浅谈电力系统短期负荷预测
电力系统的短期负荷预测模型研究
电力系统的短期负荷预测模型研究随着电力工业的发展和电力需求的增加,精确预测电力系统的短期负荷变化对于实现可靠供电和经济运营至关重要。
短期负荷预测模型是一种基于历史数据和影响因素的数学模型,可以用来预测电力系统未来的负荷需求。
本文将介绍电力系统短期负荷预测的重要性,并讨论常用的预测方法和模型,以及相关的问题和挑战。
1. 电力系统短期负荷预测的重要性电力系统负荷预测在电力生产和配电方面有着广泛的应用。
准确预测电力系统负荷的波动性、峰值和谷值等特征可以帮助电力公司优化电力供应,提高发电效率,降低运营成本。
此外,在电力市场中,对电力需求的准确预测也有助于合理调节电力价格、优化电力交易以及优化电力系统的调度和运行。
2. 常用的电力系统短期负荷预测方法和模型2.1 基于统计学的方法基于统计学的方法是最常见的电力负荷预测方法之一。
这种方法依赖历史负荷数据和相关的影响因素,如天气、日期、时间等。
常见的统计学模型包括回归分析、时间序列分析和灰色模型等。
这些模型可以准确地捕捉到负荷变化的周期性和趋势,但对于突发因素的响应能力较弱。
2.2 基于机器学习的方法近年来,随着机器学习算法的发展,基于机器学习的负荷预测模型逐渐成为研究热点。
这些模型利用大量的历史数据以及与负荷相关的特征来训练预测模型,如支持向量机(SVM)、人工神经网络(ANN)和随机森林(RF)等。
机器学习方法具有较好的非线性建模能力和模式识别能力,可以提高预测的准确性。
2.3 基于深度学习的方法深度学习是机器学习的一个分支,具有更强大的学习能力和表达能力。
例如,长短期记忆神经网络(LSTM)和卷积神经网络(CNN)等深度学习网络可以有效地处理时间序列数据和空间数据。
在电力系统负荷预测中,基于深度学习的方法可以自动提取特征并构建高度非线性的模型,提高预测精度。
3. 相关问题和挑战尽管电力短期负荷预测模型已经取得了很大的进展,但仍然存在以下问题和挑战:3.1 数据质量问题电力负荷预测模型的准确性很大程度上取决于历史数据的质量。
短期负荷预测
短期负荷预测引言短期负荷预测是电力系统运行和能源管理中非常重要的一部分。
通过对未来一段时间内的负荷进行准确的预测,可以有效地规划发电计划、购买电力和优化电网运行。
本文将介绍短期负荷预测的背景、方法和应用,并探讨电力行业中使用的一些常见的短期负荷预测技术。
背景随着经济的发展和人们对电力需求的增加,电力系统的负荷变化日益复杂。
准确地预测负荷变化对于电力系统的稳定运行和经济运营至关重要。
短期负荷预测一般指预测未来数小时、数天或数周内的负荷变化。
准确的短期负荷预测可以帮助电力系统实现以下目标:•确定电力需求,以满足各个时段的负荷需求;•优化发电计划和购买电力,以实现运营成本最小化;•预测电力需求的峰值和谷值,以优化电网运行和资源分配。
方法短期负荷预测的方法有多种,下面介绍一些常用的预测方法:统计方法统计方法是最常用的短期负荷预测方法之一。
它基于历史负荷数据进行预测,通过分析负荷的周期性和趋势来预测未来的负荷。
常见的统计方法包括:•移动平均法:根据历史负荷数据的平均值来预测未来的负荷;•季节性分解法:将负荷数据分解为长期趋势、季节性和随机成分,然后对这些分量进行预测;•线性回归法:通过拟合历史负荷数据的线性模型来预测未来的负荷。
机器学习方法机器学习方法是近年来在短期负荷预测中得到广泛应用的方法之一。
机器学习方法通过训练模型来学习输入特征与负荷之间的关系,并用学习到的模型对未来的负荷进行预测。
常见的机器学习方法包括:•支持向量机(SVM):通过构建一个高维特征空间来将样本分为不同类别,并用于负荷预测;•神经网络(NN):使用多层神经元来模拟人脑的学习和决策过程,对负荷进行预测;•随机森林(RF):将多个决策树组合起来,通过投票的方式预测负荷。
基于物理模型的方法基于物理模型的方法是基于电力系统的物理特性和运行原理进行负荷预测的方法。
这种方法需要建立电力系统的数学模型,并使用模型对未来的负荷进行预测。
常见的基于物理模型的方法包括:•方程组方法:根据负荷的物理特性,建立负荷预测模型,并使用模型对未来的负荷进行预测;•优化方法:将短期负荷预测问题转化为优化问题,并使用数学优化方法求解最优解。
电力系统的短期负荷预测技术研究
电力系统的短期负荷预测技术研究随着电力行业的快速发展,电力系统的稳定运行成为了一个重要的问题。
而短期负荷预测技术的研究和应用则能够在一定程度上提高电力系统的运行效率和负荷调度能力。
本文将对电力系统的短期负荷预测技术进行深入研究和分析。
电力系统的短期负荷预测是指在未来一段时间内,对电力负荷量进行合理准确的预测。
这一预测是电力系统运行和调度的基础,对于确保电力系统的平稳运行和合理供电具有重要作用。
短期负荷预测技术主要用于日前、小时前和分钟前负荷预测,其时间跨度一般为数小时到数天。
短期负荷预测技术主要通过采集和分析历史负荷数据、天气数据以及影响负荷的其他相关因素,来预测未来的电力负荷。
常见的预测方法包括时间序列分析、回归分析、神经网络、支持向量机等。
下面将对这些方法进行详细介绍。
时间序列分析是一种常用的短期负荷预测方法,其基本思想是根据过去的负荷数据,寻找相关的时间模式,并将这种模式应用到未来的预测中。
时间序列分析方法包括移动平均法、指数平滑法、自回归移动平均法等。
这些方法都是基于历史负荷数据的统计和数学模型。
回归分析是另一种常见的短期负荷预测方法,其主要思想是根据历史负荷数据和其他相关因素(如天气数据),建立负荷与这些因素之间的关系模型,然后根据未来的天气预报数据来预测未来的负荷。
回归分析方法包括线性回归、多项式回归、逻辑回归等。
这些方法通过建立预测模型,能够较好地反映负荷与各种因素之间的关系。
神经网络是一种模拟人脑神经系统工作方式的计算模型,也是短期负荷预测中常用的方法之一。
神经网络通过构建复杂的连接关系,能够从大量的输入数据中学习和发现规律,并输出相应的预测结果。
神经网络具有较好的非线性逼近能力,在负荷预测中能够捕捉到更多的关联性。
支持向量机(Support Vector Machine,SVM)是一种基于统计学习理论的机器学习方法,其通过寻找最优的超平面来进行分类和回归分析。
