电力负荷预测设计实现论文
中长期电力负荷预测系统设计本科论文
北华大学毕业设计(论文)论文题目:中长期电力负荷预测系统设计班级学号:_________________________ 姓 名:_________________________专 业 名 称:________________________2015年06月05日电子11—1 09号 电子信息科学与技术北华大学毕业设计(论文)毕业设计题目:中长期电力负荷预测系统设计作者:_________________________指导教师:单位:北华大学协助指导教师:单位:单位:完成日期:2015年06年05摘要中长期电力负荷预测是目前非常受人们关注的研究方向,精准的预测,是高效地完成电力系统规划的基础。
而且由于现代化的工业和农业的水平一直都在不断发展之中,人民群众生活的水平也在日益的提高,整个社会对电力供应的需求量也在不断的增长。
因此为了能够满足日益增加的社会电力需要,就必须而且一定得不断扩大电力系统的规模。
所以趋于合理的精确的电力负荷预测已成为迫切的需要,而且预测的水平已成为衡量一个电力部门的管理是否跨入国际先进行列的重要象征,尤其是我国的电力事业现在正处于迅猛发展的阶段,成功的解决电力负荷预测问题的考验已经成为我们所要面对的一项重要而又艰巨的任务,对我国的国民经济和民族强盛具有十分深刻的意义。
本文在开头先简要地对中长期电力负荷预测研究的国内外背景和意义、以及预测的原理进行了介绍,简要的概述了中长期电力负荷预测研究的现状,简要的介绍了预测的分类、特征、以及影响负荷预测的诸多因素,最后多方比较后决定从灰色理论的方法着手,建立GM(1,1)模型,来对未来一定时间内吉林省的电力负荷进行预测。
关键词:电力负荷,预测,灰色理论,GM(1,1)模型- 1 -AbstractMedium - and - term electric load forecasting is the research direction of the people pay close attention to at present, accurate forecast, it is the foundation that the electric power system plan is accomplished effectively.And because the modern industry and agriculture level always in the continuous development of people's living level also in the increasingly improved, the whole society on the power supply demand also in constant growth.Therefore, in order to meet the need of increasing social power, it is necessary and must enlarge the scale of power system..So tending to reasonably accurate power load forecasting has become the urgent need and predict the level has become the measure of the management of a power sector is entering an important symbol of the advanced ranks.Especially in China's power industry is now in the stage of rapid development,The successful solution to the problem of power load forecasting has become an important and difficult task we should face.,It has very deep significance for our country's national economy and the national power..In the beginning, the paper briefly introduces the long-term power load forecasting of its domestic and international background, and the principle of forecasting.,And the present situation of the medium and long term load forecasting is briefly summarized.,And briefly introduced the forecast classification, the characteristic, and the influence load forecast many factor,Finally, the method of gray theory is decided to decide the method of gray theory.,The establishment of GM (1,1) model, to predict the power load of Jilin province within a certain time in the future.Key words:Power Load,Forecasting,Gray theory,Model of GM(1,1)- 2 -目录摘要........................................................................................................................ - 1 -Abstract ........................................................................................................................ - 2 -引言 ....................................................................................................................... - 1 -1绪论 .............................................................................................................................. - 2 -1.1中长期电力负荷预测的意义及背景............................................................. - 2 -1.2国内外发展现状 .............................................................................................. - 2 -1.3研究中存在的问题.......................................................................................... - 3 -1.4本文的主要工作 .............................................................................................. - 3 -2中长期电力负荷预测的原理..................................................................................... - 5 -2.1电力负荷预测的原理...................................................................................... - 5 -2.2电力负荷预测的特点...................................................................................... - 6 -2.3电力负荷预测的方法及特点 ......................................................................... - 6 -2.4影响电力负荷预测的因素.............................................................................. - 9 -3基于灰色模型的中长期电力负荷预测 ..................................................................- 10 -3.1灰色系统理论 ................................................................................................- 11 -3.2灰色生成.........................................................................................................- 11 -3.2.1累加生成 .............................................................................................- 11 -3.2.2累减生成 .............................................................................................- 12 -3.2.3均值生成 .............................................................................................- 13 -3.2.4级比生成 .............................................................................................- 14 -3.3灰色预测模型建立........................................................................................- 14 -3.4灰色预测模型的精度检验............................................................................- 16 -3.4.1相对残差检验.....................................................................................- 18 -3.4.2后验差检验 .........................................................................................- 18 -3.4.3关联度检验..........................................................................................- 20 -3.5改进的灰色预测模型....................................................................................- 21 -3.5.1残差模型 .............................................................................................- 21 -3.5.2等维新息模型.....................................................................................- 21 -3.5.3参数修正模型.....................................................................................- 21 -3.5.4GM(1,N)模型的建立...........................................................................- 23 -3.5.5灰色模型群的建立.............................................................................- 25 -4吉林省中长期电力负荷预测实例分析 ..................................................................- 26 -4.1样本采集与处理 ............................................................................................- 26 -4.2仿真及预测.....................................................................................................- 26 -4.3改进的GM(1,1)模型.....................................................................................- 35 -结论......................................................................................... 错误!未定义书签。
电力系统中的电力负荷预测技术的应用实践
电力系统中的电力负荷预测技术的应用实践随着电力需求的不断增长,电力负荷预测技术在电力系统中的应用变得越来越重要。
通过准确预测电力负荷,电力系统运营者可以合理安排发电计划、优化供需平衡、提高电力系统的稳定性和可靠性。
本文将对电力系统中的电力负荷预测技术进行简要介绍,并探讨其在实践中的应用。
首先,了解电力负荷预测技术的基本概念和方法对于我们理解其应用实践具有重要意义。
电力负荷预测是基于历史电力负荷数据和其它相关数据,利用数学统计方法和人工智能技术,对未来一段时间内的负荷进行预测和估计。
常用的电力负荷预测方法包括时间序列分析、回归分析、神经网络等。
其中,时间序列分析是一种基于历史负荷数据的统计方法,可以通过分析负荷的周期性、趋势性和随机性等特征,进行预测。
回归分析则是通过建立负荷与其它变量之间的数学模型,预测负荷。
神经网络是一种基于人工智能的方法,通过学习历史负荷数据的模式和规律,进行负荷预测。
在实践中,电力负荷预测技术经常用于日前负荷预测、短期负荷预测和长期负荷预测。
日前负荷预测主要是根据已有的历史数据和当天的天气情况,对当天的负荷进行预测。
短期负荷预测是指对未来几天或几周的负荷进行预测,可用于合理调度发电设备、购买电力和制定用电计划等。
长期负荷预测则是对未来几个月或几年的负荷进行预测,可用于电力规划和电力市场分析等。
