負荷預(yù)測講稿

1、電力負荷預(yù)測電力負荷預(yù)測主要內(nèi)容主要內(nèi)容 負荷預(yù)測概念、預(yù)測步驟負荷預(yù)測概念、預(yù)測步驟 負荷預(yù)測的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)負荷預(yù)測的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 負荷預(yù)測的技術(shù)、方法負荷預(yù)測的技術(shù)、方法 負荷預(yù)測的綜合評價負荷預(yù)測的綜合評價一、負荷預(yù)測概念、步驟一、負荷預(yù)測概念、步驟 什么是負荷預(yù)測？什么是負荷預(yù)測？ 負荷預(yù)測的意義？負荷預(yù)測的意義？ 負荷預(yù)測的特點？負荷預(yù)測的特點？ 負荷預(yù)測的分類？負荷預(yù)測的分類？ 負荷預(yù)測的基本流程？負荷預(yù)測的基本流程？ 負荷預(yù)測的基本原理？負荷預(yù)測的基本原理？1、什么是負荷預(yù)測？、什么是負荷預(yù)測？（1）什么是預(yù)測？）什么是預(yù)測？ 對尚未發(fā)生或目前還不明確的事務(wù)進行預(yù)先的估計和推對尚未發(fā)生或

2、目前還不明確的事務(wù)進行預(yù)先的估計和推測。測。 各行各業(yè)：股票市場預(yù)測、天氣預(yù)報、人口預(yù)測、市場各行各業(yè)：股票市場預(yù)測、天氣預(yù)報、人口預(yù)測、市場需求預(yù)測、填報志愿。需求預(yù)測、填報志愿。 你預(yù)測過什么你預(yù)測過什么？1、什么是負荷預(yù)測？、什么是負荷預(yù)測？（1）什么是預(yù)測？）什么是預(yù)測？ 如何進行？如何進行？ 在一定的在一定的理論指導(dǎo)理論指導(dǎo)下，以事物發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀為下，以事物發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀為出發(fā)點出發(fā)點，以調(diào)查研究所取得的資料和統(tǒng)計數(shù)據(jù)為，以調(diào)查研究所取得的資料和統(tǒng)計數(shù)據(jù)為依據(jù)依據(jù)，在對事物發(fā)展過程進行深刻的定性分析和嚴密的定量計在對事物發(fā)展過程進行深刻的定性分析和嚴密的定量計算算基礎(chǔ)基礎(chǔ)上，研

3、究并認識事物的發(fā)展變化上，研究并認識事物的發(fā)展變化規(guī)律規(guī)律，進而對事，進而對事物發(fā)展的未來變化預(yù)先做出科學(xué)的物發(fā)展的未來變化預(yù)先做出科學(xué)的推測推測。1、什么是負荷預(yù)測？、什么是負荷預(yù)測？（2）什么是負荷預(yù)測？）什么是負荷預(yù)測？ 根據(jù)根據(jù)電力負荷、經(jīng)濟、社會、氣象等的歷史數(shù)據(jù)，電力負荷、經(jīng)濟、社會、氣象等的歷史數(shù)據(jù)，探索探索電力負荷歷史數(shù)據(jù)變化規(guī)律對未來負荷的影響，電力負荷歷史數(shù)據(jù)變化規(guī)律對未來負荷的影響，尋求尋求電電力負荷與各種相關(guān)因素之間的內(nèi)在聯(lián)系，從而對未來電力負荷與各種相關(guān)因素之間的內(nèi)在聯(lián)系，從而對未來電力負荷進行力負荷進行科學(xué)科學(xué)的的預(yù)測預(yù)測 根據(jù)電力負荷的過去和現(xiàn)在推測它的未來數(shù)值。

4、2、負荷預(yù)測的意義？、負荷預(yù)測的意義？供電部門的主要工作之一，管理現(xiàn)代化的標志之一供電部門的主要工作之一，管理現(xiàn)代化的標志之一 合理安排電網(wǎng)內(nèi)部發(fā)電機組的啟停；合理安排電網(wǎng)內(nèi)部發(fā)電機組的啟停； 合理安排檢修計劃；合理安排檢修計劃； 有利于新的發(fā)電機組的安裝，絕定裝機容量的大小、時有利于新的發(fā)電機組的安裝，絕定裝機容量的大小、時間、地點；間、地點； 決定電網(wǎng)的增容、改建，建設(shè)、發(fā)展；決定電網(wǎng)的增容、改建，建設(shè)、發(fā)展； 減少不必要的旋轉(zhuǎn)備用容量；減少不必要的旋轉(zhuǎn)備用容量； 3、負荷預(yù)測的特點？、負荷預(yù)測的特點？不肯定事件，隨機事件不肯定事件，隨機事件 不確定性不確定性：許多變化難以完全預(yù)計，各種影

