負(fù)荷預(yù)測知識點總結(jié)

1、工程部 -陳新建 -負(fù)荷預(yù)測知識點總結(jié)、基本概念1負(fù)荷1）定義負(fù)荷是指電力系統(tǒng)中，在某一時刻所承擔(dān)的各類用電設(shè)備消費電功率的總 和。在負(fù)荷預(yù)測中一般進(jìn)行的是年最大負(fù)荷預(yù)測， 最大負(fù)荷一年內(nèi)整點負(fù)荷最 大值。電功率表示消耗電能的快慢， 一個用電器功率的大小等于它在 1 秒內(nèi)所消 耗的電能。 電功率分為有功功率、 無功功率和視在功率。 目前供電部門所分配的 負(fù)荷指標(biāo)，主要是指小時平均的有功功率指標(biāo)，而不是視在功率和無功功率。2）負(fù)荷分類及特點按電力負(fù)荷所屬行業(yè)劃分 （八大類 ）A .城鄉(xiāng)居民生活用電負(fù)荷：主要為居民的家用電器，它具有年年增長的趨勢，以及明顯的季節(jié)性波動特點， 而且民用負(fù)荷的特點還與

2、居民的日常生活和 工作的規(guī)律緊密相關(guān)。B. 國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)用電負(fù)荷（農(nóng)、林、牧、漁、水利業(yè)；工業(yè)；地質(zhì)普查和勘探業(yè)；建筑業(yè)；交通運輸業(yè)；商業(yè)、公共飲食業(yè)、賓館、廣告、物資供銷和 倉儲業(yè)；其他事業(yè)）其中：工業(yè)負(fù)荷指用于工業(yè)生產(chǎn)的用電， 一般工業(yè)負(fù)荷的比重在用電構(gòu)成中 居于首位， 它不僅取決于工業(yè)用戶的工作方式， 包括設(shè)備利用情況、 企業(yè)的工作 班制等，而且與各行業(yè)的行業(yè)特點、 季節(jié)因素都有緊密的聯(lián)系， 一般負(fù)荷是比較 恒定的。商業(yè)負(fù)荷主要是指商業(yè)部門的照明、空調(diào)、動力等用電負(fù)荷，覆蓋面積大， 且用電增長平穩(wěn)， 商業(yè)負(fù)荷同樣具有季節(jié)性波動的特性。 但商業(yè)負(fù)荷中的照明類 負(fù)荷占用電力系統(tǒng)高峰時段。 此

3、外，商業(yè)部門由于商業(yè)行為在節(jié)假日會增加營業(yè) 時間，從而成為節(jié)假日中影響電力負(fù)荷的重要因素之一。按不同用地性質(zhì)劃分工業(yè)用地負(fù)荷；居民生活用地；負(fù)荷商業(yè)金融用地負(fù)荷；行政辦公用地負(fù) 荷；交通運輸用地負(fù)荷；文化娛樂用地負(fù)荷；教育科研用地負(fù)荷；其它部門用地 負(fù)荷等按負(fù)載性質(zhì)劃分A .感性負(fù)荷：感性負(fù)荷指負(fù)載是線圈，一般常見的都是感性負(fù)載（如電 機(jī)），需要消耗很多無功功率，因此需要進(jìn)行補償，以提高功率因數(shù)，降低線路 損耗。B.容性負(fù)荷：容性負(fù)荷指負(fù)載是電容。產(chǎn)生無功功率，一般作為無功補償設(shè)備使用。按電壓等級劃分110kV用戶負(fù)荷；35kV用戶負(fù)荷；10kV用戶負(fù)荷等按供電可靠性劃分A .一類負(fù)荷：關(guān)系到

4、國民經(jīng)濟(jì)的命脈及人民生命財產(chǎn)的安全，由于停電或突然停電造成的損失太大，故而這類用戶是必須保證高度供電的可靠性。B.三類負(fù)荷：類負(fù)荷在國民經(jīng)濟(jì)中的地位相比之下，不如一類用戶重要,計劃停電或事故停電雖然會造成較大的損失， 但是這種損失是可以挽回的， 一般 情況下，電力系統(tǒng)至少要對這類用戶提供中等程度的供電可靠性。C. 三類負(fù)荷：在國民經(jīng)濟(jì)中地位很低，與人民的生命財產(chǎn)安全并無關(guān)系中斷這類負(fù)荷的供電 ,帶來的損失最小，因此，這類用戶的供電可靠性是最低的。按用戶性質(zhì)劃分A.公網(wǎng)負(fù)荷;B.用戶負(fù)荷按用電的部門屬性劃分A.工業(yè)用電： 用電量大，用電比較穩(wěn)定、均衡。B.農(nóng)業(yè)用電： 季節(jié)性很強(qiáng)，用電在日內(nèi)的變化

