多种算法在蒙城地区电力负荷预测中的应用与选择

都伟杰（国网安徽省电力公司合肥供电公司，安徽 合肥230000）

多种算法在蒙城地区电力负荷预测中的应用与选择

都伟杰（国网安徽省电力公司合肥供电公司，安徽 合肥230000）

在城市配电网规划中，需要对一定区域内的电力负荷进行预测，预测电力负荷的方法有多种，大体可分为aaaa基于时序趋势外推的预测方法和基于增长速度的预测方法，本文对多种分析方法进行分析和研究，比选出较为符合蒙城地区负荷实绩的分析方法，并给出相应的使用条件。

多种算法；电力负荷；预测；应用选择

1 基于时序趋势外推的预测方法

本方法是根据时间序列的历史值来预测未来值的，数学模型有多种，如抛物线模型、N次曲线模型、简单S型曲线模型、Gompertz曲线、二次指数平滑法等，每种方法又有多种适用于不同类型的数学模型和扩展模型。

1.1 回归分析法

回归分析法包括线性回归分析（即一元回归分析）、非线性回归分析（即多元回归分析）。结合各种模型在实际工程中的适应性和可实施性工程中的，主要介绍一元线性回归分析的数学模型。

模型一：抛物线模型

式中a0、a1、a2——是不依赖于x的未知参数。

模型二：N次曲线模型

式中a0、a1…an——是不依赖于x的未知参数。

1.2 简单S型曲线模型

简单S型曲线模型也称生长曲线或成长曲线，是借鉴生物群体生长的特性得出的分析方法。在某个区域的负荷发展，可能首先是开始时期的低速增长 （相当于生物生长前期），到某个转折点后，开始进入快速增长期；再发展到某个转折点后，开始进入饱和期（相当于生物生长后期）。

或

其在无穷远处的形态为：

1.3 Gompertz曲线

Gompertz曲线也是具有S型特征的曲线，其表达式为：

1.4 二次指数平滑法

设时间序列为y1、y2…yn，取平滑系数a（0≤a≤1）。常见的Brown单一参数线性二次指数平滑法，其步骤为：

步骤一：对原始序列进行一次指数平滑：

式中t的取值范围——2≤t≤n；

可取y′1=y1。

步骤二：对一次平滑序列作二次指数平滑：

式中t的取值范围——2≤t≤n；

可取y′1=y1。

步骤三：对最末一期数据，计算两个系数：

步骤四：建立如下的预测公式：

式中i——为自n以后的时间序号，i≥1。

本方法负荷预测的关键是根据蒙城区的实际情况和负荷特性，选择合适的数学模型。另外，基于时序趋势外推的预测方法要求历史数据具有准确性，历史数据之间具有可比性。历史数据应是在在同一口径、同一原则下统计的。

2 基于增长速度的预测方法

本方法是基于平稳历史数据序列，计算其相邻时间间隔的增长速度，进行外推预测得到未来时间段的增速，来进行数据的预测。预测步骤为：

步骤一：统计历史序列的增长速度，公式为：

式中t=1，2…n-1，y1、y2…yn为历史序列。

△t，t+1=表示第t+1时刻相对于第t时刻的增长速度。

步骤二：以增长速度序列：△1，2，△2，3…△n-1，n为依据，运用回归分析方法，利用各种模型预测未来的增长速度△^t，t+1（t≥n）。

步骤三：以基准时刻（n时刻）的历史数据为基准，按增长速度的定义进行未来时段的数据预测，则未来t时刻的预测值y^t为：

式中t≥n+1。

3 电量及负荷预测

通过上节中对负荷预测方法的分析，选取几种适合于中长期预测方法，同时对蒙城地区的负荷进行预测并对比分析，结合专家经验法，选取适中的负荷预测数据。

根据历史数据，采用基于时序趋势外推的预测方法，运用多种模型对预测蒙城区近期的用电量，并根据负荷发展的一般规律做出远景年用电量预测，结果如表1、图1。

根据上述电量预测方法阐述，结合在实际工程中，各部门的管理力度和管理方式、预测人员收集数据的渠道的限制、相关部门的配合程度等因素，电力需求预测方法选取分析如表2。

表1 蒙城地区电量预测结果（单位：亿kWh）

图1 蒙城地区电量预测结果示意图

表2 电量预测方法选取分析

[1]李小龙，李郁侠，师 彪，牛艳利，王 煜.改进粒子群算法在中长期电力负荷组合预测模型中的应用[J].武汉大学学报（工学版），2011（03）.

[2]兰吉祥.电力系统负荷预测方法及特点[J].中国集体经济，2011（10）.

[3]王吉权，赵玉林.电力系统负荷预测方法及特点[J].农村电气化，2003（11）.

TM715

A

2095-2066（2016）22-0096-02

2016-7-12

都伟杰（1984-），男，工程师，硕士研究生。