【正文】 ....................................................................................... 5 負荷預(yù)測的原則和步驟 ....................................................................................... 5 負荷預(yù)測的原則 ........................................................................................ 5 負荷預(yù)測的模型 ........................................................................................ 6 負荷預(yù)測的步驟 ........................................................................................ 6 本章小結(jié) ............................................................................................................ 7 第 3 章 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理 ................................................................................................. 8 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述 ............................................................................................... 8 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特性 ........................................................................................ 8 人工神經(jīng)元模型 ........................................................................................ 8 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) BP 算法 ............................................................................................... 9 BP 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ............................................................................................... 9 BP 網(wǎng)絡(luò)的算法 ..........................................................................................10 BP 網(wǎng)絡(luò)的缺點和改進方法 ......................................................................... 11 本章小結(jié) ........................................................................................................... 11 第 4 章 整點負荷預(yù)測設(shè)計及其實現(xiàn) ................................................................................12 模型的設(shè)計及參數(shù)設(shè)定 ......................................................................................12 模型的設(shè)計 ..............................................................................................12 參數(shù)的設(shè)定 ..............................................................................................13 整點負荷預(yù)測數(shù)據(jù) .............................................................................................13 BP 仿真設(shè)計 .......................................................................................................15 預(yù)測結(jié)果分析 ....................................................................................................20 第 6 章 結(jié)論與展望 .........................................................................................................21 參考文獻 .........................................................................................................................22 附錄 ................................................................................................................................23 致謝 ................................................................................................................................26 電力系統(tǒng)整點負荷預(yù)測研究 1 第 1 章 緒論 負荷預(yù)測的背景和意義 電力系統(tǒng)的作用是為各類用戶盡可能經(jīng)濟地提供可靠而合乎質(zhì)量標準要求的電能，以隨時滿足各類用戶的需求。 負荷預(yù)測國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 長時間內(nèi)，人們發(fā)明了很多負荷預(yù)測的方法，比如傳統(tǒng)分析法和人工智能等。目前模糊集合理論應(yīng)用于負荷預(yù)測主要有以下幾種方法：模糊聚類法、模糊相似優(yōu)先比法、模糊最大貼近度法等 [4]。論文研究主要內(nèi)容如下： 第 1 章 介紹選題背景、目的及其意義，介紹本課題的發(fā)展現(xiàn)狀，說明本課題的主要工作任務(wù)。 中長期負荷預(yù)測主要是指對未來一年或幾年的負荷進行預(yù)測，超短期 負荷預(yù)測是指對未來幾分鐘幾小時的負荷進行預(yù)測，而短期負荷預(yù)測是對未來幾天的負荷進行預(yù)測。如果負荷預(yù)測員真正掌握了電力負荷的本質(zhì)規(guī)律，那么預(yù)測條電力系統(tǒng)整點負荷預(yù)測研究 5 件就是必然條件，所作出的預(yù)測往往是比較可靠的。電力系統(tǒng)負荷隨著人們用電的規(guī)律變化而變化，比如日負荷，在白天負荷變化平緩，到傍晚的時候負荷變化迅速增大，到深夜又迅速減少。 （ 4）其他因素。 (4)確定一個適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型。 負荷預(yù)測的步驟 預(yù)測負荷前，都要對歷史負荷進行分析總結(jié)，完成對未來負荷的預(yù)測。電力負荷其預(yù)測值與實際值一定有出入，即預(yù)測誤差，并且這是不可避免的。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特性 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)技術(shù)比起來，有以下明顯的特點： （ 1） 非線性。通過用實際的數(shù)據(jù)建模，對網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練，使輸出達到期望值。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) BP算法 BP 算法基本思想是最小二乘學(xué)習(xí)算法，它的算法過程是沿著梯度下降方向不斷修改權(quán)值閾值 ，直到達到設(shè)定的誤差的最小值。結(jié)構(gòu)圖如圖 31 所示 1x i j k 2x 1py ..... .... .... 1my nx 圖 31 三層 BP 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 福州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（ 論文） 10 BP 網(wǎng)絡(luò)的算法 設(shè)網(wǎng)絡(luò)有三層，第三層盡含輸出接點，網(wǎng)絡(luò)輸出為 y ，有 N 個輸入 kx（ k =1,2,3， ...,N），網(wǎng)絡(luò)輸出 ky 亦然。改進后的修正量為 )()1( ( 2 )( 2 )( 2 ) twdwEtw ijijkij ?????? ?? （ 34） （ 5） ?是增益項， ? 是矩參數(shù)，一般是 到 ，當(dāng)訓(xùn)練結(jié)果達到誤差精度的要求后，停止訓(xùn)練，如果達不到，回到（ 2）。第一個是附加沖量法，這種方法是在每個加權(quán)調(diào)節(jié)量上加上一項正比于前次加權(quán)變化量的值，可以明顯加快收斂速度。實際訓(xùn)練的時候，按照從小到大的順序逐個代入程序進行試驗，選出最合適的值。得到輸出預(yù)測結(jié)果之后，再將 輸出結(jié)果進行反歸一化處理，得到確切的預(yù)測負荷數(shù)值。 整點負荷預(yù)測數(shù)據(jù) 本文以某地區(qū) 5 到 20 日的整點負荷作為訓(xùn)練樣本，預(yù)測 2 2 23 日的整點負荷。激發(fā)函數(shù)分別選用雙曲正切函數(shù) tansing，又稱對稱的sigmond 函數(shù)，函數(shù)形式如 44 xxeexf11)( ?? （ 44） 隱層到輸出函數(shù)選用純 線性函數(shù) purelin 。 在經(jīng)過 3638 次訓(xùn)練之后，達到了訓(xùn)練目標，結(jié)果如圖 51 所示 0 500 1000 1500 20xx 2500 3000 3500104103102101100101102B e s t T r a i n i n g P e r f o r m a n c e i s 0 . 0 0 0 9 9 9 8 5 a t e p o c h 3 6 3 8誤差目標訓(xùn)練次數(shù) T r a i nB e s tG o a l 圖 41 訓(xùn)練結(jié)果 輸出結(jié)果再經(jīng)過反歸一化之后，得到了 21 日、 22 日和 23 日的預(yù)測負荷數(shù)據(jù)，和實際負荷值相比較得出了誤差，如表 4 4 44 所示 表 42 某地區(qū) 21 日負荷誤差表 單位（ kw） 時間 實際值 預(yù)測值 誤差（ %） 0:00 1847 1:00 1716 2:00 1618 3:00 1623 4:00 1606 5:00 1633 6:00 1805 7:00 1880 8:00 2037 9:00 2146 10:00 2242 電力系統(tǒng)整點負荷預(yù)測研究 17 11:00 2373 12:00 2058 13:00 2034 14:00 2129 15:00 2118 16:00 2210 17:00 2295 18:00 2318 19:00 2455 20:00 2398 21:00 2304 22:00 2231 23:00 2050 表 43 某地區(qū) 22 日負荷誤差表 單位（ kw） 時間 實際值 預(yù)測值 誤差（ %） 0:00 1871 1:00 1752 2:00 1702 3:00 1644 4:00 1605 5:00 1670 6:00 1826 7:00 1800 8:00 1854 9:00 20xx 10:00 2060 11:00 2218 12:00 1978 13:00 1938 14:00 20xx 15:00 1991 16:00 2071 17:00 2150 福州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（ 論文） 18 18:00 2216 19:00 2309 20:00 2264 21:00 2210 22:00 2127 23:00 1909 表 44 某地區(qū) 23 日負荷誤差表 單位（ KW） 時間 實際值 預(yù)測值 誤差（ %） 0:00 1754