5、相對較小，在月內(nèi)、季度 內(nèi)和年度負(fù)荷不均衡C.交通運輸用電：我國的交通運輸用電比重較小，今后會有較大的增長,但用電比重不會有太大變化D. 市政生活用電： 目前我國市政生活用電不高，但今后隨著日益現(xiàn)代化 及生活水平的提高 ,市政生活用電的比重會有所上升。按負(fù)荷的大小來劃分：A.最大負(fù)荷：最大負(fù)荷也就是最高負(fù)荷或尖峰負(fù)荷B.平均負(fù)荷：平均負(fù)荷就是在一定觀察統(tǒng)計時段內(nèi)出現(xiàn)的負(fù)荷的平均值C.最小負(fù)荷：最小負(fù)荷又稱為最低負(fù)荷或低谷負(fù)荷按電能的生產(chǎn)和銷售過程：A .綜合用電負(fù)荷：將工業(yè)、農(nóng)業(yè)、郵電、交通、市政、商業(yè)以及城鄉(xiāng)居民所消耗的功率相加，就得電力系統(tǒng)的綜合用電負(fù)荷；B.供電負(fù)荷：綜合用電負(fù)荷加網(wǎng)絡(luò)損

6、耗的功率就是系統(tǒng)中各發(fā)電廠應(yīng)供應(yīng)的功率，稱為電力系統(tǒng)的供電負(fù)荷；C.發(fā)電負(fù)荷：供電負(fù)荷再加各發(fā)電廠本身消耗的功率，就是系統(tǒng)中各發(fā) 電機(jī)應(yīng)發(fā)的功率，稱為電力系統(tǒng)的發(fā)電負(fù)荷。3）負(fù)荷特性及其構(gòu)成很據(jù)電力負(fù)荷分類及各類負(fù)荷特點可知， 電力負(fù)荷的特點是經(jīng)常變化的， 不但按小時變、按日變，而且按周變，按年變，同時負(fù)荷又是以天為單位不斷起伏的，具有較大的周期性，負(fù)荷變化是連續(xù)的過程，一般不會出現(xiàn)大的躍變，但電力負(fù)荷對季節(jié)、溫度、天氣等是敏感的，不同的季節(jié)，不同地區(qū)的氣候，以及溫度的變化都會對負(fù)荷造成明顯的影響。以上特點決定了電力總負(fù)荷由以下四部分組成： 基本正常負(fù)荷分量、 天氣敏感負(fù)荷分量、特別事件負(fù)荷分

7、量和隨機(jī)負(fù)荷分量。2.電量1）定義電量是指在一段時間內(nèi)，用電設(shè)備所需用電能的數(shù)量。2）分類及含義全社會用電量： 在給定時間內(nèi)在一區(qū)域內(nèi)所有消耗電量的總和包括自發(fā)自用部分）；網(wǎng)損耗電量：所有送電、變電和配電環(huán)節(jié)所損耗的電量，稱為電力網(wǎng)的損耗電量；購電量：全社會用電量扣除自發(fā)自用電量即為購電量；售電量：購電量和網(wǎng)損之差即為售電量； 供電量： 在給定時間內(nèi)， 系統(tǒng)中所有發(fā)電廠總發(fā)電量同廠用電之差，稱為供電量。3）電量增長規(guī)律電量的增長規(guī)律，可大致分為三種類型E型電量一城市處于發(fā)展初、中級階段的中小型城市，在預(yù)測期內(nèi)，電量以近似指數(shù)規(guī)律增長，其年增長率比較大;G型電量一發(fā)展成熟的大型城市，其電量 己經(jīng)