在短期负荷预测中,SVM能够通过核函数将输入数据映射到高维特征空间,从而更好地处理非线性问题,提高预测的准确性。
《2024年短期电力负荷预测关键问题与方法的研究》范文
《短期电力负荷预测关键问题与方法的研究》篇一一、引言随着社会经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,电力需求日益增长,电力负荷预测成为了电力系统管理和运行中不可或缺的一环。
短期电力负荷预测作为其中一项关键技术,其准确性直接关系到电力系统的安全、稳定、经济运行。
本文将重点探讨短期电力负荷预测的关键问题及其解决的方法。
二、短期电力负荷预测的关键问题1. 数据质量问题数据是短期电力负荷预测的基础,数据质量直接影响到预测的准确性。
数据质量问题主要包括数据缺失、数据异常、数据不准确等。
这些问题的存在会使得预测模型无法准确捕捉到电力负荷的变化规律,从而影响预测的准确性。
2. 模型选择问题选择合适的预测模型是短期电力负荷预测的关键。
不同的预测模型有不同的适用范围和预测效果,如何根据实际数据特点选择合适的预测模型是一个需要解决的问题。
此外,预测模型的复杂度和计算效率也需要考虑,以保证预测的实时性和可行性。
3. 影响因素问题电力负荷受到多种因素的影响,如气温、节假日、经济状况等。
如何准确地考虑这些影响因素,并将其纳入预测模型中,是提高短期电力负荷预测准确性的关键。
三、短期电力负荷预测的方法1. 传统统计方法传统统计方法是短期电力负荷预测的常用方法,如回归分析、时间序列分析等。
这些方法通过对历史数据进行统计分析,建立数学模型,从而进行短期电力负荷预测。
这些方法的优点是简单易行,但需要考虑的因素较为有限,且对于复杂的数据变化规律可能无法准确捕捉。
2. 机器学习方法机器学习方法在短期电力负荷预测中得到了广泛应用,如支持向量机、神经网络、集成学习等。
这些方法可以通过学习历史数据的特征和规律,建立复杂的非线性模型,从而更准确地预测电力负荷。
机器学习方法的优点是可以处理多种影响因素和复杂的数据变化规律,但需要大量的训练数据和计算资源。
3. 深度学习方法深度学习是近年来兴起的一种机器学习方法,其在短期电力负荷预测中也取得了较好的效果。
电力系统中短期负荷预测模型研究
电力系统中短期负荷预测模型研究概述:电力系统中短期负荷预测是指对未来短期时间内(通常为数小时至数天)电力负荷的变化趋势进行预测。
准确的短期负荷预测对于电力调度、能源规划和电力市场交易等方面都具有重要的意义。
本文将重点探讨电力系统中短期负荷预测模型的研究现状和发展趋势。
一、研究现状1. 传统方法传统的短期负荷预测方法主要基于统计学方法,如时间序列分析、回归分析等。
这些方法通常需要大量历史数据,并且假设历史负荷数据具有周期性和季节性。
然而,在电力系统中,负荷数据受到多方面因素的影响,包括天气、经济因素、节假日等。
传统方法往往难以考虑这些因素的综合影响,导致预测结果不够准确。
2. 机器学习方法近年来,随着机器学习技术的迅猛发展,越来越多的研究者开始探索利用机器学习方法进行短期负荷预测。
常见的机器学习方法包括人工神经网络、支持向量机、随机森林等。
这些方法能够更好地处理非线性关系和多变量之间的复杂关系,从而提高短期负荷预测的准确性。
3. 深度学习方法深度学习是机器学习的一个分支,近年来在短期负荷预测中取得了显著的成果。
深度学习模型,如循环神经网络(RNN),长短期记忆网络(LSTM)等,能够更好地捕捉时间序列数据中的长期依赖和非线性关系。
与传统方法和机器学习方法相比,深度学习方法在短期负荷预测上具有更高的精度和准确性。
二、模型研究及案例分析1. 传统方法案例以时间序列分析方法为例,研究者对历史负荷数据进行季节性分解,然后根据季节性因素和趋势进行预测。
该方法在某省电网实际应用中进行了验证,预测结果的平均误差在5%左右,优于传统方法。
2. 机器学习方法案例以人工神经网络为例,研究者构建了一个多层前向神经网络模型,将历史负荷数据、天气因素和经济指标等作为输入变量,负荷预测结果作为输出变量。
该模型在某电网系统中进行了预测,平均误差在3%左右,较之传统方法有显著提升。
3. 深度学习方法案例以长短期记忆网络为例,研究者利用历史负荷数据、天气数据和节假日信息等构建了一个LSTM模型,实现了对未来短期负荷的准确预测。
电力系统短期负荷预测模型及应用研究
电力系统短期负荷预测模型及应用研究概述:电力系统短期负荷预测是电力行业中一项非常重要的工作,它对于电力生产调度、电力供需平衡以及电力市场交易具有关键意义。
本文将介绍电力系统短期负荷预测的背景和意义,并对目前常用的预测模型进行分析和评价,最后讨论其在实际应用中的一些关键问题和挑战。
1. 电力系统短期负荷预测的背景和意义:电力系统短期负荷预测是指根据历史负荷数据和其他相关信息,利用数学和统计模型来预测未来一段时间内的电力负荷情况。
准确的短期负荷预测可以为电力系统的运行调度提供重要依据,提高电力供需的平衡程度,减少电力供应风险,并优化电力市场交易。
2. 常用的电力系统短期负荷预测模型:目前,常用的电力系统短期负荷预测模型可以分为统计模型和机器学习模型两大类。
2.1 统计模型:统计模型是基于历史负荷数据的分析和推断,常用的统计模型包括时间序列模型、回归模型和灰色模型等。
时间序列模型是一种基于历史负荷数据的模型,常用的方法包括自回归移动平均模型(ARMA)和自回归积分移动平均模型(ARIMA)。
这些模型通过分析历史负荷数据的趋势和周期性,预测未来负荷的走势。
回归模型是利用历史负荷数据和其他影响因素(如温度、季节等)之间的关系建立的模型。
常用的回归模型包括多元线性回归模型和广义回归神经网络模型等。
这些模型通过分析历史负荷数据和其他影响因素的相关性,预测未来负荷的变化。
灰色模型是一种基于灰色理论的模型,它通过分析历史负荷数据的特性和变化趋势,预测未来负荷的情况。
常用的灰色模型包括灰色关联模型和灰色预测模型等。
2.2 机器学习模型:机器学习模型是利用机器学习算法对历史负荷数据进行训练和建模,然后根据建模结果预测未来负荷的模型。
常用的机器学习模型包括人工神经网络模型、支持向量机模型和随机森林模型等。
