【電力需求預(yù)測概念及原理綜述2000字】

電力需求預(yù)測概念及原理綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u7405電力需求預(yù)測概念及原理綜述 1101501電力需求預(yù)測概念 1250232電力需求影響因素分析 1315151中期電力需求影響因素分析 153122長期電力需求影響因素分析 183403中期電力需求預(yù)測方法 153754.1季節(jié)指數(shù)法 2188084.2ARIMA模型 3108994長期電力需求預(yù)測方法 3124524.1移動(dòng)平均法 3295604.2指數(shù)平滑法 41電力需求預(yù)測概念預(yù)測就是對(duì)歷史數(shù)據(jù)的研究和分析，研究材料之間的關(guān)系和密切程度是從分析結(jié)果得出的，這些關(guān)系和方法將用于確定未來的研究項(xiàng)目。電力預(yù)測是某一時(shí)間段內(nèi)，最大電量負(fù)荷水平的預(yù)測行為，也叫最大負(fù)荷量預(yù)測[6]。電力需求預(yù)測分為三類：(1)短期預(yù)測，最小間隔為1天的預(yù)測方法。(2)中期預(yù)測，指至少1個(gè)月的預(yù)測。(3)長期預(yù)測，指以一年為最短期限的預(yù)測[7]。2電力需求影響因素分析1中期電力需求影響因素分析影響中期電力需求的最常見因素是溫度。對(duì)于電力需求的中期預(yù)測，必須有足夠一個(gè)月的數(shù)據(jù)被納入算法或模型，所以在預(yù)測時(shí)要注意數(shù)據(jù)的內(nèi)部相關(guān)性。在一年的12個(gè)月中，由于溫度的影響，用電量存在一定程度的變化，因此必須選擇帶有季節(jié)性的方法或者模型來進(jìn)行預(yù)測。2長期電力需求影響因素分析一般來說，電力需求的長期影響可以分為兩類：①外部因素，主要是經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、人口收入和消費(fèi)水平、常住人口、氣候變化、技術(shù)發(fā)展、國家政策、城市進(jìn)程、重大災(zāi)害等[8]。②內(nèi)部因素的主要影響是來源于電價(jià)的。3中期電力需求預(yù)測方法4.1季節(jié)指數(shù)法季節(jié)性并不僅僅指的是一年四季的更迭，還可以指發(fā)生重大節(jié)日，如春節(jié)、五一、十一，的情況。季節(jié)指數(shù)法則是通過提取具有季節(jié)性的時(shí)間序列中的季節(jié)指數(shù)序列，由其中的規(guī)律性對(duì)研究對(duì)象的未來情況做出預(yù)測的方法。電力需求預(yù)測中通常要考慮季節(jié)因素的影響。當(dāng)我們遇到有季節(jié)因素并且長期趨勢以及有不規(guī)則成分的時(shí)間序列時(shí)我們可以利用季節(jié)指數(shù)平滑算法來對(duì)目標(biāo)進(jìn)行預(yù)測。通常情況下，可以根據(jù)季節(jié)因子的不同分解方式，將季節(jié)指數(shù)法分解為加法季節(jié)指數(shù)法和乘法季節(jié)指數(shù)法。加法季節(jié)指數(shù)法的公式如式1所示：…(1)其中，p為周期長度，當(dāng)p為12的時(shí)候，代指的是月份，當(dāng)p為4的時(shí)候，代指的是季度。、和分別代筆長期趨勢項(xiàng)、趨勢增加量和平滑值，與之對(duì)應(yīng)的平滑系數(shù)分別是、和，它們的取值都在0到1之間。