据进行合理性分析，去伪存真。最基本要求是：排除由于人为因素带来的错误以及由于统计口径不同带来的误差。另外，尽量减少异常数据（历史上突发事件或由于某些特殊原因会对统计数据带来宠大影响）带来的不良影响。常见的数据处理方法有：数据不全、数据集成、数据变换和数据规约等。 2.确定性负荷预测方法 经验技术预测方法 专家预测法 专家预测发分为专家会议发和专家小组法。会议发通过召集专家开会，面对面讨论问题，每个专家充分发表意见，并听取其他专家意见。小组法以书面形式独立发表个人见解，专家之间相互保密，最后综合给出预测结果。 类比法 类比法是将类似失误进行分析对比，通过已知事物对未知事物做出预测。例如选取国内外类似城市或地区为类比对象，参考该对象的发展轨迹对本地区作出预测。 主观概率发 请若干专家来估计某特定时间发生的主观概率，然后综合得出该时间的概率。 经典技术预测方法 单耗法 通过某一工业产品的平均单位产皮用电量以及该产品的产量，得到生产这种产品的总用电量。 用电量A=国民生产总之或工农业总产值b*产值单耗g

中长期电力负荷预测研究

存档编号 XXOO！大学毕业设计 题目电力系统中长期 负荷预测研究 学院电力学院 专业热能与动力工程 姓名VVBB 学号200907925 指导教师HHJJ 完成时间2013年5月25日 教务处制

独立完成与诚信声明 本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文）是本人在指导教师的指导下，独立工作所取得的成果并撰写完成的，郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外，不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 毕业设计（论文）作者签名：指导导师签名： 签字日期：签字日期：

毕业设计（论文）版权使用授权书 本人完全了解KKJJ大学有关保管、使用毕业设计（论文）的规定。特授权华北水利水电大学可以将毕业设计（论文）的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计（论文）原件或复印件和电子文档（涉密的成果在解密后应遵守此规定）。 毕业设计（论文）作者签名：导师签名： 签字日期：签字日期：

目录 摘要 (1) 第一章绪论 (3) 1.1中长期负荷预测研究背景和意义 (3) 1.2负荷预测的基本原理 (4) 1.3负荷预测的方法及特点 (5) 1.4研究现状 (8) 1.5目前存在的问题 (8) 1.6本文的主要工作 (9) 第二章负荷预测的方法 (10) 2.1负荷预测的分类 (10) 2.2负荷预测的特点 (11) 2.3影响中长期负荷发展的因素 (12) 2.4负荷预测的误差分析 (13) 2.4.1产生误差的原因 (14) 2.4.2预测误差分析 (14) 第三章回归分析基本理论及预测模型 (16) 3.1回归分析的基本思想 (16) 3.2回归分析的基本原理与方法 (16) 3.2.1基本原理 (16) 3.2.2基本方法 (16) 3.3回归分析步骤 (17) 3.4实例分析 (18) 第四章灰色系统的基本理论及预测模型 (22)

