电力系统规划--电力系统负荷预测(最小二乘法)讲解
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什么是预测？
股票预测 楼价预测 天气预测 销售预测 负荷预测
┇
共同特征
通过对预测对
象历史数据的
分析和研究，
探索影响预测
对象的各因素
之间的内在联
系和发展变化
规律，对预测
对象未来发展
作出预先估计
和推测
3
电力系统负荷预测-概述(什么是负荷预测)
4
电力系统负荷预测-概述(预测概念及意义)
概念：从已知的用电需求出发，对未来的电力需求 量（功率）和用电量（电量）做出预测。
主要工作：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。
5
电力系统负荷预测-概述(预测概念及意义)
负荷预测意义 ① 电力系统运行的基础和依据，预测准确与否直接 关系到能否为用户提供安全优质的电力供应以及 能否保证系统运行的经济性； ② 电力系统调度、运行的重要组成部分，为提供调 峰、抽水蓄能电站的容量、电力系统运行方式、 开停机计划和安排备用容量等提供依据；(运行)
的发输变电容量的增长；供电可靠性差
7
电力系统负荷预测-概述(负荷预测的分类)
按预测时间(具有相对性，且不同单位的分类可能对应不同时间区间)： ① 长期负荷预测：10-30年，以年为单位的预测。用来制定电力工业的 战略、发展目标、长远电力发展的资金需求等； ② 中长期负荷预测： 5-10年，以年为单位的预测。用于电力系统规划 （包括发输电设备的扩建、退役和改建计划） ③ 中期负荷预测： 1-5年，为电力系统规划特别为配电网规划服务。 ④ 短期负荷预测：一年以内，日负荷预测最为多见，还有未来15分钟 的超短期负荷预测。
夏季
电力系统负荷预测-电力负荷曲线(持续负荷曲线)
目的：用于电力系统随机生产模拟、可靠性评估等。
15
电力负荷曲线(与负荷曲线相关的特性指标)
小于最小负荷Pd.min 的部分称为基荷； 大于日平均负荷Pd.av 的部分为峰荷；中 间部分称为腰荷
16
电力负荷曲线(与负荷曲线相关的特性指标—日负荷率)
定量预测：假设负荷及其相关因素可定量表达,负荷过去模式 将来仍然继续存在。 外推法：通过寻找历史负荷数据中的负荷变化规律与特性， 将其变化模式外推到未来进行预测（如时间序列分析法） 相关法(因果分析法)：将负荷同各种社会和经济因素等联合 起来考虑，通过寻找负荷与影响其变化的相关因素之间的关 系或数学模型，来达到预测的目的(如回归分析法）。 优点：能清楚分析负荷变化与其它可测量因素之间的关 系。缺点：必须先预报天气、人口和经济等相关数据。
按预测内容： ① 最大负荷功率：确定未来需增加的发输变电设备的容量。 ② 负荷电量：确定未来机组类型和电源结构及燃料计划等。 ③ 负荷曲线 ：为研究调峰、确定抽水蓄能电站的容量提供原始数据8 。
电力系统负荷预测-概述(负荷预测方法的分类)
定性预测：根据人的直观思考、判断和经验积累进行预测。缺 点：误差大。优点：可利用人的经验，从而计入不能量化的因 素的影响。
19
电力负荷曲线(与负荷曲线相关的特性指标—年平均日负荷率)
年平均日负荷率
第i月最大负荷日 的最大负荷
12
p(i) mav
i1 12 p(i) mm ax
i 1
第i月最大负荷日的 日平均负荷 av：average
11
电力系统负荷预测-电力负荷曲线(负荷特性)
• 周期性 • 趋势性 • 随机性(受温度、气候、产业结构、政治等因
素的影响) • 区域性、地域性
12
电力系统负荷预测-电力负荷曲线(负荷特性)
13
电力系统负荷预测-电力负荷曲线(时序负荷曲线)
1.1 1
0.9 0Fra Baidu bibliotek8 0.7 0.6 0.5
重庆电网春、夏季典型日负荷标幺曲线
春季
目的：用于调度部门制定电力系统日运行方式，例如机组启停、 经济运行和调峰措施等。
14
0点15分 1点30分 2点45分 4点0分 5点15分 6点30分 7点45分 9点0分 10点15分 11点30分 12点45分 14点0分 15点15分 16点30分 17点45分 19点0分 20点15分 21点30分 22点45分 24点0分
电力系统规划
Power System Planning
电力系统负荷预测
