基于气象因子的华中电网负荷预测方法研究
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关键 词 ： 网 负荷 电 线 性 回归 人 工神 经 网络 气 象 因 子
引 言
负 荷 预 测 ， 电力 系 统 的安 全 、 济 运 行 起 着 重 要 的作 用 ， 论 是 电网 的经 济 调 度 、 对 经 无 水 火 协 调 、 电计 划 ， 是 系统 安 全 评 估 等 都 需 要 有 可 靠 的 负荷 预 测 数 据 作 为前 提 。 不 恰 当 发 还 地 考 虑 负 荷 运 行 模 型 ， 使 预测 结 果 与 系 统 实 际情 形 有 较 大 出入 ， 而 构 成 电 网运 行 的潜 会 从 在 危 险 或 造 成 不 必 要 的 投 入 ， 而 降 低 系 统 运 行 的经 济 效 益 。 从 由于 构 成 电 网 的 负 荷 多 样 性 ， 响 负 荷 的预 测 因 素 很 多 ， 如 负 荷 水 平 、 象 条 件 、 影 例 气 季 节 因 素 、 活 习 惯 、 会 经 济 环 境 等 都 对 负 荷 变 化 起 着 一 定 的 作 用 ， 之 负 荷 变 化 本 身 具 生 社 加 有不确定性 ， 因此 要 准 确 地 预 测 负 荷 有 相 当 的 难 度 ＿－ ］ 目前 ， 务 的 负 荷 预 测 流 程 正 １ ２。 业 由调 度 员 的 主 观 预 测 逐 步 过 渡 到 基 于统 计 规 律 的 客 观 预 测 ， 用 的 客 观 预 测 方 法 主 要 包 使 括 相 似 法 、 型 法 、 工 智 能 法 和 综 合 法 等 。但 是 ， 于 各 种 条 件 的 限 制 ， 有 的 许 多 预 测 模 人 由 现
２ 负荷 预测 方 案设 计
２ １ 负 荷 资 料 预 处 理 及 预 测 方 案 概 述 ．
根 据 对 华 中 电 网 负荷 资 料 的 分 析 ， 文 把 实 际 总 负 荷 Ｌ 分 解 成 ３部 分 ： 时 间 呈 某 本 随
种 增 长 程 度 变 化 的 长期 趋 势 项 Ｌ 、 假 日效 应 项 Ｌ 节 和 以 一 年 为 周 期 的季 节 波 动 项 Ｌ ， 其 中最 后 一 项 季 节 波 动 项 Ｌ 与 气 象 条 件 密 切 相 关 ， 认 为 主 要 是 由于 气 象 因 子 的 变 化 可
基 于 气 象 因子 的 华 中 电 网 负 荷 预 测 方 法 研 究
胡 江 林 陈 正 洪
（ 北 省气 象 科学 研究 所 ， 汉 ４ ０７ ） 湖 武 ３ ０ ４
洪 斌 王 广 生
（ 中 电管 局动 能经 济 研究 所 ， 汉 ４ ０７ ） 华 武 ３ ０ ７
提
要
在 分 析 各 种 节 假 日负 荷 变 化 规 律 的 基 础 上 ， 用 气 象 因 子 作 预 报 变 量 ， 用 动 态 的 综 合 利 使 线 性 回 归 和 自 回 归 相 结 合 的 混 合 线 性 回 归 方 法 及 非 线 性 的 人 工 神 经 网 络 方 法 来 进 行 华 中 电 网 日负 荷 和 日最 大 负 荷 及 日最 小 负 荷 的 预 测 。对 １ ２个 月 共 ３ ５天 的 独 立 样 本 试 预 报 表 明 ， ６ 该 客观 方案 对华 中 电 网负荷 的预 测精 度 可满０ —９收 到 ，０ １１ — １收 到 修 改 稿 。 ２ ０ —２ １
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５期
胡 江 林 等 ： 于 气 象 因 子 的 华 中 电 网 负 荷 预 测 方 法 研 究 基
６１ ０
１ 选 用 资 料
