电力市场中96点负荷预测系统的研究.pdf

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1、北京交通大学硕士学位论文电力市场中96点负荷预测系统的研究姓名：秦海超申请学位级别：硕士专业：电机与电器指导教师：王玮20060201拣叟通大学硕士学位论文Y8 7 9 5 6 二电力市场中9 6 点负荷预测系统的研究摘要电力系统短期负荷预测直是电力部门的一项重要工作，它关系到电力系统的调度运行计划的制定。准确的负荷预测，不仅能大大提高电力系统的安全性和稳定性，而且能减少发电成本，提高运行的经济性。随着电力市场的建立和发展，9 6 点负荷预测的作用越来越重要，表现在发电商，电网公司，购电者都需要以此为基础，进行电力交易，从而将预测精度直接与本身经济利益挂钩。但9 6 点负荷预测一直是一个难题，

2、随着社会的不断发展以及人民生活水平的不断提高，影响电力系统负荷的因素日益复杂，各种传统的负荷预测技术已经难以适应这些变化。人工神经网络技术作为发展较为成熟的智能型算法为负荷预测提供了一种全新的解决方式，并成功地得到应用，它通过对历史数据的学习，把输入数据和输出数据之间的任意非线性关系通过一个人工神经网络反映出来，当网络经过训练后，只要输入相关的数据，就可以得到预测的数据。在电力市场运行机制下，负荷预测中不确定因素增大，难度增加，对精度的要求更高，因此人工神经网络法中输入数据的选取对于负荷预测的北京交通人学硕上学位论文精度就显得至关重要。本文通过查阅相关文献资料学习了多种9 6 点负荷预测的方法

3、，重点研究了人工神经网络算法的原理和应用特点，并学习了网络结构的多种改进方法，来避免网络训练震荡和训练时间过长等问题。并以长春地区若干年的9 6 点负荷数据和气象数据为基础，研究负荷的变化规律以及各种影响因素(例如历史负荷、星期类型、气象因素等)对负荷的作用。引入了人体舒适度指数和相似目的概念，确定在人工神经网络中的样本输入量的选择以及训I 练样本的选择。通过在样本输入量中以人体舒适度指数代替温度、风速和最大相对湿度三个气象指标，可以达到在强化网络输入样本和输出样本关系的基础上，减少输入样本的数量的目的。通过在训练样本中引入相似日的概念，可以达到提高训练样本和预测输出的相似性的目的。实际预测表

4、明，引入这两种改进方法后网络训练时间减少，负荷预测的精度也得到明显的提高。本文在理论研究的基础上开发了实用化的电力负荷预测系统并投入了使用。系统充分考虑了供电企业的工作规范，界面简单友好，使用方便，安全性强，可用于9 6 点负荷预测和日负荷预测。实际应用表明，预测系统有效的提高了负荷预测的精度，大大减少了预测人员的北京交通人学硕j 学位论文劳动强度，对电力系统的运行调度起到了重要作用。关键词：电力市场，9 6 点负荷预测，人工神经网络，人体舒适度指数，相似日北京交通大学硕士学位论文R e s e a r c hO fL o a dF O r e c a s t i n go fE V e r

5、y1 5M i n u t e si nE I e c t r i c i t yM a r k e tA b s t r a c tS h o r t-t e r m1 0 a df o r e c a s t i n gi sa ni m p o r t a n tt a s ko fp o w e ru t i l i t i e s，w h i c hi sw i d e l yu s e di nt h ed i s p a t c h i n ga n do p e r a t i o np l a n n i n go fp o w e rs y s t e m s，a n dt

6、 h ea c c u r a t el o a df b r e c a s t i n gi sh e l p f u lt ot h es e c u r i t ya n ds t【b i l i t yo fp o w e rs y s t e m sa sw e l la st or e d u c i n gt h eg e n e r a t i o nc a s t s L o a df o r e c a s t i n go fE v e r y15m i n u t e sw i l lb em o r ea n dm o r ei m p o r t a n tb e

7、 c a u s ei ti st h et r a d ef o u n d a t i o no fg e n e r a t i o nc o m p a n i e s，p o w e rn e t w o r kc o r p o r a t i o n sa n dp u r c h a s e r s W i t ht h ew i l le s t a b l i s h m e n ta n dd e v e l o p m e n to ft h ep o w e rm a r k e t，S h o r t t e r ml o a df o r e c a s t i

