【硕士论文】中长期电力负荷预测的不确定性模型研究与应用.pdf

摘要
中长期电力负荷预测对于电网的容量规划、变电站选址、规模和建设时间优化等诸多问
题都有重要的意义。正因为此,针对负荷影响因素的复杂性和不确定性,本文研究与探索了
电力负荷的不确定性预测模型,以使预测更符合客观需要。
文章首先对描述和处理不确定性信息的不确定性数学理论进行了研究与介绍,重点是研
究与介绍了云理论和盲数理论,并探讨它们用于描述和处理电力负荷预测中不确定性信息的
可行性和优越性。
由于在电力负荷预测前期收集历史数据资料时,可能遇到历史数据缺损的情况。为此本
文接着研究了对历史数据缺损的情况,如何进行补缺和修正,以使预测的结果更加准确、可
信。除了在常用方法的基础上进行了改进,还重点探讨了两种有效的基于神经网络的预处理
方法。此外,还对特定历史条件下出现的拉闸限电情况的处理进行了一定的说明。
在探讨了电力负荷预测的特点、目前预测工作的现状和存在的问题,以及做了上述准备
工作的基础之上,鉴于中长期负荷预测需面对大量不确定性信息这一现实,本文应用一些新
兴理论改进和提出了六类中长期电力负荷预测的不确定性预测模型,分别是随机预测模型、
模糊预测模型、灰色预钡P汀⒃评砺墼げ饽P汀⒚なげ饽P秃臀慈分S欣硎楹显げ饽
型。其中尤其值得一提的是云理论预测模型和盲数预测模型,本文率先将云理论引入到电力
负荷预测中来,实现定性预测语言与定量数值之间的自然转换,克服了常用定性定量转换中
强硬规定性和确定性的弊端,预测结果为具有不确定性的点集;盲数预测模型由于盲数理论
本身的特点,较好地解决了影响中长期负荷预测的因素具有多种不确定性的问题;此外,为
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了解决单一负荷预测模型进行预测时对原始信息利用不足、预测结果由于预测方法本身的缺
陷而引起误差等问题,本文还提出了可虑除不合理预测值的未确知有理数组合预测模型。
在不确定性预测模型研究的基础上,结合北方某地区供电公司科技创新项目的实际需
要,我们用语言开发了一套以不确定性预测模型为主同时也包括大量常规预测模型
的电力系统中长期负荷预测软件。
最后,本文对研究内容进行了总结,并对由于时问等原因未能进一步展开的研究进行了
展望。
关键词:电力系统、中长期负荷预测、不确定性信息、数据缺损处理、不确定性预测模型、
预测软件
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负荷预测的研究意义及目的
凡事预则立,不预则废,科学的预测是正确决策的依据和保证。负荷预测“。堑缌ο
统领域的一个传统研究问题,是指从已知的电力系统、经济、社会、气象等情况出发,通过
对历史数据的分析和研究,探索事物之间的内在联系和发展变化规律,对负荷发展做出预先
估计和推测。负荷预测是电力系统规划、计划、用电、调度等部门的基础工作,其重要性早
已被人们所认识”
随着我国电力事业的迅速发展,特别是电力系统逐步过渡到商业化运行的情况下,电力
负荷预测作用更为重要。在保证系统安全可靠运行、满足用户需求的前提下,电力企业必须
更多的从经济效益方面考虑系统的规划、运行。而通过准确的负荷预测,可以避免资源的浪
费,从而提高电力系统的经济性“’⋯。
按照预测的目的和时间期限不同,电力系统负荷预测一般可分为长期、中期、短期和超
短期预测几类,在不同场合,其含义并不完全一致。如未来一个月到未来数年的负荷预测,
对调度部门而言,这属于长期负荷预测;对规划、计划部门来说,这属于中期负荷预测”
本文为了叙述方便,将电力负荷预测按时间期限进行分类,分为长期、中期、短期和超短期
负荷预测。长期负荷预测一般指十年以上并以年为单位的预测:中期负荷预测指五年左右并
以年为单位的预测:短期负荷预测是指一年之内以月、周、天、小时等为单位的负荷预测,
通常预测未来~个月度、未来一周、未来一天以及未来一天中每小时的负荷指标:超短期负
荷预测指未来一小时、未来半小时甚至未来几分钟的预测。同时,本文根据预测机理的不同,
又将长期预测、中期预测合称为中长期预测,短期预测、超短期预测合称为短期预测。
中长期预测是制定电力系统发展计划的基础”彩枪婊ぷ鞯闹匾W槌刹糠郑淠康
是为合理安排电源和电网的建设进度提供宏观决策的依据,使电力建设满足提高的需要。短期预测是电力计划部门、用电营销部门和调度部门的重要工作,
其目的是为了合理地安排电力系统的中短期运行计划,降低运行成本,提高供电可靠性,实
现调度部门的机组最优组合、经济调度等,其对现在与将来的电力市场有着重要的意义。负
荷预测精度越高,越有利于提高发电设备的利用率和经济调度的有效性⋯。
总之,随着电力市场改革的逐渐深入,负荷预测工作将更加重要,其对丁保证电力