本文所用负荷 资料是华 中电网各省（ 湖北 、 南 、 南 、 西 ） 日的 日负 荷 、 河 湖 江 逐 日最 大 负 荷 和 日最 小 负荷 ， 中 电 网 负 荷 是 四省 负 荷 的累 加 值 ， 料 年 限从 １ ９ 华 资 ９ ７年 ２月 至 ２ ０ ０ ０年 ５月 ， 计 １ ６ 总 ２ ４天 的样 本 资 料 。 根 据 以 前 的 研 究 结 果 ， 网 负 荷 与 气 象 因 子 中 的 气 温 关 电 系 最 为 密 切 。 因 而 我 们 选 用 的 气 象 资 料 是 四 省 的 省 会 武 汉 、 州 、 沙 、 昌四 城 市 的 日 郑 长 南 平均气温 、 日最 高 气 温 、 日最 低 气 温 ， 中 日平 均 气 温 由 ０ Ｏ 、 ８ Ｏ 、 ４ Ｏ 其 ２：０ ０ ： ０ １ ：０和 ２ ： ０ 北 ０Ｏ （ 京时 ） ４个 正 点 时 次 的 观 测 气 温 取 平 均 值 得 到 。
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第 １ ３卷 ５期
２０ ０ ２年 １ Ｏ月
应 用 气 象 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＡＰＰＬＩ ＥＤ ＥＴＥ Ｍ ＯＲＯＬＯＧＩ Ｌ ＣＩ ＣＡ Ｓ ＥＮＣＥ
Ｖｏ１ １３． ｏ． ． Ｎ ５ Ｏ ｃ ｏ ｒ２００２ ｔ ｂｅ
方 法 一 般 只 是 定 性 地 考 虑气 象 条 件 对 电 网 负 荷 变 化 的 影 响 ， 之 一 些 模 型 没 有 仔 细 分 析 加
负 荷 本 身 的 变 化 规 律 和 特点 ， 阶段 负 荷 的客 观 预测 仍 存 在 较 大 误 差 Ｅ 。 现 ３ ］ 本 文 在分 析 各 种 节 假 日负 荷 变 化 规 律 的基 础 上 ， 用气 象 因子 作 预报 变 量 ， 用 动 态 利 使 的综 合 线 性 回归 和 自回 归相 结 合 的混 合 线 性 回归 方 法 及 非 线 性 的人 工 神 经 网络 方 法 来 进 行 华 中 电 网 Ｆ 负 荷 和 日最 大 负荷 及 Ｆ最 小 负 荷 的 预 测 。 对 １ ｔ ｔ ２个 月 共 ３ ５天 的 独 立 样 本 ６ 试 预 报 表 明 ， 华 中 电 网 的 日负 荷 、 对 日最 大 负 荷 和 日最 小 负 荷 的 预 测 误 差 分 别 为 １ ６ ．２％ 、 １ ５ ％和 １ ９ ％ ， ．６ ．３ 因而 该 客 观 方 案 对 华 中 电 网 负荷 的 预 测 精 度 可 满 足 业 务 调 度 的 需 要 。
引 言
负 荷 预 测 ， 电力 系 统 的安 全 、 济 运 行 起 着 重 要 的作 用 ， 论 是 电网 的经 济 调 度 、 对 经 无 水 火 协 调 、 电计 划 ， 是 系统 安 全 评 估 等 都 需 要 有 可 靠 的 负荷 预 测 数 据 作 为前 提 。 不 恰 当 发 还 地 考 虑 负 荷 运 行 模 型 ， 使 预测 结 果 与 系 统 实 际情 形 有 较 大 出入 ， 而 构 成 电 网运 行 的潜 会 从 在 危 险 或 造 成 不 必 要 的 投 入 ， 而 降 低 系 统 运 行 的经 济 效 益 。 从 由于 构 成 电 网 的 负 荷 多 样 性 ， 响 负 荷 的预 测 因 素 很 多 ， 如 负 荷 水 平 、 象 条 件 、 影 例 气 季 节 因 素 、 活 习 惯 、 会 经 济 环 境 等 都 对 负 荷 变 化 起 着 一 定 的 作 用 ， 之 负 荷 变 化 本 身 具 生 社 加 有不确定性 ， 因此 要 准 确 地 预 测 负 荷 有 相 当 的 难 度 ＿－ ］ 目前 ， 务 的 负 荷 预 测 流 程 正 １ ２。 业 由调 度 员 的 主 观 预 测 逐 步 过 渡 到 基 于统 计 规 律 的 客 观 预 测 ， 用 的 客 观 预 测 方 法 主 要 包 使 括 相 似 法 、 型 法 、 工 智 能 法 和 综 合 法 等 。但 是 ， 于 各 种 条 件 的 限 制 ， 有 的 许 多 预 测 模 人 由 现
２ 负荷 预测 方 案设 计
２ １ 负 荷 资 料 预 处 理 及 预 测 方 案 概 述 ．
根 据 对 华 中 电 网 负荷 资 料 的 分 析 ， 文 把 实 际 总 负 荷 Ｌ 分 解 成 ３部 分 ： 时 间 呈 某 本 随