8、n gp l a ym o r ea n dm o r ei m p o r t a n tr o l ei np o w e rs y s t e m sb e c a u s ei ti si m p o r t a n tt oe c o n o m i ca d v a n t a g eo fe V e r yp a r tI ti sd i f f i c u l tt oL o a df o r e c a s t i n go fE v e r yl5m i n u t e sb e c a u s et h e r ea r em o r ea n dm o r ef a c

9、 t o r se f f 色c ts y s t e m1 0 a nc o m p l i c a t e d l yw i t ht h ed e v e l o p m e n to nt h eo ft h e北京交通大学硕E 学位论文m o d e ms o c i e t y N o wt h et r a d i t i o n a lf o r e c a s tm e t h o d sc a n tm a t c ht h er e q u i r e m e n to ft h ec h a n g e W h e nm ea r t i 矗c i a ln e u r

10、 a ln e t w o r ka p p e a r s，i tp r o v i d e san e ww a yt os o l V em ep r o b l e ma n ds u c c e s s f u l l ya p p l yo ns h o r tt e r mf o r e c a s t i n gT h r o u 曲t h et r a i n i n gb yt h eh i s t o r i c a ld a t a，t h ea r t m c i a In e u r a ln e t w o r kc a np r e s e n ta n yn

11、o n l i n e a rr e l a t i o n s h i pb e w e e nt h ei n p u ta n do u t p u td a t a A f t e ri m p o r td a t at h et r a i n e da r t i a c i a ln e u r a ln e t w o r kw i l le x p o r tt h ef b r e c a s t i n ga u t o m a t i c a Uy I nt h ee l e c t r i c i t ym a r k e tu n d e rt h eo p e

12、r a t i n gm e c h a n i s m，t h e r ea r em o r ea n dm o r ei n d e t e r m i n a t ef a c t o r s，t h er e q u e s to ff o r e c a s t i n gp r e c i s ei sh i g h e ra n dh i 曲e r，s oi ti sm o r ea n dm o r ei m p o r t a n tt oc h o o s et h ei m p o r td a t ai nt h ea r t i 6 c i a ln e u r a

13、 ln e t w o r kK i n d so fm e t h o d so f1 0 a df o r e c a s t i n go fe v e r y15m i n u t e s，e s p e c i a l l ya r t i n c i a ln e u r a ln e t w o r kh a V eb e e ns t u d i e di nt h i sp 印e r S o m em e n dm e t h o d so ft r a i n i n gs t r u c t u r ew e r eu s e dt oa v o i dl o n gt

14、i m et r a i n i n ga n dg e t t i n gi n t oI o c a Ie x t r e m u m B a s e do np a r to fl o a da n dw e a t h e rr e c o r d so fC h a n g c h u na r e a，h u m a nb o d ya m e n i t yi n d i c a t o ra n ds i m i l a rd a yw e r ei n t r o d u c e d，s ot h ec h o s e no fi m p o r td a t aa n ds

15、 a m p l eo ft r a i n i n gw e r ed e t e r m i n e dT h en e wm e t e o r 0 1 0 9 i c a】c o n c e p to f h u m a l lb o d yV北京交通大学硕士学位论文a m e n i t yi n d i c a t o rw a si n t r o d u c e di nt h i sp a p e ri np l a c eo ft e m p e r a t u r e，w i n ds p e e da n dr e l a t i v eh u m id i t y t

16、 h e ni tc a ni n c r e a s et h ec o n n e c t i o no fi m p o r ta n de x p o r t，r e d u c et h en u m b e ro ft h ei m p o r t W ei n t r o d u c e dt h es i m i l a rd a yi no r d e rt oi n c r e a s i n gt h en u m b e ro fe l i g i b l es a m p l e si nt h ep r e c o n d i t i o no fr e s e m

17、 b l a n c e I ti sp r o v e dt h a tt h ea m e l i o r a t i o n sh a V eag o o dp e r f o r m a n c ei nd e c r e a s i n g1 1 u m b e ro fi n p u t sa sw e l la si n c r e a s i n gf o r e c a s t i n ga c c u r a c y，cd e V e l o p e dt h ea p p l i e da p p l i c a t i o ns y s t e mu s i n gp

