羅煜

摘 要：現(xiàn)代化的腳步還在繼續(xù)向前，高科技引領(lǐng)時(shí)代尖端，人們的工作生活都以快節(jié)奏的方式進(jìn)行著，在這當(dāng)中，電能所起到的作用是不可替代的，我們每天的生產(chǎn)、生活都離開(kāi)電的幫助，可以說(shuō)，即使只是出現(xiàn)短暫的停電情況，都會(huì)令很多事情處理起來(lái)顯得非常棘手。所以，再進(jìn)行對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃階段，一定要做好負(fù)荷預(yù)測(cè)工作，因?yàn)槠湄?fù)荷精度會(huì)對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行起到關(guān)鍵的影響作用。進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)過(guò)程中，有很多的不可控因素，所以，做到精準(zhǔn)無(wú)誤是有一定難度的。所以，該文筆者針對(duì)電荷預(yù)測(cè)方式進(jìn)行研究分析，希望能夠讀者提供思路。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)規(guī)劃 負(fù)荷 預(yù)測(cè)方法 探討

中圖分類(lèi)號(hào)：TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）12（c）-0033-02

當(dāng)前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，對(duì)電力系統(tǒng)也加大了深入改革力度，我國(guó)的電力市場(chǎng)的發(fā)展環(huán)境也愈加規(guī)范，但是，電力企業(yè)從根本上來(lái)說(shuō)都是獨(dú)立經(jīng)營(yíng)的，也就是說(shuō)要自負(fù)風(fēng)險(xiǎn)，所以，為保證電網(wǎng)質(zhì)量，使電網(wǎng)能夠安全、高效運(yùn)行，需要對(duì)電網(wǎng)的方方面面進(jìn)行規(guī)劃，此外，還要根據(jù)實(shí)際情況，具體問(wèn)題具體分析，做好電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)工作，由此保證電網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行。

1 預(yù)測(cè)電力負(fù)荷背景條件

1.1 掌握準(zhǔn)確完善的資料

為了保證電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的科學(xué)性，必須要完善、準(zhǔn)確掌握第一手資料，這樣有助于深入了解我國(guó)電網(wǎng)的發(fā)展史、我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、城鄉(xiāng)發(fā)展?fàn)顩r以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)計(jì)劃等內(nèi)容，但是，設(shè)想與現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)不相同，在實(shí)際工作中收集資料是十分困難的，不僅無(wú)法完整地對(duì)資料進(jìn)行收集，而且無(wú)法保障收集到資料的準(zhǔn)確性，所以，需要進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)分析來(lái)篩選出預(yù)測(cè)電力負(fù)荷所需要的運(yùn)行資料，為科學(xué)、準(zhǔn)確預(yù)測(cè)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)打下基礎(chǔ)，而當(dāng)?shù)剌^為系統(tǒng)的發(fā)電量、電網(wǎng)直供量等都是與電網(wǎng)系統(tǒng)直接相關(guān)資料，為了保證電力負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，必須保證這些資料的準(zhǔn)確性。

1.2 電力負(fù)荷預(yù)測(cè)我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)狀

我國(guó)幅員遼闊，而且就目前來(lái)看，我國(guó)的電網(wǎng)系統(tǒng)供負(fù)荷產(chǎn)生的變化隨著我國(guó)電網(wǎng)區(qū)域的擴(kuò)大而變大，這方面的問(wèn)題愈來(lái)愈突出，所以，有必要采用一定的措施來(lái)規(guī)避誤差，在生存環(huán)境較好的地方，為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，可以對(duì)所預(yù)測(cè)區(qū)域的主供電區(qū)以及用量大戶(hù)分別進(jìn)行預(yù)測(cè)和計(jì)算。

1.3 對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步協(xié)調(diào)規(guī)劃

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，尤其是第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)，發(fā)展速度驚人，我國(guó)城鎮(zhèn)也隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而進(jìn)步，為推動(dòng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的騰飛做出了貢獻(xiàn)，而電力系統(tǒng)就起到了強(qiáng)力支撐作用，因此，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行合理規(guī)劃有利于滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，為保證規(guī)劃質(zhì)量需要分析好電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)工作，這對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃具有重要作用。

2 負(fù)荷的主要分類(lèi)方法

2.1 按照其物理性能進(jìn)行劃分

按照物理性進(jìn)行劃分時(shí)，電網(wǎng)中的電荷主要可以分為：有功電荷和無(wú)功電荷。有功電荷，是指電流在通過(guò)用電器時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為其他能源，打個(gè)比方來(lái)說(shuō)吧，就像電流通過(guò)電磁爐可以產(chǎn)生熱能是一樣。而無(wú)功電荷就是指電路各原價(jià)之中產(chǎn)生的各種無(wú)功功率，比如電流經(jīng)過(guò)電閘時(shí)可能發(fā)生畸形變化，轉(zhuǎn)化中便成了無(wú)功功率，消耗負(fù)荷。