人工神经网络模型是一种模拟人脑神经网络功能的数学模型,通过对历史负荷数据进行训练和优化,预测未来负荷的变化。
支持向量机模型是一种基于统计学习理论的二分类模型,在电力系统中可以用于负荷分类和负荷回归预测。
电力系统中的短期负荷预测与能源调度优化研究
电力系统中的短期负荷预测与能源调度优化研究随着电力需求的不断增长和可再生能源的广泛应用,电力系统中的负荷预测和能源调度优化变得尤为重要。
短期负荷预测和能源调度优化是确保电力系统运行平稳、高效和可靠的关键因素。
一、电力系统中的短期负荷预测研究短期负荷预测是指在未来数小时甚至数天内,对电力系统的负荷进行准确预测。
准确的负荷预测可以帮助发电企业和电力系统管理者做出合理的能源调度安排,以满足用户的需求,并确保电网的稳定运行。
现代短期负荷预测研究主要基于统计学方法、机器学习方法和人工智能方法。
1. 统计学方法统计学方法是最早被应用于负荷预测的方法之一。
根据历史负荷数据的规律和趋势,采用统计学方法对未来负荷进行预测。
其中,常用的方法包括回归分析、季节性模型和指数平滑法。
统计学方法在短期负荷预测中具有较好的准确性和可解释性。
2. 机器学习方法机器学习方法已经成为短期负荷预测中的研究热点。
通过构建合适的模型,利用历史负荷数据和其他相关数据进行训练,从而实现负荷预测。
常见的机器学习方法包括支持向量机、人工神经网络和决策树等。
机器学习方法可以学习到负荷数据的复杂关系,并以更高的准确性进行预测。
3. 人工智能方法人工智能方法已经在多个领域展现出强大的能力,包括短期负荷预测。
人工智能方法在负荷预测中的应用主要包括深度学习、模糊逻辑和遗传算法等。
这些方法可以自动地从大量的数据中学习负荷的模式,提高预测准确性。
二、电力系统中的能源调度优化研究能源调度优化是指在满足负荷需求的前提下,合理安排不同能源源的供电,以实现电力系统的高效运行。
能源调度的目标是降低能耗、降低电力损失和保证电力系统的稳定性。
能源调度优化研究主要集中在传统燃煤、燃气发电和可再生能源等方面。
1. 传统燃煤和燃气发电传统燃煤和燃气发电是电力系统中的主要能源。
能源调度优化研究可以帮助确定发电机组的出力和燃料消耗,以实现经济和环境的双重考虑。
通过对电力市场的动态变化和负荷需求的实时调整,能源调度优化可以降低燃料成本、减少排放和提高效率。
电力系统短期负荷预测方法研究与应用
电力系统短期负荷预测方法研究与应用电力系统短期负荷预测是电力行业不可或缺的一环。
准确的负荷预测可以帮助电力公司合理规划电力资源,提高电网运行的效率和可靠性。
因此,短期负荷预测方法的研究和应用具有重要意义。
本文将对短期负荷预测方法进行研究,并探讨其在实际应用中的潜在问题和挑战。
一、短期负荷预测方法的分类短期负荷预测方法可分为基于统计学方法和基于机器学习方法两大类。
1. 基于统计学方法的短期负荷预测基于统计学方法的短期负荷预测是利用历史负荷数据进行模型拟合和预测。
常用的统计学方法包括时间序列模型、回归模型和神经网络模型等。
时间序列模型是将历史负荷数据看作一个时间序列,通过分析序列中的趋势、周期性和季节性等特征,构建负荷预测模型。
回归模型则是基于历史负荷数据和其他相关变量之间的线性关系来建立预测模型。
神经网络模型则是基于人工神经网络的理论,通过训练网络并进行权重调整,实现负荷预测。
2. 基于机器学习方法的短期负荷预测基于机器学习方法的短期负荷预测是利用大量历史负荷数据进行模型训练和预测。
机器学习方法主要包括决策树、支持向量机和深度学习等。
决策树是一种通过树形结构来进行决策的模型,它根据输入特征的不同取值将负荷数据进行划分,最终形成一个决策树。
支持向量机是一种通过求解凸优化问题来构建分类模型的方法,它通过找到将不同类型数据分开的最优超平面来进行负荷预测。
深度学习则是一种基于神经网络的方法,它通过多层次的神经元连接来建立复杂的负荷预测模型。
二、短期负荷预测方法的应用短期负荷预测方法广泛应用于电力系统的调度和运行中。
通过准确预测负荷,电力公司可以合理安排发电机组的出力,实现发电和负荷之间的平衡。
此外,短期负荷预测也对电网的调整和优化具有重要意义。
通过提前预测负荷峰值和负荷谷值,可以合理安排电网的运行方式,减少调峰填谷的压力。
同时,短期负荷预测方法也在能源规划和电力市场交易中发挥着重要作用。
能源规划部门可以根据负荷预测结果来制定合理的能源开发计划,实现能源的高效利用。
电力系统短期负荷预测技术研究
电力系统短期负荷预测技术研究一、前言电力系统是国民经济中不可或缺的一个重要组成部分,是保障国家经济、社会发展的基础设施之一。
电力系统的安全、稳定和经济运行,直接关系到国民经济和人民生活的全面发展。
随着社会经济的不断发展,电力负荷逐年攀升,电力系统强调合理规划,科学管理,提高电力负荷的预测准确度,达到最优系统组合的目标。
本文旨在介绍电力系统短期负荷预测技术,为电力企业管理实践和技术研究提供参考。
二、电力负荷预测的分类根据负荷预测的时间跨度,电力负荷可分为短期负荷预测、中期负荷预测、长期负荷预测。
其中短期负荷预测指外推一天内的负荷变化情况,一般分为几个时间段,如日前、当天等时段内的负荷预测。
短期负荷预测最为实用和重要,在电力系统调度、计划、控制等方面具有重要作用。
三、短期负荷预测技术的常用方法短期负荷预测技术是预测电力系统较短时间内的负荷随时间的变动情况。
目前,短期负荷预测技术主要包括时间序列分析法、神经网络法、回归分析法等。
1.时间序列分析法时间序列分析法是在一定的时间内,根据历史负荷数据,采用时间序列分析方法进行负荷预测。
时间序列分析法的基本思想是利用历史上已知的负荷数据,建立负荷变化规律的数学模型,用这个模型预测未来负荷。
时间序列分析包括趋势分析、季节性分析和影响所需的随机误差分析三个步骤。
趋势分析是指根据历史数据中负荷的变化趋势,建立负荷预测模型,通过拟合历史负荷数据中的增长趋势,发现负荷增长周期和增长速度,实现对负荷预测的分析。
季节性分析是指根据历史负荷数据中的季节规律,建立季节性模型,根据季节性变化的规律,对未来负荷值进行预测。
影响所需随机误差分析是指通过运用ARIMA模型,分析历史负荷序列的随机误差,进而提高模型的准确性,提高短期负荷预测的准确度。
