電力負荷預測第一章緒論

1、 電電 力力 系系 統(tǒng)統(tǒng) 負負 荷荷 預預 測測 主主 講：講： 周周 暉暉 辦公地點：辦公地點： dq506 Email ： 電電 話：話： 51688443 第一章 緒 論教學要求： (1) 了解負荷的基本概念； (2) 清楚負荷預測的概念、作用、分類、步驟； (3) 了解負荷預測的特點、基本原理、影響因素； (4) 了解電力公司對負荷分析預測工作的深度要求；教學重點：負荷預測的作用、分類、步驟。教學難點：負荷預測的基本原理。 電力系統(tǒng)的任務 給廣大用戶提供不間斷的（發(fā)、供、用同時完成）、優(yōu)質(zhì)的電能，滿足各類負荷的需求。u%f%一.負荷的基本概念 負荷：電力需求量 功率（電力）kW 電量

2、kWh 用電設(shè)備用電有功注意計算點，如發(fā)電廠？供電區(qū)？用戶？二.負荷預測的基本概念、作用、分類、步驟1.負荷預測的定義1（劉晨暉，牛東曉） 在充分考慮一些重要的系統(tǒng)運行特性、增容決策、自然條件與社會影響的條件下，研究或利用一套系統(tǒng)地處理過去、與未來負荷的數(shù)學方法，在滿足一定精度要求的意義下，確定未來某特定時刻的負荷值,。 負荷預測的定義2（蕭國泉） 在正確的理論指導下，在調(diào)查研究掌握大量翔實資料的基礎(chǔ)上，運用可靠的方法和手段，對電力負荷的發(fā)展趨勢，作出科學合理的推斷，。數(shù)學預測學股市電力氣象 數(shù)學（統(tǒng)計學、信號處理）+ 電力系統(tǒng)電力負荷預測學科發(fā)展示意圖數(shù)學預測學股市電力氣象?2.負荷預測的作

3、用 是制定國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃、政策的需要； 是制定能源發(fā)展規(guī)劃、政策的需要； 是電力各管理部門工作的需要； a.規(guī)劃規(guī)劃部門：電源建設(shè)、輸電線路建設(shè) b.計劃計劃部門：購電、購燃料 c.調(diào)度調(diào)度部門：電網(wǎng)運行方式（啟，停，帶負荷） 機組檢修計劃 d.用電用電部門：正常的社會、經(jīng)濟、生活秩序 需方管理3. 負荷預測的分類（按時間分） 長期：10年以上且以年為單位。 規(guī)劃：規(guī)劃：大型水電項目 中期：5年以內(nèi)且以年為單位。 規(guī)劃規(guī)劃：電源，電網(wǎng) 短期：一年以內(nèi)且以月（周、天、小時）為單位。 計劃計劃：燃料 調(diào)度調(diào)度：啟停、帶荷、檢修 超短期：1h(或0.5小時，10min) 調(diào)度調(diào)度：在線控制4.負荷

4、預測的步驟Step1 確定預測目標，制定預測計劃。 包括：所需要的歷史資料（按年、按月、按周或按日）； 需要多少項； 資料的來源及搜集資料的方法 ； 預測方法； 預測工作完成的時間； 所需經(jīng)費； Step2 調(diào)查資料與選擇資料。 包括:電力企業(yè)內(nèi)、外部的資料(公開或未公開)。 挑選標準： 直接有關(guān)的； 可靠的； 最新的； 難 度：不完整； 真實性； 保密；Step3 資料整理 標準標準:資料完整無缺，各期指標齊全 數(shù)字準確無誤；(為正常數(shù),無“飛點”(outlier) 時間數(shù)列各值間有可比性；(如GDP等) 資料的表現(xiàn)形式是否合適？ 是否需要變換？ 計量單位是否規(guī)范化？ 整理內(nèi)容：整理內(nèi)容：資

