【正文】 變量的函數(shù)。以下我們從一般的基礎上進行討論。,即可選擇 （32）當選定了函數(shù)類型之后，就要確定其中的常數(shù)。當某一量的增長率接近常數(shù)時，其增長趨勢常用指數(shù)曲線來擬合。從負荷預測問題來看，通常選擇的函數(shù)或者趨勢曲線有以下幾種：1 直線 ；2 拋物線 ；3 三階曲線 ；4 指數(shù)曲線 ；5 幾何曲線 6 增長曲線 7 Compertz曲線 。即 （31）這種根據(jù)誤差平方和最小的原則選擇f(x)的近似函數(shù)的方法就叫曲線擬合的最小二乘法?，F(xiàn)在用表示近似函數(shù)在點的誤差 （i=1，2，……，n）在一般情況下使用（i=1，2，……，n）全都為零是不可能的。從幾何上講，就是希望根據(jù)表中所列的一組離散點（1，），（2，），……，（10，）求函數(shù)y=f(x)圖像的一條擬合曲線。在預測時為方便起見，我們用標中的序號作為自變量。例如。附錄主要包括說明正文的附表、資料，預測中采用的計算方法的推導和說明，以及正文中未列出的有價值的其他資料[12]。正文包括分析及預測過程、預測模型及說明、有關計算方法、必要的圖表、預測的主要結論及對主要結論的評價。摘要通常說明預測中的主要發(fā)現(xiàn)、預測的結果及提出的主要建議和意見。預測報告一般包括題目、摘要、正文、結論、建議、和附錄等部分。若誤差太大，就失去了預測的意義，并從而導致電力規(guī)劃的失誤。因此，在得到預測結果后必須對預測結果的準確度和可靠性進行評價。 評價預測階段預測的主要成果是得到預測結果。由于影響預測對象的諸因素可能會發(fā)生變化，從而可能使未來的實際結果與預測依據(jù)的歷史資料呈現(xiàn)的規(guī)律不相吻合，預測人員必須適時的對預測模型及預測結果加以修正。如果是采用定量預測方法來進行預測，就要根據(jù)建立的定量預測模型，帶入預測期的自變量目標值，就可以獲得預測期所要的預測變量值。因此，必須根據(jù)對資料的占有情況，以及預測目標、預測期限，預測環(huán)境、預測結果的精確度，同時考慮預測本身的效益成本分析等進行權衡，以便作出合理的選擇。要根據(jù)資料的掌握情況及資料樣式，選擇相應的預測方法，尋求預測量的演變規(guī)律或趨勢，建立預測模型。對經過鑒別整理后的資料要進行分析，以尋求其規(guī)律。因此，在調查搜集資料的過程中對搜集得到的資料應進行鑒別，去粗取精，去偽存真，以保證預測中使用的資料翔實可靠。這些資料的主要來源有兩種途徑：一是各國政府、研究機構等定期或不定期發(fā)表的報刊、資料、文獻、和其他出版物；二是預測人員通過調查所獲得的資料。資料是預測的基本依據(jù)，占有的資料的充裕程度及資料的可信度，對預測結果的可信度是至關重要的。預測內容是指包括電力、電量、電力負荷的地區(qū)分布，電力負荷隨時間的變化規(guī)律，以及電力負荷曲線特征及負荷曲線等。確定目標就是要在明確預測目的前提下，規(guī)定預測對象的范圍、內容和預測期限。 準備階段準備階段的工作是由確定預測目標、落實組織工作、搜集資料、分析資料和選擇方法等工作組成。對中、長期負荷預測，要特別研究國民經濟發(fā)展、國家政策等的影響[11]。③中期負荷預測是指月至年的負荷預測，主要是確定機組運行方式和設備大修計劃等。負荷預測根據(jù)目的的不同可以分為短期、中期和長期：①超短期負荷預測是指未來1h以內的負荷預測，在安全監(jiān)視狀態(tài)下，需要5～10s或1～5min的預測值，預防性控制和緊急狀態(tài)處理需要10min至1h的預測值。