胡博/博士 Email:lake8361@yahoo.com.cn
1
电力系统负荷预测(主要内容)
概述 电力负荷曲线 中长期负荷电量预测 最小二乘法(长期负荷预测) 指数平滑法(长期、短期负荷预测)
2
电力系统负荷预测-概述(什么是预测)
6
电力系统负荷预测-概述(预测概念及意义)
③ 电力规划部门必须预测规划期内负荷增长情况(数量及 地理分布)，才能确定未来增装的发电容量和输变电容 量。 (规划)
④ 负荷预测的精度直接影响投资和运行的合理性。 偏高：运行备用设置过多；设备安装过多，不能充
分利用；资金积压，经济性差。 偏低：运行备用设置过少；未来负荷增长大于规划
9
电力系统负荷预测-概述(负荷预测的基本步骤)
① 明确负荷预测的内容和要求 ② 调查并搜集历史资料 ③ 历史资料整理 ④ 对历史负荷数据的预处理 ⑤ 选取负荷预测模型 ⑥ 应用预测模型进行预测 ⑦ 预测结果分析评价 ⑧ 编写预测报告
10
电力系统负荷预测-概述(负荷预测的影响因素)
① 历史数据的不完整性 ② 未来不确定因素影响 ③ 气象影响 ④ 人工干预和政策影响 ⑤ 预测模型的局限性 ⑥ 预测人员的主观影响
0 1
日最小 负荷
18
电力负荷曲线(与负荷曲线相关的特性指标—最大负荷利用小时数)
年最大负荷利用小时数T和年负荷率δ
T Pm ax
全年发电量 年最大负荷
P
Pmax
全年平均负 荷功率
P
Pmax
P 8760 Pmax 8760
8760 Pmax
T 8760
日负荷率
日平均负荷与日最大负荷之比，为日负荷率
日最大 负荷
Pd av
Pd max
0 1
日平均 负荷
av：average
d：day
17
电力负荷曲线(与负荷曲线相关的特性指标—日最小负荷率)
日最小负荷率
日最小负荷与日最大负荷之比
日最大 负荷
Pdm in
Pd m ax
股票预测 楼价预测 天气预测 销售预测 负荷预测
┇
共同特征
通过对预测对
象历史数据的
分析和研究，
探索影响预测
对象的各因素
之间的内在联
系和发展变化
规律，对预测
对象未来发展
作出预先估计
和推测
3
电力系统负荷预测-概述(什么是负荷预测)
4
电力系统负荷预测-概述(预测概念及意义)
概念：从已知的用电需求出发，对未来的电力需求 量（功率）和用电量（电量）做出预测。
主要工作：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。
5
电力系统负荷预测-概述(预测概念及意义)
负荷预测意义 ① 电力系统运行的基础和依据，预测准确与否直接 关系到能否为用户提供安全优质的电力供应以及 能否保证系统运行的经济性； ② 电力系统调度、运行的重要组成部分，为提供调 峰、抽水蓄能电站的容量、电力系统运行方式、 开停机计划和安排备用容量等提供依据；(运行)
的发输变电容量的增长；供电可靠性差
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电力系统负荷预测-概述(负荷预测的分类)
按预测时间(具有相对性，且不同单位的分类可能对应不同时间区间)： ① 长期负荷预测：10-30年，以年为单位的预测。用来制定电力工业的 战略、发展目标、长远电力发展的资金需求等； ② 中长期负荷预测： 5-10年，以年为单位的预测。用于电力系统规划 （包括发输电设备的扩建、退役和改建计划） ③ 中期负荷预测： 1-5年，为电力系统规划特别为配电网规划服务。 ④ 短期负荷预测：一年以内，日负荷预测最为多见，还有未来15分钟 的超短期负荷预测。
夏季
电力系统负荷预测-电力负荷曲线(持续负荷曲线)
目的：用于电力系统随机生产模拟、可靠性评估等。
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电力负荷曲线(与负荷曲线相关的特性指标)
小于最小负荷Pd.min 的部分称为基荷； 大于日平均负荷Pd.av 的部分为峰荷；中 间部分称为腰荷
16
电力负荷曲线(与负荷曲线相关的特性指标—日负荷率)
定量预测：假设负荷及其相关因素可定量表达,负荷过去模式 将来仍然继续存在。 外推法：通过寻找历史负荷数据中的负荷变化规律与特性， 将其变化模式外推到未来进行预测（如时间序列分析法） 相关法(因果分析法)：将负荷同各种社会和经济因素等联合 起来考虑，通过寻找负荷与影响其变化的相关因素之间的关 系或数学模型，来达到预测的目的(如回归分析法）。 优点：能清楚分析负荷变化与其它可测量因素之间的关 系。缺点：必须先预报天气、人口和经济等相关数据。
