應(yīng)用數(shù)學(xué)結(jié)課論文

1、課程論文論文題目： 唐山市電網(wǎng)用電量的預(yù)測 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專業(yè)年級： 完成時間： 成 績： 教師簽字： 批改日期： 河北聯(lián)合大學(xué)課程論文目錄引言2第一章 多元線性回歸31.1 多元線性回歸簡介31.2 多元線性回歸方程公式31.3 應(yīng)用多元線性回歸的注意事項3第二章 唐山市近幾年的用電量分析42.1 唐山市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟增長形式42.2 唐山市近幾年的用電量4第三章 唐山市未來幾年的電網(wǎng)用電量預(yù)測53.1 多元線性回歸模型53.2 變量選擇53.3 唐山市用電量的預(yù)測6第四章 結(jié)論7參考文獻8附件9摘要：通過對唐山市電網(wǎng)用電量情況的分析和計算，可以具體地反映出整個唐山市對于能源的利用及

2、其經(jīng)濟發(fā)展情況。因而預(yù)測唐山市未來幾年的用電量對于唐山的經(jīng)濟發(fā)展具有非常重要意義。利用已知的20012008年唐山市人口總量GDP以及用電量等數(shù)據(jù)，運用多元線性回歸模型，以唐山市人口總量和GDP為自變量，再以唐山市用電量情況為因變量，計算出多元線性回歸方程，利用該方程，預(yù)測出20142018年唐山市用電量，分析影響唐山市社會用電量的因素，從而得出用電量與人口和GDP有高度的線性相關(guān)性。關(guān)鍵詞：多元線性回歸 用電量 預(yù)測10引言唐山作為一個中國華北地區(qū)老牌的重工業(yè)城市，用電大戶，每年的用電量直接反應(yīng)了唐山市經(jīng)濟發(fā)展的整體情況。根據(jù)以往的用電數(shù)據(jù)來預(yù)測唐山市未來幾年的用電狀況，具有前瞻性，能夠在一

3、定程度上把握唐山的電力需求的發(fā)展態(tài)勢，有助于人們合理地安排電網(wǎng)內(nèi)部的調(diào)度，降低生產(chǎn)成本提高社會效益。進行預(yù)測的方法有很多種，但從目前所掌握的知識水平來看，應(yīng)用多元線性回歸來預(yù)測用電量具有模型簡單，操作簡單，得出結(jié)果可信度高等優(yōu)點，適宜選用。第一章 多元線性回歸1.1 多元線性回歸簡介線性回歸是利用數(shù)理統(tǒng)計中的回歸分析，來確定兩種或兩種以上變量間相互依賴的定量關(guān)系的一種統(tǒng)計分析方法，運用十分廣泛。分析按照自變量和因變量之間的關(guān)系類型，可分為線性回歸分析和非線性回歸分析。在回歸分析中，如果有兩個或兩個以上的自變量，就稱為多元回歸。事實上，一種現(xiàn)象常常是與多個因素相聯(lián)系的，由多個自變量的最優(yōu)組合共同

4、來預(yù)測或估計因變量，比只用一個自變量進行預(yù)測或估計更有效，更符合實際。因此多元線性回歸比一元線性回歸的實用意義更大。多元線性回歸的基本原理和基本計算過程與一元線性回歸相同，但由于自變量個數(shù)多，計算相當(dāng)麻煩，一般在實際中應(yīng)用時都要借助統(tǒng)計軟件。由于各個自變量的單位可能不一樣，比如說一個消費水平的關(guān)系式中，工資水平、受教育程度、職業(yè)、地區(qū)、家庭負擔(dān)等等因素都會影響到消費水平，而這些影響因素（自變量）的單位顯然是不同的，因此自變量前系數(shù)的大小并不能說明該因素的重要程度，更簡單地來說，同樣工資收入，如果用元為單位就比用百元為單位所得的回歸系數(shù)要小，但是工資水平對消費的影響程度并沒有變，所以得想辦法將各