2.神经网络法神经网络法是利用类似人类神经系统的非线性动力学过程,进行预测和识别的技术。
神经网络法模拟人的神经系统,能够自动建立输入输出之间的关系,并具有自适应性和非线性能力。
电力系统中短期负荷预测研究
电力系统中短期负荷预测研究电力系统中的负荷预测是指对未来一段时间内的电力消费需求进行预测与估计的过程。
这一过程对能源规划、发电调度和电力市场等方面都具有重要意义。
短期负荷预测通常涵盖了数小时到数周的时间段,其精确性对于电力系统的稳定运行至关重要。
在电力系统中,负荷预测基于过去的用电数据和相关的影响因素,如气象、经济和季节因素等。
短期负荷预测的核心目标是准确预测出未来时间段内的负荷需求,并优化电力供应和电网调度等决策。
具体而言,短期负荷预测的研究主要包括以下几个方面:1. 数据收集与预处理:短期负荷预测的第一步是收集和处理各个区域的用电数据。
这些数据可以来自电力公司的电表读数、智能电表、监测设备或其他可靠的数据源。
在收集到数据后,还需进行数据清洗、异常值检测和数据平滑等预处理操作,以提高数据的准确性和可用性。
2. 特征工程与建模:在进行短期负荷预测时,我们需要选取合适的特征变量,并使用合适的建模方法进行预测。
常用的特征变量包括历史负荷数据、天气数据、经济指标等。
建模方法可以使用传统的时间序列分析方法,如ARIMA模型、指数平滑法等,也可以使用机器学习算法,如支持向量机、决策树、随机森林等。
3. 模型训练与验证:在进行短期负荷预测时,我们需要将数据集划分为训练集和测试集。
通过使用训练集来训练模型,并使用测试集来验证模型的准确性和性能。
模型的选取和训练过程中需要考虑到多个方面,如模型的拟合度、预测误差和计算效率等。
4. 负荷预测结果分析与优化:在获得短期负荷预测结果后,我们需要对预测结果进行进一步的分析和优化。
通过比较实际负荷数据和预测结果,可以评估预测模型的准确性和可靠性,并根据评估结果进行模型的调整和优化。
5. 预测结果的应用与决策支持:短期负荷预测的最终目的是为电力系统的运行和调度提供决策支持。
预测结果可以用于优化发电计划、调整输电线路的负载、评估电网的稳定性等。
同时,预测结果也可以用于电力市场的交易和电价的制定,以提高电力系统的经济效益和运行效率。
电力系统的短期负荷预测研究与优化
电力系统的短期负荷预测研究与优化引言:电力系统的短期负荷预测是电力行业中的一个重要课题,它对于电力生产和供应的有效管理至关重要。
通过准确地预测未来一段时间内的电力负荷,电力公司能够合理安排发电、调度资源、优化供电策略,从而提高电力系统的运行效率、降低成本、保障电力供应的稳定性。
本文将探讨电力系统短期负荷预测的研究方法和优化策略,为电力行业的相关工作提供参考。
一、研究方法1.1 时间序列分析方法时间序列分析方法是电力系统短期负荷预测中常用的一种方法。
它基于历史负荷数据,通过建立合适的数学模型,对未来的负荷进行预测。
常用的时间序列分析方法包括移动平均法、指数平滑法、ARIMA模型等。
这些方法能够捕捉负荷变化的趋势和周期性,具有较高的准确性和可靠性。
1.2 数据挖掘方法数据挖掘方法在电力系统短期负荷预测中也发挥着重要作用。
通过收集大量的历史负荷数据和相关的影响因素数据,利用数据挖掘算法进行模式识别和规律挖掘,可以建立出更复杂、更准确的负荷预测模型。
数据挖掘方法包括神经网络、支持向量机、随机森林等。
这些方法能够利用数据的内在关联性,提高负荷预测的准确性和可预测性。
1.3 混合模型方法为了克服单一方法局限性,提高负荷预测的准确性,混合模型方法应运而生。
混合模型方法结合了时间序列分析方法和数据挖掘方法的优势,通过构建多个模型并结合它们的预测结果,来得到最优的负荷预测结果。
混合模型方法可以充分利用不同模型之间的互补性,提高负荷预测的准确性和稳定性。
二、优化策略2.1 负荷预测误差分析负荷预测过程中不可避免会存在一定的误差,因此对负荷预测误差进行分析和评估是非常重要的。
通过对预测误差的来源和特性进行分析,可以发现预测模型存在的问题,并针对性地进行改进。
负荷预测误差分析可以帮助电力公司更好地理解预测结果,并采取相应的优化措施。
2.2 负荷预测优化算法为了提高负荷预测的准确性和稳定性,一些优化算法也被应用于电力系统短期负荷预测中。
电力系统短期负荷预测与调度优化研究
电力系统短期负荷预测与调度优化研究随着电力需求不断增长和电力系统复杂性的不断提高,短期负荷预测和调度优化成为电力系统运行的重要环节。
电力系统短期负荷预测可以准确预测未来一段时间内的负荷需求,而调度优化可以有效安排电力资源的分配和运行策略。
本文将对电力系统短期负荷预测与调度优化的研究进行探讨。
首先,短期负荷预测是电力系统运行的关键因素之一。
准确的负荷预测可以帮助电力公司合理安排发电计划、优化火电机组的出力以及进行电力市场运作。
目前,短期负荷预测主要使用统计模型、人工智能模型和机器学习模型等方法。
这些方法通过分析历史负荷数据、天气因素、经济因素等多种影响因素,建立预测模型来预测未来的负荷需求。
其中,统计模型如回归分析、时间序列分析等常用于对负荷数据进行建模;人工智能模型如神经网络、模糊系统等则可以更好地捕捉负荷数据的非线性特征;机器学习模型如支持向量机、随机森林等具有较强的预测能力。
综合运用这些方法,可以提高短期负荷预测的准确度和精度。
其次,调度优化是确保电力系统高效运行的关键环节。
调度优化的目标是通过合理调度发电机组和电力负荷之间的供需关系,实现电力系统的安全、经济和环保运行。
调度优化需要考虑到多种约束条件,如发电机组的最大出力、负荷的最小保证、供需平衡等,同时还要考虑到电力市场的因素。
传统的调度优化方法主要是基于线性规划和整数规划来建模和求解。
随着优化算法的不断发展,近年来也涌现出许多基于进化算法、遗传算法、粒子群算法等的优化方法,能够更好地解决调度优化问题。
最后,对于电力系统短期负荷预测与调度优化的研究,还有一些挑战需要克服。
首先,负荷预测的准确度对电力系统的安全稳定运行至关重要,但是负荷数据的不稳定性、非线性、高维特征等问题使得负荷预测模型的建立和优化面临较大的困难。
