【正文】 目 錄 ..................................................................................................................................... 1 1 引言 ................................................................................................................................... 1 電力市場(chǎng)下的負(fù)荷研究及購電優(yōu)化的購電模式研究的背景 .............................. 1 電力市場(chǎng)下負(fù)荷預(yù)測(cè)的意義 ...................................................................... 2 電力市場(chǎng)下購電優(yōu)化的意義 ...................................................................... 2 負(fù)荷預(yù)測(cè)和購電優(yōu)化的方案選擇 .......................................................................... 3 負(fù)荷預(yù)測(cè)的方案選擇 .................................................................................. 3 購電優(yōu)化的方案選擇 .................................................................................. 4 本文研究的主要任務(wù) ............................................................................................... 4 負(fù)荷預(yù)測(cè)模型 .............................................................................................. 4 購電模式 ...................................................................................................... 5 2 多元線性回歸在電力負(fù)荷預(yù)測(cè)中的應(yīng)用 ....................................................................... 6 多元線性回歸的原理 ............................................................................................. 6 電力負(fù)荷預(yù)測(cè)多元線性回歸模型的建立 ............................................................. 7 某地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀和未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃 ............................................. 7 多元線性回歸的模型建立 ....................................................................... 10 多元線性回歸建模的結(jié)果分析與電力負(fù)荷預(yù)測(cè) ............................................... 11 多元線性回歸建模的結(jié)果分析 ............................................................... 11 基于多元線性回歸模型的電力負(fù)荷預(yù)測(cè) ............................................... 14 3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在負(fù)荷預(yù)測(cè)中的應(yīng)用 ............................................................................. 15 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與特點(diǎn) ....................................................................................... 15 Elman 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理 ........................................................................................ 15 Elman 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述 ................................................................................. 15 Elman 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ................................................................................. 16 Elman 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過程 ..................................................................... 17 基于 Elman 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè) .............................................................. 18 輸入數(shù)據(jù)的歸一化處理 ........................................................................... 18 隱含層數(shù)目的選擇 ................................................................................... 18 基于 Elman 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè) ................................................... 19 小結(jié) ...................................................................................................................... 23 4 基于線性規(guī)劃法的購電成本優(yōu)化 ................................................................................. 24 2 線性規(guī)劃法在購電優(yōu)化中的應(yīng)用 ...................................................................... 24 線性規(guī)劃法的原理 ................................................................................... 24 線性規(guī)劃法在購電優(yōu)化中的應(yīng)用 ........................................................... 26 某地區(qū)的裝機(jī)容量簡(jiǎn)介 ...................................................................................... 26 某地區(qū)電網(wǎng)分布和地理接線情況 ...................................................................... 27 某地區(qū)購電情況簡(jiǎn)介 .......................................................................................... 