8、歷過指數(shù)規(guī)律發(fā)展的階段，在預(yù)測期內(nèi)進(jìn)入了一種具有飽和特性的發(fā)展階段；S型電量一對一些初期用電量低，而發(fā)展又十分快的城市，在預(yù)測期內(nèi)，負(fù)荷按一種3.年最大負(fù)荷利用小時數(shù)若以最大負(fù)荷來記，年用電量所能用的時間，計算公式為年用電量/最大負(fù)荷。其反應(yīng)一個地區(qū)負(fù)荷的平滑度，可以從側(cè)面說明該地區(qū)負(fù)荷的同時率情況。一般情況下，城市工業(yè)最大負(fù)荷利用小時數(shù)在 6000小時、居民3000小時，商業(yè)3500小時。、負(fù)荷預(yù)測定義、意義及分類?1.負(fù)荷預(yù)測定義負(fù)荷預(yù)測是指在對地區(qū)長期調(diào)查分析的基礎(chǔ)上， 收集和積累本地區(qū)用電量和負(fù)荷的歷史數(shù)據(jù)以及城市建設(shè)和各行各業(yè)發(fā)展的信息，綜合考慮政治、經(jīng)濟(jì)、氣候等相關(guān)因素，充分研究國

9、民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展各種相關(guān)因素與電力需求的關(guān)系，對規(guī)劃區(qū)規(guī)劃年電量、負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測。2.負(fù)荷預(yù)測意義荷預(yù)測是電力系統(tǒng)調(diào)度、實時控制、運行計劃和發(fā)展規(guī)劃的前提，是一個電網(wǎng)調(diào)度部門和規(guī)劃部門所必須具有的基本信息。 準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測，有利于計劃用 電管理，有利于合理安排電網(wǎng)運行方式和機(jī)組檢修計劃， 有利于節(jié)煤、節(jié)油和降低發(fā)電成本，有利于制定合理的電源建設(shè)規(guī)劃，有利于提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。對于規(guī)劃來講負(fù)荷預(yù)測作為變電站選址、電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)，直接影響著設(shè)備選型、接線模式確定等。3.負(fù)荷預(yù)測分類根據(jù)不同的預(yù)測目的，電力系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測分為長期負(fù)荷預(yù)測、 中期負(fù)荷預(yù)測、短期負(fù)荷預(yù)測和超短期負(fù)荷預(yù)測等四種

10、。 一般說來， 一小時以內(nèi)的負(fù)荷預(yù)測 為超短期負(fù)荷預(yù)測， 用于安全監(jiān)視、 預(yù)防性控制和緊急狀態(tài)處理； 日負(fù)荷和周負(fù) 荷預(yù)測為短期負(fù)荷預(yù)測， 分別用于安排日調(diào)度計劃和周調(diào)度計劃， 包括確定機(jī)組 的起停、水火電的協(xié)調(diào)、聯(lián)絡(luò)線交換功率、負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配、水庫調(diào)度和設(shè)備檢修 等；月至年的負(fù)荷預(yù)測為中期負(fù)荷預(yù)測， 主要確定水庫的運行方式和設(shè)備大修計 劃等；電源規(guī)劃和發(fā)展時，需要數(shù)年至數(shù)十年的長期負(fù)荷預(yù)測。在城市電力網(wǎng) 規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則中對負(fù)荷預(yù)測年限的規(guī)定為近期（ 05年），中期（ 1015年），遠(yuǎn)期（ 2030年）。根據(jù)預(yù)測范圍的不同， 電力系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測分為規(guī)劃區(qū)全區(qū)負(fù)荷預(yù)測和規(guī)劃 區(qū)負(fù)荷分布預(yù)測。三、負(fù)荷

11、預(yù)測所需數(shù)據(jù)收集及注意事項？1所需數(shù)據(jù)及收集部門歷史電量負(fù)荷數(shù)據(jù)：計劃部門，調(diào)度中心和運營部門市政類資料：規(guī)劃局規(guī)劃設(shè)計院，政府和統(tǒng)計部門調(diào)查數(shù)據(jù)：電力相關(guān)部門，市政規(guī)劃相關(guān)部門和經(jīng)驗數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)分析對于歷史年電量負(fù)荷數(shù)據(jù)分析其歷史年發(fā)展趨勢， 是否存在畸變數(shù)據(jù)， 分析 其畸變原因； 同時各產(chǎn)業(yè)用電發(fā)展情況， 對比地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行分析； 負(fù)荷 特性分析等。3注意事項對收集到的數(shù)據(jù)應(yīng)分析其統(tǒng)計口徑是否一致， 確定收集到的數(shù)據(jù)是哪類， 比 如負(fù)荷是否為年最大負(fù)荷， 電量為全社會用電量還是供電量等， 相關(guān)負(fù)荷指標(biāo)數(shù) 據(jù)等不易收集數(shù)據(jù)克參照其他地區(qū)進(jìn)行。四、負(fù)荷預(yù)測的方法有哪些？1依據(jù)歷史年電力電量

