趨勢外推預(yù)測法.doc

趨勢外推預(yù)測法摘要：電力負(fù)荷預(yù)測是電力系統(tǒng)規(guī)劃的重要組成部分，也是電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)，任何時(shí)候，電力負(fù)荷預(yù)測對電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行都極其重要。近年來，隨著我國電力供需矛盾的突出及電力工業(yè)市場化營運(yùn)機(jī)制的推進(jìn)，電力負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步提高；然而，由于社會運(yùn)轉(zhuǎn)速度的不斷加快和信息量的膨脹，使準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測變得愈加困難。關(guān)鍵字：電力；負(fù)荷預(yù)測；預(yù)測方法；趨勢外推。負(fù)荷預(yù)測方法可分為確定性負(fù)荷預(yù)測方法和不確定性負(fù)荷預(yù)測方法。確定性負(fù)荷預(yù)測方法是把電力負(fù)荷預(yù)測用一個(gè)或者一組方程來描述，電力負(fù)荷與變量之間有明確的一一對應(yīng)的關(guān)系。其中又可分為經(jīng)驗(yàn)技術(shù)預(yù)測法、經(jīng)典技術(shù)預(yù)測法、經(jīng)濟(jì)模型預(yù)測法、時(shí)間序列預(yù)測法、相關(guān)系數(shù)預(yù)測法和飽和曲線預(yù)測法等。不確定性預(yù)測方法基于類比對應(yīng)等關(guān)系進(jìn)行推理預(yù)測的，包括灰色理論預(yù)測法、專家系統(tǒng)法、模糊預(yù)測法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、小波分析預(yù)測法等。常用到的確定性負(fù)荷預(yù)測方法主要有：回歸分析法；時(shí)間序列預(yù)測法；趨勢外推預(yù)測法。本文主要介紹和分析趨勢外推預(yù)測法。一、回歸分析法回歸分析法就是通過對歷史數(shù)據(jù)的分析、研究，并考慮和電力負(fù)荷有關(guān)的各種影響因素，建立起適當(dāng)?shù)幕貧w預(yù)測模型，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的回歸分析方法對變量的觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，從而預(yù)測未來的電力負(fù)荷?；貧w預(yù)測模型可以是線性的也可以是非線性的，可以是一元的也可以是多元的，其中一元線性回歸預(yù)測是最基本的、最簡單的預(yù)測方法?；貧w分析法適用于中、短期預(yù)測，它的預(yù)測精度依賴于模型的準(zhǔn)確性和影響因子（如國民生產(chǎn)總值、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值、人口、氣候等）預(yù)測值的準(zhǔn)確度，該方法只能預(yù)測出綜合用電負(fù)荷的發(fā)展水平，無法預(yù)測出各供電區(qū)的負(fù)荷發(fā)展水平，無法進(jìn)行具體的電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃。二、時(shí)間序列法 時(shí)間序列預(yù)測方法就是根據(jù)到目前為止的歷史資料數(shù)據(jù)，即時(shí)間序列所呈現(xiàn)出來的發(fā)展趨勢和規(guī)律，設(shè)法建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型，在該數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行延伸、外推，預(yù)測出今后各時(shí)期的指標(biāo)值。時(shí)間序列法主要有移動(dòng)平均法、指數(shù)平滑法等，其中指數(shù)平滑法是一種較為重要的方法，該方法是采取漸消記憶的方式，利用逐步衰減的不等權(quán)平均辦法，用以往的歷史數(shù)據(jù)的指數(shù)加權(quán)組合來直接預(yù)報(bào)時(shí)間序列的將來值。時(shí)間序列預(yù)測，不需要考慮指標(biāo)與各影響因素的橫向聯(lián)系，不需要利用其他任何數(shù)據(jù)和外部情況資料，計(jì)算簡單，是一種簡便易行、經(jīng)濟(jì)有效的預(yù)測方法，但該方法沒有考慮負(fù)荷變化的因素，對規(guī)律性的處理不足，只適用于負(fù)荷變化比較均勻的短期預(yù)測的情況。 