和田电网的负荷特性与预测研究毕业论文(设计).doc
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1、新疆大学科学技术学院毕业论文(设计)新疆大学科学技术学院College of science technology Xinjiang University学生毕业论文(设计)题 目: 和田电网的负荷特性与预测研究新疆大学科学技术学院学生毕业论文(设计)任务书学生姓名 学号 专 业 班级 论文(设计)题目 和田电网的负荷特性与预测研究 论文(设计)来源 教师科研 要求完成的内容 1.进行实地调研,掌握所研究地区电网的特点,负荷构成和发展基本特点; 2.掌握负荷特性指标体系分析法的基本原理,完成指标的计算和分析; 3.根据地区负荷特点,运用spss软件建立负荷预测模型,并对地区负荷进行短期预测和检
2、验; 4.完成论文的结论性分析,归纳研究的成果价值和不足,以及后续展望;撰写和图文处理。 发题日期: 年 月 日 完成日期: 年 月 日 指导教师签名 毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日期: 使用授权说明本人完全
3、了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名: 日 期: 学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人
4、承担。作者签名: 日期: 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名:日期: 年 月 日导师签名: 日期: 年 月 日摘 要本论文通过对负荷特性的详细阐述和对和田电网历史数据的分析研究,合理预测和田电网未来负荷的发展趋势,为有关部门提供决策依据,本文首先介绍了和田电网负荷特性的大致状况,然后对和田电网2011-2
5、012年的负荷特性及其变化进行分析,研究负荷特性的主要因素,最后为做好用电负荷安排,开展计划用电,保证电能质量和电网安全稳定运行结合和田电网的实际状况利用SPSS软件时间序列分析法来进行负荷预测,确定负荷特性变化的总体趋势。关键词:电力负荷;负荷特性;负荷预测;SPSS统计软件;时间序列分析法ABSTRACTThis paper elaborates on the load characteristics and the analysis of historical date field grid of Hetian,Reasonable prediction and field grid o
6、f Hetian future load development trend,For relevant departments to provide decision-marking basis,This paper first introduces the general situation and field grid Hetian load characteristics,then the load characteristics and the change of Hetian grid from 2011 to 2012 were analyzed,the main factors
7、of influence of load characteristics, The actual situation according to Hetian grid was predicted for the next few years the development of the load. Carry out the plan of electricity, Ensure the using SPSS software, the method of time series analysis to load forecast the actual status of power qual
8、ity and the power grid safe and stable operation of power grid and field, Determine the general trend of the change of load characteristics.Keyword: Power load; load characteristics; load prediction; SPSS statistical software time series analysis method目录1 引 言1.1 研究背景和选题意义随着我国电力体制改革的进一步深化和市场经济的进一步发展