12、數(shù)據(jù)采用的不同數(shù)學(xué)模型進(jìn)行預(yù)測；2是利用當(dāng)?shù)赜玫匦再|(zhì)規(guī)劃進(jìn)行的負(fù)荷密度指標(biāo)法；3是依據(jù)電力電量相關(guān)的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的相關(guān)系數(shù)法；4是運用以上幾種方法進(jìn)行的綜合預(yù)測法。五、負(fù)荷預(yù)測的思路？首先是對規(guī)劃區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析，其中包含經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)（歷史年及地區(qū)規(guī)劃）、電力電量數(shù)據(jù)、市政類類數(shù)據(jù)（規(guī)劃區(qū)人口、各區(qū)塊容積率等）和調(diào)查類數(shù)據(jù);其次確定規(guī)劃方法，通過對規(guī)劃區(qū)數(shù)據(jù)的分析，針對地區(qū)特點選擇合適的規(guī)劃方法;再次進(jìn)行規(guī)劃區(qū)負(fù)荷預(yù)測，依據(jù)規(guī)劃區(qū)數(shù)據(jù)采用確定的預(yù)測方法進(jìn)行預(yù)測;最后進(jìn)行預(yù)測結(jié)果的校核，從橫向、縱向分別進(jìn)行對比校核。六、預(yù)測結(jié)果的校核、參考指標(biāo)的確定?對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行校核是一般分為兩個方面的校核：

13、 首先是縱向校核，縱向校核指的是和規(guī)劃地區(qū)歷史年的發(fā)展相校核，分析預(yù)測結(jié)果與歷史年數(shù)據(jù)的差異性，如增長率是否符合地區(qū)發(fā)展階段，年最大負(fù)荷利用小時數(shù)是否和地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整是否一致等；其次是橫向校核，橫向校核指將預(yù)測結(jié)果與其他地區(qū)（定位相似）的預(yù)測結(jié)果或者現(xiàn)狀發(fā)展階段進(jìn)行比較。預(yù)測方法附一、數(shù)學(xué)模型預(yù)測法根據(jù)數(shù)學(xué)模型的建模方式的不通，數(shù)學(xué)模型預(yù)測法分為時間序列模型、灰色系統(tǒng)模型、相關(guān)分析模型。1.時間序列模型時間序列模型包含回歸模型、指數(shù)平滑模型、移動平均模型等:（1）回歸模型元線性回歸由于這些數(shù)據(jù)都是時間（或其它變量，例如溫度）的函數(shù)，因此，若以表示負(fù)荷，則它作為時間（或其它變量）的線性函數(shù)，可

14、表示為Xj =a +bti +e其中，Xi是一個正態(tài)分布的隨機(jī)變量，它的平均值是a+btj （對時刻ti來說），方差為-xVx，而ei是隨機(jī)干擾，正是由于有這樣的一個隨機(jī)干擾，Xj才成為隨機(jī)變量，a與b是待定系數(shù)，且與Xi無關(guān)。對全過程來說，干擾總和為零。A假如觀測的數(shù)據(jù)數(shù)目為N,而X在任何時刻tj的估計值為Xt =已+肌n則殘差為(Xt abt，而殘差的平方和2Q(a,b) =2： (Xt -a-btt)所以，系數(shù)a與b的最佳值應(yīng)當(dāng)由Q(a , b)求極小值來獲得，也就是令Q(a,b) 0如(a,b) 0ca由這兩個方程并在計算中加入簡化可以得到A A-a =X -bt2 (tt _t)(X

15、 -X)N_S (t t)i 二這里，X是Xi的平均值。t是平均時間。非線性回歸在可能采用的擬和曲線中,絕大多數(shù)擬和曲線都需要應(yīng)用非線性回歸來獲得。某些非線性問題，可以通過變化成線性回歸來處理。將曲線模型經(jīng)適當(dāng)變換，化為線性模型，然后用最小二乘法原理求未知參數(shù)的估計值，就得到了所求的模擬曲線。對于一些最典型的非線性回歸方程,可以經(jīng)過如下的變量變換成線性回歸問題來分析。一型雙曲線丄X，則有 Y = a + bx型雙曲線a +bX丄Y，則有 Y = a + bX反指數(shù)曲線Y= ab 點 令 YinY，X = X，則有 Y = 1 na + Xl nb修正幾何曲線Y =k+aXb令 X，= X b，