5、料的補缺推算 如：中間項(取平均值) 開頭項(取趨勢值) 不可靠的資料加以核實調(diào)整（訂正或刪去）不可比資料加以調(diào)整: a.統(tǒng)計口徑 b.價格指標 c.單位時間長度 d.周期性的季節(jié)變動 要求：要求： 時間可比性時間數(shù)列的起、止段的合理選取 Step4 對資料的初步分析 畫折線圖或散點圖 對異常值的處理,如 平穩(wěn)化 累加生成 計算一些統(tǒng)計量（如自相關(guān)系數(shù)）120 xx(%)上120 xx(%)下Step5 建立預測模型即公式 （它反映的是一般特性，而不是具體結(jié)構(gòu)） 結(jié)果 1)預測值與觀察值 2)多個預測值Step6 綜合分析（影響因素），確定預測結(jié)果 “重在分析、貴在方法、巧在應用”科學藝術(shù)預測

6、+=才能，經(jīng)驗，教訓Step7 編寫預測報告 。 多方案(含預測條件、假設(shè)、限制因素等說明)。 報告包括：數(shù)據(jù)資料； 報告分析； 數(shù)學模型； 預測結(jié)果； 必要圖表； Step8 負荷預測管理（滾動性管理）。 三、負荷預測的特點 1 不準確性 影響因素的變化 2 條件性 含假設(shè)條件 3 時間性 具體預測時間 4 多方案性 情景預測四、負荷預測的基本原理 1、可知性原理2、可能性原理3、連續(xù)性原理（慣性原理）4、相似性原理5、反饋性原理6、系統(tǒng)性原理 （內(nèi)在系統(tǒng)、外在系統(tǒng)結(jié)合 整體總系統(tǒng)）五、影響負荷預測作用大小的因素負荷預測費用的高低負荷預測結(jié)果的準確性 長期10% 中期5% 短期3%負荷預測的

7、時效性所依據(jù)的歷史資料及其變動規(guī)律有無重大變化 （轉(zhuǎn)折點）負荷預測期限的長短六、當前負荷分析預測工作的深度要求 （詳見文件） 1. 背景: 電力公司適應社會主義市場經(jīng)濟要求(被動型的)； 提高電力公司投資和經(jīng)營效益；2. 分析預測內(nèi)容與要求： 經(jīng)濟和社會發(fā)展狀況分析； 電力供需狀況分析； 電力市場狀態(tài)及影響電力需求的因素分析； 需電量、負荷及負荷特性和公司售電量等預測； 注意：a. 定量計算為主 b. 定量與定性相結(jié)合 c. 電力與電量相結(jié)合 d. 全國與地區(qū)相結(jié)合 包括年度，5年,5-15年預測期； 七.本課程的教學安排與要求、參考書目課時安排： 第 1章 緒論 2學時 第 2章 負荷分類及

8、負荷特性 2學時 第 3章 簡單的負荷預測方法 2學時 第 4章 移動平均與平滑法 4學時 第 5章 季節(jié)變動預測 2學時 第 6章 趨勢曲線預測 4學時 第 7章 回歸預測 4學時 第 8章 灰色預測 4學時 第 9章 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 2學時 第10章 預測新技術(shù) 2學時 程序設(shè)計 2學時 復習考試 2學時 合計 32學時教學要求： 作筆記完成作業(yè) 考試成績評定： 10%考勤 + 10%作業(yè) + 20%機試(程序） + 60%開卷考試參考書目：電力負荷預測技術(shù)及應用. 牛東曉 中國電力工業(yè)出版社 1998年電力負荷預測. 肖國泉 中國電力出版社 2001年經(jīng)濟預測與決策. 馮忠銓 中國財政經(jīng)濟

9、出版社 1995年經(jīng)濟預測與決策方法. 暴奉賢 暨南大學出版社 1991年相關(guān)文件與資料電力市場分析預測（年度） 1998-2006年 excel在預測中的應用 唐五湘 電子工業(yè)出版社 2001年 電力系統(tǒng)負荷預報理論與方法 劉晨暉，哈爾濱工業(yè)大學出版社 1987年 小 結(jié)什么是負荷預測？為什么要進行負荷預測？如何做負荷預測？ 作業(yè)用“負荷預測”(Load Forecast,Load Pridiction）作關(guān)鍵詞，在維普網(wǎng)(25/index.asp) 搜索和在IEEE網(wǎng) (/Xplore/dynhome.