在实践中,日前负荷预测和短期负荷预测的准确性要求较高,因为电力系统运营者需要根据这些预测结果来决定当天的发电计划和电网调度计划。
然而,电力负荷预测技术的应用也面临一些挑战。
首先,电力负荷受到很多因素的影响,如天气、节假日、工业生产等,这些因素的变化难以准确预测。
其次,负荷数据的缺失或不完整也会影响预测结果的准确性。
另外,电力负荷预测的时间粒度不同,对数据的要求也不同,例如日前负荷预测需要天级别的数据,而短期和长期负荷预测需要更长的时间间隔的数据。
为了应对这些挑战,电力系统运营者和科研人员开展了大量的研究和探索。
《2024年电力系统负荷预测研究综述与发展方向的探讨》范文
《电力系统负荷预测研究综述与发展方向的探讨》篇一一、引言随着社会经济的快速发展和人民生活水平的持续提高,电力系统的稳定运行与高效管理成为了一个国家发展的重要支撑。
电力负荷预测作为电力系统管理的重要组成部分,对于提高能源利用效率、优化电力资源配置、减少电力损耗及满足社会电力需求具有十分重要的意义。
本文旨在全面梳理电力系统负荷预测的研究现状,探讨其发展趋势,以期为未来的研究提供参考。
二、电力系统负荷预测研究综述1. 传统预测方法传统的电力系统负荷预测方法主要包括时间序列分析、回归分析、专家系统等。
时间序列分析通过分析历史负荷数据,建立数学模型,预测未来负荷。
回归分析则通过分析影响负荷的各种因素,建立回归方程进行预测。
专家系统则依靠专家经验与知识进行预测。
这些方法在一定的应用场景下具有其优势,但同时也存在预测精度不高、泛化能力不强等问题。
2. 现代预测方法随着人工智能技术的快速发展,越来越多的学者开始将人工智能技术应用于电力系统负荷预测。
其中,基于人工智能的预测方法如神经网络、支持向量机、深度学习等在电力负荷预测中取得了显著的成果。
这些方法能够有效地处理非线性、高维度的数据,具有较高的预测精度和泛化能力。
(1)神经网络神经网络是一种模拟人脑神经元工作方式的机器学习算法,其在电力负荷预测中具有广泛的应用。
通过训练神经网络模型,可以有效地捕捉电力负荷的时空特性、气候特性等影响因素,提高预测精度。
(2)支持向量机支持向量机是一种基于统计学习理论的机器学习算法,其通过寻找能够将数据集进行最佳分类的超平面来实现对数据的分类和预测。
在电力负荷预测中,支持向量机能够有效地处理高维度的数据,具有良好的泛化能力。
(3)深度学习深度学习是机器学习的一个分支,其通过构建多层神经网络来模拟人脑的复杂工作方式。
在电力负荷预测中,深度学习能够处理复杂、非线性的数据关系,具有较高的预测精度。
目前,深度学习在电力负荷预测中的应用已成为研究热点。
中长期电力负荷预测研究毕业论文
中长期电力负荷预测研究毕业论文目录摘要 (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)4.1基本原则 (22)4.2基本方法 (23)4.3灰色系统建模的机理 (24)4.4灰色序列及其生成方法 (24)4.4.1累加生成 (25)4.4.2累减生成 (25)4.4.3均值生成 (26)4.5数列灰预测模型 (27)4.5.1灰色预测模型的建模 (27)4.5.2灰色预测模型的检验 (30)4.6 实例分析 (32)第五章总结和展望 (37)参考文献 (38)致谢 (39)附录一灰色模型仿真程序 (40)附录二翻译 (45)附录三任务书 (71)附录四开题报告 (75)第一章绪论1.1中长期负荷预测研究背景和意义电力负荷的预测意义不言而喻,当代社会处处离不开电,电力负荷同国民经济密切相关。
把生产出来的电能合理地分配给各地区,各工厂,各居民用户,同时维持稳定的电压、恰当功率,是电力系统的基本要求。
由于电能不能大量储存,生产的负荷不能太大,也不能太小,所以精准的费和预测对保持电网安全稳定运行具有重大意义;对于一个发电企业如果能提前知道某地区的用电量,可以减少不必要的储备容量;对于一个电网系统,明确子系统的用电量,无疑可以更合理地分配负荷,避免不必要的启停,减少意外的经济损失;对于整个国家,依据电力负荷和国民经济的密切关系,准确的负荷预测有利于国民经济的宏观调控。
电力负荷预测方法的研究毕业论文
毕业设计(论文)文献综述系别:电子与电气工程系年级专业:2009级电气工程与其自动化姓名:AA学号:09AAAAAA题目名称:电力负荷预测方法的研究电力负荷预测方法的研究文献综述[容摘要]:负荷预测是电力系统规划、计划、用电、调度等部门的基础工作。
讨论了年度负荷预测、月度负荷预测和短期负荷预测的特点、成熟方法,分析了负荷预测问题的各种解决方案,并指出未来的主要研究方向。
根据国电力系统负荷预测的实践和国外的经验,对我国开展电力系统负荷预测工作提出了一些建议。
[关键词]:电力系统;负荷预测;模型;参数辨识电力负荷预测方法与应用一、概述电力工业是国民经济的基础工业。
随着我国产业结构完善和人民整体生活水平的改善,对电能的需求逐年加大,同时对电力质量的要求也越来越高,且由于电能生产和消费的同时性,对电网建设和布局提出了更高的要求。
电力负荷预测是电网规划建设的依据和基础。
随着电力工业在国民经济中扮演着越来越重要的角色,电力负荷的正确预测显得尤为重要。
电力负荷预测是指通过对电力系统负荷历史数据的分析和研究,运用统计学、数学、计算机、工程技术与经验分析等定性定量的方法,探索事物之间的在联系和发展变化规律,对未来的负荷发展做出预先估计和推测。
电力负荷预测结果的准确与否直接关系到电力投资的效益,供电的可靠性,用电需求的正常发展,以与社会的经济效益和社会效益。
但要做到预测准确或较准确是很困难的,因为影响电力负荷预测的因素相当多,且由于各地区产业结构和人民生活水平不同,各具体因素对电力负荷预测的敏感度是不一样的,因而电力负荷预测具模糊性。
回顾我国“十五”期间的预测情况与实际发展情况是很有意义的。
基于“九五”期间国民经济和电力工业的发展状况,在全国电力供需趋于平衡的前提下,我国制定的“十五”规划对电力工业发展提出了“可持续发展”的要求:电力工业发展方式要从数量速度型向质量效益型转变,从以供给导向为主转向以需求导向为主,优化电力资源配置。
电力系统中的负荷预测问题研究
电力系统中的负荷预测问题研究概述电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施之一。
为确保电力供应的稳定和安全,准确预测负荷变化是非常重要的。
负荷预测是指对未来一段时间内电力系统负荷的变化进行估计,以便电力公司和系统运营商合理规划和安排电力供应。
负荷预测涉及到多个因素,如天气、季节、节假日等,需要借助先进的预测模型和方法来进行准确预测。
传统方法在过去的几十年中,传统的负荷预测方法主要基于统计学模型。
这些模型通过分析历史数据来推断未来负荷。
其中最常用的方法是基于回归分析的时间序列模型,如ARIMA模型、指数平滑法和季节性分解法。
尽管这些方法在某些情况下可以得到较好的预测结果,但随着电力系统的复杂性和数据的丰富性增加,它们逐渐显示出一些局限性。
挑战和现代方法负荷预测面临许多挑战,包括负荷的非线性、不确定性和复杂性。
为了应对这些挑战,研究人员提出了许多基于机器学习的现代方法。
一种常用的现代方法是基于人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)的负荷预测模型。
ANN模型是一种模拟人脑神经元工作原理的计算模型,通过多层神经元的连接和权重调整来学习输入和输出之间的非线性关系。
ANN模型能够自动捕捉负荷变化中的复杂模式和关联,从而提高预测准确度。
另一种常见的方法是基于支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的负荷预测模型。
SVM模型是一种通过将数据映射到高维空间来解决非线性问题的机器学习方法。
它通过寻找一个最优的超平面来划分不同类别的数据,从而达到最佳的分类效果。
在负荷预测中,SVM模型可以将负荷数据映射到高维特征空间,通过构建一个分类边界来预测未来的负荷。
此外,还有一些其他的现代方法如基于决策树的模型、基于遗传算法的模型等,它们都在一定程度上改善了负荷预测的准确性。
应用案例负荷预测在电力系统中有广泛的应用。
