摘要
I
摘 要
电力系统中长期负荷预测是电力系统规划和运行研究的重要内容,它是保证电
力系统可靠和经济运行的前提,同时也是电网规划建设的依据和基础。随着国民经
济受电力工业的发展影响越来越大,电力负荷的正确预测愈发显得重要,因此电力
行业的投资、网络布局和运行的合理性很大程度上取决于负荷预测精度的高低。
负荷预测会受到许多不确定因素不同程度的影响,不同的预测模型都有自己所
适应的范围,很难应用于所有的情况。所以到目前为止,还不能找到一种预测方法
在任何情况下能够保证获得令人满意的预测结果,所以在进行中长期负荷预测时,
要学会结合当地的实际情况,选用多种不同的预测方法,将预测的结果进行相互对
比校核,确定最终的预测值。
电力负荷总量的预测属于战略性的预测,它是将规划地区的整体负荷作为研究
的对象,为电网的规划提供了必要的基础数据,电力负荷总量的预测结果对城市电
网的规划具有非常重要的指导意义,也为城市的供电电源点的确定提供了重要依据。
本文研究了多种不同的中长期负荷预测理论方法及其应用,并简要介绍了电力
系统中长期负荷预测的目的和意义,国内外的发展现状及展望,然后比较系统的阐
述了各种预测理论方法,并结合中长期电力负荷预测的具体实际情况,较为深入地
分析了各种不同预测理论应用于电力系统的具体实现方法,通过对不同的中长期负
荷预测方法的仿真实验,包括单模型、组合模型以及综合模型,比较分析各种不同
方法的预测结果,或者运用几种方法的组合进行预测,或者将整体分割为部分,对
各个部分应用合适的模型,经过系列的联合应用,使预测的精度最高,误差最小。
关键词:电力系统;负荷预测;单一预测;组合预测;联合预测
Abstract
II
Abstract
Power system mid long term load forecasting is an important research content of power system planning
and operation, which is the premise to ensure reliable and economic operation of the power system, the
basis is also the power grid planning and construction. With the development of national economy by
the electric power industry has more and more influence, accurate forecasting of power load becomes more
and more important, so the rationality greatly power industry investment, network layout
and operation depends on the load forecasting precision.
Load forecasting is affected by many uncertain factors in different degree and the different prediction
models have their scope of the adaptation, it is difficult to apply in all cases. So far, also cannot find
a prediction method can guarantee factory predictive results in any case, so in the medium and long-term load
forecasting, to learn how to combine the local actual situation, choose different prediction method, the result
will be predicted compare check, to determine the final prediction.
Forecasting of power load forecasting total belong to strategic planning, it is the overall load area as the
study object, to provide basic data for network planning, load forecast of power output the result has very
important significance on the city power grid planning, but also provide the important basis for determining
the power points of the city.
This paper studies a variety of mid long term load forecasting theory and it’s application, and
briefly introduces the purpose and significance of the long term load forecasting of power system, current
situation and Prospect of the development at home and abroad, and then systematically expounds the oretical
methods to predict various, and combining with practical situation of mid long term power load
forecasting, deeply analysis of the specific implementation methods of different prediction theory in power
system, through the simulation experiment of mid long term load of different prediction methods, including the
single model, combination model and integrated model, prediction results of different methods, or a
combination of methods of forecasting, or the whole is divided into parts, on the various parts of the
model fit, through the combined application of series, the forecasting accuracy of maximum, minimum error.