其次,在调度优化中,由于电力系统的复杂性和不确定性,如何设计合适的模型和算法来实现高效的调度优化仍然是一个挑战。
此外,考虑到能源的可持续发展和环境保护的要求,如何在调度优化中引入可再生能源和低碳电力,以实现电力系统的可靠、安全和可持续运行也是一个迫切的问题。
浅谈电力系统短期负荷预测
浅谈电力系统短期负荷预测摘要:电力系统的作用就是给各个行业和社会提供优质可靠电能,满足各个用户的需求。
无论负荷的大小,对电力系统以后的规划或者运行研究来说,都有着重要的作用。
随着电力系统的逐步发展,负荷预测也越来越显得重要。
负荷预测是电力系统控制和行的基础,预测的准确与否对整个电力系统的运行、检修、规划等都有着至关重要的作用。
关键字:负荷预测电力系统短期负荷预测绪言随着电力系统的发展,成为了世界上每个国家提供能源的巨大网络。
电力系统的作用就是给社会和企业等提供优质良好的电能(电压,频率,高次谐波少的电力),从而保证社会的稳定和经济的发展。
由于电能不能储存的特殊性,导致了发电,输电,配电和用电都必须同步进行。
这也就说系统内的发电量必须满足系统中负荷的要求,保持一个动态的平衡。
否则对电力系统的运行和社会经济的发展都会产生不良的影响。
因此,负荷预测理论在这种环境下产生了,它是根据电力系统运行的特点,自然因素以及社会影响等,利用或者研究一种算法利用历史负荷数据或者未来因素等,在满足一定误差的前提下,对未来特定时间里面的负荷进行预测。
1电力系统负荷预测的意义电力系统负荷预测在电力系统安排生产规划和实际运行中,以及社会的稳定和经济的发展中都发挥着不可估量的作用:(1)电力系统中经济调度的依据。
对于电力系统来说,第一,要为用户提供优质可靠的电能,同时还要满足负荷变化的要求。
第二,必要的成本是要考虑的,由于电能不能储存的特点,因此必须在保证系统安全运行的情况下最大化的减少发电设备的容量。
准确的负荷预测,可以让电力企业确定机组的按照最优化,最经济的组合投入运行。
(2)电力系统安全分析的根据。
电力系统引发的事故所造成的经济损失及其对社会的影响都是巨大的,必须尽可能的避免。
精确的预测为发现临界状态提供了依据,它可以提醒调度员进行必要的一些操作来避免电力系统的安全事故,从而保证了系统的安全运行。
(3)社会的稳定及发展。
电力系统中的短期负荷预测与调度策略研究
电力系统中的短期负荷预测与调度策略研究一、引言在电力系统中,短期负荷预测与调度策略是确保电网运行稳定、提高电力供应可靠性的关键因素。
随着人们对电力供需的高要求和对清洁能源的不断推广,短期负荷预测和调度策略的研究显得尤为重要。
本文旨在探讨电力系统中的短期负荷预测与调度策略,并分析其对电力供应和能源转型的影响。
二、短期负荷预测短期负荷预测是指对未来一段时间(一般为数小时至数天)内电力系统的负荷需求进行准确预测的技术。
它是电力系统运营与调度的基础,能够帮助电网管理者合理安排发电计划、降低用电峰谷差异,提高电网的经济性和运行效率。
实现准确的短期负荷预测需要考虑多个因素,包括天气、季节、节假日等。
常用的预测方法包括时间序列分析法、回归分析法、人工神经网络法等。
其中,基于人工智能的方法在近年来得到广泛应用。
通过使用历史负荷数据和相关因素的信息,建立负荷预测模型,能够在一定程度上提高预测准确度。
三、短期负荷调度策略短期负荷调度策略是指根据经济性、系统稳定性和清洁能源利用率等因素,合理安排发电机组的输出功率以满足负荷需求。
其目标是实现电力系统供需的平衡,并尽可能降低运行成本和环境影响。
常见的短期负荷调度策略包括基于边际成本的优化策略、基于系统备载能力的策略以及基于能源转型的策略。
基于边际成本的优化策略主要通过对不同发电方式的成本进行分析,选择最优发电方式以及对应的输出功率。
这种策略能够有效降低电力系统的运行成本,提高经济性。
基于系统备载能力的策略将系统安全裕度考虑进去,通过合理控制发电机组的输出功率,确保系统的运行稳定性。
该策略在负荷波动较大或系统超负荷工作时起到重要作用。
基于能源转型的策略是在促进清洁能源利用的前提下,调度发电机组的输出功率。
通过合理安排风电、太阳能等可再生能源的发电量,实现电力系统的低碳化,促进能源可持续发展。
四、研究意义短期负荷预测与调度策略的研究对于电力系统及能源转型具有重要意义。
首先,准确的短期负荷预测可以帮助电网管理者做好负荷调度和发电计划,合理安排发电调度和能源消耗,提高电力供应的可靠性和稳定性。
电力系统短期负荷预测
电力系统短期负荷预测:技术和应用随着电力系统的发展,更加精准的负荷预测和管理变得越来越重要。
这正是短期负荷预测的重要性所在。
在实际应用中,短期负荷预测具有来自电力公司、政府、学术界等多个领域的应用需求。
在本文中,我们将探讨短期负荷预测的技术和应用。
一、短期负荷预测的技术短期负荷预测的技术主要分为两种:统计学方法和机器学习方法。
1、统计学方法统计学方法是传统的短期负荷预测方法之一,其基础是对历史数据的观测和分析。
常用的统计学方法包括移动平均、指数平滑、趋势分析等。
移动平均法是将历史数据平均作为预测值。
这是一种简单且易于实现的方法,因此在多个场景中受到广泛应用。
指数平滑法是对移动平均的改进,使用不同的权重,以便更好地反映数据的趋势。
因为需要考虑靠近的时间点权重更高,它的预测结果通常更准确。
趋势分析法则通过对历史数据拟合一个趋势线,来寻找未来的变化趋势。
它可以提供可能的变化趋势,但没有考虑其它因素的影响。
这些统计学方法能够在一定程度上准确预测短期负荷,但它们的限制在于它缺乏对非线性和复杂性的处理方法。
2、机器学习方法机器学习方法通过训练模型,从数据中捕捉变化的模式、非线性关系和复杂性来预测负荷。
由于机器学习方法具有较强的处理能力,它们在短期负荷预测中已经被广泛应用。
机器学习方法涵盖了多个领域,在短期负荷预测方面,最流行的方法是基于神经网络的方法和支持向量机。
神经网络是一种基于模拟人类神经网络的模型,最符合人类大脑中情感、语言、认知、思想和学习等机理。
神经网络方法通过训练神经网络模型来产生预测结果。
模型的性能将随着更多数据样本的添加和对拟合误差的不断优化而不断提高。
支持向量机(SVM)是一种分类和回归分析的方法。
其方法基于理论保证,可以通过软间隔或核方法来进行非线性分类或回归。
