【正文】 核心應(yīng)用軟件電力系統(tǒng)自動(dòng)化 第五章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化五、電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測 1 電力負(fù)荷的定義n指安裝在國家機(jī)關(guān)、企業(yè)、居民等用戶處的各種用電設(shè)備。n用電設(shè)備所消耗的電力或電量的數(shù)值。電力系統(tǒng)自動(dòng)化 第五章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化五、電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測 2 電力負(fù)荷預(yù)測的含義電力負(fù)荷預(yù)測是以電力負(fù)荷為對象的進(jìn)行的一系列預(yù)測工作。n從預(yù)測對象看，電力負(fù)荷預(yù)測包括對未來電力需求量（功率）的預(yù)測和對未來用電量的預(yù)測以及對負(fù)荷曲線的預(yù)測。其主要工作是預(yù)測電力負(fù)荷的時(shí)間分布和空間分布，為電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行提供可靠的決策依據(jù)。n最大負(fù)荷功率預(yù)測對于電力系統(tǒng)發(fā)電設(shè)備和輸電設(shè)備的容量非常重要。n負(fù)荷曲線的預(yù)測可以為研究電力系統(tǒng)的峰值、抽水蓄能電站的容量以及發(fā)輸電設(shè)備的協(xié)調(diào)運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支持。電力系統(tǒng)自動(dòng)化 第五章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化五、電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測 3 為什么要進(jìn)行電力負(fù)荷預(yù)測n電力負(fù)荷預(yù)測是電力企業(yè)的重要工作之一。n基于準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測可以經(jīng)濟(jì)合理地安排電力系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)電機(jī)組的啟停，保持電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，減少不必要的旋轉(zhuǎn)備用容量，合理安排機(jī)組檢修計(jì)劃，保持社會(huì)的正常生產(chǎn)和生活，有效地降低發(fā)電成本，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。n負(fù)荷預(yù)測工作的水平已成為衡量電力企業(yè)的管理是否走向現(xiàn)代化的顯著標(biāo)志之一。電力系統(tǒng)自動(dòng)化 第五章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化五、電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測 按范圍按時(shí)間1小時(shí)以內(nèi)，用于質(zhì)量控制、安全監(jiān)視、預(yù)防控制1日到 1周，火電分配，水火協(xié)調(diào)1月到 1年，機(jī)組檢修數(shù)年到數(shù)十年，電源發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃4 分類電力系統(tǒng)自動(dòng)化 第五章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化 負(fù)荷數(shù)據(jù)可以看做由三種不同變化趨勢的負(fù)荷分量組成：? 長期趨勢預(yù)測： 是負(fù)荷在較長的持續(xù)時(shí)間內(nèi)某種總趨勢分量，如隨國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特征。? 周期性趨勢分量： 以天、周、季節(jié)或年為周期而發(fā)生的周期性變動(dòng)分量。? 隨機(jī)性分量： 反映用戶負(fù)荷的一些偶然性變化，例如氣象影響。 此外，除了系統(tǒng)總負(fù)荷預(yù)測外，還應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)中每一 母線負(fù)荷預(yù)測 ，包括有功和無功。電力系統(tǒng)自動(dòng)化 第五章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化5 電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測的要求及影響因素? 要求：精度影響因素：負(fù)荷變化規(guī)律模型算法電力系統(tǒng)自動(dòng)化 第五章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化6 電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測的模型　　　　　　 L(t)=B(t)+W(t)+S(t)+V(t)時(shí)刻 t的正常負(fù)荷分量時(shí)刻 t的天氣敏感負(fù)荷時(shí)刻 t的特別事件負(fù)荷時(shí)刻 t的隨機(jī)分量負(fù)荷電力系統(tǒng)自動(dòng)化 第五章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化7 電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測的 方法? 線性外推法? 線性回歸法? 時(shí)間序列法? 卡爾曼濾波法? 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法? 灰色理論電力系統(tǒng)自動(dòng)化 第五章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化1）系統(tǒng)負(fù)荷的預(yù)測方法（ 1）回歸分析法 根據(jù)歷史數(shù)據(jù)及一些影響負(fù)荷變化的因素，尋找負(fù)荷和各影響因素之間的關(guān)系，從而預(yù)測將來負(fù)荷值。例如年最大負(fù)荷預(yù)測（線性回歸分析）： 式中 ： —— 第 n年年最大負(fù)荷； x1—— 第 n年人均國民生產(chǎn)總值； x2—— 第 n年一產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值； x3—— 第 n年二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值； x4—— 第 n年三產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值。 