18、o w e rs y s t e ml o a df o r e c a s to nt h ef o u n d a t i o no fr e s e a r c h T h es y s t e mc o n s i d e r st h e1 1 l l e so fp o w e re n t e 叩r i s ef u l ly，a n dg i v e sas i m p l ea n df r i e n d l yi n t e r f-a c e I ti sa l s os a f e，e a s yt ob eu s e di n1 0 a df b r e c a s

19、 t i n go fe v e r y15m i n u t e so re v e r yd a y T h i ss y s t e mh a sb e e nr u n n i n gi np r a c t i c e，i th a si n c r e a s e dt h ef-o r e c a s t i n ga c c u r a c ya n dr e d u c e dt h ew o r k i n gi n t e n s i t v K e yw o r d s：e l e c t r i c i t ym a r k e t，1 0 a dl5m i n u

20、t e s，a r t i 6 c i a ln e u r a ln e t w o r k，i n d i c a t o r，s i m i l a rd a yVf o r e c a s t i n go fe V e r yh u m a nb o d ya m e n i t y北京变通大学顺士学位论支第一章绪论电力负荷预测是电力系统研究中的一个重要领域，它在电力系统调度、用电、计划、规划等部门都有应用，它直接关系着电力系统的规划设计及其安全运行等，是实现电力系统管理现代化的重要内容之一。其预测精度的高低直接影响到电力系统运行的安全性，经济性和供电质量。是自动发电控制、动念经济调

21、度、在线安全监视以及电力市场中实时电价预报的前提和保障。准确的负荷预测可以有助于合理安排发电机组的起停，保持电网运行的安全稳定性，减少不必要的旋转储备容量，合理安排机组检修计划，有效地降低发电成本，提高了经济效益和社会效益。因此，闩电力负荷预测的研究一直为人们所重视，并且随着人民生活水平的不断提高，社会用电量的不断增长，电力系统市场化而不断深入，电力负荷预测在电力系统中的地位日益重要，对其准确性、快速性和智能化的要求也越来越高。电力负荷的特点是：其大小除了随着人们的生产、生活而呈现出其总体的规律性之外，还受到多方面因素的影响而产生较大的非规律性的波动。负荷的非规律性波动是产生负荷预测误差的主要

22、因素。一方面，不断加快的电力市场化进程迫切需要精确的负荷预测，另一方面，对电力负荷内在规律性以及其与外在相关因素之问的关系的研究不是朝夕而就的。目前，在我国可以在实际电力系统中长期、准确、有效运行的负荷预测软件还很少见，其难度可见一斑。毗前，负荷预测北京交通大学顺士学位论文多是根据足够的资料，编制出预测负荷曲线，凭经验作直觉判断。近年来，这种方法已被一些更科学的方法所取代，人们已提出了许多新的技术和方法来提高负荷预测的准确度。这些方法在模型的复杂性、灵活性、对数据的要求以及满足用户的特殊要求等方面都有着很大的不同。一些预测方法已经编制成负荷预测软件，而且随着我国电力系统商业化运营的不断推进，国

23、内许多专家都在积极从事这方面的研究，新的预测理论、预测方法以及负荷预测软件不断涌现。然而，从国内负荷预测软件的实际应用状况来看，虽然预测方法、预测软件层出不穷，并且得到了一定程度的应用，但总体上来说，没有一种预报方法能够对具有不同时空特性的负荷做出长期的、高精度的负荷预测结果。因此，从理论上分析电力负荷的变化规律，研究影响负荷变化的各方面因素尤其是气象因素对于提高负荷预测的精度，具有重要的理论价值和广阔的应用前景。1 1 世界范围内的电力改革电力工业关系国计民生，是重要的基础产业，产供销同时完成，规模效益显著，具有区域垄断性经营的特点。同时，电力工业还是世界公认的公用事业，电力企业必须为社会提