用加法季節(jié)指數(shù)平滑模型得到未來一期的預(yù)測值為：……………(2)乘法季節(jié)指數(shù)平滑模型算法如下[59]:……(3)預(yù)測未來一期的預(yù)測值為：……………(4)預(yù)測未來第k期的序列值為:……………(5)4.2ARIMA模型如果是使用ARIMA模型對(duì)用電量進(jìn)行預(yù)測，會(huì)存在一個(gè)缺陷。因?yàn)橹衅谟秒娏康募竟?jié)性中存在隨機(jī)波動(dòng)分量，這個(gè)隨機(jī)波動(dòng)分量會(huì)對(duì)ARIMA模型的預(yù)測能力產(chǎn)生干擾。為了充分發(fā)揮ARIMA模型的能力，將ARIMA模型對(duì)用電量的增長趨勢的預(yù)測結(jié)果累加到季節(jié)因子和用電量的隨機(jī)參數(shù)，即得到最終的預(yù)測結(jié)果。具體的做法為：使用季節(jié)加法指數(shù)法從用電量中提取三個(gè)參數(shù)，分別為：用電量的增長趨勢Q，用電量的季節(jié)因子X，用電量的隨機(jī)參數(shù)S。對(duì)于X而言，不同年份的相同月份的季節(jié)因子相同。對(duì)于S而言，由于其自身具有隨機(jī)性，不能通過預(yù)測得到，因此可以使用算術(shù)平均法對(duì)需要預(yù)測月份的隨機(jī)參數(shù)進(jìn)行推算，具體公式如下：……(6)其中Si,j表示第i年第j月的電力使用量。對(duì)于Q而言，采用ARIMA模型直接進(jìn)行預(yù)測即可。至此，用電量的三個(gè)參數(shù)Q，X和S的預(yù)測值都已得到。最后，將Q，X和S進(jìn)行相加操作，即得到中期用電量的預(yù)測結(jié)果。4長期電力需求預(yù)測方法4.1移動(dòng)平均法移動(dòng)平均法隨著選取范圍向后滑動(dòng)依次計(jì)算子序列的平均值，是利用相鄰數(shù)據(jù)的平均值進(jìn)行預(yù)測的方法。當(dāng)我們的預(yù)測對(duì)象的歷史數(shù)據(jù)沒有呈現(xiàn)較大的波動(dòng)的時(shí)候即既沒有急速增長/下降且不存在季節(jié)性的波動(dòng)時(shí)，移動(dòng)平均法能很好的消除數(shù)據(jù)中的隨機(jī)波動(dòng)，從而獲得較好的預(yù)測效果。具體步驟為：時(shí)間序列計(jì)算第t期的一次移動(dòng)平均值計(jì)算公式為：……(7)利用 基礎(chǔ)上計(jì)算第t期的二次移動(dòng)平均值，其計(jì)算公式為：……(8)利用和估計(jì)線性趨勢模型的截距和斜率:……(9)建立線性趨勢預(yù)測模型為：……………(10)其中，表示預(yù)測超前期數(shù)；表示第期的預(yù)測值。4.2指數(shù)平滑法指數(shù)平滑法可以用參數(shù)控制數(shù)據(jù)在參與預(yù)測時(shí)的權(quán)重——降低遠(yuǎn)期數(shù)據(jù)的權(quán)重，提高近期數(shù)據(jù)的權(quán)重，這種做法也非常符合實(shí)際情況，就當(dāng)前數(shù)據(jù)而言，顯然是受到臨近數(shù)據(jù)的影響更大。常用的指數(shù)平滑法包括一次指數(shù)平滑法、二次指數(shù)平滑法以及三次指數(shù)平滑法。假設(shè)存在時(shí)間序列，那么它的一次指數(shù)平滑表達(dá)式為：…………(11)式中為第周期的一次指數(shù)平滑值；為加權(quán)系數(shù)，。2-51展開，可得：…(12)由于當(dāng)，時(shí)，于是上述公式就變?yōu)椋骸?13)由此可見實(shí)際上是的加權(quán)平均。加權(quán)系數(shù)依次為，可以看出，它是按照幾何級(jí)數(shù)進(jìn)行衰減的，所以數(shù)據(jù)越靠前就有更大的權(quán)重，而數(shù)據(jù)越靠后則有更小的權(quán)重。值得注意的是，