5、響因素也許多變化難以完全預(yù)計，各種影響因素也 在發(fā)展變化在發(fā)展變化 條件性：條件性：假設(shè)條件（下雨假設(shè)條件（下雨） 時間性：時間性：一定的時間范圍，確切指明預(yù)測時間一定的時間范圍，確切指明預(yù)測時間 多方案性：多方案性：各種條件下不同的方案各種條件下不同的方案4、負荷預(yù)測的分類、負荷預(yù)測的分類 超短期負荷預(yù)測（超短期負荷預(yù)測（10min30min）：）：實時控制實時控制 短期負荷預(yù)測（天、周、月）短期負荷預(yù)測（天、周、月）：安全經(jīng)濟運行安全經(jīng)濟運行 近期負荷預(yù)測（近期負荷預(yù)測（15年年）：）：電網(wǎng)近期規(guī)劃電網(wǎng)近期規(guī)劃 （具體具體） 中期負荷預(yù)測（中期負荷預(yù)測（510年）：年）：中期規(guī)劃（中期規(guī)劃

6、（較粗較粗） 長期負荷預(yù)測（長期負荷預(yù)測（1020年年）：）：遠景規(guī)劃（遠景規(guī)劃（思路思路）5、負荷預(yù)測的基本流程、負荷預(yù)測的基本流程 確定負荷預(yù)測目的，制定預(yù)測計劃確定負荷預(yù)測目的，制定預(yù)測計劃 相關(guān)歷史資料的收集：相關(guān)歷史資料的收集：直接相關(guān)性、可靠性、最新性直接相關(guān)性、可靠性、最新性 基礎(chǔ)資料的整理：基礎(chǔ)資料的整理：資料空缺、異常數(shù)據(jù)處理等資料空缺、異常數(shù)據(jù)處理等 建立預(yù)測模型：建立預(yù)測模型：負荷預(yù)測公式（負荷預(yù)測公式（擬合擬合） 變化規(guī)律的數(shù)學(xué)函數(shù)變化規(guī)律的數(shù)學(xué)函數(shù) 預(yù)測結(jié)果的綜合分析與評價：預(yù)測結(jié)果的綜合分析與評價：重在分析、貴在方法、重在分析、貴在方法、 巧在應(yīng)用（巧在應(yīng)用（推理推

7、理） 編寫預(yù)測報告、交付使用編寫預(yù)測報告、交付使用6、負荷預(yù)測的基本原理、負荷預(yù)測的基本原理 可知性原理：可知性原理：客觀世界客觀世界發(fā)展規(guī)律發(fā)展規(guī)律是可以被認知的是可以被認知的 連續(xù)性原理：連續(xù)性原理：過去、現(xiàn)在、未來慣性（時間序列法）過去、現(xiàn)在、未來慣性（時間序列法） 相似性原理：相似性原理：比對類似地區(qū)比對類似地區(qū) 系統(tǒng)性原理：系統(tǒng)性原理：多重影響因素都考慮進去多重影響因素都考慮進去 反饋性原理：反饋性原理：差距，提高預(yù)測的準確性差距，提高預(yù)測的準確性二、負荷預(yù)測的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)二、負荷預(yù)測的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ) 數(shù)學(xué)建模數(shù)學(xué)建模 優(yōu)化方法優(yōu)化方法 概率論與數(shù)理統(tǒng)計概率論與數(shù)理統(tǒng)計 參數(shù)辨識參數(shù)辨

8、識 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 模式識別模式識別 其它基礎(chǔ)其它基礎(chǔ)復(fù)習(xí)數(shù)學(xué)知識復(fù)習(xí)數(shù)學(xué)知識 樣本、總體：樣本、總體：自由度，樣本均值自由度，樣本均值 方差、標準差方差、標準差：離散程度離散程度 隨機變量隨機變量：概率分布函數(shù)、數(shù)字特征概率分布函數(shù)、數(shù)字特征 正態(tài)分布正態(tài)分布： -2 ， +2 ，95% t-分布分布： -t0.025(n-p) ， + t0.025(n-p) ，95% p=自變量與函數(shù)個數(shù)之和自變量與函數(shù)個數(shù)之和 相關(guān)系數(shù)相關(guān)系數(shù)：初步遴選影響負荷的因素初步遴選影響負荷的因素 置信度置信度 區(qū)間估計區(qū)間估計 假設(shè)檢驗假設(shè)檢驗 t-檢驗：檢驗：符合符合t-分布的正態(tài)總體的均值分布的正態(tài)總體