24、供质优价廉的电力供应和公平优质服务。因此，世界各国长期以来都对电力工业实行公共管制，普遍采用垄断经营和国有产权形式。随着世界政治经济的不断发展变化，8 0 年代以来特别是进入9 0 年代，传统的电力工业管理体制己经面临着严重的挑战：一是世界经济全球化和自由化趋势加强，全球生产和消费行为趋同，促使各国为实现本国经济的发展，不得不加大经济开放程度，逐步北京交通大学硕士学位论文融入国际经济一体化大循环中。在这种大背景下，各国电力市场的开放也是势在必行。二是世界科学技术突飞猛进，知识经济初见端倪。人类社会经历了五千多年的农业经济和三百年左右的工业经济时代后，现在正处于经济形态转换的阶段，知识在2 l

25、世纪对经济发展将起决定作用已经成为全世界的共识。电力工业的控制技术、信息技术等己经取得实质性突破，制约发、输、配、售环节分离的技术“瓶颈”基本解决，为电力工业的市场化改革创造了物质技术基础。三是私有化逐步再次成为各国政府的主流经济政策，特别是随着苏联和东欧社会主义阵营的瓦解，推行私有化政策已经成为多数国家的政治意愿。如英国撒切尔夫人在1 9 7 9 年执政后，就推行私有化经济政策，1 9 8 1 年英国宇航公司作为第一家国有大型企业进行了私有化。1 9 8 9 年又通过电力法，开始推行电力工业私有化改革。综合各国改革实践，电力体制改革大都与各国实行私有化密切相关。四是长期以来实行国有化和垄断经

26、营，给各国经济的发展带来的弊端日益突显出来，主要是：效率低下，服务意识淡薄，服务水平和质量普遍不高；电价不断提高，影响了国家经济竞争力；国家财政负担加重，有的国家由此产生缺电局面。因而，降低电价、提高服务质量和效率的改革压力日益强大。正因为如此，从1 9 8 1 年智利首次进行电力体制改革起，发展到9 0 年代以来己经形成了一种世界性潮流。英国、美国、澳大利亚、阿根廷、挪威、日本等国家都相继进行了本国电力工业的改革，引入竞争机制，建立电力市场。在世界电力工业改革浪潮的背景下，我国也放松了对电力工业的管制，逐步建立起了适应有中国特色的社会主义市场经济的电力市场。1 9 9 2北京交通大学硕十学位

27、论文年1 1 月，华东电网调度自动化系统实用化验收会上，当时的电力部领导提出，只有商业化的电网自动化才能真正引导我们走向市场经济。1 9 9 3年1 1 月，在中国第2 2 届电网调度运行会议上，电力部领导提出在电网内部发电厂出于投资多元化形成产权多元化、利益主体多元化的格局，各电网利益主体应以效益为中心搞好电网工作。1 9 9 5 年1 2 月在全国电力工作会议上，电力部领导进一步指出，随着大量独立法人的发电公司的出现，介于发电厂与用户之阳J 的电网就成为电力交换的场所，市场机制将成为电力运营的基本点。1 9 9 8 年1 2 月2 4 日，国务院办公厅转发了国家经贸委关于深化电力工业体制改

28、革有关问题的意见，对推进厂网分开，引入竞争机制，建立规范有序的发电市场提出了要求，确定选择了上海、浙江、山东、辽宁、吉林、黑龙江六省(直辖市)进行厂网分开、竞价上网的试点。2 0 0 2 年是中国电力工业发展史上的一个里程碑。3 月份，国务院批准了电力体制改革方案，决定把原国家电力公司管理的电力资产按照发电和电网两类业务分开，成立2 家电网公司、5 家发电集团公司和4 家辅业集团公司。1 2月2 9 R，这I I 家公司和电监会在北京同时挂牌，标志着中国电力工业改革初步完成。国家电力体制改革领导小组组长、国家计委主任曾培炎说，中国如期完成了今年的电力改革任务，这是电力行业发展的“里程碑”，也是

29、经济社会生活中的“一件大事”。这件事情的里程碑意义还不仅限于电力行业。近年来，中国为推动经济结构调整、应对入世挑战，已经在改革垄断行业方面取得了显著进展。对传统的垄断行业如电信、民航、铁路、北京交通大学硕十学位论文黄金、烟草等部进行了大刀阔斧的改革，充分显示了中国履行入世承诺把垄断行业改革进行到底的决心。1 2 电力市场的基本概念12 1 电力市场的定义电力市场是电力的买方和卖方相互作用以决定其电价和电量的过程。更具体的来讲，电力市场是采用经济等手段，本着公平竞争、自愿互利的原则，对电力系统中发电、输电、配电、用户等各成员组织协调运行的管理机制和执行系统的总和。根据以上定义，电力市场首先是一种