电力公司和系统运营商可以利用负荷预测来优化电力供应和调度,合理安排电力发电和输电计划。
电力系统中的电力负荷预测研究
电力系统中的电力负荷预测研究引言随着经济的快速发展和人民生活水平的提高,电力需求呈现出愈发增长的趋势。
电力负荷预测在电力系统运行与规划中扮演着重要角色。
准确的负荷预测能够有效地提高电力系统的运行效率,优化发电计划和资源配置,降低电力供需之间的差距。
本文将深入探讨电力系统中的电力负荷预测研究。
一、电力负荷预测的背景与意义1.1 电力系统中电力负荷的特点和需求电力负荷是指用户和设备在一定时期内对电力系统的电能需求。
电力负荷的变化随时间和季节的变化而产生差异,同时也受到天气、经济等因素的影响。
了解电力负荷的变化规律对于电力系统的安全运行和供需平衡至关重要。
1.2 电力负荷预测的意义准确的电力负荷预测有助于电力系统的经济运行和规划。
首先,它能够帮助电力公司预测用户需求,合理安排发电设备运行,以避免供应过剩或不足。
其次,它可以为电力系统的规划提供基础数据,指导新电站和输电线路的建设。
二、电力负荷预测的方法2.1 时间序列方法时间序列方法是一种基于负荷历史数据进行预测的方法。
它假设未来的负荷变化与过去的负荷变化有关,并通过对历史数据进行分析和建模,来预测未来的负荷。
常用的时间序列方法有移动平均法、指数平滑法和季节性分解法等。
2.2 回归分析方法回归分析方法是一种通过建立负荷与影响因素之间的数学模型来进行负荷预测的方法。
它将负荷作为因变量,而时间、气温、经济因素等作为自变量,通过对历史数据进行回归分析,来确定各个因素对负荷的影响程度和趋势。
2.3 人工智能方法人工智能方法在电力负荷预测中也得到了广泛应用。
包括神经网络、遗传算法、支持向量机等方法。
这些方法能够通过对大量历史数据的学习,构建复杂的非线性模型,增强负荷预测的准确性和稳定性。
三、电力负荷预测研究的挑战和发展方向3.1 模型精度和稳定性负荷预测的精度和稳定性是研究的重点和挑战。
负荷受到多个因素的影响,如气温、天气、经济等,这些因素之间的关系复杂多变,如何准确刻画它们之间的关系并进行预测是一个难点。
电力负荷预测与调度系统的设计与实现
电力负荷预测与调度系统的设计与实现电力负荷预测与调度是电力系统运行中至关重要的一环。
准确预测电力负荷可以帮助电力公司合理规划发电计划、优化电力资源配置,提高供电质量和效率。
同时,科学合理的电力调度可以保证电力系统的稳定运行,有效解决电力供需矛盾。
本文将介绍电力负荷预测与调度系统的设计与实现,并提供一种可行的解决方案。
1. 系统设计要点电力负荷预测与调度系统的设计需要考虑以下要点:- 数据收集与处理:收集历史负荷数据、天气数据等,并进行数据清洗和预处理,以提高负荷预测的准确度。
- 模型选择与训练:选择适合的预测模型,如时间序列分析、机器学习等,并利用历史数据进行模型训练,以获得准确的负荷预测结果。
- 负荷预测算法:根据实际需要选择合适的算法,并考虑不同时间尺度的预测,如长期预测、中期预测和短期预测等。
- 调度决策:根据负荷预测结果和电力系统的运行状况,制定相应的调度方案,确保电力供应与需求的平衡,同时考虑经济性和稳定性等因素。
- 实时监控与控制:建立实时监控系统,及时获取当前负荷和发电信息,并迅速响应异常情况,进行调度控制,保障电力系统的正常运行。
2. 负荷预测模型负荷预测模型是电力负荷预测与调度系统的核心。
根据实际需求,可以选择不同的预测模型,如ARIMA模型、神经网络模型等。
ARIMA模型是一种基于时间序列的统计模型,可以用来预测未来一段时间内的负荷值。
该模型主要包括三个部分:自回归(AR)、差分操作(I)和滑动平均(MA)。
通过选择合适的参数,ARIMA模型可以很好地拟合历史负荷数据,并进行准确的预测。
神经网络模型是一种模仿人脑神经元工作原理的计算模型,能够对非线性问题进行建模和预测。
常用的神经网络模型有BP神经网络、RBF神经网络等。
通过对历史负荷数据进行训练,神经网络模型可以学习到负荷预测的规律,并预测未来负荷值。
3. 负荷预测算法负荷预测算法是负荷预测模型的具体实现方式。
在选择负荷预测算法时,可以考虑以下几个因素:- 数据特征分析:对历史负荷数据进行分析,提取出特征变量,如时间、季节、节假日等,以提高预测精度。
电力系统中负荷预测研究
电力系统中负荷预测研究随着电力需求的不断增长和电力市场的改革,负荷预测在电力系统中的重要性愈发凸显。
负荷预测是指通过对电力系统中负荷的统计分析和建模,预测未来一段时间内的负荷变化情况。
负荷预测的准确性直接影响到电力系统的稳定运行、经济性和规划决策。
因此,对负荷预测的研究一直是电力系统领域的热点问题。
一、负荷预测的意义和应用场景负荷预测对于电力系统的运行和规划具有重要的意义。
首先,准确的负荷预测可以帮助电力系统运营商制定合理的发电计划,提高供电能力,确保电力设备运行的安全和可靠性。
其次,负荷预测对电力市场和电力交易具有重要的影响。
市场参与者可以通过准确的负荷预测优化他们的电力购买和销售决策,从而降低电力交易成本,提高市场竞争力。
另外,负荷预测对于电力系统规划和新能源接入也十分关键。
通过对未来负荷的预测,可以合理规划电力系统的扩容和升级,满足未来的电力需求和新能源的消纳。
二、负荷预测的方法和模型负荷预测的方法和模型有很多种,常见的方法包括统计方法、机器学习方法和深度学习方法等。
1. 统计方法在统计方法中,常用的模型有时间序列模型和回归模型。
时间序列模型通过对历史数据的分析和拟合,来预测未来负荷的变化。
常见的时间序列模型有ARIMA 模型和指数平滑模型等。
回归模型则通过建立负荷与影响负荷的因素(如气温、季节等)之间的回归关系,来预测未来的负荷。
回归模型常用的方法有线性回归、多项式回归和支持向量回归等。
2. 机器学习方法机器学习方法是通过对历史数据的学习和模型训练,来预测未来的负荷。
常见的机器学习方法有人工神经网络、支持向量机和决策树等。
人工神经网络是一种基于神经元之间相互连接的模型,可以通过多层次的神经元组织来模拟负荷的非线性特征。
支持向量机则是一种通过找到合适的超平面来最大化二分类间隔的方法,可以有效处理特征维度较高的负荷数据。
决策树则是通过对历史数据的划分和分类来建立预测模型,具有直观性和可解释性的优势。
基于负荷预测的电力系统规划设计
基于负荷预测的电力系统规划设计摘要随着电力需求的不断增长,电力系统规划设计变得越来越重要。
负荷预测是电力系统规划设计中的关键因素之一,它可以为电力系统的建设和运行提供有价值的参考。
本文介绍了基于负荷预测的电力系统规划设计方法,包括负荷预测的基本原理、常用的负荷预测模型、负荷预测误差的分析与处理、负荷预测在电力系统规划设计中的应用等方面。
本文还介绍了一些当前正在研究的新型负荷预测技术,包括基于机器学习的负荷预测、基于深度学习的负荷预测和基于大数据分析的负荷预测等。
最后,本文总结了负荷预测在电力系统规划设计中的重要性,并提出了一些未来的研究方向。
关键词:负荷预测;电力系统规划设计;机器学习;深度学习;大数据分析一、引言随着人们对能源需求的不断增长,电力系统规划设计变得越来越重要。
电力系统规划设计是指在现有电力系统基础上,为适应经济、社会、环境等因素的变化,通过对电力需求、电力供给、电力质量、电力安全等因素进行分析和研究,确定电力系统未来的建设和发展方向,以满足人们对电力的需求。
在电力系统规划设计中,负荷预测是一个非常重要的环节,它可以为电力系统的建设和运行提供有价值的参考。
负荷预测是指根据历史数据、经济、社会等因素的变化,预测未来电力系统的负荷变化情况。
负荷预测可以帮助电力系统规划设计人员了解未来的电力需求,为电力系统的建设和运行提供有价值的参考。
本文将介绍基于负荷预测的电力系统规划设计方法,包括负荷预测的基本原理、常用的负荷预测模型、负荷预测误差的分析与处理、负荷预测在电力系统规划设计中的应用等方面。
本文还将介绍一些当前正在研究的新型负荷预测技术,包括基于机器学习的负荷预测、基于深度学习的负荷预测和基于大数据分析的负荷预测等。
最后,本文将总结负荷预测在电力系统规划设计中的重要性,并提出一些未来的研究方向。