9、,电力市场分析工作对电力企业的经营和规划发展越来越重要。准确的电力负荷特性分析与负荷预测已成为电力企业生产经营和计划管理工作的一项重要内容,也是指导电力企业经营计划工作非常重要的一个环节。研究负荷特性的目的和意义是通过对区域负荷特性的深入分析,摸清该地区负荷特性状况,把握负荷特性变化的规律和发展趋势,从而实施有效的电力负荷调控。进而通过可行性操作方法控制负荷,使该地区电力负荷分布趋于平稳,有效提高发电机组运行的安全性、可靠性;提高发输配电设备的利用率,并延长其使用的寿命;同时可以提高电力生产企业的经济效益和广大电力用户安全、可靠、经济用电的社会效益;也为准确预测电力负荷、开拓电力市场、调整电源
10、结构、优化配置资源等提供科学、合理的决策依据。1.2 本课题研究方法1.2.1 国内研究现状我国电力负荷特性分析与预测的研究和实践还处于成长期,目前还未形成完整的体系。国内关于负荷预测的研究已出现了许多种方法,目前,国内发表的电力系统短期负荷预测的文献较多,所采用的预报方法和到达的预报精度也各有不同。综合起来主要可分为以下三类。(1)传统统计模型法。这是一种二十世纪九十年代以前常用的方法。主要包括时间序列法和回归分析法。这种方法的优点是计算简单、要求的历史数据少。由于是基于统计模型,不易全面地考虑天气因素、突发事件等对于负荷的影响,因此预测精度低。(2)专家系统法。即充分利用有经验的运行人员的
11、知识、经验和推断规则来进行负荷预测,然而,把专家的知识和经验等精确地表达并转化为一系列规则,则往往是很困难的,而且建立专家系统的工作量要比一般预报算法大得多。(3)人工神经网络法。人工神经网络具有任意逼近非线性函数的特性,负荷变化是与诸多因素有关的一个非线性函数,用人工神经网络对负荷历史数据进行学习,是抽取和逼近负荷变化曲线并进行负荷预报的有效方法。近十年来,国外报道的相关文献主要是用神经网络方法围绕提高或改善负荷预报的精度来进行负荷预报研究。最具代表性的是美国研制的人工神经网络短期负荷预报器,它包含有两部分预测:一部分预测基本负荷;而另一部分预测负荷变化,这部分考虑了短期内气候条件(温度、湿
12、度)。两部分的自适应组合便是最终的预报结果。该预报器具有较好的自组织自适应特性,已在美国,加拿大的35家电力公司采用。于是,有学者开始将各种智能化算法,如人工神经网络法、遗传算法、最小绝对值滤波算法等用于在受到诸如气象变化、经济环境变化等随机因素干扰情况下的电力系统负荷预测。由于电力系统的负荷受众多不确定因素的影响,是典型的灰色系统,运用灰色系统来分析众多不确定因素与电力负荷预测的关联度已经运用广泛,但如何准确定量描述,以何种准则来进行不确定因素的人工修整仍是一个难题,所以,通常很多地区很大程度上依靠预测人员的经验进行预测。1.2.2 国外研究现状在发达国家电力改革推行的较早,市场相对完备,负
13、荷特性工作也开展得很好。早在1952年日本九大电力公司就联合组成了日本电力调查委员会,是日本电力负荷调查、分析与预测的权威机构。在美国电力市场上,发电公司、电网公司以及管理监督机构均做负荷预测。国外电力负荷预测技术的方法和方法研究正在深入,国内电力工作者也正在探索,主要有以下方法:(1)采用BP算法应用神经网络多层感知器模型,并结合线性外推法优点,应用于华北电网日负荷预报,可使精度提高0.9%,其做法是:利用模型聚类法推出预测日各时段的分布系数;利用人工神经网络预测出最大、最小负荷;用两种方法预测的结果进行综合,得到最后预报值。(2)将模糊神经网络理论应用于电力系统短期负荷预测日。选择模糊日温
14、度、模糊日工作状态、模糊日时段等作为输入量,模糊日平均负荷和模糊日周期变动负荷为输出量,通过由相应输入、输出量所构成的历史样本对模糊神经网络进行训练,训练好的网络可对未来负荷进行预测。(3)提出了一种模糊短期负荷预测方法。通过对负荷历史数据的离线动态学习,训练出有关参数,经过模糊推理获得提前一天的负荷预测。系统中引入环闭模糊控制方法用以在线消除预测误差,并设计了自适应的输出修正算法以排除可能存在的扰动影响。对于实际负荷进行预测,可以证明该预测方法的有效性。目前,我国实际的电力负荷预测主要还是采用传统统计模型法。当负荷随气候等因素变化平缓,即电力较发达地区,用传统方法计算量小,速度较快,且能取得
15、较好的预测效果;但当负荷随各种因素变化剧烈时,传统方法由于模型的线性特性,不足以真正描述电力系统的不同负荷模式的非线性特性,因此预测的效果便很不理想,尤其是节假日的预测效果令人难以接受。1.3 和田电网简介和田电力有限责任公司设在新疆南疆和田市,属新疆电力公司全资子公司,承担着和田地区七县一市的供、售电任务和部分发电任务,下辖7个县级供电公司,1个发电厂,调度通信中心、输、变、配电运检工区等11个专业机构。目前,和田电网已形成以220千伏玉龙变为核心,向东310公里至民丰县,向西180公里至皮山县,电网东西伸展约500多公里。以110千伏、35千伏电压等级为主体的输、配电网架已覆盖全地区七县一