9、的均值 顯著性顯著性 可信度與置信區(qū)間可信度與置信區(qū)間 正態(tài)分布圖 ：t-分布分布自由度為自由度為n的的t分布分布:tt(n)t分布表（分布表（1）t分布表（分布表（2）三、負荷預(yù)測的常規(guī)技術(shù)方法三、負荷預(yù)測的常規(guī)技術(shù)方法近、中、長期負荷預(yù)測方法近、中、長期負荷預(yù)測方法 用電單耗法用電單耗法 電力彈性系數(shù)法電力彈性系數(shù)法 負荷密度法負荷密度法 外推法外推法 回歸預(yù)測法回歸預(yù)測法 人均用電量指標法人均用電量指標法 灰色預(yù)測法灰色預(yù)測法 組合預(yù)測法組合預(yù)測法 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法3.1.1 用電單耗法用電單耗法 單位產(chǎn)品電耗法單位產(chǎn)品電耗法 通過某一工業(yè)產(chǎn)品的平均單位產(chǎn)品用電量通過某一工業(yè)產(chǎn)品的平

10、均單位產(chǎn)品用電量以及該產(chǎn)品的產(chǎn)量，得到生產(chǎn)這種產(chǎn)品的總用以及該產(chǎn)品的產(chǎn)量，得到生產(chǎn)這種產(chǎn)品的總用電量。電量。 適用范圍：適用范圍：工業(yè)生產(chǎn)用電工業(yè)生產(chǎn)用電用電單耗法用電單耗法（適用于工業(yè)用電）（適用于工業(yè)用電） Am=GmQ0(1+C)m Am :某產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值在第某產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值在第m年的預(yù)測電量年的預(yù)測電量Gm :某產(chǎn)業(yè)在第某產(chǎn)業(yè)在第m年的產(chǎn)值年的產(chǎn)值Q0 :某產(chǎn)業(yè)在計算基準年的產(chǎn)值單耗某產(chǎn)業(yè)在計算基準年的產(chǎn)值單耗C :預(yù)計期內(nèi)某產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值單耗遞增預(yù)計期內(nèi)某產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值單耗遞增(減減)率率 不同產(chǎn)品的用電單耗不同，同一產(chǎn)品不同地區(qū)、不同時間的用電單耗不同用電單耗法用電單耗法（適用于工業(yè)用電）（適用于工業(yè)用

11、電）典型應(yīng)用：典型應(yīng)用： 一個地區(qū)的工業(yè)生產(chǎn)用電，可按照行業(yè)劃一個地區(qū)的工業(yè)生產(chǎn)用電，可按照行業(yè)劃分為若干部門（煤炭、石油、冶金、機械、建分為若干部門（煤炭、石油、冶金、機械、建筑、紡織、食品等），對每個部門統(tǒng)計出主要筑、紡織、食品等），對每個部門統(tǒng)計出主要產(chǎn)品的單位耗電量，知道了每種產(chǎn)品的產(chǎn)量，產(chǎn)品的單位耗電量，知道了每種產(chǎn)品的產(chǎn)量，就可得到工業(yè)生產(chǎn)的總用電量。就可得到工業(yè)生產(chǎn)的總用電量。主要工礦企業(yè)用電耗單主要工礦企業(yè)用電耗單用電單耗法例子用電單耗法例子 注意：注意：科技進步，節(jié)能措施等使得單位產(chǎn)品電耗逐年下降3.1.2電力彈性系數(shù)法電力彈性系數(shù)法1 彈性系數(shù)彈性系數(shù) 變量y的瞬間變化率與