二、负荷预测的基本原理负荷预测的基本原理是根据历史数据、经济、社会等因素的变化,预测未来电力系统的负荷变化情况。
电力系统的负荷预测与分析研究
电力系统的负荷预测与分析研究电力系统是现代社会中不可或缺的重要基础设施,它不仅仅是我们日常生活中用电的来源,也是现代工业发展的支撑。
然而,电力系统的稳定运行和为用户提供可靠的电力供应并不是一件容易的事情,对于电力系统的负荷预测和分析以及其它控制策略的研究也是十分关键的。
负荷预测的意义负荷预测,是指通过对过去负荷数据和其它与负荷强相关的数据进行分析和建模,来预测未来一段时间(通常为数小时到数天)内的负荷大小和变化趋势。
负荷预测的主要目的,是为了帮助电力系统的规划者和操作者更好地管理电力系统,以提高能源利用效率、降低能源成本和节约资源。
同时,负荷预测也对于提高电力系统效率和可靠性有着极其重要的意义。
电力系统内的负荷随时会发生变化,若能够准确预测到未来一段时间内的负荷大小和变化趋势,就可以让电力系统更好地做出相应的调整,从而保证系统的稳定、安全和性能。
负荷预测模型的建立建立有用、准确的负荷预测模型,是实现对电力系统负荷的成功预测和控制的关键所在。
负荷预测模型通常采用机器学习和类神经网络等算法来建立,应用场景也很广泛。
比如我们可以建立一个时间序列模型,它可以针对不同的负荷需求做出精准的预测。
此外,针对不同类型的电力系统,还可以选择不同的负荷预测模型,比如用ARIMA模型来进行城市电力系统的负荷预测,而利用支持向量机回归模型则能够更好地进行研究载荷的负荷预测。
电力系统的负荷分析负荷分析是电力系统运行监测及控制的一个重要组成部分,它可以为电力系统的稳定运行和运行效率的提高提供有力支持。
通常,负荷分析是通过分析电力系统的负荷数据来识别负荷的特征,就可以从中发现有关负荷行为和特性的模式和趋势。
进行负荷分析的过程,一般可以分为数据收集和处理、基本描述性负荷分析、负荷特征分析和负荷预测分析等步骤。
通过这些步骤,可以对电力系统中负荷分析进行有效的管理和控制,以提高系统的运行安全和效率,降低电力成本和客户投诉率。
结论随着现代电力系统的不断发展,电力系统的负荷预测和分析研究已经成为了电力系统管理中不可或缺的组成部分。
电力系统负荷预测论文终结版
电力系统负荷预测论文—基于负荷预测方法理论与应用的认识前述电力负荷预测是通过研究国民经济和社会发展的各种相关因素与电力需求之间的关系,并根据系统的运行特性、增容决策、自然条件与社会影响等诸多因数,在满足一定精度要求的条件下,确定未来某特定时刻的负荷数据。
其中电力系统负荷预测主要包括最大负荷功率、负荷电量及负荷曲线的预测。
根据目的的不同可以分为超短期、短期、中期和长期. 其中,超短期负荷预测是指未来1h以内的负荷预测,短期负荷预测是指日负荷预测和周负荷预测,中期负荷预测是指月至年的负荷预测,长期负荷预测是指未来3~5年甚至更长时间段内的负荷预测。
本论文结合教材中提供的各种预测理论和方法,对负荷预测的方法进行归纳总结并对其在实际电力预测中的应用进行初步探讨。
主要介绍了趋势外推法、时间序列法、弹性系数法、回归分析法、指数平滑法、灰色理论预测法、神经网络法和优选组合法等电力负荷预测的方法,在适用条件、数据形式、计算难度和适用时间等方面对这几种预测方法进行了分析、比较。
得出结论:回归分析法、趋势分析法适用于大样本,且过去、现在和未来发展模式均一致的预测,灰色模型法适用于贫信息条件下的预测;灰色系统理论采用生成数序列建模,回归分析法、趋势分析法采用原始数据建模,指数平滑法是通过对原始数据进行指数加权组合直接预测未来值的;回归分析法和趋势分析法的计算相对简单;指数平滑法、灰色模型法较适宜近期预测,回归法、趋势分析法和改进型灰色模型较适于中、长期预测。
ANN应用于短期负荷预测比应用于中长期负荷预测更为适宜。
优选组合法较为准确合理,但是应用起来稍显复杂,运算量较大。
关键词:电力负荷预测方法应用。
正文电力负荷预测是指通过对电力系统负荷历史数据的分析和研究,运用统计学、数学、计算机、工程技术及经验分析等定性定量的方法,探索事物之间的内在联系和发展变化规律,对未来的负荷发展做出预先估计和推测。
负荷预测的目的就是提供负荷发展状况及水平,同时确定各供电区、各规划年供用电量、供用电最大负荷和规划地区总的负荷发展水平,确定未来用电负荷结构。
电力系统负荷预测研究与实现
电力系统负荷预测研究与实现随着电力需求的不断增长和电力系统的复杂性提高,准确地预测电力系统的负荷变化对于电力行业的运营和规划至关重要。
电力系统负荷预测是基于历史负荷数据、气象数据以及其他相关因素,通过数学和统计模型预测未来一段时间内的电力负荷量,为电力企业的运营决策提供依据。
一、负荷预测的重要性电力系统的负荷预测在以下方面具有重要作用:1. 供给侧资源优化:通过准确地预测负荷,电力企业可以合理调配发电资源,确保满足电力需求,避免供应不足或过剩的问题。
2. 电网运行调度:负荷预测可以为电力运行调度提供基础。
根据预测负荷,可以合理调整输电线路、开闭电源、计划检修等操作,确保电网的稳定运行。
3. 能源经济调度:预测负荷对于电力市场的供需平衡以及电力价格的稳定也具有重要影响。
通过准确预测负荷,可以制定合理的能源经济调度策略,提高供需效率、降低电力成本。
4. 新能源消纳:负荷预测可以为新能源的消纳提供支持。
随着可再生能源的发展,如风电、光伏等,其波动性较大,预测负荷可以帮助电力企业合理消纳这些新能源,提高系统的可靠性。
二、负荷预测方法负荷预测方法可以分为传统方法和机器学习方法两大类。
1. 传统方法:传统方法主要依靠统计学和时间序列分析来构建负荷预测模型,常见的方法包括回归分析、灰色预测、指数平滑法等。
这些方法利用历史数据的模式和规律来预测未来的负荷变化。
2. 机器学习方法:机器学习方法则通过建立数学模型,自动从历史数据中学习并预测未来负荷。
常见的机器学习算法包括人工神经网络、支持向量机、决策树等。
机器学习方法具有一定的自适应性和非线性拟合能力,能够更好地应对电力系统复杂性和变动性。
三、负荷预测实现负荷预测的实现过程可以分为数据收集、模型构建和模型评估三个阶段。
1. 数据收集:负荷预测所需的数据主要包括历史负荷数据、气象数据以及其他相关数据。
历史负荷数据是建立预测模型的基础,而气象数据则对于电力负荷具有较大的影响。
发电机组负荷预测模型的设计与实现毕业设计论文
毕业设计(论文)题目发电机组负荷预测模型的设计与实现专业自动化班级自102班学生指导教师2014 年西安理工大学本科生毕业设计(论文)发电机组负荷预测模型的设计与实现专业:自动化班级:自102班作者:指导教师:职称:副教授答辩日期:2014年6月22日摘要发电机组负荷预测是实现电力系统优化运行的基础,对于电力系统运行的安全性、可靠性和经济性都有显著影响。
因此,寻求有效的负荷预报方法以提高预报精度具有重要意义。
迄今为止,研究人员已经提出了许多有效的方法。
本文应用目前较为流行的神经网络方法对发电机组负荷进行预报。
本文采用神经网络预测模型,输入变量和确定神经网络结构的方法和算法,此方法的提出可以使得从历史样本知识数据到最终预测模型的建模过程变得简单明了,便于实际应用。
通过去发电厂实际调研获得真实有效的数据,训练神经网络,使得网络能够正确的预测出负荷变化的实际规律。
同时也参考了发电厂的现用的预测方法对神经网络结构加以改善,使得网络结构趋于完善。
最后总结了本文的主要研究工作与收获,提出了一些改进方案,并介绍了发电机组负荷预报的发展前景。