30、管理机制。这种机制与传统的行政命令的机制不同，主要采用市场的手段进行管理，从而达到资源优化配置的目的。所以电力市场的基本原则是公平竞争、自愿互利。同时，电力市场还是体现这种管理机制的执行系统，包括交易场所、计量系统、。计算机系统、通信系统等。1 2 2 电力市场的目标引入竞争机制、使电价形成机制合理化、优化资源配置、提供优质服务、促进电力工业的可持续发展是电力市场化建设的总体目标。实施电力改革、建立竞争性电力市场是一个复杂的过程，因为改革有多重目标，并且相互之间有矛盾。这些复杂的目标包括：北京交通大学砸上学位论文(1)用户希望低电价、高服务质量和安全稳定供电。(2)电力公司希望公司获得发展和采

31、用新技术。(3)政府希望实施全国性的能源政策和与经济发展相适应的电力工业可持续发展方针。(4)环境保护组织希望减少污染。(5)燃料供应商希望保护其市场和投资。电力改革必须使上述目标相互平衡，根据经济发展的不同阶段和电力发展的不同水平，确立改革的主要目标和次要目标。1 2 3 电力市场的基本特征开放性、竞争性、网络性和协调性是电力市场的基本特征。与传统的垄断电力系统相比，电力市场具有开放性和竞争性。与普通的商品市场相比，电力市场具有网络性和协调性。1 2 4 电力市场的交易模式当前世界各国的市场交易模式大致分为两个基本类型：联营(P 0 0 1)模式：也叫总量市场化模型。它的一切电力交易必须在P

32、 0 0 1 内进行，竞争在发电侧和供电侧分别展开。其最大的特点就是将电网看作电能交易中心，所有发电商和用户与电网运营中心发生经济关系。英国、智利、阿根廷等国以及美国P J M 电力市场、澳大利亚V i c t o r i a 电力市场都属于这类市场模式。双边交易模式(B i l a t e r a lt r a d e sm o d e l)：也叫非管制型电力联营北京交通大学硕士学位论文体模型或净量市场化模型。其最大特点就是交易双方为发电商与最终电力用户或者双方各自的代理或中介机构。与P o o l 模式相比，该模式下的竞争更加充分。美国加州电力市场以及北欧电力市场、新西兰等国的电力市场就是

33、属于这种模式。还有从这两个基木模式派生出来的混合模式(P 十B 模式)和多边交易模式。1 2电力市场下的负荷预测的意义和作用当前，我国已进入全面建设小康社会、加快推进社会主义现代化的新的发展阶段。为适应社会主义市场经济发展的需要，有效实施电力工业可持续发展战略，必须深化电力体制改革，培育区域电力市场，打破垄断，引入竞争，实现区域乃至全国范围的电力资源优化配置【l】。随着我国电力体制改革的深化，建立全国性的电力市场已经成为我国电力工业发展的方向。目前，在东北三省已经开展了东北区域电力市场的试点工作。与计划经济下的电力生产的要求相类似，在电力市场的体制下，仍然需要进行电力负荷的预测工作。在电力市场

34、条件下，除了计划经济下的基本职能和作用以外，电力负荷预测又被赋予了新的内容和职能。具体表现在以下几个方面：(1)图卜1 是电力市场技术支持系统的总体结构，从图中可以看出负荷预报系统为期货交易管理系统、调度决策支持系统、适应性评估管理系统提供依据。负荷预测按预测长度可分为长期、中期、短期、超短期4 类。长期负荷预测主要为电网规划提供决策依据；中期负荷预测主要为期货交易提供决策依据：短期负荷预测主要为现货交易(预调度北京交通大学硕士学位论文计划)提供决策依据；超短期负荷预测主要为实时调度提供决策依据。长期、中期、短期负荷预测还是系统适应性评估管理(为交易决策提供依据系统的发、用电计划、检修计划以及