SVM通常支持对多类分类问题的高度准确的处理,因此在负荷预测中也能够发挥出色的优势。
二、短期负荷预测的应用短期负荷预测的应用涵盖多个领域。
电力系统短期负荷预测研究
电力系统短期负荷预测研究随着电力行业的发展,电力系统的运行已经成为人们日常生活中的重要组成部分。
而准确预测电力系统的短期负荷,则是电力系统顺利运行的关键之一。
电力系统短期负荷预测研究,正是为了解决这个重要问题而进行的。
首先,我们需要了解什么是电力系统的短期负荷。
电力系统的负荷是指用户对电网的用电需求,而电力系统的负荷预测,则是指在未来一段时间内用户的用电需求量。
一般情况下,电力系统短期负荷预测指未来一天或一周内的负荷情况。
电力系统短期负荷预测的意义在于,它是电力系统运营的基础。
准确预测电力系统负荷,不仅对于电网的可靠运行具有重要意义,而且还能够有效降低电网的成本和环境污染程度。
目前,电力系统短期负荷预测主要是基于统计学方法和人工智能技术。
早期的负荷预测方法多采用统计学方法。
由于这种方法能够从历史数据中分析出相应的负荷规律,所以这种方法在一定程度上能够获得比较准确的预测结果。
然而,在面对复杂环境下的预测时,由于缺少准确的历史数据,这种方法表现乏力。
因此,在近年来,人工智能技术得到广泛应用,并取得了显著的成效。
人工智能技术中,神经网络被广泛应用于电力系统短期负荷预测。
神经网络是一种类似于人脑神经元结构的计算模型,能够进行非线性建模,适应各种复杂非线性问题的运算。
和传统的统计学方法相比,通过人工神经网络的学习推理,可以自动提取不同因素之间的相互关联,针对特定的负荷预测问题,进行更加准确的短期负荷预测。
除了神经网络外,遗传算法和模糊综合评价方法等人工智能技术也被用于电力系统短期负荷预测中。
遗传算法的主要特点是在一定的搜索空间内自适应搜索最优解。
而模糊综合评价方法则是一种基于模糊逻辑的定量分析方法,可以对现实世界中的复杂问题进行有效分类和解决。
虽然目前人工智能技术被广泛应用于电力系统短期负荷预测中,并取得了显著的成效,但是这些技术仍然存在一些问题。
首先,由于神经网络和遗传算法等算法的计算负荷较大,需要大量的计算资源,这对于负荷预测系统的实时性会带来挑战。
浅析电力负荷短期预测
二 十世 纪七 十年代后 . 许多 数学统计方法 被引入到短期
负荷预测 中 . 型的算法 有 回归分 析法 、 典 确定 性时 间序列分 析法 、 随机时间序列分析法目 。
二 十世 纪九十年代初期开始 ,人工智 能技术逐步应用 。 文献 [】 出使 用模糊 神经 网络 预测方法 ; 文献[】 列举 3提 在 4中, 出人工神经 网络 AN N和模糊控制相结合的预测 方法 , 文献【】 5 提 出灰色理论和神经 网络的电力系统负荷预测方法 。 短期负荷预测技 术发展至今 己有几 十年 。迄今为止 , 短
一
211 电力负荷的构成 . . 电力 系统 负荷一般可分为城市 民用 负荷 、商业 负荷 、 农 村负荷 、 工业负荷 以及其它负荷 。不 同类型 的负荷具有不 同
S i c & Te h oo yVi o ce e n c n lg s n i
能 源科 技
科 技 视 界
21 年9 02 月第 2 期 6
浅析 电力负荷短期预测
赵立新 韩 冬
( 山东 电力集 团公 司东 营供 电公 司 山东 东 营
2 70 ) 5 0 0
【 要】 摘 电力 系统短期 负荷预测是 电力系统 一项非常重要 的工作 , 电网规 划决策的基础 , 电力 市场化的前提 , 是 是 对电力 部 门提 高经济效益有着重要 的意义。 精确的短期 负荷预 测直接影 响着电力企业的经济效益。因此 , 短期 负荷预测结果成为制定
1 . 人工智 能方法 .2 2
4 为用户提供安全 、 ) 可靠 、 经济 、 优质 的电能是电 网运 营 企业 的首要 目标 。准确 的负荷预测就使 得电 营企业可 以 网运 在 电力市场 中以较便宜 的电价购电 。 ’
电力系统短期负荷预测方法研究
电力系统短期负荷预测方法研究电力系统短期负荷预测方法研究1. 引言电力系统的负荷预测是电力生产调度、电网规划和市场交易等各个环节的重要基础。
短期负荷预测是指在时间范围内(通常是24小时)对未来电力需求水平进行预测。
精准的负荷预测可以帮助电力系统的运行更加稳定和高效。
2. 短期负荷预测模型2.1 经典统计模型经典统计模型是最早应用于电力系统负荷预测的方法之一。
其代表性模型有回归模型、时间序列模型等。
回归模型通过建立负荷与多个相关因素(如天气、时间等)之间的关系,来实现负荷预测。
时间序列模型则是基于统计的时间序列分析方法,通过分析历史负荷数据的趋势和周期性,来预测未来负荷变化。
2.2 人工智能模型随着人工智能技术的快速发展,越来越多的研究开始应用于电力负荷预测。
其中,神经网络模型是较为常用的方法之一。
神经网络模型通过建立多层次的神经元网络,自动学习历史负荷数据和其他相关因素之间的复杂关系,并进行负荷预测。
另外,支持向量机、遗传算法等人工智能算法也被应用于电力负荷预测,并取得了一定的研究成果。
3. 数据处理与特征提取负荷预测的准确度与所使用的数据质量和特征选择密切相关。
数据处理包括数据清洗、异常值处理、数据转换等过程,以确保输入模型的数据具有高质量。
特征提取则是对原始数据进行处理,提取出与负荷预测相关的特征。
4. 模型评价与选择为了评估负荷预测模型的准确度和稳定性,需要使用一些评价指标进行模型评估。
常用的指标包括均方根误差(RMSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)等。
评价指标的选择应根据实际情况确定,以保证模型评估的客观性和有效性。
5. 实例研究以某地区为例,利用历史负荷数据、天气数据等,对短期负荷进行预测。
首先,进行数据处理与特征提取,包括数据清洗、异常值处理等步骤。
然后,选择合适的模型进行负荷预测,并根据评价指标对模型进行评估和优化。
最后,使用优化后的模型对未来一段时间的负荷进行预测。
6. 结论与展望负荷预测是电力系统中的重要环节,对实现电力生产的稳定与高效具有重要意义。
电力系统中的短期负荷预测与优化研究
