海南電網“十二五”后兩年線損預測

摘要：隨著我國國民經濟的迅猛發展，環境也面臨著前所未有的挑戰，節能減排已越來越受到重視，電網公司作為連接電力生產和消費的紐帶，主動承擔社會責任，肩負節能減排重擔。為完成國家發改委下達的節能目標，降低線損則成為近年的工作重點。對海南電網“十二五”后二年線損率進行預測，對今后工作有重要指導意義。

關鍵詞：海南電網；線損評估；支持向量機

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）29-0102-04

根據海南省“十二五”節能降損目標，以理論計算和實際量測值相比對的方式，從技術、運行、管理方面分析影響海南電網主網網損的主要因素，分析這些因素對網損的影響，建立網損評估模型；在電源規劃、電網規劃、投資預算等邊界條件確定的情況下，計算網損電量，研究網損變化趨勢和對海南電網“十二五”后兩年綜合線損率的影響，并通過配網線損分析模型對110kV、35kV高壓配網線損率進行分析預測，結合理論計算軟件對10kV及以下低壓配網的分析結果預測海南電網公司“十二五”后兩年線損率。

一、分析工具

1.1PSD-BPA潮流程序

應用該程序中的潮流計算部分，為了提高收斂性，本文先采用P-Q分解法進行初始迭代，然后再轉入牛頓-拉夫遜法求解潮流。同時，應用單線圖格式潮流圖程序及地理接線圖格式潮流圖程序可進行潮流圖的繪制，便于更加直觀地分析潮流。

2.線損理論計算與管理系統（3.0版）

本軟件是華南理工大學電力學院與廣東電網公司基于中國南方電網有限責任公司頒布的《線損理論計算軟件技術標準》聯合開發的一款線損理論計算與管理系統。該系統基于Visual Basic、Micreosoft Access和Autocad平臺開發，綜合了Access數據管理和Autocad圖形界面管理功能。目前，該系統在廣東電網公司得到全面推廣，為廣東電網開展線損理論計算與管理工作提供了統一的自動化計算平臺，并取得了良好的效果。

3.基于MATLAB平臺的配網線損率預測模型

由于配網的線損率影響因素相對主網來說更多也更復雜，因此，如果利用與分析主網線損率的方法去分析配網，不僅準確率不能保證，而且由于10kV配網的結構復雜性和數目眾多性，需要分析的數據也會比主網多得多。因此，本模型是基于MATLAB軟件，應用支持向量機分析和預測方法進行構建的，并且還利用了主成分分析法和粒子群算法等。

本模型的基本思路是：在分析了影響線損率因素的基礎之上，選擇供電量、線路總長度、線路條數、變壓器總容量、變壓器總臺數、變壓器負載率、無功補償、大用戶用電量等關鍵因素。統計2012年和2013年各分區關鍵影響因素的相關數據和線損率數據，同時，根據海南電網各分區的配網規劃和其他數據得到2014～2015年各分區影響配網線損率關鍵因素的相關數據。通過主成分分析法得到各個影響因素對線損率的影響程度，從而能夠把與配網線損率相關性高的放在預測的關鍵位置，然后通過粒子群算法找到支持向量機中參數的最優解，從而可以根據2012年和2013年的實際配網線損率數據進行模型訓練，得到線損率的預測模型，進而預測2014～2015年分區配網線損率。

二、分析方法

1.支持向量機

SVR是支持向量機的一個子類，其特點是最終輸出函數為線性函數，因而廣泛應用于函數擬合、預測問題等領域。SVR的工作原理是：原歐氏空間的目標問題通過核函數映射為Hilbert空間中的對偶問題，并在Hilbert空間構造凸二次規劃，進而求解對偶問題。相對于傳統的決策樹、貝葉斯分類器、ANN等人工智能算法，SVR具有運算速度快、不易陷于局部極小值等優點。

對于線性情況，支持向量機函數擬合首先考慮用線性回歸函數擬合，為輸入量，為輸出量，即需要確定ω和b。

懲罰函數是學習模型在學習過程中對誤差的一種度量，一般在模型學習前已經選定，不同的學習問題對應的損失函數一般也不同，同一學習問題選取不同的損失函數得到的模型也不一樣。標準支持向量機采用ε-不靈敏度函數，即假設所有訓練數據在精度ε下用線性函數擬合。

從式（7）可得出，當或時，可能大于ε，與其對應的xi稱為邊界支持向量（Boundary Support Vector，BSV），對應圖 1中虛線帶以外的點；當時，，即，，與其對應的xi稱為標準支持向量（Normal Support Vector，NSV），對應圖1中落在ε管道上的數據點；當=0，=0時，與其對應的xi為非支持向量，對應圖1中ε管道內的點，它們對w沒有貢獻。因此ε越大，支持向量數越少。對于標準支持向量，如果，此時，由式（6）可以求出參數b：

同樣，對于滿足的標準支持向量，有：

一般對所有標準支持向量分別計算b的值，然后求平均值：

式（10）中涉及到高維特征空間點積運算，而且函數是未知的、高維的。支持向量機理論只考慮高維特征空間的點積運算，而不直接使用函數。稱為核函數。核函數的選取應使其為高維特征空間的一個點積。核函數的類型有多種，常用的核函數有：

多項式核：

五、結論

本文在主網網損率方面采用PSD-BPA程序從夏大、夏小、豐大、豐小四個方式對海南電網主網進行潮流仿真，分析潮流及相關斷面情況。基于潮流計算情況估算各條線路在各個方式下輸送的有功電量和無功電量等運行數據，采用線損理論計算與管理系統對主網線損率進行分析，最大程度提高了計算精度。

在配網線損率方面，采用主成分分析法對樣本的影響因素進行降維處理，通過主元素分析去除對線損影響相對較小的因素，經主成分分析后采用供電量、線路平均長度、變壓器平均容量、最大負荷等影響因素作為參數來對配網線損率進行分析，通過建立數學模型，將配電網看作為一個整體，解決了配網模型難以建立的問題，最大程度減少了管理線損影響。

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（責任編輯：王祝萍）