5、個自變量化到統(tǒng)一的單位上來。具體來說，就是將所有變量包括因變量都先轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)分，再進行線性回歸，此時得到的回歸系數(shù)就能反映對應(yīng)自變量的重要程度。這時的回歸方程稱為標(biāo)準(zhǔn)回歸方程，回歸系數(shù)稱為標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)。1.2 多元線性回歸方程公式多元線性回歸方程公式為：（1-1）將上式化為標(biāo)準(zhǔn)回歸方程：（1-2）1.3 應(yīng)用多元線性回歸的注意事項由于都化成了標(biāo)準(zhǔn)分，所以就不再有常數(shù)項 b0 了，因為各自變量都取平均水平時，因變量也應(yīng)該取平均水平，而平均水平正好對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)分 0 ，當(dāng)?shù)仁絻啥说淖兞慷既?0 時，常數(shù)項也就為 0 了。第二章 唐山市近幾年的用電量分析2.1 唐山市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟增長形式在2000年以

6、前，唐山電網(wǎng)從地震以后就一直在建設(shè)完善中，并且已經(jīng)達到了一定的水平?！笆晃濉逼陂g，上級政府對唐山電網(wǎng)進行了一次徹底的建設(shè)改造，至“十一五”末，唐山電網(wǎng)將形成500千伏六角環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，220千伏雙環(huán)網(wǎng)及南北兩個雙環(huán)網(wǎng)，滿足屆時全社會凈用電量達到560億千瓦時的快速增長，最大供電負荷達到770萬千瓦。唐山市網(wǎng)架結(jié)構(gòu)日趨完善，供電能力明顯增強，經(jīng)營管理躍上了新臺階。用電水平遠高于全國城市人均用電水平，穩(wěn)居全國第二位，僅次于蘇州。到2010年，唐山電網(wǎng)將形成220千伏電網(wǎng)正常方式分區(qū)開環(huán)運行、異常方式互相支持的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，唐山電網(wǎng)已經(jīng)成為“結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進、安全可靠、運行靈活、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、經(jīng)濟高速”的堅

7、強電網(wǎng)。與唐山市的電網(wǎng)相配套發(fā)展的是唐山市的經(jīng)濟增長形式。眾所周知，唐山是一座具有百年歷史的沿海重工業(yè)城市，經(jīng)濟發(fā)展一直穩(wěn)居河北省前列，唐山所處的優(yōu)越的地理位置和各級政府的大力投入，2008年后GDP躍入“3000億俱樂部”已經(jīng)能達到全國20，唐山是一個一個常住人口超過700萬的大中型城市，各種產(chǎn)業(yè)都有良好發(fā)展，其中尤以鋼鐵，煤炭，冶金為支柱產(chǎn)業(yè)。雖然最近幾年唐山市的經(jīng)濟發(fā)展水平有所放緩，但其發(fā)展態(tài)勢仍然是不容小覷。2.2 唐山市近幾年的用電量唐山擁有眾多發(fā)電廠，是華北電網(wǎng)的主力產(chǎn)電地，是北京的供電大戶，而且這已經(jīng)是幾十年的歷史了。唐山是中國重要的重工業(yè)城市，唐山工業(yè)始于洋務(wù)運動時期，是李鴻章

8、重點發(fā)展的工業(yè)城市，這里有很多中國工業(yè)史上的第一，重工企業(yè)本身就是資源消耗的大戶，煤炭、陶瓷、鋼鐵、水泥、建材、機車車輛，這些重工不是東莞、深圳、寧波那些生產(chǎn)小家電和輕工業(yè)的地區(qū)所能比擬的。因此，唐山的用電量是不可小覷的。表2-1 唐山市近幾年的用電量年份用電量/億千瓦時生產(chǎn)總值/萬元人口/萬2001158.26691504737002002180.4299935437052003233.638110228787122004290.26176163117202005358.8202763747262006432.752236214107302007520.0227794190733200853

9、8.50936132447740第三章 唐山市未來幾年的電網(wǎng)用電量預(yù)測3.1 多元線性回歸模型在現(xiàn)實問題研究中，因變量的變化往往受幾個重要因素的影響，此時就需要用兩個或兩個以上的影響因素作為自變量來解釋因變量的變化，這就是多元回歸亦稱多重回歸。當(dāng)多個自變量與因變量之間是線性關(guān)系時，所進行的線性回歸分析就是多元線性回歸。多元線性回歸的一般形式為：（3-1）其中y為因變量，bi(i=0,1,2,k)為回歸系數(shù)，xi(i=0,1,2,k)為影響因變量的因素,有k個。e為隨機誤差，服從正態(tài)分布。用矩陣的形式描述如下，式中a0i=a0。（3-2）用最小二乘法可以求出上式中未知參數(shù)ai的估計值，將ai代入