浅析电力系统负荷预测方法

浅析电力系统负荷预测方法 发表时间：2017-10-18T18:11:03.780Z 来源：《电力设备》2017年第15期作者：梅宇1 杨畅1 徐明虎2 陈斯斯1 王硕1 [导读] 摘要：电力工业是国家在能源领域的重大基础行业，电力是国民经济的命脉，经济要发展，电力是先行，电力对于我国经济建设、国家安全、社会稳定、生活质量具有至关重要的作用，现代文明社会已经处处离不开电力供应。 （1.国网辽宁省电力有限公司检修分公司辽宁锦州 121013；2.国网辽宁省电力有限公司技能培训中心辽宁锦州 121000）摘要：电力工业是国家在能源领域的重大基础行业，电力是国民经济的命脉，经济要发展，电力是先行，电力对于我国经济建设、国家安全、社会稳定、生活质量具有至关重要的作用，现代文明社会已经处处离不开电力供应。负荷预测是目标网架规划的基础，提高负荷预测准确率，对电网发展的具有十分重要的意义。 关键词：负荷预测；电力系统；方法探讨 引言 电力工业是国家在能源领域的重大基础行业，电力是国民经济的命脉，经济要发展，电力是先行，电力对于我国经济建设、国家安全、社会稳定、生活质量具有至关重要的作用，现代文明社会已经处处离不开电力供应。目标网架是城市电网规划的基础，确定电网发展的方向和目标，是近期规划和中长期规划的重要依据。为了提高电网规划方案的可行性，必须将城市电网目标网架规划纳入城市整体规划。负荷预测是目标网架规划的基础，提高负荷预测准确率，对电网发展的具有十分重要的意义。 一、电力系统负荷预测的特点 1、电力系统中的负荷一般分为城市的民用负荷、商业的负荷、农村的负荷、工业的负荷和其他的负荷等，不同类型的电力系统负荷会具有不同特点及规律。城市的民用负荷大多来自城市的居民家用电器的用电负荷，它有年年不断增长的趋势，并且随着季节的变化而变化，但民用的负荷还是和居民日常的生活及工作规律相关较为紧密。 2、商业的负荷，主要是指商业用电中的用电负荷，它覆盖的面积大，而且用电量增加的速度的平稳，商业的负荷同样也具有根据季节变化的波动特性。即使它在电力的负荷中占的比重不如工业负荷及民用负荷，但是商业负荷中的照明类的负荷占用了电力系统用电高峰时段。除此以外，商业部门因为商业行为会在节假日里会增加营业时间，因此成为节假日里影响电力负荷重要的因素之一。 工业负荷是指用在工业生产的用电负荷，一般的工业负荷比重在用电负荷里构成中居于第一位，它不仅仅由工业里负荷端的使用情况决定（也包括负荷的利用情况、企业工作班制度等），而且它和各个行业的特性及季节里的因素都有非常密切的联系，一般的负荷还是比较稳定的。 3、农村的负荷是指农村里居民用电及农业里生产的用电。这类负荷和工业里的负荷相比较，受到季节等其他自然环境的影响非常大，它是由于农业生产特点来定性的，农业的用电负荷同时也受到农产品的品种、耕种特点的影响，但是就电网系统而言，因为农业的用电负荷的集中时间和城市的工业的负荷使用高峰时间有很大差别，所以对于提高电网的负荷率很有好处。 从以上的分析可以发现电力的负荷特点是常常变化的，不仅按照小时变化、按日变化，而且还按周变化，按年变化，同时电力负荷又是以小时作为基本单位不断发生变化的，它具有很大的周期性，负荷的变化是个连续发展变化的过程，在正常的情况下，它不会产生大的跳跃，但是电力的负荷对于季节等因素是十分敏感的，在不同的季节，不同的地区的气候和温度的变化都将会对电力负荷造成十分重要的影响。 4、负荷预测目的是根据电力负荷的发展状况和水平，同时也确定各个供电公司计划的年供用总值，供用最大的电力负荷与规划的地区的总共负荷的发展水平，是由各规划的年用电负荷构成。它将为经济合理准确地安排各个电网内部的机组启停和检修，保持电网的运行安全和稳定性，电网发展的速度，电力的建设规模，电力工业的布局，能源资源的平衡，电力余缺的调剂和电网的资金以及人力资源需求和平衡等各个方面提供十分可靠的依据。 二、负荷预测的方法及特点 1、单耗法 按照国家安排的产品产量、产值计划和用电单耗确定需电量。单耗法分"产品单耗法"和"产值单耗法"两种。采用"单耗法"预测负荷前的关键是确定适当的产品单耗或产值单耗。从我国的实际情况来看，一般规律是产品单耗逐年上升，产值单耗逐年下降。单耗法的优点是：方法简单，对短期负荷预测效果较好。缺点是：需做大量细致的调研工作，比较笼统，很难反映现代经济、政治、气候等条件的影响。 2、趋势外推法 当电力负荷依时间变化呈现某种上升或下降的趋势，并且无明显的季节波动，又能找到一条合适的函数曲线反映这种变化趋势时，就可以用时间t为自变量，时序数值y为因变量，建立趋势模型y=f（t）。当有理由相信这种趋势能够延伸到未来时，赋予变量t所需要的值，可以得到相应时刻的时间序列未来值。这就是趋势外推法。应用趋势外推法有两个假设条件：①假设负荷没有跳跃式变化；②假定负荷的发展因素也决定负荷未来的发展，其条件是不变或变化不大。选择合适的趋势模型是应用趋势外推法的重要环节，图形识别法和差分法是选择趋势模型的两种基本方法。 外推法有线性趋势预测法、对数趋势预测法、二次曲线趋势预测法、指数曲线趋势预测法、生长曲线趋势预测法。趋势外推法的优点是：只需要历史数据、所需的数据量较少。缺点是：如果负荷出现变动，会引起较大的误差。 3、弹性系数法 4、空间负荷密度法 空间负荷预测是对规划区域内负荷的地理位置和数值大小进行的预测，它提供未来负荷的空间分布信息。只有确定了配电网供电区域内未来负荷的空间分布，才能对变电站的位置和容量，主干线的型号和路径，开关设备的装设以及它们的投入时间等决策变量进行规划。由于空间负荷预测涉及大量的空间信息，地理信息系可以为空间负荷预测的数据收集、处理和预测结果的表示提供一个良好的平台。将GIS 引入空间负荷预测，可以极大地减少数据收集量，是空间负荷预测方法实用化的必要步骤。针对国内土地使用的实际情况，在空间负荷预测中采用了分类分区法，该方法是在分类负荷总量预测的基础上，根据城市规划用地图，计算分类负荷平均密度；再由小区面积构成、小区负荷同时率及修正系数求得小区最终负荷。同时，就分类分区法在预测过程中存在的一些问题进行了恰当的处理和改进。针对己有负荷预测软件在数据收集、统计，模型、方法选用，结果处理等方面存在的问题，在将传统、实用的常规预测方法用计算机加以实现的同时，