关键词:发电机组、负荷预测、BP神经网络、DPS数据处理系统、预测模型石斑:发电机组负荷预测模型的设计与实现AbstractGenerator load forecasting is foundation to achieve optimal operation of power system, it has significant impact on the security, reliability and economy of power system operation. Therefore, seeking effective load forecasting method is of great significance for improving forecast accuracy. So far, researchers have proposed many effective methods. This article more popular neural network method is applied to generator load forecasting at present. In this paper, using the neural network prediction model, the input variables and the determining method of neural network structure and algorithm, this method can make knowledge from the historical sample data to the final forecasting model of the modeling process becomes simple and clear, easy to practical application. Through to obtain real and effective power plant actual survey data, the neural network, enables the network to correctly predict the actual rule of load change. Also refer to the power of current forecast methods of neural network structure to improve, make the perfect network structure. Finally summarizes the main research work and the harvest, puts forward some improvement scheme, and introduces the development prospect of generator load forecasts.Keywords: generator, load forecasting, neural network, data processing system, prediction model西安理工大学本科生毕业设计(论文)目录第一章绪论 (1)1.1研究背景与意义 (1)1.1.1 研究背景 (1)1.1.2 研究意义 (1)1.1.3 国内外研究现状 (2)1.2论文的主要研究内容 (3)1.3小结 (4)第二章预测模型的设计方法 (5)2.1数据库原理与E-R图分析 (5)2.1.1数据库系统的基本概念 (5)2.1.2.实体与属性之间的关系 (7)2.2预测方法和模型方法 (7)2.2.1 负荷预测的常用方法简介 (7)2.2.2 神经网络原理简介 (14)2.3小结 (19)第三章发电机组负荷预测模型的设计 (20)3.1基础数据与处理 (20)3.1.1影响因素的列表与分析 (20)3.1.2 负荷预测的E-R图 (21)3.2基于神经网络的算法设计 (22)3.2.1算法建模分析 (22)3.2.2确定算法网络模型 (23)3.3网络训练机制 (24)3.3.1输入、输出向量设计 (24)I石斑:发电机组负荷预测模型的设计与实现3.3.2输入数据的归一化处理 (27)3.3.3网络训练的确定 (29)3.4预测分析 (31)3.4.1预测信息 (31)3.4.2 预测结果分析 (34)3.5小结 (35)第四章结论与展望 (36)4.1结论 (36)4.2展望 (37)4.3小结 (37)致谢 (39)参考文献 (40)附录 (42)II。
课程设计负荷预测毕业论文
课程设计负荷预测毕业论文一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握负荷预测的基本概念、原理和方法。
2. 使学生了解毕业论文中负荷预测部分的研究背景、现状及发展趋势。
3. 帮助学生掌握相关数据收集、处理和分析技巧,为毕业论文写作打下基础。
技能目标:1. 培养学生运用负荷预测方法解决实际问题的能力。
2. 提高学生运用文献资料、进行数据分析、撰写论文的能力。
3. 培养学生团队协作、沟通表达及批判性思维能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电力系统负荷预测领域的兴趣,培养其主动学习的热情。
2. 培养学生严谨的科学态度,使其在研究中遵循客观、公正、真实的原则。
3. 引导学生关注社会热点问题,提高其社会责任感和使命感。
本课程针对高年级本科生,结合学科特点和教学要求,注重理论与实践相结合,旨在培养学生具备扎实的专业知识、较强的实践能力和创新意识。
通过本课程的学习,使学生能够在毕业论文中独立完成负荷预测相关研究,为未来从事电力系统及相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 负荷预测基本概念:介绍负荷预测的定义、分类及在电力系统中的应用。
相关教材章节:第一章 负荷预测概述2. 负荷预测方法:讲解时间序列分析法、回归分析法、人工神经网络法等常用负荷预测方法。
相关教材章节:第二章 负荷预测方法及其原理3. 数据收集与处理:指导学生如何收集、整理和分析负荷及相关数据。
相关教材章节:第三章 数据收集与处理4. 负荷预测模型构建:介绍负荷预测模型的构建过程,包括模型选择、参数设置等。
相关教材章节:第四章 负荷预测模型构建5. 毕业论文写作技巧:讲解如何撰写负荷预测部分的研究背景、现状、方法、结果与分析等。
相关教材章节:第五章 毕业论文写作技巧6. 实践环节:组织学生进行实际案例分析和小组讨论,提高学生的实际操作能力。
相关教材章节:第六章 负荷预测案例分析教学内容安排和进度:共安排12个课时,其中基本概念、方法、数据收集与处理各占2个课时,模型构建和毕业论文写作技巧各占3个课时,实践环节占2个课时。
电力负荷预测论文
电力负荷预测论文信息熵组合权重在电力负荷预测中的应用[摘要]由于影响电力负荷预测的因素具有很强的不确定性,导致传统电力负荷预测模型预测精度难以得到保证。
尽管模型很多,但各有利弊,为提高电力负荷预测的精度,可以将各种模型以一定的方式进行组合。
本文用信息熵作为确定组合预测权重的依据,将偏最小二乘回归模型、灰色模型、灰色线性回归模型的预测结果进行组合,得到更加精确的数据。
[关键词]电力负荷预测信息熵粗糙集加权组合1 概述本文以整体拟合优化为目标,在综合不同模型预测结果的过程中引入信息熵作为确定组合预测权重的依据,并以某地区用电量预测为例,对该方法的实际效果进行了验证,结果表明组合权重下的负荷预测值比单一模型预测值具有更高的精度。
2 粗糙集理论及信息熵的概念粗糙集理论是波兰科学家Zdzislaw Pawak在20世纪80年代初提出的,其特点是不需要预先给定某些属性的数量描述,直接从给定问题的描述集合出发,通过不可分辨关系和不可分辨类确定给定问题的近似域,从而找出该问题中的内在规律,而信息熵反映了知识的不确定程度。
用U表示论域,属性集合中的条件属性集合记为C,决策属性集合记为D。
R C、R D分别表示U上基于条件属性集合C、决策属性集合D的等价关系。
信息熵就是粗糙集理论中对知识不确定性进行度量的一种指标。
其相关概念如下:则称I(Ci, D)为属性Ci关于决策属性D的重要程度,该值越大说明在条件属性C中属性Ci对决策属性D越重要、两者的相关性越大。
若I(Ci, D)=0,则属性Ci是多余的,可从条件属性集合中去掉,属性集C简化为C-{Ci}。
3组合模型的建立方法为了便于计算和比较本文采用3种传统负荷预测模型来验证组合模型的精度。
这3种模型分别是偏最小二乘回归模型、灰色模型、灰色线性回归模型。
通过这3种模型时间序列上的预测值建立矩阵,并利用归一化矩阵算出某一模型的信息熵,通过信息熵确定每种模型在组合模型中所占权重值。
电力系统中负荷预测模型研究
