用電負(fù)荷預(yù)測

工廠用電負(fù)荷預(yù)測對工廠的生產(chǎn)調(diào)度及發(fā)展都有著至關(guān)重要的意義，它包括需用電量和用電負(fù)荷功率兩方面的預(yù)測。第三節(jié)用電負(fù)荷預(yù)測一、需用電量計算工礦企業(yè)需用電量取決于生產(chǎn)規(guī)模、用電負(fù)荷特性和生產(chǎn)增長情況等因素，同時還受國家不同時期的經(jīng)濟政策、資源、市場需要等因素的影響。因此，在進(jìn)行需用電量測算時需收集和研究有關(guān)資料。國家電網(wǎng)(―)收集研究資料(1)各種產(chǎn)品產(chǎn)量及相應(yīng)的單位產(chǎn)品耗電量。(2)各種產(chǎn)品的工藝特點及生產(chǎn)方式。(3)新建工業(yè)企業(yè)的設(shè)計生產(chǎn)能力、產(chǎn)品種類及生產(chǎn)計劃。(4)工廠企業(yè)擴建計劃及主要產(chǎn)品產(chǎn)量自然增長趨勢。國家電網(wǎng)(二)計算需用電量主要根據(jù)各種產(chǎn)品的單位產(chǎn)品耗電定額和產(chǎn)品產(chǎn)量進(jìn)行計算，計算公式為式中A──工廠需用電量，kWh；q──某種工業(yè)產(chǎn)品單位產(chǎn)品耗電量，kWh；m──某種工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量。國家電網(wǎng)4.回歸分析法3.電力彈性系數(shù)法2.經(jīng)驗統(tǒng)計法1.用電單耗法

二、需用電量預(yù)測工廠需用電量的預(yù)測按預(yù)測的期限不同而方法不同，

其常用的方法有以下幾類。用電單耗法一般用于年度計劃或近期需用電量預(yù)測，其預(yù)測公式為國家電網(wǎng)(一)用電單耗法──i產(chǎn)品的產(chǎn)量。式中──工廠t年需用電量，kWh；q──t年度i產(chǎn)品的用電單耗，kWh；──t年度不包括在i主要產(chǎn)品中的其他用電量，kWh；m(二)經(jīng)驗統(tǒng)計法1.簡單平均數(shù)法國家電網(wǎng)這種方法是根據(jù)過去實際用電量統(tǒng)計資料予以平均化，排除某些偶然性、波動性因素，預(yù)測其發(fā)展趨勢，適用于短期預(yù)測，其預(yù)測公式為式中──預(yù)測期需用電量，kWh；n──所取實際需用電量期數(shù)；──第i期實際需用電量，kWh。例：某工廠1991?1995年逐年實際用電量為83800、87600、92410、97270、102720kWh,試預(yù)測1996年度需用電量。解：=92760(kWh)國家電網(wǎng)2.加權(quán)平均數(shù)法簡單平均數(shù)法以各期數(shù)據(jù)參與平均的權(quán)數(shù)相等進(jìn)行平均。實際上，后期數(shù)據(jù)更能反映變化趨勢。加權(quán)平均數(shù)法就是對各期數(shù)據(jù)以不同的權(quán)數(shù)(后期權(quán)數(shù)大，前期權(quán)數(shù)小)參與平均，可使預(yù)測結(jié)果更為準(zhǔn)確。這種預(yù)測法一般適用于近期預(yù)測，其預(yù)測計算公式為式中──第i期的權(quán)數(shù)，一般取國家電網(wǎng)例：某工廠1991?1995年逐年實際用電量為83800、87600、92410、97270、102720kWh,用加權(quán)平均法預(yù)測1996年度需用電量。解：=95927(kWh)國家電網(wǎng)3.平均增長率法這種方法用歷史數(shù)據(jù)先計算出一段時間(n年)內(nèi)總的發(fā)展進(jìn)度，再求出這n期的平均發(fā)展速度，以此作為預(yù)測的依據(jù)，這種方法對穩(wěn)定發(fā)展時期的預(yù)測有參考價值，但預(yù)測期不宜過長，其預(yù)測計算式為或式中An+i──基年(初期第一年)后第n+i年的預(yù)測需用電量，kWh；A0──基年實際用電量，kWh；An──基年后第n年實際用電量，kWh；C──從基年到n年期間的平均增長速度(平均增長率)。國家電網(wǎng)國家電網(wǎng)例：已知某工廠1991年和1995年的實際用電量分別為83800kWh和102720kWh,該廠經(jīng)濟發(fā)展穩(wěn)步增長，試預(yù)測1996、1997、1998年的需用電量。解：(1)1991?1995年期間的平均增長率由式(2-31)取i=0，得An=A0(1+C)n，則將A0=83800，An=102720代入上式，得國家電網(wǎng)(2)預(yù)測1996、1997、1998年需用電量我們在第一篇第一章概述中曾提到電力彈性系數(shù)(電能消費增長系數(shù))的概念，它反映了用電量和國民經(jīng)濟總產(chǎn)值之間的發(fā)展規(guī)律。在用電量的預(yù)測中，利用電力彈性系數(shù)法進(jìn)行預(yù)測也是常用的方法之一。其預(yù)測公式為國家電網(wǎng)(三)電力彈性系數(shù)法(電能消費增長系數(shù))其中式中An──預(yù)測需用電量，kWh；A0──基期實際用電量，kWh；Kt──計劃期電力彈性系數(shù)，一般Kt>l；γy──預(yù)測期國民經(jīng)濟總產(chǎn)值年平均增長率；C──計劃期用電量年平均增長率；γ──計劃期國民經(jīng)濟總產(chǎn)值年平均增長率；t──預(yù)測期數(shù)。(四)回歸分析法這種方法是應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計學(xué)中的回歸原理，在需用電量和工廠生產(chǎn)總產(chǎn)值之間建立回歸模型，然后根據(jù)此回歸模型對工廠需用電量進(jìn)行預(yù)測。其中，線性回歸法是常用的一種預(yù)測法。國家電網(wǎng)1.一元線性回歸模型將兩組隨機變量x和y(x──生產(chǎn)總產(chǎn)值，y——需用電量)在直角坐標(biāo)中表示出來就得到散點圖，如圖所示。國家電網(wǎng)y=a+bx