10、jsp) 搜索_篇？再加一關(guān)鍵“如回歸”（Regression)或“灰色”(Grey)搜索，你搜索_篇？由此說明什么問題？ 國家電力公司電力市場分析預測內(nèi)容深度要求（試 行） 第一章 總 則1.1 電力市場分析預測工作是國家電力公司適應社會主義 市場經(jīng)濟要求，提高電力公司投資和經(jīng)營效益的基礎(chǔ) 工作，為規(guī)范電力市場分析預測工作，特制定本要求。1.2 本要求適用于國家電力公司及其所屬公司電力市場分 析預測工作。1.3 本要求的電力市場分析預測系指電力供需分析、電力 電量預測、負荷特性分析和公司售電量預測,以及與 電力市場密切相關(guān)的國民經(jīng)濟發(fā)展和居民用電走勢分 析。分析預測期包括年度、5年、中期（5

11、-15年）和 長期（15年以上）。1.4 電力市場分析預測內(nèi)容應包括分析預測期內(nèi)需電量、 負荷、及負荷特性和公司售電量等相關(guān)指標預測。 年度分析預測應按月提出分析預測結(jié)果； 5年期分析預測應按各年提出分析預測結(jié)果； 中長期分析預測應按各水平年提出分析預測結(jié)果。1.5 電力市場分析預測必須進行有著對應的電力市場調(diào)查, 掌握電力市場現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。應系統(tǒng)收集與電力市 場有關(guān)的資料，分析經(jīng)濟和社會發(fā)展與電力需求之間 各種因素的關(guān)系。1.6 應逐步建立規(guī)范的電力市場分析預測數(shù)據(jù)庫，對基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)和預測成果實行科學管理。1.7 電力市場分析預測應根據(jù)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展不同方 案，研究客觀存在的多種因素的變

12、化規(guī)律，以定量計 算為主，定量計算和定性分析結(jié)合進行。1.8 應根據(jù)本地區(qū)具體情況，選擇多種適用的方法進行預 測，并相互校驗。1.9 5年期分析預測每年應滾動一次；中長期分析預測應 根據(jù)公司發(fā)展戰(zhàn)略的要求進行。 1.10 負荷預測分析報告至少應包括以下內(nèi)容： 經(jīng)濟和社會發(fā)展狀況分析； 電力供需狀況分析； 電力市場狀況及影響電力需求的因素分析； 需電量預測； 負荷及負荷特性預測； 公司售電量預測； 分析與結(jié)論； 必要的圖表等。第二章 社會經(jīng)濟和電力需求現(xiàn)狀分析2.1 年度的分析預測要收集連續(xù)3年逐月的數(shù)據(jù)資料，5年 及中長期分析預測要連續(xù)收集5年的數(shù)據(jù)資料。分析 預測要收集經(jīng)濟和社會發(fā)展歷史的和

13、現(xiàn)實的數(shù)據(jù)，其 中應包括： 國內(nèi)生產(chǎn)總值及其年增長率； 第一、二、三產(chǎn)業(yè)及其占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重； 各行業(yè)(部門)的增加值及其占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重; 國內(nèi)生產(chǎn)總值、增加值的地區(qū)分布情況； 固定資產(chǎn)原值和凈值； 全社會及其分類固定資產(chǎn)投資規(guī)模； 財政收入與支出總額； 進口與出口總額；物價指數(shù)； 各行業(yè)(部門)就業(yè)人數(shù)；流動人口數(shù)；按城鄉(xiāng)及收 入水平統(tǒng)計的城鄉(xiāng)居民實際人均收入、戶數(shù)等； 用電大戶及主要高耗能產(chǎn)品的產(chǎn)量。2.2 應對經(jīng)濟和社會發(fā)展的現(xiàn)狀進行綜合研究，分析本地 區(qū)經(jīng)濟所處的發(fā)展階段。2.3 應對本地區(qū)的自然資源、環(huán)境氣候條件、能源供需、 交通運輸、經(jīng)濟和技術(shù)基礎(chǔ)、文化教育等現(xiàn)狀進行分析