电力系统中负荷预测模型研究在现代社会,电力作为至关重要的能源形式,支撑着各行各业的运转以及人们的日常生活。
而电力系统的稳定运行和有效规划,离不开对负荷的准确预测。
负荷预测就像是电力系统运行的“指南针”,为电力的生产、分配和调度提供了关键的依据。
负荷预测,简单来说,就是根据过去和现在的电力使用情况,以及各种相关的影响因素,对未来某一时间段内的电力负荷进行估计。
它的重要性不言而喻。
如果预测结果偏高,可能导致电力资源的浪费和成本的增加;而预测结果偏低,则可能无法满足用户的需求,影响正常的生产和生活,甚至可能导致电力系统的不稳定。
在电力系统中,负荷具有很强的随机性和不确定性。
它受到多种因素的影响,比如季节变化、天气情况、节假日、经济发展水平、人口增长、能源政策等等。
这使得负荷预测成为了一项极具挑战性的任务。
为了应对这一挑战,研究人员提出了各种各样的负荷预测模型。
传统的方法主要包括时间序列法和回归分析法。
时间序列法是基于负荷数据本身的历史变化规律来进行预测。
它假设未来的负荷会延续过去的趋势。
这种方法相对简单,计算速度快,但对于负荷的突然变化和异常值比较敏感,而且难以考虑到外部因素的影响。
回归分析法则是通过建立负荷与各种影响因素之间的数学关系来进行预测。
它可以纳入更多的相关变量,比如温度、湿度、经济指标等。
但这种方法需要对变量之间的关系有准确的理解和假设,而且模型的构建和参数的确定往往比较复杂。
随着技术的发展,人工智能和机器学习方法逐渐在负荷预测中崭露头角。
神经网络模型就是其中的代表之一。
神经网络具有强大的学习能力和非线性拟合能力,能够自动捕捉数据中的复杂模式。
它可以处理大量的输入变量,并且不需要对数据的分布做出严格的假设。
但神经网络也存在一些问题,比如容易过拟合、训练时间长、结果解释性差等。
支持向量机也是一种常用的机器学习方法。
它在处理小样本、高维度数据时表现出色,并且具有较好的泛化能力。
然而,支持向量机的计算复杂度较高,对于大规模数据的处理可能存在困难。
基于进行时电力负荷预测系统设计与实现
基于进行时电力负荷预测系统设计与实现电力负荷预测系统的设计与实现是当前能源管理领域的重要课题之一。
随着能源消费量的不断增长和电力市场的日益复杂化,准确预测电力负荷对于电力生产调度、能源规划和环境保护等方面至关重要。
本文将介绍一种基于进行时的电力负荷预测系统的设计与实现,以提供一个高效准确的负荷预测工具。
首先,电力负荷预测系统的设计需要考虑到数据的采集和处理。
系统应利用实时的电力负荷数据,通过传感器设备或者数据接口采集并存储到数据库中。
同时,为了提高预测准确性,系统还应该考虑其他与电力负荷相关的参数,如天气数据、历史负荷数据等。
这些数据需要经过清洗和预处理,以确保数据的可靠性和有效性。
其次,电力负荷预测系统的实现需要选取合适的预测模型和算法。
常用的负荷预测方法包括基于统计学的时间序列分析、人工神经网络、支持向量机等。
在基于进行时的负荷预测系统中,时间序列模型是一个重要的选择。
可以使用ARIMA模型、指数平滑模型等进行负荷预测分析。
设计和实现电力负荷预测系统时,需要使用合适的软件工具和编程语言。
例如,Python是一种常用的数据分析和预测建模的编程语言,它提供了丰富的数据处理和模型训练的库,如NumPy、pandas和scikit-learn等。
同时,还可以使用SQL数据库来管理和查询负荷数据。
在设计电力负荷预测系统时,除了考虑预测模型的选取外,还需考虑预测结果的评估和优化。
一种常用的评估指标是均方根误差(RMSE),用于衡量预测值与实际值之间的误差大小。
通过不断优化预测模型的参数和调整模型的结构,可以进一步提高预测准确性。
此外,为了提高预测的实时性和效率,可以考虑使用并行计算和分布式系统。
通过将复杂的计算任务分解为多个子任务,并在多台计算机上同时进行计算,可以大大加快预测速度。
同时,还可以利用云计算平台和大数据技术,如Apache Hadoop和Spark等,来处理大规模的负荷数据和进行分布式计算。
电力系统负荷预测研究
电力系统负荷预测研究随着世界经济的发展和人们生活水平的提高,电力已经成为现代社会不可或缺的能源。
但是电力的产生和供应受到许多因素的影响,如季节变化、天气变化、人口变化等等,因此,如何科学合理地预测电力负荷,已经成为电力行业必须解决的重要问题之一。
电力系统负荷预测是指通过对历史负荷数据的分析和预测模型的建立,预测出未来一段时间内的负荷变化情况。
负荷预测是电力生产、调度、供应和消费的重要依据。
对电力系统负荷进行准确预测,对电力企业的经济效益和安全稳定性非常重要。
电力系统负荷预测方法主要包括基于时间序列分析、基于经验模态分解、基于神经网络、基于支持向量机、基于回归分析等多种手段。
其中,时间序列分析方法是电力系统负荷预测的经典方法,它是通过对时间序列数据的处理,找出负荷变化规律,然后预测出未来的负荷变化情况。
时间序列分析包括统计分析和时间序列预测两个方面。
统计分析通常用于找出数据间的关系和特征,时间序列预测用于对时间序列进行预测和分析。
时间序列分析需要较长的历史数据,因此对于新的负荷变化模式,时间序列分析方法的效果不理想。
经验模态分解方法是新近提出的电力系统负荷预测方法,它是通过对负荷数据的多分辨分解,找到各个时频尺度上的变化规律,然后对各个尺度的系数进行统计学分析和时序预测。
经验模态分解方法能够有效地处理非线性问题,但是其分解结果受到数据时长和分析方法的影响,因此需要对数据质量和方法选择进行很好的掌控。
神经网络方法是一种基于模拟人类神经系统的计算模型,它能够处理复杂的非线性关系,因此在负荷预测中具有优良的预测效果。
神经网络方法需要大量的训练数据,且对网络结构的选择和算法参数的设置非常敏感,因此需要进行较多的实验来确定最佳的网络结构和参数。
支持向量机方法是一种基于最大化分类间隔的分类器,它能够处理高维空间的样本,对于非线性分类和回归问题具有良好的预测效果。
支持向量机方法需要选取合适的核函数和调整参数,以达到最优化的预测效果。
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电力负荷预测设计与实现摘要:在对大量历史负荷数据进行统计分析的基础上,根据电力负荷的特点,在考虑天气温度、日类型、实际历史负荷等因素对预测负荷影响的基础上,本文介绍了一种基于bp神经网络的短期负荷预测方法。
该方法充分发挥了神经网络处理非线性问题的能力和人工神经网络自学习、自适应的优点。
实际算例表明,这种方法应用在短期负荷预测方面有较高的精度。
关键词:电力负荷预测电力负荷电力负荷预测基本算法0、引言短期负荷预测是随着电力系统ems的逐步发展而发展起来的,现已经成为ems必不可少的一部分和为确保电力系统安全经济运行所必需的手段之一。
短期负荷预测技术经过几十年的发展,人们提出了许多的预测方法。
现有的预测方法大体可以分为2类:经典的数学统计方法以及上世纪90年代兴起的各种人工智能方法。
1、电力负荷预测综述电力负荷有两方面的含义:一方面是指电力工业的服务对象;另一方面是指上述各用电单位、用电部门或用电设备使用电力和电量的具体数量。
电力负荷预测中的负荷概念是指国民经济整体或部门或地区对电力和电量消费的历史情况及未来的变化发展趋势。
电力负荷预测工作既是电力规划工作的重要组成部分,也是电力规划的基础。
本文运用神经网络对某市某年某月某日进行电力负荷的短期预测,它为这一地区电力规划奠定了一定的基础,同时也为这一地区电力工业布局、能源资源平衡和人力资源的需求与平衡提供可靠的依据。
因此,电力负荷预测是一项十分重要的工作,它对于保证电力工业的健康发展有着十分重要的意义。
2、电力负荷分析本文对某市进行电力短期负荷预测,电力负荷的构成与特点如下:电力系统负荷一般可以分为城市民用负荷、商业负荷、农村负荷、工业负荷以及其他负荷等,不同类型的负荷具有不同的特点和规律。
城市民用负荷主要是城市居民的家用电器,它具有年年增长的趋势,以及明显的季节性波动特点,而且民用负荷的特点还与居民的日常生活和工作的规律紧密相关。
商业负荷,主要是指商业部门的照明、空调、动力等用电负荷,覆盖面积大,且用电增长平稳,商业负荷同样具有季节性波动的特性。