12、平均變化率之比。也可寫作兩個變量y與x的相對變化率：3.1.2電力彈性系數(shù)法電力彈性系數(shù)法2 電力彈性系數(shù)電力彈性系數(shù) 電力負荷增長率除國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值 GNP (Gross National Product)的增長率所得的商。令令x代表國民生產(chǎn)總值代表國民生產(chǎn)總值GNP，y代表用電量，則有：代表用電量，則有： 在某一特定歷史發(fā)展階段，電力彈性系數(shù)有一個大體比在某一特定歷史發(fā)展階段，電力彈性系數(shù)有一個大體比較穩(wěn)定的數(shù)值范圍。較穩(wěn)定的數(shù)值范圍。電力彈性系數(shù)法電力彈性系數(shù)法（適用于遠期規(guī)劃）（適用于遠期規(guī)劃）3 電力彈性系數(shù)預(yù)測電量電力彈性系數(shù)預(yù)測電量電力彈性系數(shù)法例子電力彈性系數(shù)法例子適用范圍：

13、適用范圍：粗線條，長期電力負荷預(yù)測3.1.3 負荷密度法負荷密度法 負荷密度負荷密度 每平方公里的平均負荷值，kW/km2。 從某地區(qū)人口或土地面積的平均耗電量出發(fā)做預(yù)從某地區(qū)人口或土地面積的平均耗電量出發(fā)做預(yù)測。測。 適用范圍適用范圍：（由于某種因素的影響）社會經(jīng)濟和電力負荷跳躍式（不連續(xù)）發(fā)展負荷密度法負荷密度法（可滿足負荷跳躍發(fā)展的規(guī)劃）（可滿足負荷跳躍發(fā)展的規(guī)劃） P = S dP:某地區(qū)年綜合負荷某地區(qū)年綜合負荷S:該地區(qū)土地面積（該地區(qū)土地面積（人口數(shù)人口數(shù)）d:負荷密度（負荷密度（kW/km2）注意：注意：一般不直接用來預(yù)測整個規(guī)劃區(qū)的負一般不直接用來預(yù)測整個規(guī)劃區(qū)的負 荷，而是

14、按照行政分區(qū)或功能分區(qū)。荷，而是按照行政分區(qū)或功能分區(qū)。城市電力負荷特性城市電力負荷特性 公共設(shè)施（第三產(chǎn)業(yè)）用電增長迅速公共設(shè)施（第三產(chǎn)業(yè)）用電增長迅速 高中檔賓館：高中檔賓館：2540W/m2、 4080W/m2 大型商場：大型商場： 80100W/m2 中型商場：中型商場： 3050W/m2 辦公、寫字樓：辦公、寫字樓：4060W/m2 負荷密度法例子負荷密度法例子3.1.4 回歸分析預(yù)測法回歸分析預(yù)測法應(yīng)用步驟應(yīng)用步驟 1 從一組數(shù)據(jù)出發(fā)，確定自變量與因變量的回從一組數(shù)據(jù)出發(fā)，確定自變量與因變量的回歸形式；歸形式； 2 估計回歸方程的未知參數(shù)；估計回歸方程的未知參數(shù)； 3 模型檢驗；模

15、型檢驗； 4 利用確定的回歸方程進行預(yù)測。利用確定的回歸方程進行預(yù)測。1 從一組數(shù)據(jù)出發(fā)，確定自變量與因變量的從一組數(shù)據(jù)出發(fā)，確定自變量與因變量的回歸形式回歸形式 （回歸模型）（回歸模型） 通過觀測值做出樣本點的散點圖，根據(jù)散點圖在通過觀測值做出樣本點的散點圖，根據(jù)散點圖在 直觀上初步確定電力負荷（因變量）與相關(guān)影響因素直觀上初步確定電力負荷（因變量）與相關(guān)影響因素 （自變量）間的關(guān)系。（自變量）間的關(guān)系。 一元線性回歸預(yù)測一元線性回歸預(yù)測序號( i )12345678負荷(yi)y1y2y3y4y5y6y7y8xix1x2x3x4x5x6x7x8已知數(shù)據(jù)（統(tǒng)計）已知數(shù)據(jù)（統(tǒng)計）回歸分析法回歸

16、分析法負荷負荷影響因素（時間、產(chǎn)量等）影響因素（時間、產(chǎn)量等）一元線性回歸預(yù)測法一元線性回歸預(yù)測法負荷負荷影響因素（時間、產(chǎn)量等）影響因素（時間、產(chǎn)量等）y=a+bxa2 估計回歸方程的未知參數(shù)估計回歸方程的未知參數(shù) （回歸系數(shù)（回歸系數(shù)a、b的確定）的確定） （最小二乘估計）（最小二乘估計） 最小二乘估計？最小二乘估計？3 模型檢驗：回歸方程是否有意義？是否真模型檢驗：回歸方程是否有意義？是否真是反映了是反映了y與與x之間的關(guān)系？之間的關(guān)系？ 回歸模型建好后，是否與實際數(shù)據(jù)有較好的擬合回歸模型建好后，是否與實際數(shù)據(jù)有較好的擬合度（標準離差檢驗）？度（標準離差檢驗）？ 模型的線性關(guān)系的顯著性如