14、。2.4 應分析本地區(qū)用電比重比較大的行業(yè)和企業(yè)的歷史生 產(chǎn)經(jīng)營狀況及其產(chǎn)品的銷售狀況和市場份額。2.5 按電力統(tǒng)計的行業(yè)（部門）分類收集用電歷史資料， 其中應包括： 第一產(chǎn)業(yè)中分行業(yè)（部門）的用電量、用電產(chǎn)值單耗 及主要用電設(shè)備的裝接容量、年用電量、電灌面積等。 第二產(chǎn)業(yè)中分行業(yè)（部門）的用電量及用電產(chǎn)值單耗, 高耗能產(chǎn)品的用電量、產(chǎn)品產(chǎn)量單耗、用電特點,分行業(yè) (部門)主要用電設(shè)備容量及電力消費占終端能源消費量的 比重,分行業(yè)(部門)電費占行業(yè)(部門)成本的比重等。 第三產(chǎn)業(yè)中分行業(yè)（部門）用電量、用電產(chǎn)值單耗、 或單位面積照明和就業(yè)人員人均用電量，有關(guān)行業(yè)（ 部門）單位面積或人均公共照明

15、、空調(diào)用電量，客貨 運輸周轉(zhuǎn)量、鐵路里程及電氣化鐵路里程，分行業(yè)（ 部門）主要用電設(shè)備裝接容量等。 分城鄉(xiāng)及收入水平的居民家庭平均用電量、家用電器 擁有率、人均居住面積、各類電器年均用電量，電費 占生活消費、支出的比重，人均生活用電量和能源消 等。 各行業(yè)（部門）代表性企業(yè)的歷年最大負荷、用電量 及電費（容量、電量）支出等。 電網(wǎng)各年最高負荷、年持續(xù)負荷曲線、年負荷曲線、 月負荷曲線、周負荷曲線，典型日負荷曲線及負荷特 性等有關(guān)資料。 收集與分析各行業(yè)（部門）及居民生活用電的年持續(xù) 負荷曲線，或者典型日負荷曲線、周負荷曲線、月負 荷曲線、年負荷曲線及日負荷率，日最小負荷率，月 不均衡系數(shù)，季不

16、均衡系數(shù)，年負荷率等。2.6 應收集和分析本地區(qū)電力發(fā)展狀況有關(guān)數(shù)據(jù)和資料， 包括歷年的裝機容量、電網(wǎng)覆蓋率，通電率、電網(wǎng)用 電量、自備電廠容量、電力公司發(fā)購電量及售電量、 各機電壓的線損率、與區(qū)外電量和電力交換情況、主 要能源價格等； 2.7 年度預測應按月收集以上所列經(jīng)濟、社會發(fā)展和供、 用電歷史資料的有關(guān)數(shù)據(jù)，還應收集水情、氣溫等其 它影響季節(jié)性電力需求的相關(guān)數(shù)據(jù)。2.8 應根據(jù)收集的資料，分析如下內(nèi)容： 本地區(qū)電力水平、電力消費彈性系數(shù)、用電結(jié)構(gòu)及電 力供需狀況。 全社會及分地區(qū)、分行業(yè)（部門）、居民生活的電力 消費水平及負荷特性。 電力價格需求彈性系數(shù)。2.9 應根據(jù)本地區(qū)電力工業(yè)發(fā)