基于BP神经网络的短期电力负荷预测

西安工业大学北方信息工程学院 本科毕业设计（论文）题目：基于BP神经网络的短期电力负荷预测 系别电子信息工程系 专业电气工程及其自动化 班级B070307 姓名宋亮 学号B07030716 导师张荷芳焦灵侠 2011年6月

毕业设计（论文）任务书 系别 电子信息系 专业 电气工程自动化 班 b070307 姓名 宋亮 学号 b07030716 1.毕业设计（论文）题目： 基于bp 神经网络的短期电力负荷预测 2.题目背景和意义：电力系统是由电力网、电力用户组成，其作用就是对各类用户尽可能经济地提供可靠而合乎标准要求的电能，以随时满足负荷要求。但是由于电力的生产与使用具有其特殊性，即电能是不能储存的。这就要求系统发出电力随时紧跟系统负荷的变化动态平衡，否则，就会影响供用电的质量。电力系统负荷预测因此发展起来，成为工程科学中重要的研究领域，是电力系统自动化中一项重要内容。在电力系统安排生产计划和实际运行的过程中， 负荷预测起着十分重要的作用，主要表现在以下几个方面： (1)经济调度的主要依据。对电力系统来说，必须对用户提供可靠而经济的电能，以随时满足各类用户的要求，亦即满足用户的负荷需求，而在另一方面，又要考虑生产成本，由于电能不能大量储存，因此必须在确保 系统安全的情况下尽量减少实时发电备用容量。(2)生产计划的要求。电力系统中，由于其可 靠性的要求，各种发、供电设备都有确定的检修周期。(3)电力系统安全分析的基础。电力事 故所造成经济损失和社会影响是巨大的，必须尽量避免。 3.设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）： 负荷预测并达到一定误差范围之内。 4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）：电子系实验室 1-5周；开题，针对原理及应用、主要技术难点的收集资料，熟悉课题方案。 6-10周； 完成方案论证，确定设计方案。 10-15周；利用Matlab 对系统做进一步的仿真分析 16-18周；完成所有的设计工作，整理资料，完成毕业论文，准备答辩。 5.毕业设计（论文）的工作量要求 400机时 ① 实验（时数）*或实习（天数）： 100天 ② 图纸（幅面和张数）*：A4×2 ③ 其他要求： 论文：15000字以上；外文翻译：5000字以上 指导教师签名： 年 月 日 学生签名： 年 月 日 系主任审批： 年 月 日 说明：1本表一式二份，一份由学生装订入册，一份教师自留。 2 带*项可根据学科特点选填。