電力負荷大小及其在時間上的分布特征，對電力規(guī)劃及電力系統(tǒng)運行是至關重要的。它是進行能源供需平衡的主要依據(jù)。無功負荷的大小及分布是確定電力系統(tǒng)無功電源規(guī)劃的基礎，也是影響電力系統(tǒng)安全經濟運行的重要因素。有功負荷的分布是輸電線路設計的基礎，也是變電所配置的基礎，即有功負荷的地區(qū)分布特點是輸變電規(guī)劃和配電規(guī)劃的主要依據(jù)。最大有功負荷的大小是確定電力系統(tǒng)裝機規(guī)模的基礎數(shù)據(jù)，換句話說是電源規(guī)劃的依據(jù)。2 電力負荷預測的基本概念 電力負荷預測的內容電力負荷預測的內容是指需要測算些什么量（或參數(shù)），歸納起來有以下一些參數(shù)需要測算。(5) 建立人工神經網(wǎng)絡算法程序, 得出MATLAB的圖形。(2) 學習有關負荷預測的基礎知識。 本文主要的研究工作通過本次畢業(yè)設計，我們要對所學知識得以鞏固與加強；了解目前負荷預測的概況，弄清負荷預測的常用方法方法，完成電力負荷預測；培養(yǎng)運用所學知識分析和解決問題的能力，鍛煉和提高學生的綜合素質本設計主要是學習負荷預測的一般方法，在此基礎上，結合某地區(qū)的實際負荷，將所研究方法應用到負荷預測上，完成相應的負荷預測計算和分析。模糊系統(tǒng)不管其是如何進行計算的，從輸入輸出的角度講它是一個非線性函數(shù)。（5） 模糊負荷預測模糊負荷預測是近幾年比較熱門的研究方向。其優(yōu)于傳統(tǒng)的Fourier分析的主要之處在于：能對不同的頻率成分采用逐漸精細的采樣步長，從而可以聚焦到信號的任意細節(jié)，尤其是對奇異信號很敏感，能很好的處理微弱或突變的信號，其目標是將一個信號的信息轉化成小波系數(shù)，從而能夠方便地加以處理、存儲、傳遞、分析或被用于重建原始信號。目前，國內外有關小波在電力系統(tǒng)中的應用的文獻還很少，這個領域還是很少，然而，由于其獨特的分析方法，在電力系統(tǒng)負荷預測方面一定會有很好的前景[10]。此后，中國學者崔錦泰和王建忠構成了基于樣條函數(shù)的單正交小波函數(shù)，并討論了具有最好局部化性質的尺度函數(shù)與小波函數(shù)。這樣，小波分析的理論大廈就基本奠定了。1988年，Daubechies構成出了具有有限支撐的正交小波基。1986年，法國數(shù)學家Mayer創(chuàng)造性地構造出了一個具有一定衰減特性的光滑函數(shù)，它的二進制伸縮和平移系構成L（R）的規(guī)范正交基，實現(xiàn)了信號在時頻空間同時局部化的正交分解。1984年法國地球物理學家Morlet在分析地震波的局部性時，把小波運用于對信號分解，取得了滿意的分析結果。小波分析方法的提出，可以追溯到1910年Harr提出的“小波”規(guī)范正交基及1938年LittlewoodPaley對Fourier變換的相位變化本質上不影響函數(shù)的LP理論。由于小波分析在理論上的完美性以及在應用上的廣泛性，在短短的幾年中，受到了科學界、工程界的高度重視，并且在信號處理、圖象處理、模式識別、地震預報、故障診斷、狀態(tài)監(jiān)視、CT成象、語言識別、雷達等十幾個科學領域中得到應用。（4） 小波分析預測技術小波分析（Wavelet）是本世紀數(shù)學研究成果中最杰出的代表[9]。誤差反向傳播算法又稱為BP法，提出一個簡單的三層人工神經網(wǎng)絡模型，就能實現(xiàn)從輸入到輸出間非線性映射任何復雜函數(shù)關系。