三、趨勢外推預(yù)測法 電力負(fù)荷的變化一方面有其不確定性，如氣候的變化、國家政策的改變、意外事故的發(fā)生等造成對電力負(fù)荷的隨機(jī)干擾；另一方面，在一定條件下，電力負(fù)荷存在著明顯的變化趨勢。趨勢外推預(yù)測發(fā)的特點(diǎn)是對預(yù)測序列的特點(diǎn)是對預(yù)測序列進(jìn)行分析得出變化趨勢并加以外推拓展，但不對其中的隨機(jī)成分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。外推法的優(yōu)點(diǎn)是只需要?dú)v史數(shù)據(jù)、所需的數(shù)據(jù)量較少。 利用趨勢外推預(yù)測法進(jìn)行電力負(fù)荷的預(yù)測工作，其原理是基于負(fù)荷變化表現(xiàn)出的明顯趨勢，獲得了負(fù)荷的變化趨勢，就可以按照該趨勢對未來負(fù)荷情況作出預(yù)測。通過對原始數(shù)據(jù)序列的分析，例如借助于散點(diǎn)圖等方法，能夠定性地確定變化的趨勢類型，一般可分為：水平趨勢、多項(xiàng)式趨勢、增長趨勢。1、水平趨勢外推假定負(fù)荷變化的歷史數(shù)據(jù)序列為 ，負(fù)荷水平趨勢變化規(guī)律，則可以由這組數(shù)據(jù)出發(fā)利用水平趨勢外推法，求出負(fù)荷的預(yù)測值序列 。 (1)全平均法。預(yù)測模型為：一般取l=1。(2)一次滑動(dòng)平均法。基于“遠(yuǎn)小近大”的預(yù)測原則，在建模過程中可以對數(shù)據(jù)加以不同權(quán)重，以強(qiáng)化近期數(shù)據(jù)的作用，而弱化遠(yuǎn)期數(shù)據(jù)的影響，從而提高預(yù)測的精度。預(yù)測模型為： 式中N-跨度，依數(shù)據(jù)的具體情況而定，其值越大則滑動(dòng)平均的平滑作用越大。(3)一次指數(shù)平滑法。取定參數(shù) 初值預(yù)測模型為：2、 線性預(yù)測外推（1）二次滑動(dòng)平均法。二次滑動(dòng)平均法就是對一次滑動(dòng)平均序列再做一次滑動(dòng)平均，取跨度為N,二次滑動(dòng)平均預(yù)測模型為：(2) 二次指數(shù)平滑法。二次指數(shù)平滑法也是在一次指數(shù)平滑基礎(chǔ)上再次進(jìn)行指數(shù)平滑后得到的外推結(jié)果，預(yù)測公式為：3、多項(xiàng)式趨勢外推在負(fù)荷預(yù)測中常用二次多項(xiàng)式趨勢的三次指數(shù)平滑等進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測公式為：4、增長趨勢外推一般下年度或季度、月度電量呈遞增的變化規(guī)律，可采用趨勢增長模型預(yù)測。（1）指數(shù)曲線模型。設(shè)歷史用電量負(fù)荷數(shù)據(jù)序 大體為指數(shù)增長趨勢： 兩邊同時(shí)取常用對數(shù)，利用變量替換，得到： 進(jìn)而利用最小二乘法可以求出模型參數(shù)a和b，帶入模型進(jìn)行預(yù)測。（2）非齊次指數(shù)模型又稱修正指數(shù)模型，模型為：（3）龔帕茲模型。該模型由英國統(tǒng)計(jì)學(xué)家、數(shù)學(xué)家龔帕茲提出的，模型為：式中同樣可利用變量代換轉(zhuǎn)化為線性方程，從而用最小二乘法進(jìn)行求解。（4）邏輯斯諦模型。該模型由比利時(shí)數(shù)學(xué)家提出，又稱S曲線模型，模型為：模型的求解可以利用尤拉法、若赫茨法或耐爾法實(shí)現(xiàn)。 電力負(fù)荷的不斷增長是電力工業(yè)發(fā)展的根據(jù)，電力負(fù)荷預(yù)測在電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行方面的作用越來越重要。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，負(fù)荷預(yù)測技術(shù)的研究也在不斷深化，各種各樣的負(fù)荷預(yù)測方法不斷涌現(xiàn)，每一種預(yù)測方法都代表了一種發(fā)展規(guī)律。各種算法均有一定的適用場合，各種預(yù)測方法都具有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，沒有一個(gè)方法適用于各種負(fù)荷預(yù)測模型而精度比其他各種方法都高。所