电力负荷预测方法

电力负荷预测方法 发表时间：2018-08-02T15:26:39.817Z 来源：《电力设备》2018年第11期作者：刘自伟[导读] 摘要：电力设施是国家的基础设施，是国家经济发展不可缺少的基础条件。（韶关新丰供电局广东新丰 511100） 摘要：电力设施是国家的基础设施，是国家经济发展不可缺少的基础条件。随着经济的不断发展，珠三角的产业转移的趋势，电力设施配套建设已成为地区经济发展的关键。准确的电力负荷预测为电网规划提供强有力的依据，不仅可以获得巨大的社会效益，也可以获得巨大的经济效益。 关键词：电网规划；负荷预测；预测方法 1 序言 近年来，新丰经济的不断发展，珠三角的产业转移。为承接好珠三角产业转移，做好电力先行，准确地进行负荷预测十分重要。 2 负荷预测 电网规划很重要的一步就是电网负荷预测，电网负荷预测是安排电网基本建设项目的依据，确定了规划时期内的负荷水平也就确定了电力发展的速度；中、长负荷预测用来初步电源规划，而近期预测用来进一步确定变电站的容量。负荷预测是从已知的经济、社会发展和电力需求情况出发，通过对历史数据的分析和研究，对电力需求作出预先的估计和推测。根据这些预测结果，可以针对性地采取技术措施，如进行可中断负荷控制，增添低谷用电设备、采用蓄冷蓄热技术等，改变电力需求在时序上的分布，将用户的电力需求从电网高峰消减、转移或增加电网低谷期的用电以期提高系统运行的经济性和可靠性，在规划的电力网中还可以减少新增装机容量和节省电力建设投资，从而降低预期的供电成本。负荷预测的方法很多，主要有：综合产值单耗法、弹性系数法、时间序列法、参数回归法、比例系数增长法和经济模型预测法。 3 方法简介 3.1原始资料 3.1.1某县配电网装变容量 至2010年4月底，该县建有高压变电站4座，其中110kV变电站3座、200kV变电站1座：110kV变电总容量为430MV A。200kV变电总容量为360MV A，高压变电站总容量合计790MV A。 表1 某县高压变电站统计表 3.2 综合产值单耗法 3.2.1综合产值单耗法 单耗法是根据第一、二、三产业每单位用电量创造的经济价值，从预测经济指标推算用电需求量，加上居民生活用电量，构成全社会用电量。预测时，通过对过去的单位产值耗电量进行统计分析，并结合产业结构调整，找出一定的规律，预测规划期的一、二、三产业的综合单耗，然后按国民经济和社会发展规划的指标，按单耗进行预测。单耗法需要做大量细致的统计、分析工作，近期预测效果较佳。但在市场经济条件下，未来的产业单耗和经济发展指标都具有不确定性，对于中远期预测的准确性难以确定。 3.2.2计算过程 根据原始资料的数据对该县未来的负荷进行预测，其过程如下：先算出2010-2016年国内生产总值，设国内生产总值为T 亿元 亿元 亿元 亿元 再算出2007-2009各年的综合单耗