16、市。220千伏变电站1座, 110千伏变电站11座, 35千伏降压变电站50座, 220kV输电线路286.278公里,110千伏线路937.577千米,35千伏线路1298.13公里。和田为丝绸之路南道久负盛名的重镇和商埠,位于新疆维吾尔自治区最南端,总面积24.78万平方公里,属温带干燥荒漠气候,主要以农业经济为主。自古以来和田就以“稼穑殷盛,花果繁茂”著称,并以产玉、丝、地毯名扬中外,是著名的“玉石之乡”、“丝绸之乡”、“地毯之都”以及“瓜果之乡”,它蕴金藏工、宜农宜牧,是一片富饶的宝地。1.4 本论文研究内容与研究方法本论文主要对和田电网负荷与负荷特性的一次实用化研究。通过本次研究一是
17、建立起和田电网负荷与负荷特性历史数据库;二是根据国家电网公司2005年发布的电力负荷预测内容深度要求及指标解释,计算和田电网的各类负荷特性,深入分析影响各类负荷变化的因素,为未来开展负荷预测打下基础;三是通过对各类用电负荷特性的分析,掌握对吐鲁番电网安全经济运行可能产生的影响,为公司的生产经营决策提出理论依据。因此在此论文中主要利用和田电网提供的历年历史数据对整个负荷特性的研究进行了分析,并对负荷进行预测,为电网安全运行及经济运行作出贡献。2 负荷特性的研究2.1 负荷特性指标负荷特性指电力负荷从电力系统的电源吸取的有功功率和无功功率随负荷端点的电压及系统频率变化而改变的规律。负荷功率随负荷点
18、端电压变动而变化的规律,称为负荷的电压特性;负荷功率随电力系统频率改变而变化的规律,称为负荷的频率特性;负荷功率随时间变化的规律,称负荷的时间特性。但一般习惯上把负荷的时间特性称为负荷曲线(有日负荷曲线、年负荷曲线等),而把负荷的电压特性和负荷的频率特性统称为负荷特性。电力负荷是电力系统的重要组成部分,它作为电能的消耗者对电力系统的分析、设计与控制有着重要影响。几十年来,人们提出了大量的负荷模型,包括静态负荷模型、机理动态负荷模型、非机理动态负荷模型。通常把握电网负荷特性的难度较大,一方面是因为电网负荷特性指标较多,指标之间关联性较强;另一方面,影响负荷特性变化的因素较多,且一些气候因素如气温
19、、降雨等具有很大不确定性。因此,只有长期跟踪研究电网负荷特性,才有可能较准确地把握电网负荷特性变化的规律。但是,由于影响负荷功率的因素很多,例如地区的生活水平、生活习惯、气候条件、资源情况等,都直接关系负荷功率的变化,这就造成负荷组成和负荷对功率需求有很大的随机性;再加上电力系统中现场实验和测量的困难,使得负荷模型的建立成为电力系统研究中的难题。电力系统负荷的特点:(1)电力系统的负荷是经常变化的,负荷的变化是具有周期规律的,电力负荷并非简单的重复一个周期, 而是存在一个随即分量使每隔周期的数值发生改变。(2)电力负荷同时又是连续的, 这是指在负荷曲线上任意相邻两点之间的变化是连续的,不存在奇
20、点, 从电力系统的稳定性要求可以找出负荷的连续性的原因。1989年原能源颁发了电力工业生产统计指标解释,其中设计负荷特性的指标有最高负荷、最低负荷、平均负荷、负荷曲线、负荷率、平均日负荷率、最小负荷率、月生产均衡率、年生产均衡率、最高负荷利用小时、同时率、不同时率、尖峰负荷率等14个。2001年初国家电力公司对原电力工业生产统计指标解释进行了补充修改,其中增加了峰谷差率指标。这些指标都是规划计划工作中常用和规范的负荷特性指标,并且已经积累了较长时期的历史资料。本文中就三个典型的特性指标:年负荷特性指标、月负荷特性指标和日负荷特性指标来阐述。22 负荷特性指标阐述(1)最高负荷:报告期(日、月、
21、季、年)内记录的负荷中,数值最大的一个。(2)最低负荷:报告期(日、月、季、年)内记录的负荷中,数值最小的一个。(3)平均负荷:报告期内瞬间负荷的平均值,即负荷时间数列时序平均数。(4)负荷曲线:将各发电厂、供电地区或电力系统所成担的有功或无功负荷,按时间序列绘制成的图形,称为负荷曲线。按时间分类,有日负荷曲线(表示出一天内每小时的负荷值,反映一天内负荷动态)和年负荷曲线(标示出一年内每月的最高负荷值,观察一年内各月负荷动态)等;按用电性质分类,有农业负荷曲线、工业负荷曲线和居民生活负荷曲线等。(5)负荷率:平均负荷与最高负荷的比率。(6)平均日负荷率:将报告期每日的负荷率相加,除以报告期的日
22、历日数。(7)最小负荷率:报告期最低负荷与当日最高负荷的比率。(8)峰谷差:最高负荷与最低负荷之差。(9)峰谷差率:报告期日峰谷差最大值与当日最高负荷的比率。(10)月生产均衡率:报告月平均日电量与最大日电量的比率。(11)年生产均衡率:各月最高负荷之和与最大一个月最高负荷和12乘积的比率。(12)最高负荷利用小时:发(供、用)电量与它们的最高负荷的比率。(13)同时率:综合最高负荷与各组成单位绝对最高负荷之和的比率,说明两者的差异程度。(14)不同时率:负荷曲线各组成用户最高负荷的总和与电力系统综合负荷曲线最高负荷的比率。(15)尖峰负荷率:某一用户(或地区)的平均负荷与电力系统最高负荷时该
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