多種算法在蒙城地區電力負荷預測中的應用與選擇

都偉杰（國網安徽省電力公司合肥供電公司，安徽 合肥230000）

多種算法在蒙城地區電力負荷預測中的應用與選擇

都偉杰（國網安徽省電力公司合肥供電公司，安徽 合肥230000）

在城市配電網規劃中，需要對一定區域內的電力負荷進行預測，預測電力負荷的方法有多種，大體可分為aaaa基于時序趨勢外推的預測方法和基于增長速度的預測方法，本文對多種分析方法進行分析和研究，比選出較為符合蒙城地區負荷實績的分析方法，并給出相應的使用條件。

多種算法；電力負荷；預測；應用選擇

1 基于時序趨勢外推的預測方法

本方法是根據時間序列的歷史值來預測未來值的，數學模型有多種，如拋物線模型、N次曲線模型、簡單S型曲線模型、Gompertz曲線、二次指數平滑法等，每種方法又有多種適用于不同類型的數學模型和擴展模型。

1.1 回歸分析法

回歸分析法包括線性回歸分析（即一元回歸分析）、非線性回歸分析（即多元回歸分析）。結合各種模型在實際工程中的適應性和可實施性工程中的，主要介紹一元線性回歸分析的數學模型。

模型一：拋物線模型

式中a0、a1、a2——是不依賴于x的未知參數。

模型二：N次曲線模型

式中a0、a1…an——是不依賴于x的未知參數。

1.2 簡單S型曲線模型

簡單S型曲線模型也稱生長曲線或成長曲線，是借鑒生物群體生長的特性得出的分析方法。在某個區域的負荷發展，可能首先是開始時期的低速增長 （相當于生物生長前期），到某個轉折點后，開始進入快速增長期；再發展到某個轉折點后，開始進入飽和期（相當于生物生長后期）。

或

其在無窮遠處的形態為：

1.3 Gompertz曲線

Gompertz曲線也是具有S型特征的曲線，其表達式為：

1.4 二次指數平滑法

設時間序列為y1、y2…yn，取平滑系數a（0≤a≤1）。常見的Brown單一參數線性二次指數平滑法，其步驟為：

步驟一：對原始序列進行一次指數平滑：

式中t的取值范圍——2≤t≤n；

可取y′1=y1。

步驟二：對一次平滑序列作二次指數平滑：

式中t的取值范圍——2≤t≤n；

可取y′1=y1。

步驟三：對最末一期數據，計算兩個系數：

步驟四：建立如下的預測公式：

式中i——為自n以后的時間序號，i≥1。

本方法負荷預測的關鍵是根據蒙城區的實際情況和負荷特性，選擇合適的數學模型。另外，基于時序趨勢外推的預測方法要求歷史數據具有準確性，歷史數據之間具有可比性。歷史數據應是在在同一口徑、同一原則下統計的。

2 基于增長速度的預測方法

本方法是基于平穩歷史數據序列，計算其相鄰時間間隔的增長速度，進行外推預測得到未來時間段的增速，來進行數據的預測。預測步驟為：

步驟一：統計歷史序列的增長速度，公式為：

式中t=1，2…n-1，y1、y2…yn為歷史序列。

△t，t+1=表示第t+1時刻相對于第t時刻的增長速度。

步驟二：以增長速度序列：△1，2，△2，3…△n-1，n為依據，運用回歸分析方法，利用各種模型預測未來的增長速度△^t，t+1（t≥n）。

步驟三：以基準時刻（n時刻）的歷史數據為基準，按增長速度的定義進行未來時段的數據預測，則未來t時刻的預測值y^t為：

式中t≥n+1。

3 電量及負荷預測

通過上節中對負荷預測方法的分析，選取幾種適合于中長期預測方法，同時對蒙城地區的負荷進行預測并對比分析，結合專家經驗法，選取適中的負荷預測數據。

根據歷史數據，采用基于時序趨勢外推的預測方法，運用多種模型對預測蒙城區近期的用電量，并根據負荷發展的一般規律做出遠景年用電量預測，結果如表1、圖1。

根據上述電量預測方法闡述，結合在實際工程中，各部門的管理力度和管理方式、預測人員收集數據的渠道的限制、相關部門的配合程度等因素，電力需求預測方法選取分析如表2。

表1 蒙城地區電量預測結果（單位：億kWh）

圖1 蒙城地區電量預測結果示意圖

表2 電量預測方法選取分析

[1]李小龍，李郁俠，師 彪，牛艷利，王 煜.改進粒子群算法在中長期電力負荷組合預測模型中的應用[J].武漢大學學報（工學版），2011（03）.

[2]蘭吉祥.電力系統負荷預測方法及特點[J].中國集體經濟，2011（10）.

[3]王吉權，趙玉林.電力系統負荷預測方法及特點[J].農村電氣化，2003（11）.

TM715

A

2095-2066（2016）22-0096-02

2016-7-12

都偉杰（1984-），男，工程師，碩士研究生。