电力系统负荷预测方法综述

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1、电力系统负荷预测方法综述第36卷第6期2010年6月信息化研究InformatizationResearehVo1.36No.6Jun.20lO电力系统负荷预测方法综述蔡夏,邢骏(1.国电南京自动化股份有限公司,江苏省南京市210003;2.武汉供电公司,湖北省武汉市430061)摘要:电力系统负荷预测关系到电力系统的调度运行和生产计划,准确的负荷预测有助于提高系统的安全性和稳定性,能够减少发电成本.随着电力市场的建立和发展,短期负荷预测将发挥越来越重要的作用.文中系统分析了电力系统负荷预测的相关

2、方法,包括传统负荷预测方法,基于人工智能的负荷预测方法,时频分析的动态预测方法以及动态过程描述的负荷预测方法,对各种不同方法的基本原理和优缺点进行了描述.最后,文中认为实用的负荷预测方法应该是结合各种预测模型优点的组合方法.关键词:电力系统;负荷预测;预测模型中图分类号:TM7150引言电力系统是由发电厂,输电线路,配电系统及负荷组成的复杂系统.电力系统的经济运行是在满足安全和一定质量要求的条件下尽可能提供运行的经济性,即合理地利用现有的能源和设备,以最少的燃料消耗量(或燃料费用,运行成本)保证对

3、用户可靠而满意地供电.负荷预测作为能量管理系统(EMS))电力市场运行管理的重要组成部分,其预测结果同电力系统的安全,经济运行密切相关..电力负荷预测是指定发电计划和电力系统发展规划的基础.负荷预测根据用于不同目标一般可分为超短期,短期,中期和长期预测J.超短期负荷预测指未来一小时内的负荷预测,主要用于电能质量控制,安全监视,预防和紧急控制等;短期负荷预测指未来一天到一周的负荷预测,主要用于机组优化组合,经济潮流控制,水火电协调等;中期负荷预测指提前几个月到一年实施的负荷预测,主要用于水库调度,燃

4、料计划及机组维修等;长期负荷预测指提前若干年实施的负荷预测,主要是对电网的改建,系统的远景规划,新电厂的投建等.近年来负荷预测的手段已由人工预测方式逐步被计算机预测方式所代替.这使得大量负荷预测方法和预测模型的采用成为可能,为提高负荷预测精度创造了有利条件.负荷预测的核心问题是如何利用现有的历史数据(历史负荷数据和气象数据等),采用适当的预测方法对未来时刻或时间段内的负荷值和电量值进行估计.进行负荷预测要具备两方面的条件:一是历收稿日期:2010-05—12;修回日期:2010-05?26.史数据

5、信息的可靠性;二是预测方法的有效性.由于现在电力系统管理信息系统的逐步建立以及气象部门气象预测水平的提高,各种历史数据的获取已不再困难,因此负荷预测的核心问题是预测方法的预测能力水平高低.1传统的负荷预测方法电力负荷的一大特点是其明显受到各种环境因素的影响,如季节更替,天气因素突然变化,设备事故和检修,重大社会活动等,这使得负荷时间序列的变化出现非平稳的随机过程.传统负荷预测方法对于这些因素的处理通常显得不够有效,传统理论和方法主要包括以下几种:1)趋势外推法J:趋势外推法是根据负荷的变化趋势对未

6、来负荷情况进行预测.电力负荷虽然具有随机性和不确定性,但在一定条件下,仍存在着明显的变化趋势,例如农业用电,在气候条件变化较小的冬季,日用电量相对稳定,表现为较平稳的变化趋势.这种变化趋势可为线性或非线性,周期性或非周期性等等.选择合适的趋势模型是应用趋势外推法的重要环节,图形识别法和差分法是选择趋势模型的两种基本方法.2)时间序列法4.:时间序列法把负荷数据看作是一个按季节,按周,按天以及按小时周期性变化的时间序列并将实际负荷和预测负荷之间的差值看作一个平稳的随机过程进行分析和处理.时间序列法又

7、分为确定型时序法和随机型时序法,前者包括时间序列平滑法,时问序列分解法和谱展开法等;后者包括马尔可夫法,Box-Jer-kins法(又称ARMA模型法)和状态空间法等.3)回归分析法:回归分析法是根据负荷过去的历史资料,建立可进行数学分析的数学模型,对未来?综述与评论?信息化研究2010年6月的负荷进行预测.其特点是将预测目标的因素作为自变量,将预测目标作为因变量,具有较强的内插能力.回归分析法属于相关法预测,它通过建立某些解释变量与负荷之间的因果关系(用函数表达)而获得负荷预测.由于影响负荷因素

8、的多样性,突发性和随机性,造成传统的负荷预测误差大,在扰动情况下不具备鲁棒性,对节假日等特殊负荷模型的预测效果差,无法满足实用化的精度要求.4)灰色模型法引:灰色系统理论是研究解决灰色系统分析,建模,预测,决策和控制的理论,近年来,它已在气象,农业等领域得到广泛应用.从电力系统的实际情况可知,影响电力负荷的诸多因素中,一些因素是确定的,而另一些因素则是不确定的,故可以把它看作是一个灰色系统.灰色系统具有计算简洁,精度高,实用性好的优点,它在电力负荷预测中已有很多成功的应用.该方法适