用電負(fù)荷預(yù)測(cè)

工廠用電負(fù)荷預(yù)測(cè)對(duì)工廠的生產(chǎn)調(diào)度及發(fā)展都有著至關(guān)重要的意義，它包括需用電量和用電負(fù)荷功率兩方面的預(yù)測(cè)。第三節(jié)用電負(fù)荷預(yù)測(cè)一、需用電量計(jì)算工礦企業(yè)需用電量取決于生產(chǎn)規(guī)模、用電負(fù)荷特性和生產(chǎn)增長(zhǎng)情況等因素，同時(shí)還受國(guó)家不同時(shí)期的經(jīng)濟(jì)政策、資源、市場(chǎng)需要等因素的影響。因此，在進(jìn)行需用電量測(cè)算時(shí)需收集和研究有關(guān)資料。國(guó)家電網(wǎng)(―)收集研究資料(1)各種產(chǎn)品產(chǎn)量及相應(yīng)的單位產(chǎn)品耗電量。(2)各種產(chǎn)品的工藝特點(diǎn)及生產(chǎn)方式。(3)新建工業(yè)企業(yè)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、產(chǎn)品種類及生產(chǎn)計(jì)劃。(4)工廠企業(yè)擴(kuò)建計(jì)劃及主要產(chǎn)品產(chǎn)量自然增長(zhǎng)趨勢(shì)。國(guó)家電網(wǎng)(二)計(jì)算需用電量主要根據(jù)各種產(chǎn)品的單位產(chǎn)品耗電定額和產(chǎn)品產(chǎn)量進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式為式中A──工廠需用電量，kWh；q──某種工業(yè)產(chǎn)品單位產(chǎn)品耗電量，kWh；m──某種工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量。國(guó)家電網(wǎng)4.回歸分析法3.電力彈性系數(shù)法2.經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法1.用電單耗法