16、則有 Y = k + aX S曲線=e貝U有 Y = c + aX(2)指數(shù)平滑模型指數(shù)平滑法所依賴的基本原則是歷史時間越近,對未來的影響越大，而歷史時間越遠(yuǎn)，對未來的影響越小。指數(shù)平滑法所依賴的另一條原則是不斷用預(yù)測誤差來糾正新的預(yù)測值，即運用“誤差反饋”原理進(jìn)行修正。因此，它的基本概念 是：假設(shè)時間序列具有某種特征， 即存在某種基本數(shù)據(jù)模式， 而這些觀測值即體現(xiàn)這種基本數(shù)據(jù)模式，又反映著隨機(jī)變動。指數(shù)平滑法的目標(biāo)就是采用“修勻”歷史數(shù)據(jù)來區(qū)別基本數(shù)據(jù)模式和隨機(jī)變動。這相當(dāng)于在歷史數(shù)據(jù)中消除極大值或極小值，從而獲得時間序列的“平滑值”，并以它作為對未來時期的預(yù)測值。線性指數(shù)平滑法當(dāng)時間序列隨

17、時間的發(fā)展有不斷的增加或減少的趨勢時， 則此時間序列屬非 平穩(wěn)過程。 這種時間序列在自然界、 社會經(jīng)濟(jì)活動中普遍存在。 例如近幾年人民 收入的不斷增長、 各種家用電器的銷售量的逐年增長。 線性指數(shù)平滑法是這種時 間序列的一種有效的預(yù)測方法， 用這種方法預(yù)測時， 它把平均每一時期的增量考 慮進(jìn)去，不斷地作趨勢性的調(diào)整。預(yù)測一個有趨勢的時間序列， 可以把它分解成兩個部分， 一部分為當(dāng)前的水 平狀況，另一部分是增量。基于這個原則，可以采用線性指數(shù)平滑進(jìn)行預(yù)測。二次曲線指數(shù)平滑有的時間序列雖然有增加或減少的趨勢， 單不一定是線性的， 可能按二次曲 線的形狀增加或減少。對于這種非平穩(wěn)時間序列， 采用二次

18、曲線指數(shù)平滑法可能更有效。 它的特點是不但考慮了線性增長的因素，而且也考慮了二次拋物線的增長因素。雖然二次曲線指數(shù)平滑的計算方法略微復(fù)雜一些， 但對非平穩(wěn)時間序列的預(yù) 測相當(dāng)有效， 它能隨著時間序列呈拋物線增長而調(diào)整預(yù)測值。 一般來說， 二次曲 線指數(shù)平滑法和線性指數(shù)平滑兩者各有長處， 在實際應(yīng)用中可同時使用這兩種模 型，從中選取一個預(yù)測精度較高的。注意：平滑系數(shù)a （平滑系數(shù)a的選擇對預(yù)測結(jié)果影響很大，一般對于平穩(wěn) 數(shù)列，取0.1 a 0.2為好）。3）移動平均模型移動平均模型是一種最簡單的適應(yīng)模型，也是一種最古老的時間數(shù)列預(yù)測法。它不僅可以獨立地用來從事簡單的預(yù)測， 同時它也是分解預(yù)測的重

19、要組成部 分。在數(shù)理統(tǒng)計中， 如果要處理一組數(shù)據(jù)， 常常取其算術(shù)平均值代表這一總體取值水平，這個方法簡單有效。但是，算術(shù)平均值只能說明一般情況，看不出數(shù)據(jù)中的高點和低點，也不能反映發(fā)展過程和趨勢。如果對一組數(shù)據(jù)分段平均，則是 一種改進(jìn)，然而，分段平均法使得數(shù)據(jù)減少過多，圖線不精確。如果分段平均法 不是固定在某一段上，而是在每段間距保持不變的情況下， 逐次后移一位求其平 均值，則效果顯著好轉(zhuǎn)。例如，每段間距取 5,則對第一段1, 2, 3, 4, 5數(shù)據(jù)點取其平均值，第二段對2, 3, 4, 5, 6取其平均值，依次類推。這種分段取平均的方法稱之為移動平均法。移動平均法的關(guān)鍵是，僅取最近幾個數(shù)據(jù)