2.2 根據(jù)電能的中斷損失程度進(jìn)行劃分

在輸電過(guò)程中，由于電網(wǎng)的忽然中斷會(huì)損失電能，我國(guó)根據(jù)損失數(shù)據(jù)將損失按程度分為一二三級(jí)電荷，一級(jí)電荷表示損失最大，二三級(jí)逐次減小。

2.3 按照使用流程進(jìn)行劃分

電能的使用流程分別是發(fā)電電荷、供電電荷和用電電荷。顧名思義，發(fā)電電荷就是電廠工作過(guò)程中產(chǎn)生的電荷；供電電荷是輸送過(guò)程中產(chǎn)生的電荷；用電電荷是用電過(guò)程中產(chǎn)生的電荷。

2.4 按照使用行業(yè)進(jìn)行劃分

行業(yè)不同使用的電荷也就不同，因?yàn)椴煌袠I(yè)的用電要求不一樣，比如說(shuō)工廠用電、居民用電、建筑用電等，用電特點(diǎn)都不一樣，需要根據(jù)不同的用電特點(diǎn)對(duì)電荷的使用量進(jìn)行分析與總結(jié)。

3 負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法

3.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)神經(jīng)元連接而成，模擬人類(lèi)學(xué)習(xí)和處理信息的過(guò)程，理論上可以逼近任意的函數(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所具有的自適應(yīng)性學(xué)習(xí)、函數(shù)逼近等特點(diǎn)，使其被引入短期負(fù)荷預(yù)測(cè)中，取得了較好預(yù)測(cè)效果。其優(yōu)點(diǎn)在于不需要數(shù)學(xué)模型，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的自適應(yīng)訓(xùn)練，能夠解決如負(fù)荷時(shí)序的高隨機(jī)性、非確定性問(wèn)題。迄今為止，對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)僅限于對(duì)其結(jié)構(gòu)或結(jié)合其他方法進(jìn)行改進(jìn)，從而提高預(yù)測(cè)精度。

3.2 單耗法

所謂單耗法，則是通過(guò)測(cè)定電力負(fù)荷量的單耗進(jìn)而分析預(yù)測(cè)全面用電量，一般適用于農(nóng)業(yè)或者工業(yè)電力單耗指標(biāo)的負(fù)荷預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)效果較好。而實(shí)施單耗指標(biāo)進(jìn)行電力負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí)，要注意區(qū)分不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r以及發(fā)展目標(biāo)，同時(shí)根據(jù)電力規(guī)劃期間單耗指標(biāo)開(kāi)展全面分析，結(jié)合之前單位的耗電量，根據(jù)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律預(yù)測(cè)最終單耗值。此方法特點(diǎn)是操作較為簡(jiǎn)單，在短時(shí)間內(nèi)預(yù)測(cè)效果好，不過(guò)精度低，成本高。

3.3 趨勢(shì)分析法

“趨勢(shì)分析法”，顧名思義就是把先前收集到的各種資料進(jìn)行整合，使其成為一條直線(xiàn)，與此同時(shí)，以曲線(xiàn)趨勢(shì)為依據(jù)來(lái)確定電力的負(fù)荷值，這種方式又稱(chēng)曲線(xiàn)回歸法或曲線(xiàn)擬合法，是最為常見(jiàn)的預(yù)測(cè)方式，也具有顯著的研究成果。這種方式在模型選擇上相對(duì)來(lái)說(shuō)較簡(jiǎn)便，但是為了保證電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)結(jié)果，在進(jìn)行曲線(xiàn)擬合時(shí)必須保障擬合區(qū)與精度相一致。可是無(wú)論怎樣小心，依然會(huì)出現(xiàn)或大或小的誤差，這就要求把模型和電網(wǎng)發(fā)展相關(guān)情況相結(jié)合，由此確定出更具科學(xué)性的模型。

3.4 卡爾曼濾波預(yù)測(cè)法

卡爾曼濾波預(yù)測(cè)法最好應(yīng)用在預(yù)測(cè)短期負(fù)荷和超短期的負(fù)荷中，這種方法是通過(guò)狀態(tài)空間的思維將信號(hào)通過(guò)線(xiàn)性系統(tǒng)輸出程序并且轉(zhuǎn)化為方程，但是想要更好進(jìn)行應(yīng)用，必須具有較高的空間思維想象能力。正因?yàn)樵摲绞綄?duì)于數(shù)據(jù)的要求較廣，所以有利于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理工作，通過(guò)不斷收集數(shù)據(jù)，進(jìn)而修改已計(jì)算出的數(shù)值，進(jìn)而得到方程答案，能夠極大提升預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