电力负荷预测的要求

电力负荷预测是电力系统规划的重要组成部分，也是电力系统经济运行的基础，其对电力系统规划和运行都极其重要。 电力负荷预测包括两方面的含义，即用以指安装在国家机关、企业、居民等用户处的各种用电设备，也可用以描述上述用电设备所消耗的电力电量的数值。 电力负荷预测是以电力负荷为对象进行的一系列预测工作。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）的预测和对未来用电量（能量）的预测以及对负荷曲线的预测。其主要工作是预测未来电力负荷的时间分布和空间分布，为电力系统规划和运行提供可靠的决策依据。 电力负荷预测的影响因素 在电力负荷预测中，很多因素不同程度地影响着电力荷的预测值。有些因素因自然而变化，比如气象。有些因按地区条件产生差异，如工农业发展速度;有些因素是无估计的重大事件，如严重灾害等，并且各个因素对负荷的响可能是不一样的，而且同一因素的不同水平对负荷的影也是不同的[1]。 1.气象因素的影响，很多负荷预测数学模型都引入了气象部门提供的气象预报信息，包括温湿度、雨量等在内的气象因素都会直接影响负荷波动，尤其在居民负荷占据较高比例的地区，这种影响更大。 2.节假日及特殊条件的影响，较之正常工作日，一般节假日的负荷都会明显降低，以春节为例，春节期间的负荷曲线一般会出现大幅度的下降变形，而其变化周期也大致与假日周期吻合。 3.大工业用户突发事件的影响对于大工业用户装接容量占用电负荷较高的地区，大工业用户在负荷预测偏差中起到的影响作用也比较大。 4.负荷特性分析和预测方法的影响目前，由于很多地区在负荷种类结构以及变化因素上的统计分析工作不够深入系统，导致在需要历史数据进行对照时无法展开工作，对于负荷特性和相关变化规律的总结也就无从谈起。 5.管理与政策的影响负荷预测是一项技术含量很高的工作，然而负荷预测工作在很多地区还没有得到足够的重视，基础工作薄弱，考核标准过于宽松，与大用户的信息沟通不畅，大用户的用电缺乏计划性和有序性；预测人员缺乏良好的综合素质、较高的分析能力和丰富的运行经验，不适应高标准工作的要求。

(完整版)电力负荷预测方法

电力负荷预测方法 朋友们大家好，很高兴与大家分享一下电力方面的知识。本节摘要是：负荷预测方法可分为确定性负荷预测方法和不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述，电力负荷与变量之间有明确的一一对应关系，包括时间序列预测法、回归分析法、经典技术预测法、趋势外推预测法等。不确定性预测方法基于类比对应等关系进行推理预测的，包括灰色理论预测法、专家系统法、模糊预测法、神经网络法、小波分析预测法等。 关键字：电力负荷预测方法... 负荷预测是电力系统调度的一个重要组成部分，是电力交易的主要数据源，也是电力系统经济运行的基础,任何时候,电力负荷预测对电力系统规划和运行都极其重要。近几年，随着我国电力供需矛盾的突出集电力工业市场化运营机制的推行，电力负荷预测的准确度有待进一步提高。 负荷预测方法可分为确定性负荷预测方法和不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述，电力负荷与变量之间有明确的一一对应关系，包括时间序列预测法、回归分析法、经典技术预测法、趋势外推预测法等。

而为了解决实际电力负荷发展变化规律非常复杂不能用简单的显式数学方程来描述期间的对应和相关这一问题，许多专家学者经过不懈努力，把许多新的方法和理论引入到负荷预测中来，产生了一类基于类比对应等关系进行推理预测的不确定性预测方法。包括灰色理论预测法、专家系统法、模糊预测法、神经网络法、小波分析预测法等。 <一> 确定性负荷预测方法 一、时间序列预测法 时间序列分析法利用了电力负荷变动的惯性特征和时间上的延续性，通过对历史数据时间序列的分析处理，确定其基本特征和变化规律，预测未来负荷。 时间序列预测是依据电力负荷的历史数据建立一个时间序列的数学模型，通过时间序列的数学模型可以描述这个时间序列变换的规律性，同时在数学模型的基础上建立电力负荷预测的数学表达式，并对未来的负荷进行预测。电力负荷时间序列预测方法主要包括自回归AR（p）模型、滑动平均MA（q）模型和自回归与滑动平均ARMA（p，q）模型等。 按照处理方法不同，时间序列法分为确定时间序列分析法和随机时间序列分析法。时间序列模型的缺点在于不能充分利用对负荷性能有很大影响的气候信息和其他因素，导致了预报的不准