20、點取其平 均值，并令參與計算移動平均值的個點權(quán)數(shù)相等，即均等于 1/N，再以前的數(shù)據(jù) 點的權(quán)數(shù)為零。將移動平均法用于時間序列預(yù)測時，異常大和異常小的數(shù)據(jù)點將 被修勻，異常數(shù)據(jù)將對移動平均值影響不大。移動平均法對數(shù)據(jù)變化的反映速度及對干擾的修勻能力， 取決于計算移動平 均值的數(shù)據(jù)點數(shù)No隨著N的減少，預(yù)測系統(tǒng)對數(shù)據(jù)變化的反映敏感，但修勻能 力下降，也就是估計值的預(yù)測精度下降。如果求N個數(shù)據(jù)點Mt的時的移動平均值，則其通式為:M t = M t4+ yt -yt_NN移動平均的方差為:式中，Sa移動平均值方差;S（；-原始數(shù)據(jù)的方差;-數(shù)據(jù)點數(shù)。預(yù)測精度與對數(shù)據(jù)變化的反映是互相矛盾的，兩者不能兼得

21、。因此對于 值一般應(yīng)視具體情況，采用折中辦法確定。在本算法中，移動平均模型分為移動平均增長值方法和移動平均增長率方 法。移動平均增長值：以負(fù)荷的年增長值為目標(biāo)量，對其進(jìn)行移動平均計算，從 而獲得所要預(yù)測的年份的負(fù)載相對于其前一年的增長值，最后得到所預(yù)測年份的負(fù)載。移動平均增長率：以負(fù)荷的年增長率為目標(biāo)量，對其進(jìn)行移動平均計算，從而獲得所要預(yù)測的年份的負(fù)載相對于其前一年的增長率，最后得到所預(yù)測年份的負(fù)載。2.灰色理論模型負(fù)荷預(yù)測的灰色建模是采用歷史數(shù)據(jù)列建立微分方程，作為電力負(fù)荷預(yù)測的模型。由于灰色預(yù)測要求的原始負(fù)荷數(shù)據(jù)少、不考慮分布規(guī)律和變化趨勢運算簡便，因此，基于灰色理論的電力負(fù)荷預(yù)測模型越

22、來越受到電力科研、規(guī)劃人員的青睞和重視。由于灰色理論將隨機(jī)量當(dāng)作是在一定范圍內(nèi)變化的灰色量，將隨機(jī)過程當(dāng)作是在一定范圍、一定時間區(qū)域內(nèi)變化的灰色過程，而電力系統(tǒng)的負(fù)荷變化本身受到多因素的影響，是一個隨機(jī)變化量，在確定的時間和范圍內(nèi)正是一個灰色過程。而影響電力負(fù)荷變化的因素又不能完全確定，表現(xiàn)為似乎無規(guī)律，灰色理論將這些看似無規(guī)律的歷史數(shù)據(jù)、數(shù)列經(jīng)累加生成后，與原來值相比得到明顯的指數(shù)增長規(guī)律，由于微分方程解的形式是指數(shù)增長形式，因此，很自然地就可以利用微分方程模型來擬合生成后呈指數(shù)增長規(guī)律的數(shù)據(jù)列，從而利用這個微分方程就可以比較容易地進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測，再進(jìn)行逆生成，還原為實際負(fù)荷預(yù)測值。(1) 普

23、通灰色模型GM模型即指灰色模型(Grey Model),GM(1,1)是最常用、最簡單的一種灰色模型,它是由一個只包含單變量的微分方程構(gòu)成的模型，是GM(1,n)模型的一個特例?；疑Ｐ皖A(yù)測的實質(zhì)是“一次累加生成”，即將原始數(shù)列一次累加后，形成明顯的指數(shù)規(guī)律，然后用一條曲線去擬合累加生成，再累減還原即可得到預(yù)測值。在負(fù)荷預(yù)測中，用的最多的是方程中只有一個變量和一階微分方程的GM(1,1)模型，其建模過程如下:設(shè)已知的歷史電力負(fù)荷x(0)的原始數(shù)據(jù)序列為:工=xe,，工 5 利用1次累加生成1-AGO ,生成的數(shù)據(jù)序列為：/=叫1丿，加丿其中f和=土嚴(yán)仃丿21由于序列xk(k)|k=i,2, ?