31 建立購電優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型 .................................................................................. 31 構(gòu)建購電優(yōu)化的功率傳輸模型 ............................................................... 31 購電優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型 ............................................................................... 32 某地區(qū)小水火電站的購電優(yōu)化數(shù)學(xué)模型 ............................................... 34 小結(jié) ...................................................................................................................... 42 5 總結(jié) ................................................................................................................................. 43 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 44 致 謝 ................................................................................................................................... 46 1 1 緒 論 課題研究背景 我國(guó)電力體制改革從 1998 年開始，已經(jīng)經(jīng)過十多年的改革，基本實(shí)現(xiàn)廠網(wǎng)分離，一定程度上實(shí)行了競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的機(jī)制，基本擺脫計(jì)劃經(jīng)濟(jì) 的束縛。原有的電力公司由過去的發(fā)電、輸電、配電一體的公司，已經(jīng)基本分解為獨(dú)立的發(fā)電企業(yè)和管理輸電、配電的電網(wǎng)公司兩大部分。隨著電力改革的深入，各發(fā)電企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制已經(jīng)形成，電力市場(chǎng)已經(jīng)形成電網(wǎng)公司為買方，發(fā)電企業(yè)為賣方的買賣關(guān)系，為實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，電能作為商品進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)成為必然。 電能是一種特殊的商品，電能的獨(dú)特性在于它不能大量存儲(chǔ)，電能的生產(chǎn)、傳輸、使用必須在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，其次電網(wǎng)是一個(gè)整體，其頻率和電壓必須維持在一個(gè)穩(wěn)定的值，所以對(duì)于供電要求必須要很穩(wěn)定，不能有劇烈的波動(dòng)。所以有必要對(duì)負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè) ，并且建立購電優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型，才不會(huì)造成電量和電價(jià)發(fā)生巨大的波動(dòng)。 市場(chǎng)的本質(zhì)是競(jìng)爭(zhēng)，通過競(jìng)爭(zhēng)，使得電力資源得到最大程度的使用，這和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略一致，而且隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)資源的節(jié)約更加重視，所以合理的競(jìng)爭(zhēng)能帶來更大的收益；但是此外，市場(chǎng)需要有公平的法則才約束競(jìng)爭(zhēng)才能使競(jìng)爭(zhēng)是良性的，競(jìng)爭(zhēng)的前提是需要保證公平。所以需要有一套對(duì)所有參與電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的成員的公平的保障規(guī)則，以此為前提從而使整個(gè)電力市場(chǎng)以經(jīng)濟(jì)性效益最高為目標(biāo)。 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化，用電量在逐年增加，所以有必 要對(duì)某個(gè)地區(qū)的電力市場(chǎng)狀況進(jìn)行分析并且預(yù)測(cè)未來的負(fù)荷增長(zhǎng)率。而且隨著目前我國(guó)電力市場(chǎng)改革的進(jìn)行，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)廠網(wǎng)分離，所以作為經(jīng)濟(jì)合作的成員，有必要實(shí)現(xiàn)購電優(yōu)化，才能保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)公司和發(fā)電企業(yè)雙方的經(jīng)濟(jì)利益達(dá)到最優(yōu)化。所以針對(duì)以上問題，嘗試用某個(gè)地區(qū)的數(shù)據(jù)來進(jìn)行 2 研究。通過過去幾年的負(fù)荷數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)某地區(qū)未來的中長(zhǎng)期電力負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，建立電力市場(chǎng)下購電優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用于某地區(qū)的 97 個(gè)小型水電站的購入電量。 電力市場(chǎng)下負(fù)荷預(yù)測(cè)的意義 前面說到，電能是一種非常獨(dú)特的能源，現(xiàn)有的技術(shù)不能使 電能大量存儲(chǔ)，電能的生產(chǎn)、傳輸、使用必須在同一時(shí)間完成。并且電網(wǎng)是一個(gè)整體，現(xiàn)在所有的用電設(shè)備都是根據(jù)電網(wǎng)的設(shè)定而設(shè)計(jì)的額定電壓、額定頻率，所以供電要求必須是十分穩(wěn)定的，不能有劇烈的波動(dòng)。因此，就需要負(fù)荷預(yù)測(cè)來預(yù)測(cè)可能需要的電能，來控制電能的生產(chǎn)，從而使電能的利用效率更高。 電力市場(chǎng)中決策所參考的數(shù)據(jù)中，電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的結(jié)果可以作為最好的參考依據(jù)。不同的時(shí)間長(zhǎng)度的負(fù)荷預(yù)測(cè)，有著不同的意義。負(fù)荷預(yù)測(cè)按預(yù)測(cè)的周期可以分為超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)、短期負(fù)荷預(yù)測(cè)和中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)。短期和超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)是對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的瞬時(shí)變化和短時(shí) 間內(nèi)的負(fù)荷需求作出判斷，保證日常正常的供電需求，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，以及及時(shí)采取電網(wǎng)發(fā)生波動(dòng)時(shí)候的緊急處理措施；中長(zhǎng)期期負(fù)荷預(yù)測(cè)主要用于電網(wǎng)的建設(shè)規(guī)劃，比如電網(wǎng)的改建，新電廠的投建規(guī)劃，以及預(yù)測(cè)相關(guān)政府政策和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)用電需求的影響。準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測(cè)，既可以保證用戶的用電需求，還可以盡可能的節(jié)約社會(huì)資源，有效地降低發(fā)電成本，提高電力系統(tǒng)的用電效率。 電力市場(chǎng)下的負(fù)荷預(yù)測(cè)是根據(jù)已有的社會(huì)發(fā)展情況、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件、人口、負(fù)荷的歷史數(shù)據(jù)等，結(jié)合未來的