35、网络安全约束条件分析管理)的主要依据。图卜l 电力市场技术支持系统总体结构F l g 1-lc 0 1 1 e c t i V i t y 触o f e l e c n c a lm a r k e tt e c h n i c a ls u p p o r ts y s t e m(2)在电力市场的环境下，电力负荷预测同电力市场的发电公司、供电公司和输电公司三者的关系都很密切。对于发电公司，负荷预测是制定发电计划、检修计划和报价的依据；对于供电公司，负荷预测为供电方制定购电计划提供依据；对于输电公司，负荷预测是进行电网规划、制定发电计划及安全、可靠、经济运行的基础。(3)负荷预测是电力市场中

36、输电网公开信息系统的重要内容。它对于各类用户来说更具有现实意义，因为用户总是希望了解负荷高峰、低谷出现的时间以便合理安排用电、减少电费。(4)负荷预测为有效地进行电力市场下的负荷管理提供依据。在电力市场的条件下，用经济手段有效地调动发电厂调峰，供电企业调荷，北京交通大学硕上学位论文用电企业避峰均与负荷预测密切相关。准确的负荷预测能够为电力系统的产、供、销三方自发、合理地进行负荷管理提供依据，从而保证电力系统安全、稳定、经济地运行。(5)在电力市场条件下，短期负荷预测还影响实时电价的制定。准确的负荷预测，有利于发电企业制定有竞争力的合理电价，以保证企业的经济效益。因此，无论是传统意义上的电力系统

37、，还是电力市场条件下的电力系统，电力负荷预测都是一项十分重要的工作，它对于保证电力工业的健康发展，保证社会的正常生产和生活，有效地降低发电成本，提高经济效益和社会效益乃至对整个国民经济的发展均具有十分重要的意义。1 3 电力负荷预测概论负荷的大小与特性，无论是对于电力系统设计或是对于运行而言，都是极为重要的因素。所以，对负荷的变化特性，有一个事先的估计，是电力系统研究的重要内容。电力系统负荷预测理论就是因此而发展起来的，在现代电力系统科学中它已经成为占有重要地位的研究领域，是电力系统自动化总领域中的一项重要内容。1 3 1 负荷的概念及分类负荷可指电力需求量或者用电量，而需求量是指能量的时间变

38、化率，即功率。也可以说，负荷是指发电厂、供电地区或电网在某一瞬间所承担的供电负荷。对用户来说，用电负荷是指连接在电网的用户所有北京交通大学硕士学位论文用电设备在某一瞬阳J 所消耗的功率之和。负荷按物理性能分为有功负荷和无功负荷；负荷按电能的产、供、销生产过程分为发电负荷、供电负荷和用电负荷；负荷按时问划分为年、月、日、时、分负荷。1 3 2 电力负荷预测的概念及分类1 负荷预测按时间分类电力系统负荷预测分为系统负荷预测和母线负荷预测两类，而系统负荷预测按时间周期又有超短期、短期、中期和长期之分。超短期负荷预测用于质量控制需5 1 0 s 的负荷值，用于安全监视需1 5 m i n 负荷值，用于

39、预防控制和紧急状态处理需1 0 6 0 m i n 负荷值，使用对象是调度员；短期负荷预测主要用于火电分配、水火电协调、机组经济组合和交换功率计划，需要1 日1 周的负荷值，使用对象是编制调度计划的工程师；中期负荷预测主要用于水库调度、机组检修、交换计划和燃料计划，需要1 月1 年的负荷值，使用对象是编制中长期运行计划的工程师：长期负荷预测用于电源和网络发展，需要数年至数十年的负荷值，使用对象是规划工程师。2 负荷预测按行业分类负荷预测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的负荷预测。其中，城市民用负荷预测主要指城市居民的家用负荷预测：商业负荷预测和工业负荷预测是指对各