17、展與區(qū)外聯(lián)系的有關(guān)資料， 對影響電力工業(yè)發(fā)展的資源、環(huán)境等外部條件做出綜 合分析。2.10 宜收集其它地區(qū)及國家有關(guān)用電資料（指標）：重 點行業(yè)（部門）的產(chǎn)品（產(chǎn)值）單位電耗、人均GDP、 人均用電量、人均生活用電量、用電增長率、電力消 費彈性系數(shù)、負荷密度等，并與本地區(qū)響應指標進行 比較分析。 第三章 影響電力需求的因素分析與預測3.1 在分析歷史和現(xiàn)狀資料的基礎(chǔ)上，應收集影響分析預 測期內(nèi)電力需求的有關(guān)因素的數(shù)據(jù)和資料。3.2 應分析國家及地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略目標、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和布 局以及相應的經(jīng)濟政策、經(jīng)濟調(diào)控措施等宏觀經(jīng)濟環(huán) 境對本地區(qū)分析預測期內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展和電力需求的影響。 3.3 應分析國家

18、經(jīng)濟體制改革、社會主義市場經(jīng)濟逐步發(fā) 育完善及電力市場運作機制改革對電力需求的影響。3.4 應分析預測內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展的有關(guān)因素對電力需求的影響。 內(nèi)容主要包括：經(jīng)濟發(fā)展水平、經(jīng)濟周期波動、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu) 狀況、高耗能產(chǎn)品產(chǎn)量、科技進步、居民收入及消費水平。 3.5 應分析預測期內(nèi)人口變化趨勢、城鄉(xiāng)人口結(jié)構(gòu)、勞動 力結(jié)構(gòu)、流動人口變化等社會發(fā)展以及新的經(jīng)濟增長 點等與電力需求的關(guān)系。3.6 應重點分析探究支柱產(chǎn)業(yè)（主導產(chǎn)業(yè)）、高新技術(shù)產(chǎn) 業(yè)發(fā)展以及新的經(jīng)濟增長點等與電力需求的關(guān)系。3.7 應分析電能在一次能源消費結(jié)構(gòu)中的比重，電力與其 它能源的相互替代等對電力需求的影響。3.8 應分析和預測各行業(yè)（部門）

19、單位面積（人均）用電 量和空調(diào)用電量的變化。3.9 應分析和預測居民生活用電的變化情況，包括：各類 家用電器擁有率、照明及各類電器耗電水平、電能在 居民生活能源消費中的比重的走勢以及生活用電電費 支出占生活費用支出的比重等。3.10 應分析推行節(jié)能和需求側(cè)管理對電力需求的影響。3.11 應分析產(chǎn)業(yè)、分行業(yè)（部門）、居民生活用電的日、 周、月、季、年的用電特性及其變化。3.12 應分析電網(wǎng)覆蓋面變化和供電條件改善對電力需求 的影響。 3.13 應分析和預測各類用戶的電價水平和電價結(jié)構(gòu)對電 力消費和負荷特性的影響。3.14 應分析氣溫及水情等變化引起用電水平及特性的變 化。 第四章 需電量預測4.

20、1 按照全社會和電網(wǎng)口徑進行需電量預測，應包括以下 內(nèi)容： 用電量需求總量； 第一、二、三產(chǎn)業(yè)和居民生活用電電量； 分行業(yè)（部門）需電量； 各經(jīng)濟區(qū)域、行政區(qū)域或供電區(qū)的需電量；4.2 對電力需求影響大的企業(yè)應單獨作需電量預測。4.3 應選擇兩種以上的方法進行需電量預測，其中必須包 括以社會經(jīng)濟發(fā)展為背景的部門分析法。 4.4 應分析和完善預測方法和參數(shù)，提高預測適用性和準 確性。4.5 對需電量有較大影響的因素要進行敏感性分析。4.6 對各種需電量的預測結(jié)果進行分析，提出兩個以上的 需電量方案。4.7 應計算各需求方案的用電結(jié)構(gòu)、人均用電量、需電量 增長速度等指標。 第五章 負荷及負荷特性預測5.1 按照全社會、電網(wǎng)和統(tǒng)調(diào)口徑對電力需求特性進行分 析和預測，應包括以下內(nèi)容： 年最大負荷； 分地區(qū)年最大負荷； 分行業(yè)（部門）年最大負荷； 分行業(yè)（部門）的典型日負荷曲線、典型周負荷曲 線、月負荷曲線、年負荷曲線； 年平均負荷率、年最小負荷率、年最大峰谷差、年 最大負荷利用小時