17、何（顯著性檢驗）？模型的線性關(guān)系的顯著性如何（顯著性檢驗）？（1）標準離差檢驗）標準離差檢驗 標準離差用來檢驗回歸預(yù)測模型的精度。標準離差用來檢驗回歸預(yù)測模型的精度。 根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計知識，標準離差為：根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計知識，標準離差為： 標準離差反映了回歸預(yù)測模型所得到的估計值與實際值標準離差反映了回歸預(yù)測模型所得到的估計值與實際值的平均誤差，希望的平均誤差，希望s越小越好，一般要求：越小越好，一般要求： （2）顯著性檢驗）顯著性檢驗 可遴選影響負荷的因素，檢驗可遴選影響負荷的因素，檢驗y與與x之間是否存之間是否存在顯著的線性統(tǒng)計關(guān)系，一般采用在顯著的線性統(tǒng)計關(guān)系，一般采用t檢驗。檢驗。檢驗方法？檢驗

18、方法？檢驗方法：檢驗方法： ?4 利用回歸方程進行預(yù)測利用回歸方程進行預(yù)測 （1）點預(yù)測）點預(yù)測 （2）求出置信區(qū)間）求出置信區(qū)間 t分布的置信區(qū)間：分布的置信區(qū)間：一元線性回歸負荷預(yù)測法例子一元線性回歸負荷預(yù)測法例子 某地區(qū)某地區(qū)5年年20個季度內(nèi)的每戶平均用電量與地區(qū)用電量之間個季度內(nèi)的每戶平均用電量與地區(qū)用電量之間的關(guān)系如表所示，求：的關(guān)系如表所示，求： （1）負荷預(yù)測的回歸方程；）負荷預(yù)測的回歸方程； （2） 給定顯著水平給定顯著水平=0.05，檢驗線性回歸是否顯著？，檢驗線性回歸是否顯著？ （3）當?shù)冢┊數(shù)?年第年第1季度平均每戶用電量季度平均每戶用電量x=230kwh時，求這一時，

19、求這一季度地區(qū)用電量的預(yù)測值及置信度為季度地區(qū)用電量的預(yù)測值及置信度為95%的置信區(qū)間。的置信區(qū)間。一元線性回歸負荷預(yù)測法例子一元線性回歸負荷預(yù)測法例子 根據(jù)散點圖，直觀地看出根據(jù)散點圖，直觀地看出y與與x成一次線性關(guān)系，即：成一次線性關(guān)系，即：y=a+bx1 從一組數(shù)據(jù)出發(fā)，確定自變量與因變量的回歸形式一元線性回歸負荷預(yù)測法例子一元線性回歸負荷預(yù)測法例子計算數(shù)據(jù)如表所示：2 估計回歸方程的未知參數(shù)估計回歸方程的未知參數(shù)a、b121()()()niixyinxxiixxyySbSxx111nnxyiiiixxSbayxyxnnS一元線性回歸負荷預(yù)測法例子一元線性回歸負荷預(yù)測法例子則：根據(jù)表中的

20、計算得：根據(jù)表中的計算得：5406ix 2001iy 21466628ix 2200829iy 542566.5iix y ， 5386.2xxS628.95yyS1696.2xyS， 0.3149xyxxSbS114.9325iayxbn回歸方程為：14.93250.3149yx一元線性回歸負荷預(yù)測法例子一元線性回歸負荷預(yù)測法例子由題知顯著性水平為由題知顯著性水平為=0.05=0.05，則檢驗統(tǒng)計量為：，則檢驗統(tǒng)計量為：3 檢驗回歸方程是否有意義（顯著性檢驗）檢驗回歸方程是否有意義（顯著性檢驗）0.31495386.210.06925.2676jxxbtS25.267622yyxyeSbSQnn查查t分布可得：分布可得：0.025(18)2.1009t0.02510.06922.1009(18)jtt所以線性回歸顯著所以線性回歸顯著一元線性回歸負荷預(yù)測法例子一元線性回歸負荷預(yù)測法例子當預(yù)測點當預(yù)測點x=230，則點預(yù)測值為：，則點預(yù)測值為：4 采用回歸方程進行預(yù)測采用回歸方程進行預(yù)測23014.9325