24、,n具有指數(shù)增長規(guī)律,而一階微分方程的解正好是指數(shù)增長形式的解，因此,可以認(rèn)為新生成的序列滿足下面一階線性微分方程模型:dt(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的定義，可得:工口丿f一 Z -工門丿fjJ 您叫4表示成離散形式則有:k+ 1k豈=X(k+D-x(k) = x(1)(k 十 1) x(1)(k) rx(1)(k 十 1) it其中,X只能取時刻k和k+ 1的平均值,即寧丫(k 一 H + “丿乃J由此可將式(1)改寫為:(1) (1) 1 (1) (1).x(1)r-x (k+D+x(k)=u再將上式進(jìn)行推算可得到：-十門U丿+對式(2)進(jìn)行矩陣求導(dǎo)可得到GM(1 ,1)模型的時間響應(yīng)函數(shù)模型，它是G

25、M(1 ,1)灰色預(yù)測模型的具體計算公式，如下公式(3)、( 4)：(4)fm=嚴(yán)fl丿-嚴(yán)-K 根據(jù)此預(yù)測結(jié)果再進(jìn)行累減還原,就可以得到原始數(shù)據(jù)序列的灰色預(yù)測模型:V f/d = x 仏 + 1丿-.丫 f k) = e n普通灰色GM( 1,1)模型應(yīng)用于負(fù)荷預(yù)測時具有一定局限性。它只適用于待預(yù)測量有恒定增長率或呈指數(shù)規(guī)律增長的短、中期負(fù)荷預(yù)測(例如5年左右的G型曲線)。而對于E型、S型、無明顯變化規(guī)律的曲線及長期負(fù)荷預(yù)測，則預(yù)測誤差較大。(2) 等維新息灰色模型法灰色GM( 1, 1)模型在預(yù)測長期數(shù)據(jù)和波動較大的數(shù)據(jù)時，預(yù)測偏差大，其 中重要原因在于：把參數(shù)a和b視為常數(shù)，未把新信息帶

26、入模型、未把舊信息加以去除?；诖?發(fā)展建立了等維新息遞推灰色 GM( 1, 1)模型。該模型把參數(shù)a和 b看成是時間t的函數(shù)，先對兩個參數(shù)進(jìn)行預(yù)測，然后再用灰色預(yù)測方法對原數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測。基本方法如下：對參數(shù)a( k)和b( k)進(jìn)行跟蹤，建立參數(shù)估計值序列a( k), b( k) ;通過分析a( k)和b( k)尋找規(guī)律，建立相應(yīng)數(shù)學(xué)模型，預(yù)測下一步的參數(shù)a( k+1)和b( k+1)。參數(shù)跟蹤公式如下：a(k)=a(k- 1)+b( k) =a( k- 1) + . :屮(k)”】+氐1式中：S為常數(shù)叭 k)mc(k)-x：n(kbd(km 1)心險1) 3-韶-1/ Vl)iLi +1該

27、模型把新陳代謝技術(shù)應(yīng)用其中。因為隨著系統(tǒng)的發(fā)展，老數(shù)據(jù)的信息價值 將逐步降低，及時去除老數(shù)據(jù)，將使建模序列更加切實的反映系統(tǒng)目前的特征。尤其是當(dāng)系統(tǒng)隨著量變的積累而發(fā)生質(zhì)的飛躍或突變時，去掉已不能反映系統(tǒng)目前特征的老數(shù)據(jù)，顯然是合理的。隨著時間的推移，也將有新的隨機(jī)擾動或驅(qū)動 因素進(jìn)入系統(tǒng)，使系統(tǒng)的發(fā)展受到影響，在這種情況下就需要不斷補充新信息。在等維新息遞推模型中,首先利用GM( 1,1)模型預(yù)測一個值(參照第一種普通灰色模型)，而后將這個預(yù)測值補充在已知數(shù)據(jù)后，同時去除最老的一個數(shù) 據(jù)，保持?jǐn)?shù)列的等維，再建立GM( 1,1)模型，預(yù)測下一個數(shù)據(jù)，周而復(fù)始?！皡?shù)預(yù)測”和“新陳代謝”的雙重作

