短期电力负荷预测方法研究及系统设计

向华东

摘 要：由于我国在电力基础设施方面的发展还不够，不能满足社会发展的需要，导致电力供需矛盾不断加剧，严重阻碍了社会经济的发展，虽然国家实施了各项电力政策和相关经济政策，但是由于电力系统负荷特性发生了明显变化，与以往有巨大的差别，从而极大地威胁了电网安全稳定运行，也相应地增大电力企业对预测电力负荷变化的难度，因此，设计短期负荷预测系统对于解决我国用电荒的问题具有重要意义。本文阐述了短期电力负荷预测系统的设计背景及意义，分析了目前研究现状和人工神经网络预测的模型，最后设计了基于Web操作系统的短期电力负荷预测系统。

关键词：短期电力负荷预测；预测方法；系统设计

1 论文背景及研究意义

1.1 研究背景

随着市场经济的发展，由市场决定产品供需，影响经济发展的时代必将来临，全球电力市场化的发展趋势就是一个很好的例子，在全球电力市场化趋势的影响下，电力企业的数量越来越多，电力市场的竞争压力逐渐增加，很多电力企业都走向了垄断经营，为了缓解这种现状，电力行业做出了很多的努力与改善。国内对电力企业也进行了很多次改革，来缓解电力危机，虽然取得了一定的成效，但对彻底解决我国用电荒的问题，这些改革还不够，一方面既要加强电力基础设施的建设，另一方面也要加强对电力负荷预测管理系统的研究，设计出符合时代发展的负荷预测管理系统，来缓解电荒问题，而由于电力短期负荷预测收集整理的用戶用电资料是电力企业在用电高峰期间进行错峰用电的重要数据源，也是电力企业制定战略发展计划、检修计划、电价报价和电网发展规划的最终要的参考依据，因此，电力系统短期负荷预测的准确性将会直接影响到电力企业的发展，所以电力企业必须要加强电力短期负荷预测系统的设计，为解决我国的电力问题作出贡献。

1.2 研究意义

科学准确的电力系统短期负荷预测是电力企业进行正确决策的依据和保障之一，它将有利于电力企业制定经济合理的系统发电的相关计划，降低成本；有利于制定用电管理计划，分析用户用电状况，获得用户对电力的需求情况，进而做出计划的调整，推进电力工业的市场化。现有的电力系统的预测和负荷特性的分析基本上是分开研究的，很少有电力企业将两者结合起来进行研究的，笔者在本文中设计的系统是基于Web的负荷特性分析及短期电力负荷预测的系统，该系统不仅可以曲线化和指标化分析负荷特性，而且在系统中建立了完整的短期负荷预测模型，能够准确的预测负荷特性，这项设计具有理论意义和实践意义。

2 短期电力负荷预测系统的研究现状

随着十几年的研究，短期负荷预测的理论和方法已经有了一些经典而实用的经验积累，这为电力短期负荷预测问题进一步的研究和开发成熟精准的负荷预测应用系统，提供了有力的理论和实践支持。短期负荷预测按照预测期限的不同，分为日度预测和周度预测，短期负荷预测常常采用的预测方法有几种：即趋势外推法、回归分析法、神经网络法和小波分析法等，对于这些不同的模型，有不同理论依据支撑，彼此间也存在着一些差别，针对的预测情况也不相同，其拟合或预测效果也不尽相同，因此，不同的预测模型有不同的适用范围，所以想要获得一个具有可靠性的预测，组合预测法是必不可少的，组合预测法是某種目标的导向作用下的权重来反映每种单一方法在最终预测结果中的比重，哪一个预测法占比高，就可以应用它，而在短期负荷预测中，神经网络预测法是应用最广泛、研究最多的方法。

3 短期电力负荷预测方法

目前，人工神经网络预测理论研究已趋于成熟，在短期负荷预测中的应用研究也取得了一定的成效，有一些研究人员甚至将其改进应用到中长期负荷预测中。神经网络预测法最大的优点是具有自适应功能，能够处理大量的非结构性和非精确性信息，且具有一定的自主记忆、自主学习和自主优化计算的能力。神经网络模型中最常用的模型是反向传播网络，反向传播网络模型的原理是利用简单的三层人工神经网络模型（即包含输入层、输出层和中间层），以实现从输入到输出的任何复杂函数关系的非线性映射功能，取得预测效果也较为理想。

4 基于Web的负荷特性分析及短期电力负荷预测的系统设计

电力系统短期负荷预测系统在使用过程中涉及的内容比较多，主要分为5个功能模块，分别是实现负荷预测、负荷数据查询、负荷数据分析、负荷数据报表打印、软件在线帮助。

短期负荷预测系统由服务器端与客户端两部分组成，服务器端主要用于集中存储数据，接受用户请求，系统中所有的分析预测运算与信息查询功能都在服务器端完成；客户端是用户接入本系统的工具，用户通过对客户端的操作实现本系统提供的各种功能。系统设计采用集中式部署，在机房部署一台服务器后，可通过计算机网络随时随地的访问服务器，如果系统不对外网开放，还可仅把系统部署在客户内网中。同时可与电网规划运行中数据库平台上的其他应用相互联系，而且对应用系统也进行了相应备份。系统软件部分采用Myeclipse8.5进行开发完成，整个软件的结构采用了B/S层框架模式，即数据层、业务层和表现层。

5 结语

综上分析可知，电力系统短期负荷预测是电力系统自动化调整的一个重要组成部分，将在电力企业发展过程中发挥着重要的作用，为电力企业的市场交易提供了数据参考，再结合电力企业的发展逐渐走向市场化，越来越离不开市场和消费者，电力企业的发展也越来越取决于电力系统短期负荷预测对用户用电数据的分析，以此为参考提升电力企业的运行效益。

参考文献

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[4]申小玲.电力系统短期负荷预测方法研究[D].天津大学，2009.

（作者单位：国网湖南省电力公司慈利县电力分公司）