當(dāng)這些散點在坐標(biāo)中的分布近似直線時，就可以用一個線性方程來描述這條近似直線，又因只有一個自變量，所以是一元線性回歸方程，即(a)(b)(c)式中：y──需用電量，單元；x──工廠生產(chǎn)總產(chǎn)值，單元；a、b──回歸系數(shù)；n──相關(guān)數(shù)據(jù)對數(shù)。當(dāng)求得上述方程的兩個乘數(shù)a和b,就得到可預(yù)測需用電量的一元線性回歸模型，系數(shù)a和b的計算式（數(shù)學(xué)推導(dǎo)略）為例:某工廠生產(chǎn)總產(chǎn)值與用電量之間存有以下7對相關(guān)數(shù)據(jù)，見下表。試求工廠生產(chǎn)總產(chǎn)值為2.5單元時的需用電量。工廠生產(chǎn)總產(chǎn)值與用電量發(fā)展間的關(guān)系（單元）Xi1.001.141.211.281.461.531.87yi1.001.221.481.662.122.483.52解：(1）將x、y值畫在直角坐標(biāo)中得到散點圖，如圖所示。由圖可看出散點分布趨勢呈近似直線，故用一元線性回歸方程y=a+bx求解。(2）由公式求回歸系數(shù)所以回歸模型為y=-2.09+2.96x(3)工廠生產(chǎn)總產(chǎn)值為2.5單元時的需用電量y為y=a+bx=-2.09+2.96×2.5=5.31(單元)國家電網(wǎng)2.相關(guān)系數(shù)及其檢驗從上面的分析可看出，對任何n組統(tǒng)計數(shù)據(jù)，都可求出其回歸模型。但它們有無實用價值，即x和y之間是否線性相關(guān)還要研究。如圖所示的三個散點分布圖，圖(a)的散點分布最接近直線；圖(b)大體是直線；圖(c)散點最不規(guī)則。

這三種散點分布情況求出的回歸模型，其實際應(yīng)用價值相差甚遠(yuǎn)。為此，可用一個數(shù)量指標(biāo)r來描述x和y之間線性關(guān)系的密切程度，此r稱為相關(guān)系數(shù)。其計算式為(a)(b)(c)國家電網(wǎng)相關(guān)系數(shù)的取值范圍為-1<r<1（1）當(dāng)r=1時，變量x和完成線性相關(guān)，這時散點分布都嚴(yán)格分布在一條直線上，且當(dāng)變量x的值增大時，變量y也隨之相應(yīng)增大，這稱完全正相關(guān)，如圖(a)所示。（2）當(dāng)r=-1時，變量x和y完全線性關(guān)系，散點嚴(yán)格分布在一條直線上，只是x和y呈相反趨勢變化，稱為完全負(fù)相關(guān)，如圖(b)所示。（3）當(dāng)r=0時，變量x和y完全沒有線性相關(guān)，稱完全線性不相關(guān)，如圖(c)所示。（4）大部分情況為0<|r|<1，這時通過查相關(guān)系數(shù)檢驗表(見下表)，判斷x和y是否線性相關(guān)。國家電網(wǎng)相關(guān)系數(shù)檢驗表fa0.050.01fa0.050.01fa0.050.0110.9971.000150.4820.606290.3550.45620.950.99160.4680.59300.3490.44930.8780.959170.4560.575350.3250.41840.8110.917180.4440.561400.3040.39350.7540.874190.4330.549450.2880.37260.7070.834200.4230.537500.2730.35470.6660.798210.4130.526600.250.32580.6320.765220.4040.515700.2320.30290.6020.735230.3960.505800.2170.283100.5760.708240.3880.496900.2050.267110.5530.684250.3810.4871000.1950.254120.5320.661260.3740.4782000.1330.181130.5140.641270.3670.4673000.1130.148140.4970.623280.3610.46310000.0620.081國家電網(wǎng)──對應(yīng)自變量為xi時的預(yù)測值；yi──對應(yīng)自變量為xi時的統(tǒng)計（實測）值；K──為回歸模型系數(shù)的個數(shù)，一元回歸k=2，二元回歸k=3等。3.置信區(qū)間的確定利用數(shù)學(xué)模型預(yù)測時，可估算出一個值，但對實際工作中有意義的不一定是一個值，而往往是一個范圍或區(qū)間，這個區(qū)間稱置信區(qū)間。國家電網(wǎng)

置信區(qū)間是由回歸標(biāo)準(zhǔn)偏差σ來確定的，其標(biāo)準(zhǔn)偏差計算公式為式中：國家電網(wǎng)三、用電負(fù)荷功率預(yù)測用電負(fù)荷預(yù)測和需用電量預(yù)測有密切聯(lián)系。需用電量預(yù)測的許多方法包括單耗法、經(jīng)驗統(tǒng)計法、回歸分析法對用電負(fù)荷預(yù)測在相應(yīng)的條件下都可使用。工廠用電負(fù)荷功率的預(yù)測按下式計算式中：P──工廠的最高負(fù)荷，kW；A──用戶的需用電量，kWh；Tmax──最大負(fù)荷利用小時數(shù)h這種預(yù)測方法的基礎(chǔ)是需用電量的精確預(yù)測。