种 增 长 程 度 变 化 的 长期 趋 势 项 Ｌ 、 假 日效 应 项 Ｌ 节 和 以 一 年 为 周 期 的季 节 波 动 项 Ｌ ， 其 中最 后 一 项 季 节 波 动 项 Ｌ 与 气 象 条 件 密 切 相 关 ， 认 为 主 要 是 由于 气 象 因 子 的 变 化 可
基 于 气 象 因子 的 华 中 电 网 负 荷 预 测 方 法 研 究
胡 江 林 陈 正 洪
（ 北 省气 象 科学 研究 所 ， 汉 ４ ０７ ） 湖 武 ３ ０ ４
洪 斌 王 广 生
（ 中 电管 局动 能经 济 研究 所 ， 汉 ４ ０７ ） 华 武 ３ ０ ７
提
要
在 分 析 各 种 节 假 日负 荷 变 化 规 律 的 基 础 上 ， 用 气 象 因 子 作 预 报 变 量 ， 用 动 态 的 综 合 利 使 线 性 回 归 和 自 回 归 相 结 合 的 混 合 线 性 回 归 方 法 及 非 线 性 的 人 工 神 经 网 络 方 法 来 进 行 华 中 电 网 日负 荷 和 日最 大 负 荷 及 日最 小 负 荷 的 预 测 。对 １ ２个 月 共 ３ ５天 的 独 立 样 本 试 预 报 表 明 ， ６ 该 客观 方案 对华 中 电 网负荷 的预 测精 度 可满０ —９收 到 ，０ １１ — １收 到 修 改 稿 。 ２ ０ —２ １
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胡 江 林 等 ： 于 气 象 因 子 的 华 中 电 网 负 荷 预 测 方 法 研 究 基
６１ ０
１ 选 用 资 料
本文所用负荷 资料是华 中电网各省（ 湖北 、 南 、 南 、 西 ） 日的 日负 荷 、 河 湖 江 逐 日最 大 负 荷 和 日最 小 负荷 ， 中 电 网 负 荷 是 四省 负 荷 的累 加 值 ， 料 年 限从 １ ９ 华 资 ９ ７年 ２月 至 ２ ０ ０ ０年 ５月 ， 计 １ ６ 总 ２ ４天 的样 本 资 料 。 根 据 以 前 的 研 究 结 果 ， 网 负 荷 与 气 象 因 子 中 的 气 温 关 电 系 最 为 密 切 。 因 而 我 们 选 用 的 气 象 资 料 是 四 省 的 省 会 武 汉 、 州 、 沙 、 昌四 城 市 的 日 郑 长 南 平均气温 、 日最 高 气 温 、 日最 低 气 温 ， 中 日平 均 气 温 由 ０ Ｏ 、 ８ Ｏ 、 ４ Ｏ 其 ２：０ ０ ： ０ １ ：０和 ２ ： ０ 北 ０Ｏ （ 京时 ） ４个 正 点 时 次 的 观 测 气 温 取 平 均 值 得 到 。
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２０ ０ ２年 １ Ｏ月
应 用 气 象 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＡＰＰＬＩ ＥＤ ＥＴＥ Ｍ ＯＲＯＬＯＧＩ Ｌ ＣＩ ＣＡ Ｓ ＥＮＣＥ
Ｖｏ１ １３． ｏ． ． Ｎ ５ Ｏ ｃ ｏ ｒ２００２ ｔ ｂｅ
方 法 一 般 只 是 定 性 地 考 虑气 象 条 件 对 电 网 负 荷 变 化 的 影 响 ， 之 一 些 模 型 没 有 仔 细 分 析 加
负 荷 本 身 的 变 化 规 律 和 特点 ， 阶段 负 荷 的客 观 预测 仍 存 在 较 大 误 差 Ｅ 。 现 ３ ］ 本 文 在分 析 各 种 节 假 日负 荷 变 化 规 律 的基 础 上 ， 用气 象 因子 作 预报 变 量 ， 用 动 态 利 使 的综 合 线 性 回归 和 自回 归相 结 合 的混 合 线 性 回归 方 法 及 非 线 性 的人 工 神 经 网络 方 法 来 进 行 华 中 电 网 Ｆ 负 荷 和 日最 大 负荷 及 Ｆ最 小 负 荷 的 预 测 。 对 １ ｔ ｔ ２个 月 共 ３ ５天 的 独 立 样 本 ６ 试 预 报 表 明 ， 华 中 电 网 的 日负 荷 、 对 日最 大 负 荷 和 日最 小 负 荷 的 预 测 误 差 分 别 为 １ ６ ．２％ 、 １ ５ ％和 １ ９ ％ ， ．６ ．３ 因而 该 客 观 方 案 对 华 中 电 网 负荷 的 预 测 精 度 可 满 足 业 务 调 度 的 需 要 。