二、需用電量預(yù)測(cè)工廠需用電量的預(yù)測(cè)按預(yù)測(cè)的期限不同而方法不同，

其常用的方法有以下幾類。用電單耗法一般用于年度計(jì)劃或近期需用電量預(yù)測(cè)，其預(yù)測(cè)公式為國(guó)家電網(wǎng)(一)用電單耗法──i產(chǎn)品的產(chǎn)量。式中──工廠t年需用電量，kWh；q──t年度i產(chǎn)品的用電單耗，kWh；──t年度不包括在i主要產(chǎn)品中的其他用電量，kWh；m(二)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法1.簡(jiǎn)單平均數(shù)法國(guó)家電網(wǎng)這種方法是根據(jù)過(guò)去實(shí)際用電量統(tǒng)計(jì)資料予以平均化，排除某些偶然性、波動(dòng)性因素，預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)，適用于短期預(yù)測(cè)，其預(yù)測(cè)公式為式中──預(yù)測(cè)期需用電量，kWh；n──所取實(shí)際需用電量期數(shù)；──第i期實(shí)際需用電量，kWh。例：某工廠1991?1995年逐年實(shí)際用電量為83800、87600、92410、97270、102720kWh,試預(yù)測(cè)1996年度需用電量。解：=92760(kWh)國(guó)家電網(wǎng)2.加權(quán)平均數(shù)法簡(jiǎn)單平均數(shù)法以各期數(shù)據(jù)參與平均的權(quán)數(shù)相等進(jìn)行平均。實(shí)際上，后期數(shù)據(jù)更能反映變化趨勢(shì)。加權(quán)平均數(shù)法就是對(duì)各期數(shù)據(jù)以不同的權(quán)數(shù)(后期權(quán)數(shù)大，前期權(quán)數(shù)小)參與平均，可使預(yù)測(cè)結(jié)果更為準(zhǔn)確。這種預(yù)測(cè)法一般適用于近期預(yù)測(cè)，其預(yù)測(cè)計(jì)算公式為式中──第i期的權(quán)數(shù)，一般取國(guó)家電網(wǎng)例：某工廠1991?1995年逐年實(shí)際用電量為83800、87600、92410、97270、102720kWh,用加權(quán)平均法預(yù)測(cè)1996年度需用電量。解：=95927(kWh)國(guó)家電網(wǎng)3.平均增長(zhǎng)率法這種方法用歷史數(shù)據(jù)先計(jì)算出一段時(shí)間(n年)內(nèi)總的發(fā)展進(jìn)度，再求出這n期的平均發(fā)展速度，以此作為預(yù)測(cè)的依據(jù)，這種方法對(duì)穩(wěn)定發(fā)展時(shí)期的預(yù)測(cè)有參考價(jià)值，但預(yù)測(cè)期不宜過(guò)長(zhǎng)，其預(yù)測(cè)計(jì)算式為或式中An+i──基年(初期第一年)后第n+i年的預(yù)測(cè)需用電量，kWh；A0──基年實(shí)際用電量，kWh；An──基年后第n年實(shí)際用電量，kWh；C──從基年到n年期間的平均增長(zhǎng)速度(平均增長(zhǎng)率)。國(guó)家電網(wǎng)國(guó)家電網(wǎng)例：已知某工廠1991年和1995年的實(shí)際用電量分別為83800kWh和102720kWh,該廠經(jīng)濟(jì)發(fā)展穩(wěn)步增長(zhǎng)，試預(yù)測(cè)1996、1997、1998年的需用電量。解：(1)1991?1995年期間的平均增長(zhǎng)率由式(2-31)取i=0，得An=A0(1+C)n，則將A0=83800，An=102720代入上式，得國(guó)家電網(wǎng)(2)預(yù)測(cè)1996、1997、1998年需用電量我們?cè)诘谝黄谝徽赂攀鲋性岬诫娏椥韵禂?shù)(電能消費(fèi)增長(zhǎng)系數(shù))的概念，它反映了用電量和國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值之間的發(fā)展規(guī)律。在用電量的預(yù)測(cè)中，利用電力彈性系數(shù)法進(jìn)行預(yù)測(cè)也是常用的方法之一。其預(yù)測(cè)公式為國(guó)家電網(wǎng)(三)電力彈性系數(shù)法(電能消費(fèi)增長(zhǎng)系數(shù))其中式中An──預(yù)測(cè)需用電量，kWh；A0──基期實(shí)際用電量，kWh；Kt──計(jì)劃期電力彈性系數(shù)，一般Kt>l；γy──預(yù)測(cè)期國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值年平均增長(zhǎng)率；C──計(jì)劃期用電量年平均增長(zhǎng)率；γ──計(jì)劃期國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值年平均增長(zhǎng)率；t──預(yù)測(cè)期數(shù)。(四)回歸分析法這種方法是應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)中的回歸原理，在需用電量和工廠生產(chǎn)總產(chǎn)值之間建立回歸模型，然后根據(jù)此回歸模型對(duì)工廠需用電量進(jìn)行預(yù)測(cè)。其中，線性回歸法是常用的一種預(yù)測(cè)法。國(guó)家電網(wǎng)1.一元線性回歸模型將兩組隨機(jī)變量x和y(x──生產(chǎn)總產(chǎn)值，y——需用電量)在直角坐標(biāo)中表示出來(lái)就得到散點(diǎn)圖，如圖所示。國(guó)家電網(wǎng)y=a+bx

當(dāng)這些散點(diǎn)在坐標(biāo)中的分布近似直線時(shí)，就可以用一個(gè)線性方程來(lái)描述這條近似直線，又因只有一個(gè)自變量，所以是一元線性回歸方程，即(a)(b)(c)式中：y──需用電量，單元；x──工廠生產(chǎn)總產(chǎn)值，單元；a、b──回歸系數(shù)；n──相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)。當(dāng)求得上述方程的兩個(gè)乘數(shù)a和b,就得到可預(yù)測(cè)需用電量的一元線性回歸模型，系數(shù)a和b的計(jì)算式（數(shù)學(xué)推導(dǎo)略）為例:某工廠生產(chǎn)總產(chǎn)值與用電量之間存有以下7對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)，見下表。試求工廠生產(chǎn)總產(chǎn)值為2.5單元時(shí)的需用電量。工廠生產(chǎn)總產(chǎn)值與用電量發(fā)展間的關(guān)系（單元）Xi1.001.141.211.281.461.531.87yi1.001.221.481.662.122.483.52解：(1）將x、y值畫在直角坐標(biāo)中得到散點(diǎn)圖，如圖所示。由圖可看出散點(diǎn)分布趨勢(shì)呈近似直線，故用一元線性回歸方程y=a+bx求解。(2）由公式求回歸系數(shù)所以回歸模型為y=-2.09+2.96x(3)工廠生產(chǎn)總產(chǎn)值為2.5單元時(shí)的需用電量y為y=a+bx=-2.09+2.96×2.5=5.31(單元)國(guó)家電網(wǎng)2.相關(guān)系數(shù)及其檢驗(yàn)從上面的分析可看出，對(duì)任何n組統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，都可求出其回歸模型。但它們有無(wú)實(shí)用價(jià)值，即x和y之間是否線性相關(guān)還要研究。如圖所示的三個(gè)散點(diǎn)分布圖，圖(a)的散點(diǎn)分布最接近直線；圖(b)大體是直線；圖(c)散點(diǎn)最不規(guī)則。