通過回歸分析，求出方程系數(shù)。然后對預(yù)測期國民生產(chǎn)總值、一、二、三產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的年均增長率給出估算值求得產(chǎn)值，代入回歸方程中，求取回歸常數(shù)（ a0）和回歸系數(shù)（ ai）算得預(yù)測年的最大負(fù)荷。電力系統(tǒng)自動(dòng)化 第五章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化1）系統(tǒng)負(fù)荷的預(yù)測方法（ 1）回歸分析法 基本步驟：? 獲取歷史數(shù)據(jù)? 找出負(fù)荷變化規(guī)律? 建立負(fù)荷預(yù)測模型（如線性回歸模型）? 建立擬合誤差方程（如誤差的最小二乘目標(biāo)函數(shù)）? 對擬合誤差方程求偏導(dǎo)，代入歷史數(shù)據(jù)? 求解回歸常數(shù)和回歸系數(shù)? 獲取未來影響因素的相關(guān)數(shù)據(jù)? 將數(shù)據(jù)代入負(fù)荷預(yù)測模型，獲得符合預(yù)測結(jié)果電力系統(tǒng)自動(dòng)化 第五章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化（ 2）時(shí)間序列法 有時(shí)影響負(fù)荷的因素錯(cuò)綜復(fù)雜，或數(shù)據(jù)難于獲得，回歸分析很難準(zhǔn)確預(yù)測負(fù)荷。而時(shí)間序列法是依據(jù)負(fù)荷過去的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，找到負(fù)荷和時(shí)間的變化規(guī)律，可采用的基本數(shù)學(xué)函數(shù)有：? 線性模型： y=a+bt。? 指數(shù)函數(shù)模型： y=k tb? 冪函數(shù)模型： y=k et? 對數(shù)函數(shù)模型： y=k log(t)? 邏輯斯諦模型： （ c0,a0,b0） 實(shí)際預(yù)測時(shí)，分別采用這五種模型對年最大負(fù)荷時(shí)間序列進(jìn)行回歸分析，建立數(shù)學(xué)模型，然后依據(jù)與歷史數(shù)據(jù)的擬和情況， 選擇一個(gè)擬和誤差最小 的模型作為實(shí)際計(jì)算模型，給出預(yù)測年的年最大負(fù)荷數(shù)據(jù)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化 第五章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化（ 3）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)類似于一個(gè) “多輸入－多輸出 ”的黑匣子，由一些能并行操作的簡單單元組成，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的功能是由單元之間的互連所決定的。 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是通過 “訓(xùn)練－調(diào)整－再訓(xùn)練－再調(diào)整 ”的過程，使得一個(gè)特定的輸入能夠通過網(wǎng)絡(luò)得到一個(gè)特定的輸出，其實(shí)質(zhì)是通過調(diào)整單元之間的相互影響參數(shù)。 利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測，其過程是將影響負(fù)荷的各種歷史數(shù)據(jù)和最終的負(fù)荷值分別作為網(wǎng)絡(luò)的輸入和輸出，通過 “訓(xùn)練－調(diào)整 ”過程，使歷史數(shù)據(jù)輸入最終能夠?qū)е孪鄳?yīng)的負(fù)荷（目標(biāo)值），然后，再將未來的相關(guān)數(shù)據(jù)輸入，從而得到所要預(yù)測的結(jié)果。（ 4）相似日法 基于相似負(fù)荷日的短期負(fù)荷預(yù)測方法，其基本思想是找到和預(yù)測負(fù)荷日影響因素相近的一個(gè)已知負(fù)荷日，從而得到預(yù)測值。電力系統(tǒng)自動(dòng)化 第五章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化2）母線負(fù)荷的預(yù)測方法 常用預(yù)報(bào)方法：將量測到的或預(yù)報(bào)出來的上一級地區(qū)負(fù)荷近似地分配到各母線上。? 簡單模型：對每個(gè)母線給出一個(gè)分配系數(shù)（總和為 1），用地區(qū)負(fù)荷乘此系數(shù)便可得到個(gè)母線上的負(fù)荷。? 層次負(fù)荷模型：負(fù)荷層次模型按區(qū)域分地區(qū)層、變電站層、饋線層和母線層，各層間有分配系數(shù)，且分配系數(shù)周期變化。層次的劃分，主要看各層次的負(fù)荷曲線是否一致。另外，若負(fù)荷類型不一致，還應(yīng)按負(fù)荷類型分層，分為系統(tǒng)負(fù)荷、類型負(fù)荷和母線負(fù)荷。 最終的母線負(fù)荷為綜合考慮的結(jié)果。電力系統(tǒng)自動(dòng)化 第五章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化8 負(fù)荷預(yù)測的基本程序n調(diào)查和選擇歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)資料n歷史資料的整理n對負(fù)荷數(shù)據(jù)的預(yù)處理n建立正確的負(fù)荷預(yù)測模型n應(yīng)用預(yù)測模型n評價(jià)預(yù)測結(jié)果n編寫預(yù)測分析報(bào)告電力系統(tǒng)自動(dòng)化 第五章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化小 結(jié) ? 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的組成；? 狀態(tài)估計(jì)的必要性、定義、步驟以及方法；? 電力系統(tǒng)的四種運(yùn)行狀態(tài)及約束條件；? 安全分析的種類、研究對象；? 在線安全分析的方法；? 系統(tǒng)安全水平的評價(jià)；? 安全控制的三道防線。電力系統(tǒng)自動(dòng)化 第五章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化本資料來源? 更多資料請?jiān)L問 .(....)電力系統(tǒng)自動(dòng)化 第五章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化演講完畢，謝謝觀看！