40、自为商业与工业服务的负荷进行预测；农村负荷预测是指广大农村所有负荷(包括农村北京交通人学硕上学位论文民用电、生产与排灌用电以及商业用电等)的预测；而其他负荷预测则包括市政用电(如街道照明等)、公用事业、政府办公、铁路与电车、军用等等负荷的预测。3 负荷预测按特性分类根据负荷预测表示的不同特性，常常又分为最高负荷、最低负荷、平均负荷、负荷峰谷差、高峰负荷平均、低谷负荷平均、平峰负荷平均、全网负荷、母线负荷、负荷率等类型的负荷预测，以满足供电、用电部门的管理工作的需要。1 3 3 电力负荷预测的特点由于负荷预测是根据电力负荷的过去和现在推测它的未来数值，所以，负荷预测工作所研究的对象是不肯定事件。

41、负荷预测具有以下明显的特点。1 不确定性因为电力负荷未来的发展是不肯定的，它要受到多种多样复杂因素的影响，而且各种影响因素也是发展变化的。人们对于这些发展变化有些能够预先估计，有些却很难事先预见到，加上一些临时情况发生变化的影响，因此就决定了预测结果的不准确性和不完全准确性。2 条件性各种负荷预测都是在一定条件下做出的。对于条件而言，又可分为必然条件和假设条件两种，如果负荷员真正掌握了电力负荷的本质规律，那么预测条件就是必然条件，所做出的预测往往是比较可靠的。而北京交通大学硕士学位论文在很多情况下，由于负荷未来发展的不肯定性，所以就需要一些假设条件。3 时间性各种负荷预测都有一定的时问范围，因

42、为负荷预测属于科学预测的范畴，因此，要求有比较确切的数量概念，往往需要确切地指明预测的时间。4 多方案性由于预测的不准确性和条件性，所以有时要对负荷在各种情况下可能的发展状况进行预测，就会得到各种条件下不同的负荷预测方案。1 4 预测科学的发展概述预测是一种预计与推测。所谓预测，就是根据已知事件去推测未知事件，根据过去和现在，预测未来【2 1。它是人们根据历史资料和现实，利用已经掌握的知识和手段，对事物的未来或未知状况进行的事前推知或判断，其目的是为计划或决策提供依据口。一般来说，预测方法分为三大类。一类是定性预测，也称为直观性预测；另一类是定量预测，它采用数学、数理统计或智能的方法进行预测；

43、第三类为综合预测。定性预测一般都以专家为索取信息的对象，组织各方面的专家运用专业知识和经验，通过直观的方法对过去和现在发生的问题进行综合分析，从中找出规律，对今后的发展趋势和前景做出主观推测。定量预测是用数学、概率论和数理统计或智能的方法对历史数据进北京交通大学硕士学位论文行处理，我们分为两大类进行讨论：一是统计预测，它是基于数学、概率论与数理统计的方法，认为将来是过去和现在的自然延伸，常用的方法有时间序列法和回归分析法等；二是智能预测，它是将现代智能方法运用于预测领域的结果，主要由神经网络法等，上述的方法我们将在以后的章节中进行详细的讨论。综合预测即为定性预测和定量预测的综合运用，综合预测法

44、的预测结果较为可靠和准确，这是因为各预测方法都有其相应的适用范围和优点，综合预测法兼有多种预测方法的长处。预测的基本步骤如下：(1)确定分析与预测的内容：不同的需求对预测的期限和内容有不同的要求；(2)基础资料及相关资料的收集；(3)分析基础数据及资料；(4)考虑待预测地区实际情况和基础资料，选择合适的模型和方法；(5)进行预测和计算。目前，广泛使用的预测方法有回归预测模型、时间序列预测模型、计量经济模型、投入产出法以及近年来得到快速发展的灰色系统模型、人工神经网络模型、混沌预测模型等。同时有关这些模型的组合预测方法也得到了进一步的发展。1 5 电力负荷预测技术发展概述北京交通大学硕士学位论文

45、1 5 1 负荷预测技术发展简介电力负荷预测是近几十年来发展起来的技术，电力负荷预测技术的发展可以划分为两个阶段，第一个阶段(二十世纪六、七十年代到八十年代)是传统负荷预测技术阶段，这一阶段基本沿袭了经济领域的预测技术，主要采用的是时间序列法和回归分析法。二十世纪九十年代后随着计算技术的发展和人工智能(A r t i f i c i a lI n t e l l 蟾e n c e，简称烈)技术的兴起，专家系统、人工神经网络和模糊逻辑系统在负荷预测领域逐步得到应用。同时，灰色系统理论、小波分析理论等技术也得到了广泛应用。在国外，电力负荷预测工作开展得比较早，五、六十年代就开始这方面的研究工作，并