28、用，使得等維新息遞推灰色GM( 1,1)模型預(yù)測精度得到很大改善。(3) 包絡(luò)灰色預(yù)測模型對于難以用數(shù)列進(jìn)行灰色預(yù)測的模型，可以通過構(gòu)建包絡(luò)模型的上邊界GM(1,1)與下邊界GM(1,1)進(jìn)行預(yù)測。根據(jù)以上定義的介紹，構(gòu)造離亂序列 x的上包絡(luò)GM(1,1)，一般要求是x的峰點，可是峰點往往不是等間隔的，為此需要憑觀察或經(jīng)驗指定插補點， 使其變 為等間隔的，同理，可以構(gòu)造下包絡(luò) GM(1,1)。所以包絡(luò)模型實際上是有人的經(jīng) 驗介入的GM(1,1)模型，是一種輪廓覆蓋的模型。包絡(luò)灰預(yù)測是區(qū)間的預(yù)測，具體來說，有以下幾方面的特點:a將上、下包絡(luò)線通過預(yù)測加以延伸，以獲得行為變量未來變化的區(qū)間;b、對

29、原有離亂序列x的預(yù)測值(倘使x可以作GM(1,1)建模的話)進(jìn)行約 束。就是落入包絡(luò)區(qū)的給予承認(rèn)，包絡(luò)區(qū)以外的預(yù)測值舍棄；c對包絡(luò)區(qū)中心點作 GM(1,1)建模，以獲得x預(yù)測白化值。 建模步驟： 第一步：作序列x的上、下包絡(luò)線勾畫出離亂序列 x的上包絡(luò)線xU與下包絡(luò)線xL的輪廓;第二步：做等間隔上、下包絡(luò)序列在上、下包絡(luò)線上等間隔選取數(shù)據(jù)，必須 包括x的峰點（不必是所有峰點），對于上包絡(luò)；或x的谷點（不必是所有谷點）， 對于下包絡(luò)。步驟三：對上、下包絡(luò)序列作 GM（1,1）建模并預(yù)測;步驟四：對原序列 x 建模并預(yù)測步驟五：對包絡(luò)區(qū)中心序列建模并預(yù)測；步驟六：得到預(yù)測結(jié)果3相關(guān)分析模型相關(guān)法是

30、研究預(yù)測對象和因素之間的相互關(guān)系，并將這種關(guān)系外推到未來， 根據(jù)其他因素的未來變化，計算出預(yù)測對象的預(yù)測值。理論上講，負(fù)荷預(yù)測的數(shù) 學(xué)理論的核心是如何獲得預(yù)測對象的歷史變化規(guī)律。 預(yù)測模型實際上是表述這種 變化規(guī)律的數(shù)學(xué)函數(shù)。1）單元回歸分析單元線性回歸用于預(yù)測的基本思想是：根據(jù)X和丫的觀測數(shù)據(jù)，把X、丫當(dāng)作已知數(shù)，尋求合理的回歸系數(shù) a和b的值，從而確定回歸方程。利用求出的回歸方程，把a和b當(dāng)作已知數(shù)再去估算X和丫值的未來變化，或根據(jù)X的值 來預(yù)測 Y 的值。單元線性回歸模型：Y=a+bX+ , X為自變量，丫為因變量，a和b為回歸系數(shù)，為隨機(jī)誤差。根據(jù)產(chǎn)值與電量負(fù)荷之間的關(guān)系以及產(chǎn)值的歷史

31、增長及未來發(fā)展趨勢進(jìn)行 計算,錄入從歷史年到目標(biāo)年的產(chǎn)值。2）多元回歸分析多元回歸模型就是在方程式中有兩個或兩個以上自變量的線性回歸模型。 多元線性回歸預(yù)測是用多元線性回歸模型，對負(fù)荷電量問題，使用多個影響因素所作的預(yù)測。多元線性回歸相關(guān)分析模型：假設(shè)一組數(shù)據(jù)有下列結(jié)構(gòu)：丫仁B1X11+B2X12+.BpX1 P+Y2=B1X21+B2 X22+.BpX2p+2Yn=B1Xn1+B2Xn2 .BpXnp+ n式中B1Bp是p個待定系數(shù)，Xm1，Xm2Xmp是P個可精確測量的自變量，m指第m次測量， 1， 2 n是N個隨機(jī)變量，服從正態(tài)分布。此數(shù)學(xué)模型寫成矩陣形式:Y = B*X + 預(yù)測方法附二、負(fù)荷密度指標(biāo)法負(fù)荷密度指標(biāo)法不僅能夠預(yù)測未來負(fù)荷量的變化規(guī)律， 而且對未來的負(fù)荷地理分布情況也做出了相應(yīng)的預(yù)測。其基本思路為:在進(jìn)行預(yù)測中注意的問題:A. 用地分區(qū)：根據(jù)地區(qū)規(guī)劃，參照各區(qū)塊用地性質(zhì)劃分為不通的用地小區(qū),每一個用