从以上分析可知电力负荷的特点是经常变化的,不但按小时变、按日变,而且按周变,按年变,同时负荷又是以天为单位不断起伏的,具有较大的周期性,负荷变化是连续的过程,一般不会出现大的跃变,但电力负荷对季节、温度、天气等是敏感的,不同的季节,不同地区的气候,以及温度的变化都会对负荷造成明显的影响。
3、电力负荷预测的内容及程序电力负荷预测的内容是指需要测算些什么量,归纳起来有以下一些参数需要测算:最大有功负荷及其分布;无功负荷及其分布;需电量;电力负荷曲线及其特征值。
电力负荷预测是一个过程,其一般程序可划分为准备、实施、评价与提交预测报告四个阶段。
4、电力负荷预测模型及基本算法4.1、电力负荷预测模型针对影响系统负荷的因素,电力系统总负荷预测模型一般可以按四个分量模型描述为l(t)=b(t)+w(t)+s(t)+v(t) (4-1)(1)基本正常负荷分量模型不同的预测周期,b(t)分量具有不同的内涵,对于基本正常负荷分量,可以用线性变化模型和周期变化模型描述,或用二者的合成共同描述,即(4-2)(2)天气敏感负荷分量模型以日负荷预测为例,给定过去若干天气负荷记录、温度记录,利用线性回归或曲线拟合方法,可以用三段直线来描述天气敏感负荷模型(4-3)(3)特别事件负荷分量模型特别事件负荷分量指特别电视节目、重大政治活动等对负荷造成的影响。
其特点是只有积累大量的事件记录,才能从中分析出某些事件的出现对负荷的影响程度,从而作出特别事件对负荷的修正规则。
这种分析可以用专家系统方法来实现,也可以简单的用人工修正来实现。
人工修正方法通常用因子模型来描述。
(4)随机负荷分量模型上述各分量的数学模型,都不适应于随机负荷分量。
实际上,对于给定的过去一段时间的历史负荷记录,提取出基本负荷分量、天气敏感负荷分量和特别事件负荷分量后,剩余的残差即为各时刻的随机负荷分量,可以看成是随机时间序列。
4.2、电力负荷预测基本算法电力负荷预测分为经典预测方法和现代预测方法。
(1)经典预测方法时间序列法是一种最为常见的短期负荷预测方法,它是针对整个观测序列呈现出的某种随机过程的特性,去建立和估计产生实际序列的随机过程的模型,然后用这些模型去进行预测。
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计预测区间的大小。
回归分析法就是根据负荷过去的历史资料,建立可以分析的数学模型,对未来的负荷进行预测。
回归模型虽然考虑了气象信息等因素,但需要事先知道负荷与气象变量之间的函数关系,这是比较困难的。
(2)现代负荷预测方法灰色数学理论是把负荷序列看作一真实的系统输出,它是众多影响因子的综合作用结果。
这些众多因子的未知性和不确定性,成为系统的灰色特性。
灰色系统理论把负荷序列通过生成变换,使其变化为有规律的生成数列再建模,用于负荷预测。
专家系统方法是对于数据库里存放的过去几年的负荷数据和天气数据等进行细致的分析,汇集有经验的负荷预测人员的知识,提取有关规则。
借助专家系统,负荷预测人员能识别预测日所属的类型,考虑天气因素对负荷预测的影响,按照一定的推理进行负荷预测。
运用神经网络技术进行电力负荷预测,其优点是可以模仿人脑的智能化处理,对大量非结构性、非精确性规律具有自适应功能,具有信息记忆、自主学习、知识推理和优化计算的特点,特别的,其自学习和自适应功能是常规算法和专家系统技术所不具备的。
神经网络理论是利用神经网络的学习功能,让计算机学习包含在历史负荷数据中的映射关系,再利用这种映射关系预测未来负荷。
5、电力短期负荷预测研究5.1、基于温度准则的外推方法对于日负荷预测来说,工作日和休假日负荷曲线差别明显,其次,天气因素,特别是温度对负荷有较大的影响,由此,采用基于温度准则的外推方法,首先根据过去数个同类型日得出预测日的负荷变化系数,认为同类型的负荷变化规律相近,其次,假定每个同类型日负荷数据和温度数据,求出其相关系数,最后,在预测到预测日最高温度和最低温度出情况下,预测出预测日的最大负荷和最小负荷,再由预测日的负荷变化系数,最终求出预测日的各点负荷预测值。
5.2、基于人工神经网络日负荷预测人工神经网络的英文名称是artificial neural networks(ann)是一种“采用物理可实现的系统来模仿人脑神经细胞的结构和功能的系统。
”本文中采用前馈型网络对电力系统短期负荷进行预测。
前馈型神经网络的基本原理是:神经网络在组成时,各个神经元通过一定权值相连,神经网络在使用之前必须确定这些权值,而没有经过训练的神经网络的权值是没有任何意义的,神经网络的学习过程就是通过已知数据确定权值的过程。
本文采用bp网络,bp网络学习规则的指导思想:对网络权值和阈值的修正要沿着表现函数下降最快的方向-负梯度方向.(5-1)假设三层bp网络,输入节点,隐层节点,输出节点.输入节点与隐层节点间的网络权值为,隐层节点与输出节点间的网络权值为.当输出节点的期望值为时,模型的计算公式如下:隐层节点的输出:l (5-2)输出节点的误差(5-3)1)误差函数对输出节点求导(5-4)2)误差函数对隐层节点求导(5-5)3)阈值的修正阈值也是变化值,在修正权值的同时也需要修正,原理同权值修正一样。
误差函数对输出节点阈值求导(5-6)4)传递函数f(x)的导数s型函数则(5-7)(5-8)求函数梯度有两种方法:递增和批处理。
递增模式,就是每增加一个输入样本,重新计算一次梯度并调整权值;批处理模式,就是利用所有的输入样本计算梯度,然后调整权值。
6、电力系统短期负荷预测建模及matlab实现6.1、基于神经网络的预测原理正向建模是训练一个神经网络表达系统正向动态的过程,这一过程建立的神经网络模型称为正向建模。
正向建模的结构如图所示,其中神经网络与待辨别的系统并联,两者的输出误差用做网络的训练信号。
逆向建模是建立动态系统的逆模型,在神经网络控制中起着关键的作用,并且得到了特别广泛的应用。
下面介绍其中一种比较简单的直接逆向建模法。
直接逆向建模也称为广义逆学习。
从原理上说,这是一种最简单的方法。
6.2、电力系统短期负荷预测建模及matlab实现电力系统负荷变化受多方面的影响,一方面,负荷变化存在着由未知不确定的因素引起的随机的波动;另一方面,又具有周期变化的规律性,这也使得负荷曲线具有相似性。
本文采用matlab软件编程、仿真,具体过程如下所示:(1)问题描述:电力系统负荷短期预报问题的解决办法和方式可以分为统计技术、专家系统法和神经网络法等。
在对短期负荷进行预报前,一个特别重要的问题是如何划分负荷类型或日期类型。
(2)输入/输出向量设计:在预测日的前一天中,每1个小时对电力负荷进行一次测量,这样一来,一天共测得24组负荷数据。
由于负荷值曲线相邻的点之间不会发生突变,因此后一时刻的值必然和前一时刻的值有关,除非出现重大事故等特殊情况。
所以这里将前一天的实时负荷数据作为网络的样本数据。
(3)bp网络的设计:本文依据人工神经网络来建模,根据bp网络来预测24点负荷。
如图6.1预测24点负荷的bp网络。
图6.1预测24点负荷的bp网络(4)网络训练计算出预测日24点的归一化系数网络经过训练后才可以用于电力负荷预测的实际应用。
考虑到网络的结构比较复杂,神经元个数比较多,需要适当增大训练次数和学习速率。
可见,经过次训练后,网络误差达到要求。
(5)结论分析:本文介绍的基于bp神经网络的预测方法,在综合考虑天气情况、历史负荷和日类型等对未来负荷影响的因素后,使用了神经网络的非线性拟合等功能,取得了较好的负荷预测效果。
结束语本文介绍的电力短期负荷预测的特点,即都是受多个影响因素共同影响,且各个因素之间有着比较复杂的关系,具有高度不确定的非线性系统,利用传统的预测方法有着诸多限制,而采用神经网络方法则能较好地克服这些限制,实现精确的非线性预测。
参考文献:[1]飞思科技产品研发中心编.神经网络理论与matlab7实现[m].北京:电子工业出版社,2005[2]冉启文、单永正、王骐等.电力系统短期负荷预报的小波-神经网络-parima方法[j]. 中国电机工程学报,2003,23(3):38-42[3]楼顺天、胡昌华、张伟编著.基于matlab的系统分析与设计——模糊系统[m].西安:西安电子科技大学出版社,2001。