电力系统中的短期负荷预测与优化研究电力系统是现代社会不可或缺的重要基础设施之一,而在电力系统运行中,准确预测负荷需求是确保系统稳定运行和保障供电的重要因素之一。
短期负荷预测是指对未来短期时间段(通常为几小时到几天)内的负荷需求进行准确预测的过程。
本文将探讨电力系统中的短期负荷预测与优化的研究。
短期负荷预测可以帮助电力系统运营者合理调度电力资源,提前做好供电计划,以确保供电的可靠性和经济性。
在短期负荷预测的研究中,常用的方法包括时间序列分析、人工神经网络、支持向量机等。
这些方法利用历史负荷数据、天气数据、节假日等因素,通过建立数学模型来预测未来的负荷需求。
其中,时间序列分析是一种常用的短期负荷预测方法。
该方法基于序列中的过去数据,将未来的负荷需求视为过去负荷数据的函数。
通过建立时间序列模型,如ARIMA模型(自回归滑动平均模型)、指数平滑等,可以预测未来时间段内的负荷需求。
然而,时间序列分析方法对序列中的线性关系有较好的适应性,但对于非线性关系的预测效果较差。
另一种常用的短期负荷预测方法是人工神经网络。
人工神经网络模拟人脑工作原理,通过建立多层次的神经网络结构,将输入层的数据传递给隐藏层和输出层,进行负荷预测。
神经网络可以学习数据之间的非线性关系,并根据历史数据的模式来预测未来负荷需求。
然而,人工神经网络模型的选择和参数的优化是一个复杂的过程,需要大量的训练数据和计算资源。
在短期负荷预测中,天气因素是一个重要的考虑因素。
天气因素对电力系统的负荷需求有着重要的影响。
通常来说,高温天气下的用电量会显著上升,而低温天气下的用电量则会相应下降。
因此,在短期负荷预测中,需要考虑天气因素对负荷需求的影响。
可以通过获取气象数据,并将其作为输入参数加入到预测模型中,从而提高负荷预测的准确性。
除了短期负荷预测,优化方法也应用于电力系统中的负荷调度。
负荷调度问题是指在满足用户需求和系统能源供应能力的情况下,合理安排电力资源的分配。
电力系统短期负荷预测探讨
电力系统短期负荷预测探讨电力系统短期负荷预测对于电力系统的运行、计划以及控制过程有着很大的影响,调度中心通过它预测来制定发电计划,发电厂依据它来进行报价,电网以及各发电厂的经济效益受到它的直接影响。
而它本身也受到诸多因素的影响,如天气因素、季节因素等自然因素,又或者受到如重大节日或经济政治时间等社会因素的影响,本文则结合这些影响预测精度的因素,提出提高其预测精度的预测方法。
研究表明,与以往原始的预测方法相比,预测精度得到了显著的提高。
标签:电力;负荷;发电;精度当前各个行业的发展与进步都离不开电力的辅助与推动,没有电力机械设备就无法正常运转,没有电力照明与供热等将受到很大程度的影响。
在近些年的发展当中,电力技术得到了一定的提升,但对于如何更加精确的计划与控制用电一直困扰着电力技术工作者。
要摆脱这样的困境就必须开展电力系统短期负荷预测法进行稳定、计划地供电。
一、电力系统负荷预测的概念电力系统负荷预测法是供电领域近几年发展与应用起来的供电技术之一。
它是指通过一定的统计与运算,将已经产生的电力系统的负荷和将要发生的电力系统的负荷精确的预算出来,以提高电力的应用效率并且节约电力能源。
电力系统负荷预测法在应用中一定要注意到预测并不等于完全准确地产生,也会受到诸如电力系统故障以及天气气候等因素的干扰,甚至会受到一些社会因素的限制。
在已经应用该种方法的电力技术企业中,我们可以看到它的应用收效相当可观,一定程度上减少了不必要的电力资源的损耗与浪费,带来了计划与控制用电的全新时代。
电力系统负荷预测对于电力企业经济效益的稳步提升与社会效益的增长都大有益处。
二、应用电力系统短期负荷预测的必要性电力系统负荷预测中一个很关键的因素就是预测周期。
负荷周期以年为单位,并且周期在十年以上的被称为电力系统长期负荷预测;而负荷周期以周、月甚至小时、日等为基本单位的就被称为电力系统短期负荷预测。
在新的发电机组进行安裝的过程中,或电网需要进行规划和改建的工程里,需要运用到长期和中期负荷预测;调度中心需要制定发电的计划或发电厂需要一些电力报价数据时,则需要短期负荷预测来预测未来一到七天之内的电力系统负荷值;电网的计算机实时监控会不断得出数据,需要及时对发电容量进行调度和调控,从而使其发挥最好的功效,也节约发电成本,这就需要超短期负荷预测。
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浅谈电力系统短期负荷预测
作者:李家龙王蒙谷心洋
来源:《中国科技纵横》2017年第03期
摘要:研究了气象因素(温度、湿度、降雨量等)对电力系统负荷的具体影响,结果表明:温度对预测结果影响最大。
建立了指数平滑模型、动态神经网络模型对电力系统短期负荷进行预测,对两种预测模型的优缺点进行了比较。
结果表明:三次指数平滑能很好的预测短期负荷的发展趋势,而动态神经网络模型有更高预测结果精度。
最后通过算例进行了说明。
关键词:电力系统;负荷预测;气象因素;预测模型
中图分类号:TM715 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)03-0171-02
1引言
电力系统短期负荷预测,在国内都有相关的研究,如文献[1]构建了一种基于统计分析的负荷规律性评价方法。
在此基础上,建立了预估负荷预报误差极限的分析方法。
运用所提出的方法对负荷变化的规律性进行评价。
文献[2]利用BP神经网络进行电力系统短期负荷预测,在保证有足够的训练样本的前提下,对预测模型进行合理分类,构造了相应于不同季节的周预测、日预测模型,文献[3]从不同角度对气象因素对电网负荷影响进行了深入的分析,介绍了国内外的研究现状,提出了气象因素对短期负荷预测影响分析的思路、方法和意义,讨论了常用电力负荷特性的分析方法,文献[4]短期负荷预测的“双周期加混沌”法是基于负荷记录数学性质的预测方法.为了进一步提高其预测精度而提出的三项改进。
以上研究都没有深入研究气象因素对短期负荷预测的具体影响,给出较为直观的数字;研究表明,气象因素是影响短期负荷的主要因素,温度、风速、降雨量、等都对负荷产生一定程度的影响。
气温是对负荷影响最大的气象因素。