46、逐步将其应用到实际系统当中。我国对负荷预测的重视程度经历过一个认识的过程。在1 9 7 0 年到1 9 9 6 年的缺电时期，由于控制用电、控制报装等客观原因，造成负荷预测的准确度不高，并且对新方法的应用力度不够。1 9 9 7 年后，我国电力市场供需矛盾缓解，局部地区供大于求，甚至出现了供电负增长，电力发展由资源约束转向了需求约束。1 9 9 8 年，全社会用电同比增长只有2 6，1 9 9 9年，有些地区的用电仍处于低靡状态。随着电力市场的建立和发展，在市场机制下，对负荷预测的重要性和迫切性提到了新的高度，同时也对负荷预测的精度提出了更高的要求【4 1。我国的电力负荷预测工作虽然起步较晚，

47、但从八十年代以来，特别是近几年来，这一课题的研究一直比较活跃，每年都有大量论文发表，并取得了一定的实用效果。北京交通大学硕上学位论文1 52 电力负荷预测方法简介负荷预测是电力系统最优运行的基础，负荷预测的精度越高，其它安全经济程序的计算结果才越符合实际情况。因此负荷预测的关键是提高精度。由于负荷预测本身的复杂性和不确定性，还没有一种方法能够完全解决负荷预测面l 临的问题。为了能提高负荷预测的精度，人们探讨和研究了许多科学的预测方法，这些方法综合起来主要分为两大类：一类属于确定性的预测方法，即通过建立确定性的数学表达式，来进行规划年电量和电力的预测，如单耗法【5 【6】、电力弹性系数法 5 1

48、 6】、计量经济分析法f 7】、时间序列法1 8】I6 1、回归分析法1 8】【6】、神经网络预测法唧等。其中时间序列法和回归分析法是广泛使用的经典预测方法，时间序列法是通过对预测对象的历史观测数据一时间序列的分析处理，来研究其发展过程的基本特征和变化规律，并据此预测未来行为的方法。而回归分析法属于相关法预测，它通过建立某些解释变量与负荷之间的因果关系(用函数表达)而获得负荷预测。由于电力负荷的变化受到很多相关因素的影响，所以采用回归分析法进行负荷预测是自然的想法和可行的途径，它的基本思想也为现在各种先进的预测技术所借鉴。另一类属于不确定性的预测方法，众所周知，由于负荷预测(特别是中长期负荷预

49、测)中有很多不确定的因素，如政策的变化、气候条件、经济的发展水平等。这些因素很难用确定性的数学模型来描述。因而，人们又提出了考虑这些因素影响的预测模型和方法，如专家系统预测北京交通大学顾十学位论文 1 0】、灰色预测法川、模糊预测法【1 2 1。近年来又出现了模糊神经网络预测法【1 3】、灰色系统+遗传算法【14 1、灰色神经网络的预测方法、基于证据理论 1 6 1 的预测方法等。1 6 本文的研究背景及意义人类的生活发展，大体上经历饥寒、温饱、小康、富裕四个阶段。目前我国正向小康迈进，经济的发展必然带动人民生活水平的提高，电气化的水平也随之提高，居民生活用电量也在逐年增长，而且其在全社会中的

50、用电比重也在逐年增加，影响用电负荷变化的因素也在逐渐增多，影响也越来越大，例如夏季气温、气候对系统负荷的影响越来越显著。随着产业结构的调整，人们生活水平和对生活质量要求的提高，居民和第三产业的降温设备大规模增加，造成全国各个地区夏季电力负荷迅猛增长，使得峰谷差不断上升，电网负荷屡创新高，使电网调峰矛盾更加突出；在冬季，为了响应环保型社会的要求，越来越多的地区选择电暖器来提高室内温度，这无疑也是影响冬季温度降低时负荷增加的一个主要原因；春季降雨量则极大的影响农村的灌溉负荷等。而且随着国民经济的进一步发展，居民生活水平的进一步提高，天气变化对用电负荷的影响也将逐渐增大，所以基于气象因素考虑电力负荷