因此，預測被當作人工神經網(wǎng)絡（簡記為ANN）最有潛力的應用領域之一，許多人都試圖應用反傳學習算法訓練ANN。所以，一個完整的專家系統(tǒng)是有四部分組成的，即知識庫、推理機、知識獲取部分和解釋界面。借助專家系統(tǒng)，負荷預測人員能識別預測日所屬的類型，考慮天氣因素對負荷預測的影響，按照一定的推理進行負荷預測。在此基礎上，進一步研究了離散函數(shù)光滑性，微分方程背景值、平射性等一些基本問題，同時也考慮了有限和無限的相對性，定義了指標集拓撲空間的灰導數(shù)，最后解決了微分方程的建模問題[7]。這一工作開始并不順利，一時建立不起可供應的模型。后來，他接受了全國糧食預測的課題，為了搞好預測工作，他研究了概率統(tǒng)計追求大樣本量，必須先知道分布規(guī)律、發(fā)展趨勢，而時間序列法只致力于數(shù)據(jù)的擬合，不注重規(guī)律的發(fā)展?；疑到y(tǒng)理論的形成是有過程的?；疑到y(tǒng)理論把負荷序列通過生成變換，使其變化為有規(guī)律的生成數(shù)列再建模，用于負荷預測。（1） 灰色數(shù)學理論灰色數(shù)學理論是把負荷序列看作一真實的系統(tǒng)輸出，它是眾多影響因子的綜合作用結果。 現(xiàn)代負荷預測方法20世紀80年代后期，一些基于新興學科理論的現(xiàn)代預測方法逐漸得到了成功應用。雖然經典的數(shù)學統(tǒng)計方法具有速度快的優(yōu)點，但是其預測模型比較簡單，很難準確描述負荷預測的實際模型，所以其精度較差。從數(shù)學上看，就是利用數(shù)理統(tǒng)計中的回歸分析方法，通過對變量的觀測數(shù)據(jù)進行分析，確定變量之間的相互關系，從而實現(xiàn)預測目的。時間列模型的缺點在于不能充分利用對負荷性能有很大影響的氣候信息和其他因素，導致了預報的不準確和數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定。 經典預測方法 （1） 時間序列法時間序列法是一種最為常見的短期負荷預測方法，它是針對整個觀測序列呈現(xiàn)出的某種隨機過程的特性，去建立和估計產生實際序列的隨機過程的模型，然后用這些模型去進行預測。因此，電力負荷預測是一項十分重要的工作，它對于保證電力工業(yè)的健康發(fā)展，乃至對于整個國民經濟的發(fā)展均有著十分重要的意義。全國性的電力負荷預測，為編制全國電力規(guī)劃提供依據(jù)，它規(guī)定了全國電力工業(yè)的發(fā)展水平、發(fā)展速度、源動力資源的需求量，電力工業(yè)發(fā)展的資金需求量，以及電力工業(yè)發(fā)展對人力資源的需求量。正確地預測電力負荷，既是為了保證無條件供應國民經濟各部門及人民生活以充足的電力的需要，也是電力工業(yè)自身健康發(fā)展的需要。較高的預測精度充分表明了它的科學合理性。電力負荷預測就是在正確的理論指導下，在調查研究掌握大量翔實資料的基礎上，運用可靠的方法和手段對電力負荷的發(fā)展趨勢作出科學合理的推斷。另一方面是指上述各用電單位、用電部門或用電設備使用電力和電量的具體數(shù)量[4]。實際算例表明，這種方法應用在短期負荷預測方面有較高的精度。其中首先根據(jù)實際經驗將一周的7天分為工作日（星期一到星期五）和休息日（星期六和星期天）等兩種類型；然后建立相應的人工神經網(wǎng)絡模型用以預測負荷歸一化系數(shù)；最后通過最小二乘法預測日最大負荷和日最小負荷。