按预测内容： ① 最大负荷功率：确定未来需增加的发输变电设备的容量。 ② 负荷电量：确定未来机组类型和电源结构及燃料计划等。 ③ 负荷曲线 ：为研究调峰、确定抽水蓄能电站的容量提供原始数据8 。
电力系统负荷预测-概述(负荷预测方法的分类)
定性预测：根据人的直观思考、判断和经验积累进行预测。缺 点：误差大。优点：可利用人的经验，从而计入不能量化的因 素的影响。
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电力负荷曲线(与负荷曲线相关的特性指标—年平均日负荷率)
年平均日负荷率
第i月最大负荷日 的最大负荷
12
p(i) mav
i1 12 p(i) mm ax
i 1
第i月最大负荷日的 日平均负荷 av：average
11
电力系统负荷预测-电力负荷曲线(负荷特性)
• 周期性 • 趋势性 • 随机性(受温度、气候、产业结构、政治等因
素的影响) • 区域性、地域性
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电力系统负荷预测-电力负荷曲线(负荷特性)
13
电力系统负荷预测-电力负荷曲线(时序负荷曲线)
1.1 1
0.9 0Fra Baidu bibliotek8 0.7 0.6 0.5
重庆电网春、夏季典型日负荷标幺曲线
春季
目的：用于调度部门制定电力系统日运行方式，例如机组启停、 经济运行和调峰措施等。
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0点15分 1点30分 2点45分 4点0分 5点15分 6点30分 7点45分 9点0分 10点15分 11点30分 12点45分 14点0分 15点15分 16点30分 17点45分 19点0分 20点15分 21点30分 22点45分 24点0分
电力系统规划
Power System Planning
电力系统负荷预测
胡博/博士 Email:lake8361@yahoo.com.cn
1
电力系统负荷预测(主要内容)
概述 电力负荷曲线 中长期负荷电量预测 最小二乘法(长期负荷预测) 指数平滑法(长期、短期负荷预测)
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电力系统负荷预测-概述(什么是预测)
6
电力系统负荷预测-概述(预测概念及意义)
③ 电力规划部门必须预测规划期内负荷增长情况(数量及 地理分布)，才能确定未来增装的发电容量和输变电容 量。 (规划)
④ 负荷预测的精度直接影响投资和运行的合理性。 偏高：运行备用设置过多；设备安装过多，不能充
分利用；资金积压，经济性差。 偏低：运行备用设置过少；未来负荷增长大于规划
9
电力系统负荷预测-概述(负荷预测的基本步骤)
① 明确负荷预测的内容和要求 ② 调查并搜集历史资料 ③ 历史资料整理 ④ 对历史负荷数据的预处理 ⑤ 选取负荷预测模型 ⑥ 应用预测模型进行预测 ⑦ 预测结果分析评价 ⑧ 编写预测报告
10
电力系统负荷预测-概述(负荷预测的影响因素)
① 历史数据的不完整性 ② 未来不确定因素影响 ③ 气象影响 ④ 人工干预和政策影响 ⑤ 预测模型的局限性 ⑥ 预测人员的主观影响
0 1
日最小 负荷
18
电力负荷曲线(与负荷曲线相关的特性指标—最大负荷利用小时数)
年最大负荷利用小时数T和年负荷率δ
T Pm ax
全年发电量 年最大负荷
P
Pmax
全年平均负 荷功率
P
Pmax
P 8760 Pmax 8760
8760 Pmax
T 8760
日负荷率
日平均负荷与日最大负荷之比，为日负荷率
日最大 负荷
Pd av
Pd max
0 1
日平均 负荷
av：average
d：day
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电力负荷曲线(与负荷曲线相关的特性指标—日最小负荷率)
日最小负荷率
日最小负荷与日最大负荷之比
日最大 负荷
Pdm in
Pd m ax