基于灰色理論的地級(jí)市電網(wǎng)規(guī)劃中電量預(yù)測(cè)研究

楊欽超　黃俊臣　王記偉（.國(guó)網(wǎng)河南省電力公司三門(mén)峽供電公司，河南三門(mén)峽 47000；.河南豫電電力建設(shè)監(jiān)理有限公司，河南鄭州 450000）

基于灰色理論的地級(jí)市電網(wǎng)規(guī)劃中電量預(yù)測(cè)研究

楊欽超1黃俊臣2王記偉2
（1.國(guó)網(wǎng)河南省電力公司三門(mén)峽供電公司，河南三門(mén)峽 472000；2.河南豫電電力建設(shè)監(jiān)理有限公司，河南鄭州 450000）

電力負(fù)荷預(yù)測(cè)在地區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃和安全運(yùn)行中扮演著重要的角色，隨著電力市場(chǎng)的不斷發(fā)展，影響電力負(fù)荷的因素變得具有不確定性、復(fù)雜性等特點(diǎn)，所以，提高電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率成為電網(wǎng)運(yùn)行的重要研究課題。本文結(jié)合灰色預(yù)測(cè)理論知識(shí)和地市近幾年的用電量情況，建立了合理的電量預(yù)測(cè)模型，并經(jīng)過(guò)認(rèn)真計(jì)算得出結(jié)果，對(duì)模型的精度進(jìn)行了檢驗(yàn)，結(jié)果表明：所建立的灰色預(yù)測(cè)模型適合該地區(qū)的電量預(yù)測(cè)。

灰色理論 GM（1，1） 電量預(yù)測(cè) 電網(wǎng)規(guī)劃

1　引言

對(duì)于地級(jí)市供電系統(tǒng)規(guī)劃而言，進(jìn)行地區(qū)中長(zhǎng)期電量負(fù)荷預(yù)測(cè)有極其重要的意義，因?yàn)橐贾玫厥形磥?lái)變電站數(shù)量、容量大小都需要該地區(qū)的電量或者用電負(fù)荷來(lái)決定。負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到用電需求平衡、供電可靠性以及地區(qū)電力系統(tǒng)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。為此，人們運(yùn)用許多理論提出了多種負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，有產(chǎn)值單耗法、大用戶法、彈性系數(shù)法、一元線性回歸法、灰色模型預(yù)測(cè)法、RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等，這些負(fù)荷預(yù)測(cè)方法各有優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，對(duì)于不同的地區(qū)負(fù)荷類型應(yīng)該選用合適的方法模型［1］。本文選用基于灰色理論的GM（1，1）模型，對(duì)地市級(jí)的電量預(yù)測(cè)進(jìn)行研究。

2　灰色預(yù)測(cè)模型

2.1灰色理論概述

灰色系統(tǒng)是客觀世界普遍存在的一種物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式，它和運(yùn)動(dòng)性一樣，是物質(zhì)存在的一種根本屬性。

灰色系統(tǒng)是指“部分信息已知，部分信息未知”的“小樣本”，“貧信息”的不確定性系統(tǒng)，它通過(guò)對(duì)“部分”已知信息的生成、開(kāi)發(fā)去了解、認(rèn)識(shí)現(xiàn)實(shí)世界，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行行為和演化規(guī)律的正確把握和描述［2］。

灰色數(shù)列預(yù)測(cè)是指利用動(dòng)態(tài)GM模型，對(duì)系統(tǒng)的時(shí)間序列進(jìn)行數(shù)量大小的預(yù)測(cè)，即對(duì)系統(tǒng)的主行為特征量或某項(xiàng)指標(biāo)，發(fā)展變化到未來(lái)特定時(shí)刻出現(xiàn)的數(shù)值進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2.2GM（1，1）模型

GM（1，1）的白微分方程模型為

2.3模型檢驗(yàn)

模型選定之后，一定要經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)才能判定其是否合理，只有通過(guò)檢驗(yàn)的模型才能用作預(yù)測(cè)，灰色模型的檢驗(yàn)一般有三種方法：相對(duì)誤差大小檢驗(yàn)法、關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)法、后驗(yàn)差檢驗(yàn)法。本文主要討論后驗(yàn)差檢驗(yàn)法。

指標(biāo)c和p是后驗(yàn)差檢驗(yàn)的兩個(gè)重要指標(biāo)，指標(biāo)c越小越好，C越小表示S1大而S2越小；S1大表示原始數(shù)據(jù)方差大，即原始數(shù)據(jù)離散程度大；S2小表示殘方差小，即殘差離散程度小；C小就表明盡管原始數(shù)據(jù)很離散，而模型所得值與實(shí)際值之差并不太離散。

指標(biāo)p越大越好，p越大，表明殘差與殘差平均值之差小于給定值0.6745S1的點(diǎn)較多，即擬合值（或預(yù)測(cè)值）分布比較均勻。

3　電量預(yù)測(cè)模型

本文以中部某地級(jí)市的05到14年的電量作為原始數(shù)據(jù)進(jìn)行灰色建模，根據(jù)上文GM（1，1）模型，可以得到該地級(jí)市的電量預(yù)測(cè)模型（表1）。

表1　中部某地級(jí)市2005—2014實(shí)際用電量　單位：年，億千瓦時(shí)

利用灰色理論GM（1，1）模型可得該地區(qū)的電量預(yù)測(cè)模型為：

經(jīng)計(jì)算，后驗(yàn)差比值為C= 0.11<0.35；小誤差概率為p=1> 0.95；所以，此電量GM（1，1）預(yù)測(cè)模型精度屬于1級(jí)（好）。

4　結(jié)語(yǔ)

由本文的實(shí)驗(yàn)表明，運(yùn)用GM（1，1）模型可以較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)地區(qū)的中長(zhǎng)期電力電量負(fù)荷，可以為地區(qū)電力規(guī)劃提供必要的理論依據(jù)，確保地區(qū)電力供應(yīng)與電力需求平衡，保證電網(wǎng)規(guī)劃順利進(jìn)行。

［1］楊騰棟，彭志煒.電力負(fù)荷預(yù)測(cè)常用方法的分析及應(yīng)用［J］.交流與探討主，2006（9）.

［2］劉思峰，楊英杰，吳利豐，等.灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用（第七版）［M］.北京：科學(xué)出版社，2014-06-01.

［3］吳義純，李瑞君，李淼.基于Matlab的縣網(wǎng)中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用［J］.計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2012（12）.

［4］徐金明.Matlab實(shí)用教程［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2005.