這三種散點(diǎn)分布情況求出的回歸模型，其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值相差甚遠(yuǎn)。為此，可用一個(gè)數(shù)量指標(biāo)r來(lái)描述x和y之間線性關(guān)系的密切程度，此r稱為相關(guān)系數(shù)。其計(jì)算式為(a)(b)(c)國(guó)家電網(wǎng)相關(guān)系數(shù)的取值范圍為-1<r<1（1）當(dāng)r=1時(shí)，變量x和完成線性相關(guān)，這時(shí)散點(diǎn)分布都嚴(yán)格分布在一條直線上，且當(dāng)變量x的值增大時(shí)，變量y也隨之相應(yīng)增大，這稱完全正相關(guān)，如圖(a)所示。（2）當(dāng)r=-1時(shí)，變量x和y完全線性關(guān)系，散點(diǎn)嚴(yán)格分布在一條直線上，只是x和y呈相反趨勢(shì)變化，稱為完全負(fù)相關(guān)，如圖(b)所示。（3）當(dāng)r=0時(shí)，變量x和y完全沒(méi)有線性相關(guān)，稱完全線性不相關(guān)，如圖(c)所示。（4）大部分情況為0<|r|<1，這時(shí)通過(guò)查相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)表(見下表)，判斷x和y是否線性相關(guān)。國(guó)家電網(wǎng)相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)表fa0.050.01fa0.050.01fa0.050.0110.9971.000150.4820.606290.3550.45620.950.99160.4680.59300.3490.44930.8780.959170.4560.575350.3250.41840.8110.917180.4440.561400.3040.39350.7540.874190.4330.549450.2880.37260.7070.834200.4230.537500.2730.35470.6660.798210.4130.526600.250.32580.6320.765220.4040.515700.2320.30290.6020.735230.3960.505800.2170.283100.5760.708240.3880.496900.2050.267110.5530.684250.3810.4871000.1950.254120.5320.661260.3740.4782000.1330.181130.5140.641270.3670.4673000.1130.148140.4970.623280.3610.46310000.0620.081國(guó)家電網(wǎng)──對(duì)應(yīng)自變量為xi時(shí)的預(yù)測(cè)值；yi──對(duì)應(yīng)自變量為xi時(shí)的統(tǒng)計(jì)（實(shí)測(cè)）值；K──為回歸模型系數(shù)的個(gè)數(shù)，一元回歸k=2，二元回歸k=3等。3.置信區(qū)間的確定利用數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)時(shí)，可估算出一個(gè)值，但對(duì)實(shí)際工作中有意義的不一定是一個(gè)值，而往往是一個(gè)范圍或區(qū)間，這個(gè)區(qū)間稱置信區(qū)間。國(guó)家電網(wǎng)

置信區(qū)間是由回歸標(biāo)準(zhǔn)偏差σ來(lái)確定的，其標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算公式為式中：國(guó)家電網(wǎng)三、用電負(fù)荷功率預(yù)測(cè)用電負(fù)荷預(yù)測(cè)和需用電量預(yù)測(cè)有密切聯(lián)系。需用電量預(yù)測(cè)的許多方法包括單耗法、經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法、回歸分析法對(duì)用電負(fù)荷預(yù)測(cè)在相應(yīng)的條件下都可使用。工廠用電負(fù)荷功率的預(yù)測(cè)按下式計(jì)算式中：P──工廠的最高負(fù)荷，kW；A──用戶的需用電量，kWh；Tmax──最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)h這種預(yù)測(cè)方法的基礎(chǔ)是需用電量的精確預(yù)測(cè)。