Keywords: power system; load forecasting; forecasting; combination forecast; combined forecasting
目录
III
目 录
摘 要 ............................................................................................................................I
Abstract .........................................................................................................................II
目 录..........................................................................................................................III
第一章 绪论 ...............................................................................................................1
1.1 电力负荷预测背景及研究意义....................................................................1
1.2 电力负荷预测的分类....................................................................................2
1.3 国内外研究现状............................................................................................3
1.3.1 国内研究现状....................................................................................3
1.3.2 国外研究现状....................................................................................4
1.4 本文主要工作 ................................................................................................5
第二章 电力负荷组合预测的理论模型...................................................................6
2.1 组合预测的概念............................................................................................6
2.2 负荷预测的基本原则....................................................................................6
2.3 负荷预测的步骤............................................................................................7
2.4 本章小结 ........................................................................................................8
第三章 电力负载单一预测模型...............................................................................9
3.1 电力弹性系数法............................................................................................9
3.2 产业产值单耗分析法..................................................................................10
3.3 时间序列回归预测方法..............................................................................10
3.4 指数平滑预测方法......................................................................................11
3.5 灰色模型预测方法......................................................................................13
3.6 本章小结 ......................................................................................................17
第四章 电力负载组合预测模型.............................................................................18
4.1 组合预测的发展..........................................................................................18
4.2 组合预测模型..............................................................................................19
4.2.1 等权平均组合预测..........................................................................20
4.2.2 方差-协方差组合预测法 ................................................................20
4.2.3 基于偏离度的组合预测..................................................................21
4.2.4 递归等权组合预测..........................................................................22
4.3 本章小结 ......................................................................................................23
目录
IV
第五章 电力负载预测模型的应用...........................................................................24
5.1 单模型的应用..............................................................................................24
5.1.1 建立模型,实现预测......................................................................24
5.1.2 精度检验..........................................................................................25
5.1.3 预测结论..........................................................................................25
5.1.4 预测负荷..........................................................................................25
5.2 组合模型的应用效果..................................................................................26
5.2.1 建立模型,实现预测......................................................................26
5.2.2 利用正权组合方法,找出权重系数 .............................................26
5.2.3 实现组合预测..................................................................................27
5.2.4 精度比较..........................................................................................27
5.2.5 预测结论..........................................................................................27
5.3 预测技术的联合应用..................................................................................27
5.3.1 联合应用算例背景..........................................................................28
5.3.2 原始数据的分析与预测方法的选取 .............................................28
5.3.3 预测计算过程的实现......................................................................29
5.3.4 预测结论..........................................................................................30
5.4 本章小结 ......................................................................................................31
第六章 总结展望 .......................................................................................................32
致谢..............................................................................................................................34
参考文献 .....................................................................................................................35
第一章 绪论
1
第一章 绪论
1.1 电力负荷预测背景及研究意义
电力系统负荷预测作为电力行业中一个热点问题至今一直深受关注,特别是近
些年随着我国城市电网改造步伐的加快以及电力工业市场化营运机制的推行,电力
行业中长期负荷预测成为了越来越重要的探索研究领域。精确、科学的预测是正确
决策的前提和保证,电力系统负荷预测本质上是对电力市场需求的预测。在商业化的
体制下,做好负荷预测尤其是中长期负荷预测的工作将直接关系到电网运行所需的
成本与供电公司的经济效益。
随着工业与农业的快速发展以及人民群众的生活水平日益提高,社会需求的用
电量越来越大。为了能解决日益增大的用电量需求问题,需要不断扩大电力系统的
发展规模。电力行业的发展不仅要巨大的投资以及一次能源,还会对国民经济其它
有关部门产生巨大的影响,因而电力系统规划的失误会给国家的建设带来无法估量
的损失,所以对电力规划进行研究分析,并且最大限度的提高规划质量具有十分重
大的意义,而电力负荷预测是现实这一目标的第一步。电力系统负荷预测的准确程
度将直接关系到费用投资、网络的布局和运行合理性。
电力系统按照预测的周期一般分为三种。其中,短期负荷预测周期是指在一年
以内,中期的预测周期为五到十年,长期的负荷预测周期一般是指十年甚至几十年。
中长期负荷预测主要用于电力系统规划,包括发电设备和输发电设备的扩建、退役
和改建计划,因此它是电力行业规划单位的重要工作。
电力系统的中长期负荷预测作为电力系统规划的基础性工作,它为电网规划的
发展提供了必要的基础数据,其数据精确性将直接影响整个工作规划的优劣。准确
的负荷预测是电力工作人员努力探求的目标,但想要要达到这一目确实有非常大的
难度。其一是因为电量变化影响因素很复杂,实现中长期的负荷预测,仅仅在依靠
电力系统自身的信息与资料是不可能完成的,同时电量和环境因素存在的联系是不
能借助简单的函数表达式来描述的,它们之间一种模糊的关系,随着电力行业的迅
速发展,电力系统的规模程度日趋庞大,使得更多的不确定等因素也融入到预测的
背景中来,预测环境的复杂性也陡然增加;其二是一些数据资料的不完整和模糊信
息的存在,使得那些传统的确定性负荷预测的模型使用非常困难,掌握先进的负荷
预测技术,将会负荷预测的精度方面得到很大的提高。 负荷预测的技术方法很多,