3.5 模糊預(yù)測(cè)法

模糊預(yù)測(cè)法的應(yīng)用范圍是數(shù)據(jù)本身帶有不確定性并且存在一些不容易被發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)，這種方法是當(dāng)下比較常用的方法，使用時(shí)需要準(zhǔn)確運(yùn)算非線(xiàn)性函數(shù)，得到數(shù)據(jù)之后進(jìn)行系統(tǒng)分析，使模糊預(yù)測(cè)盡量接近所求函數(shù)值，這樣一來(lái)，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度就得到了大大提升。

3.6 灰色預(yù)測(cè)法

顧名思義，這種方法就是利用生活中的顏色對(duì)所能獲取的信息資源進(jìn)行描述，一般情況下，這種方法非常簡(jiǎn)單明了，白色代表已經(jīng)獲知的信息內(nèi)容，黑顏色代表未知，灰色地帶相當(dāng)于對(duì)信息掌握相對(duì)模糊、不清晰。所說(shuō)的電荷就屬于典型的灰色地帶，其主要特點(diǎn)是只需要知道少量的數(shù)據(jù)，就可以對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果有大致判斷，對(duì)參數(shù)進(jìn)行估算，通常運(yùn)用最小二乘法，當(dāng)然，這只適用于對(duì)小數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)應(yīng)用。將負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行變權(quán)緩沖預(yù)處理后，再利用灰色理論進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，取得了較理想效果。

4 總結(jié)與展望

文章主要分類(lèi)總結(jié)在當(dāng)前電網(wǎng)形式下，關(guān)于電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的主要方式，而且針對(duì)當(dāng)前負(fù)荷的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，對(duì)各個(gè)方法優(yōu)勢(shì)及不足都進(jìn)行了分析及討論，出現(xiàn)問(wèn)題可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行解決。

（1）需要對(duì)負(fù)荷成因進(jìn)行了明確分析。當(dāng)前的負(fù)荷預(yù)測(cè)因?yàn)槿鄙匐娏ο到y(tǒng)自身所具備的特點(diǎn)，所以不能對(duì)負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次剖析，只把其看做是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)，對(duì)待這一問(wèn)題，應(yīng)該從電力系統(tǒng)本身入手，找出負(fù)荷成因及內(nèi)在規(guī)律，按照實(shí)際情況制定出預(yù)測(cè)策略，比如：并網(wǎng)型微電網(wǎng)、孤島型微電網(wǎng)等，不同的社會(huì)環(huán)境和地理環(huán)境都會(huì)有不同的預(yù)測(cè)方案。

（2）分析預(yù)測(cè)中出現(xiàn)的誤差。誤差存在于所有事物中，而且在預(yù)測(cè)中發(fā)生誤差的概率會(huì)更大，所以在進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，首先要對(duì)誤差的波動(dòng)范圍進(jìn)行分析；其次再去考慮結(jié)果，當(dāng)前，調(diào)度人員僅僅能夠通過(guò)負(fù)荷預(yù)測(cè)的結(jié)果做出判斷，十分不利于工作的進(jìn)行，關(guān)于這個(gè)問(wèn)題可以從這兩個(gè)方面入手：①分析誤差結(jié)果并找出誤差成因，對(duì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行充分完善；② 做出預(yù)測(cè)結(jié)果的誤差波動(dòng)范圍，同時(shí)對(duì)負(fù)荷發(fā)展的速度進(jìn)行分析。

（3）探究與其相關(guān)的因素所產(chǎn)生的影響。在電力負(fù)荷變化中，季節(jié)、氣候、經(jīng)濟(jì)水平等都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定影響，而受到的影響因素不同，對(duì)電力負(fù)荷變化產(chǎn)生的影響也就不同，如果利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和智能計(jì)算方式，可以把主、次相關(guān)因素的負(fù)荷變化程度進(jìn)行量化，除此之外，為增強(qiáng)預(yù)測(cè)模型的泛化能力，可以對(duì)主影響因素進(jìn)行加重權(quán)、對(duì)次影響因素進(jìn)行弱化處理。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，雖然有很多種辦法進(jìn)行電荷預(yù)測(cè)，且每一種方法都有其獨(dú)到之處，但也存在一定的局限性，因此，再確定使用某一種方法之前，應(yīng)該從實(shí)際出發(fā)，分析具體問(wèn)題，找到最為適合的方式進(jìn)行檢測(cè)，之后進(jìn)行科學(xué)合理的評(píng)估。如此，才可以按時(shí)完成預(yù)測(cè)目標(biāo)，確保電荷測(cè)量的精準(zhǔn)度，為我國(guó)電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展盡一份綿薄之力。

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