故各气象因素与负荷之间存在一定的相关性。
本文讨论了象因素对短期负荷预测的具体影响,建立三次指数平滑模型和动态神经网络模型对负荷进行预测。
2 问题描述
短期负荷预测是电力系统运行与分析的基础,提高负荷预测精度,是保障电力系统优化决策科学性的重要手段。
现代电力系统中,气象因素(温度、湿度、降雨量等)对电力系统负荷的影响愈显突出。
考虑气象因素成为调度中心进一步改进负荷预测精度的主要手段之一。
符号说明:
最近几天t时刻的负荷平均值
第i天第t时刻的负荷
回归系数
残差平方和
剩余方差(残差的方差)
回归平方和
输入层到隐层之间的权值矩阵
隐层到输出层之间的权值矩阵
第期的一次指数平滑值
3 模型建立
3.1 数据预处理
数据存在两方面问题。
一是我国各级电力调度中心大多采用SCDA,会将错误的变化规律带入预测模型。
二是随机因素的影响,对天气状况的记录有可能出现异常值。
故需要对数据进行预处理。
3.1.1 初步筛选
针对负荷低于1000MW的异常数据,由权威文献负荷低于1000MW的情况基本不可能出现,可以采用前后相近周期的负荷数据近视代替异常数据。
3.1.2 纵向对比处理
电力负荷呈周期性变化,连续几日同一时刻的负荷具有相似性,其变化范围维持在一定的限度内,超出这个范围,则可以认为该数据存在异常。
公式如下:
如果
(1)
则
(2)
3.1.3 横向对比处理
负荷的变化在短时间内是平稳的,同一天相邻两时刻负荷的变化不大,以前后两个时刻的负荷为基准,设定数据变化的最大范围。
如果负荷值与前后两个时刻的负荷数据之差的绝对值都超过阈值,就认为该负荷值是异常数据,公式如下:
(3)
则
(4)
式中:为阈值,在反复尝试后本文选择500MW作为阈值。
3.2 回归分析模型
由参考文献,负荷与最高温度,平均温度,最低温度三者成二次非线性关系;与相对湿度,降雨量近似成线性关系,故可建立如下多元二项式回归模型。
(5)
其中:是与的未知参数,为回归系数。
模型(1.1)中的参数用最小二乘法估计,应选取估计值,使当,时,误差平方和达到最小。
(6)
3.2.1 统计分析
(1)是β的线性无偏最小方差估计;在β的无偏估计中,的方差最小。
(2)服从正态分布
(7)
记=。
(3)对残差平方和,,且
(8)
由此得到的无偏估计
(9)
是剩余方差(残差的方差),称为剩余标准差。
(4)对总平方和进行分解,有
(10)
其中:;是由(1.2)定义的残差平方和,反应随机误差对的影响;称为回归平方和,反映自变量的影响。
上面的分解中利用了正规方程组。
3.2.2 回归模型的假设检验
需要检验与之间是否存在如模型(1.1)所示的线性关系。
如果所有的都很小,与的线性关系就不明显,可令原假设为:
当成立时由分解式(1.6)定义的满足:
(11)
判断统计量值对应的概率。
如果,则拒绝回归模型成立。
3.2.3 回归分析平均相对误差
为了对预测结果的准确性进行评分析,我们采用平均相对误差作为判断指标,其计算公式如下:
(12)
最后根据模型,可得到各负荷与各气象因素的回归方程、相关系数R、回归平均相对误差,从而确定各个气象因素对负荷预测精度的影响。
3.3 动态神经网络模型
动态神经网络是指神经网络带有反馈与记忆功能,神经网络能将前一时刻的数据保留,该方法的记忆功能对时序列的滞后给予了一定的弥补,三次指数平滑能很好的预测数据的发展趋势,但在预测结果的精确性不如动态神经网络。
故本文建立隐含层12个神经元,延迟为7期的NAR动态神经网络模型,利用前期的数据预测当期数据,选用的训练函数为Levenberg-Marquardt,本模型可简化的表示为:
3.4 动态神经网络模型求解
Step1:对数据进行标准化,使各值在0-1之间;
Step2:选取训练神经网络的数据,根据“预测某一天,就选取改天以前的所有的天的数据”而定;
Step3:对训练动态神经网络的数据进行矩阵变换,使其为一列。
对该数据进行分割,输入数据的70%作为该网络训练数据,15%作为验证数据。
其余的15%作为测试数据;
Step4:反复调节隐层神经元个数和时间滞后个数,并反复进行训练,,确定隐含层神经元数目、滞后期,时网络性能最好;
Setp5:对网络性能作分析,进一步绘制目标值与预测值的回归图像,理论上当目标值与输出值完全相同时,因此可以使用训练好的网络进行预测;
4 结论
研究了气象因素(温度、湿度、降雨量等)对电力系统负荷的具体影响,其中温度对预测结果影响最大。
建立了指数平滑模型、动态神经网络模型对电力系统短期负荷进行预测:三次指数平滑能很好的预测数据的发展趋势,动态神经网络有更高预测结果精度。
5 算例
已知出两地区2012年1月1日至2014年12月31日的电力负荷数据见表、气象因素数据(由于篇幅限制,数据参见第九届电工杯数学建模A题),对两地区的日最高负荷、日最低负荷、日平均负荷与各气象因素的关系进行回归分析;进行7天的电力负荷进行预测。
两地区的日最高负荷、日最低负荷、日平均负荷与各气象因素回归参数见表1和表2。
由表1和表2可以看出:负荷与最高温度,平均温度,最低温度拟合效果较好,相合性较高,故误差较小;负荷与相对湿度,降雨量拟合效果较差,相合性较低,误差较高。
回归系数越大该项对预测值影响越大,根据求得的回归系数,可优先推荐用回归系数大的平均温度来提高预测精度。
本文建立的动态神经网络预测模型、三次指数平滑预测模型、都可以用来对未来7天的负荷数据进行预测,两个模型对未来预测结果的差异小于20%,其中最后一个个模型差异小于15%。
同时两个模型的预测结果可以相互检验,证明预测模型的准确度较高。
[1]穆钢,侯凯元,杨右虹,等.负荷预报中负荷规律性评价方法的研究[J].中国电机工程学报,2001,21(10):96-101.
[2]周佃民,管晓宏.基于神经网络的电力系统短期负荷预测研究[J].电网技术,2002,26(2):10-13.
[3]朱振伟.气象因素对电网负荷特性影响的研究[D].浙江大学电气工程学院,浙江大学,2008.
[4]杨正瓴,田勇,林孔元.短期负荷预测“双周期加混沌”法中的多步法与气象因子的使用[J].电网技术,2004,28(12):20-24.
[5]王璨.电力系统短期负荷预测[D].华北电力大学,2012.。