10、式3-1中可得回歸方程。由回歸方程給定自變量xi可得出因變量的預(yù)測值。表3-1 建模數(shù)據(jù)年份用電量/億千瓦時生產(chǎn)總值/萬元人口/萬2001158.26691504737002002180.4299935437052003233.638110228787122004290.26176163117202005358.8202763747262006432.752236214107302007520.02277941907332008538.509361324477403.2 變量選擇本文的預(yù)測目標(biāo)為唐山地區(qū)用電量的預(yù)測。用電量的預(yù)測與全唐山地區(qū)的生活發(fā)展水平和人口數(shù)都有重要聯(lián)系，它反映了唐山市電力

11、需求情況和變化規(guī)律。唐山市用電量受唐山市經(jīng)濟因素和人口的影響。根據(jù)經(jīng)濟的內(nèi)在關(guān)聯(lián)度，我們選擇了唐山市生產(chǎn)總值（GDP）x1這一經(jīng)濟因素和地區(qū)常住人口數(shù)x2對唐山市用電量影響較大得兩個因素作為自變量建立模型。如公式：y=ax1+bx2+c式中y為唐山用電量，a、b、c為系數(shù)。3.3 唐山市用電量的預(yù)測（其中，a=-4005.75 ，c=5.845730525，是生產(chǎn)總值，是人口，是用電量）表3-1 應(yīng)用線性回歸對用電量進行預(yù)測年份用電量/億千瓦時生產(chǎn)總值/萬元人口/萬2014842.708399600000007602015919.59220764800000767.62016999.51679

12、169984000775.27620171082.69431475582720783.0287620181169.353681629337.6790.8590476表中按照8.5預(yù)測，考慮到人口增長放緩，預(yù)測數(shù)據(jù)按照1計算，從預(yù)測中可以計算出連續(xù)五年的社會用電量增長大約在8.5第四章 結(jié)論 通過建立多元線性模型可以看出，用電量與經(jīng)濟增長（GDP）和人口總數(shù)具有高度的相關(guān)性，但并非是簡單的線性相關(guān)，唐山是用電量主要分為工業(yè)用電和其他用電。工業(yè)用電與經(jīng)濟增長密切相關(guān)，因為唐山市是一個百年的重工業(yè)城市，重工業(yè)是唐山經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，例如唐山的冶金，煉鋼煉鐵，采礦等產(chǎn)業(yè)，而眾所周知重工業(yè)的生存和發(fā)展

13、是需要消耗大量電能的。所以唐山的用電量與唐山的經(jīng)濟增長有很大的關(guān)系，但隨著最年來對環(huán)保的重視，要求大力發(fā)展環(huán)保工業(yè)，減少重工業(yè)，所以重工業(yè)受到了一定的影響。致使這種相關(guān)性會有一定的減弱。而人口總數(shù)則是決定了唐山市的除工業(yè)用電以外的所有用電，唐山人口眾多，所以唐山未解決700萬人口的生活問題也需要很多的電能，尤其是在夏季炎熱冬季供暖的時候，城市用電和農(nóng)村用電也會達到一定的用電高峰，是電力系統(tǒng)處于緊張狀態(tài)。所以用電量與人口數(shù)也有高度相關(guān)性。參考文獻1韓正華，吳華基于多元回歸的京津唐電網(wǎng)用電量預(yù)測神華國華電力研究院有限公司.2丁浩，榮蓉基于多元線性回歸模型和灰色理論的山東省用電量預(yù)測中國石油大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院.3 王鵬飛.多元線性回歸方法在中國用電量預(yù)測中的應(yīng)用研究J.東北電力技術(shù) 2005年8 月 16-18.4李昉，羅武漢 基于多元線性回歸理論的河南省用電預(yù)測J.電網(wǎng)技術(shù)，2008年6月 124-126.5于之虹，郭志忠，數(shù)據(jù)挖掘與電力系統(tǒng)J 電網(wǎng)技術(shù)，2001,25 （8）.6高