人工智能方法包括人工神經網(wǎng)絡法、專家系統(tǒng)方法和模糊推理方法、小波分析等。現(xiàn)有的預測方法大體可以分為2類：經典的數(shù)學統(tǒng)計方法以及上世紀90年代興起的各種人工智能方法。因此，電力負荷預測是一項十分重要的工作，它對于保證電力工業(yè)的健康發(fā)展，乃至對于整個國民經濟的發(fā)展均有著十分重要的意義。中、短期負荷預測是隨著電力系統(tǒng)EMS的逐步發(fā)展而發(fā)展起來的，現(xiàn)已經成為EMS必不可少的一部分和為確保電力系統(tǒng)安全經濟運行所必需的手段之一。所以正確的電力負荷預測既可以為國民經濟的發(fā)展提供充足的電力，也可以為電力系統(tǒng)自身的發(fā)展提供幫助，特別是對于電力系統(tǒng)規(guī)劃而言，準確的負荷預測是整個規(guī)劃工作的基礎和前提。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 44 頁 共 44 頁電力負荷預測方法研究1 緒論電力工業(yè)的發(fā)展一方面直接制約著國民經濟和社會的發(fā)展，另一方面電力工業(yè)的發(fā)展也依賴于社會對電力的需求。電力系統(tǒng)的作用就是對各類用戶提供盡可能經濟可靠而合乎標準要求的電能，以隨時滿足各類用戶的要求，用電力系統(tǒng)的術語來說，就是滿足負荷要求。電力系統(tǒng)短期負荷預測對未來1日至1周的負荷進行預測，而中期負荷預測則是對未來一月至一年的負荷進行預測的。電力系統(tǒng)負荷預測為這一地區(qū)電力規(guī)劃奠定了一定的基礎，同時也為這一地區(qū)電力工業(yè)布局、能源資源平衡、電力余缺調劑，以及電網(wǎng)資金和人力資源的需求與平衡提供可靠的依據(jù)。負荷預測技術經過幾十年的發(fā)展，人們提出了許多的預測方法。經典的數(shù)學統(tǒng)計方法包括線性外推法、多元線性回歸法、時間序列法和狀態(tài)空間法等。本文介紹了一種基于BP神經網(wǎng)絡的短期負荷預測方法[1]。利用相應的BP神經網(wǎng)絡方法對未來24小時負荷進行短期預測[2]，該方法充分發(fā)揮了神經網(wǎng)絡處理非線性問題的能力和人工神經網(wǎng)絡自學習、自適應的優(yōu)點。 電力負荷預測研究的意義電力負荷有兩方面的含義[3]：一方面是指電力工業(yè)的服務對象，包括使用電力的部門、機關、企事業(yè)單位、工廠、農村、車間、學校以及各種各樣的用電設備。電力負荷預測中的負荷概念是指國民經濟整體或部門或地區(qū)對電力和電量消費的歷史情況及未來的變化發(fā)展趨勢。本文中基于神經網(wǎng)絡的電力短期負荷預測就是在大量有關電力短期負荷研究和神經網(wǎng)絡理論的指導下，在充分調查研究處理了某市某年某月一個月700多組數(shù)據(jù)后，應用了神經網(wǎng)絡理論與MATLAB的實現(xiàn)方式，進行了編程仿真，得出了月底某工作日和某休息日兩天的各小時點的具體負荷[5]。電力用戶是電力工業(yè)的服務對象，電力負荷的不斷增長是電力工業(yè)發(fā)展的根據(jù)。電力負荷預測工作既是電力規(guī)劃工作的重要組成部分，也是電力規(guī)劃的基礎。本文對某地區(qū)進行電力負荷的中、短期預測，它為這一地區(qū)電力規(guī)劃奠定了一定的基礎，同時也為這一地區(qū)電力工業(yè)布局、能源資