基于多变量分析的城市电网空间负荷预测方法.pdf

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1、第33卷第1／2期东北电力大学学报Vo1．33．No．1／22013年4月JournalOfNortheastDianliUniversityApr．，2013文章编号：1005—2992(2013)01／02—0039—05基于多变量分析的城市电网空间负荷预测方法肖白，杨修宇，穆钢，宋坤2，白洋，李介夫(1．东北电力大学电气工程学院，吉林吉林132012；2．辽宁省电力有限公司电力经济技术研究院，沈阳1100153．吉林省吉林供电公司，吉林吉林132001)摘要：提出了一种基于多变量分析的城市电网空间负荷预测方法。该方法采用“自上而下”的方式来实现

2、，首先建立计及经济、人口、气温等因素影响的多变量预测模型，并在此基础上预测出城市电网的负荷总量；然后根据城市用地信息，采用负荷密度指标法把负荷总量分配到各个供电小区，从而实现空间负荷预测。最后以吉林市城市电网为例进行分析，结果表明该方法是有效的。关键词：空间负荷预测；多变量预测模型；负荷密度指标法；地理信息系统；城市电网中图分类号：TM715文献标识码：A空间负荷预测(SpatialLoadForecasting，SLF)不仅要预测未来负荷的大小，还要预测未来负荷出现的位置j，是城市电网规划必不可少的计算，其预测结果是确定所需配置供电设备容量和分布的

3、基础。只有提高空间负荷预测的准确性，才能更加准确地指导变电站、馈线、开关设备等的投入和使用，使电网的投资及运行更加合理经济I4J，所以人们对SLF进行了大量研究，但多数都是集中于对用地仿真类预测方法和趋势类预测方法的研究，而且也没有讨论当地经济发展情况、人口水平、气候条件、产业结构等因素对负荷变化的影响。针对这种情况，本文试图通过在预测过程中综合考虑影响电力负荷发展的多个因素，建立计及其作用效果的预测模型来改善预测效果，提出了基于多变量分析的城市电网空间负荷预测方法。本文将SLF过程分为总量负荷预测和小区负荷预测两个阶段。在第一个阶段中引入经济计量模

4、型的分析手段，建立多变量预测模型，预测出城市电网的负荷总量。在第二个阶段中采用基于用地信息的负荷密度指标法，结合地理信息系统平台(GeographicInformationSystem，GIS)，把负荷总量分配到各个供电小区上，从而实现城市电网的SLF。最后通过实例分析表明，文中所给的基于多变量分析的城市电网空间预测方法是正确的、可行的。1基本原理基于多变量分析的城市电网SLF方法是采用“自上而下”的方式来实现的。该方法是以多变量预测模型预测城市电网的负荷总量。然后利用城市规划信息建立城市电网GIS，以获取用地信息，求出各用地信息的负荷密度指标。最后

5、完成城市电网SLF。其基本原理如图1所示。收稿日期：2012—09—14基金项目：国家自然科学基金项目(51177009)；吉林省教育厅科技项目(吉教科合字[2012]第i01号)；东北电力大学博士科研启动基金资助(BSJXM一201004)作者简介：肖白(1973一)，男，吉林省吉林市人，东北电力大学电气工程学院教授，博士，主要研究方向：电力系统规划、风险评估、继电保护．东北电力大学学报第33卷1．1多变量预测模型的建立采用多变量预测模型进行电力系统负荷预测，首先应找出影响电力负荷的影响因素，然后再从众总负量荷多影响因素中优选出主要影响因素。由于电

6、力系统预密测度的庞大性与复杂性决定了影响电力负荷的因素很指标多，但在实践中，主要的影响因素有GDP、人口、居民消费指数、气候条件、固定资产投资。多变量预测模型是以多元线性回归方程为基础，其一般形式为：Y=／3o+卢1“+卢22+⋯+卢航+，(1)其中：i=1，2，⋯，n；k为解释变量的数目；，，⋯，为解释变量，(k+1)为解释变量的数目；，⋯为待估参数；为随机扰动项，i为观测值下图1基于多变量分析的城市电网SLF原理标。该方程的参数估计步骤如下：取n组观测值(Y∽∽一，)i=1，2，⋯，n代人上式中可得下列形式：Yl=／3o+卢1l1+221+⋯+卢

7、1+／．Zl，yz+Mz+卢zzz‘+舵+U2(2)Y=卢o+11+2+⋯+卢+／L，式(2)的矩阵表达形式为：Y=XB+Ⅳ．(3)对于模型(3)，如果模型的参数估计值已经得到，则有=胎，(4)那么，被解释变量的观测值与估计值之差的平方和为：Q=∑e=∑(y一)=ete=(Y—xB)(Y—xB)，(5)根据最小二乘法原理，参数估计值应该是下列方程蠡(y—xB)，(y—xB)=0(6)的解。于是，参数的最小二乘估计值为：台=(XX)XY．(7)1．2预测模型检验模型参数估计出来后，需要对估计结果进行检验和评定，以便确定这些结果的可靠性。一般情况，模型检

8、验工作包括以下几个方面：(1)经济意义检验经济意义检验主要检验模型参数估计量在经济意义上的合理性。主要方法是