【正文】 變量的函數(shù)。以下我們從一般的基礎(chǔ)上進(jìn)行討論。,即可選擇 （32）當(dāng)選定了函數(shù)類型之后，就要確定其中的常數(shù)。當(dāng)某一量的增長率接近常數(shù)時(shí)，其增長趨勢(shì)常用指數(shù)曲線來擬合。從負(fù)荷預(yù)測(cè)問題來看，通常選擇的函數(shù)或者趨勢(shì)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。現(xiàn)在用表示近似函數(shù)在點(diǎn)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(diǎn)（1，），（2，），……，（10，）求函數(shù)y=f(x)圖像的一條擬合曲線。在預(yù)測(cè)時(shí)為方便起見，我們用標(biāo)中的序號(hào)作為自變量。例如。附錄主要包括說明正文的附表、資料，預(yù)測(cè)中采用的計(jì)算方法的推導(dǎo)和說明，以及正文中未列出的有價(jià)值的其他資料[12]。正文包括分析及預(yù)測(cè)過程、預(yù)測(cè)模型及說明、有關(guān)計(jì)算方法、必要的圖表、預(yù)測(cè)的主要結(jié)論及對(duì)主要結(jié)論的評(píng)價(jià)。摘要通常說明預(yù)測(cè)中的主要發(fā)現(xiàn)、預(yù)測(cè)的結(jié)果及提出的主要建議和意見。預(yù)測(cè)報(bào)告一般包括題目、摘要、正文、結(jié)論、建議、和附錄等部分。若誤差太大，就失去了預(yù)測(cè)的意義，并從而導(dǎo)致電力規(guī)劃的失誤。因此，在得到預(yù)測(cè)結(jié)果后必須對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度和可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)。 評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)階段預(yù)測(cè)的主要成果是得到預(yù)測(cè)結(jié)果。由于影響預(yù)測(cè)對(duì)象的諸因素可能會(huì)發(fā)生變化，從而可能使未來的實(shí)際結(jié)果與預(yù)測(cè)依據(jù)的歷史資料呈現(xiàn)的規(guī)律不相吻合，預(yù)測(cè)人員必須適時(shí)的對(duì)預(yù)測(cè)模型及預(yù)測(cè)結(jié)果加以修正。如果是采用定量預(yù)測(cè)方法來進(jìn)行預(yù)測(cè)，就要根據(jù)建立的定量預(yù)測(cè)模型，帶入預(yù)測(cè)期的自變量目標(biāo)值，就可以獲得預(yù)測(cè)期所要的預(yù)測(cè)變量值。因此，必須根據(jù)對(duì)資料的占有情況，以及預(yù)測(cè)目標(biāo)、預(yù)測(cè)期限，預(yù)測(cè)環(huán)境、預(yù)測(cè)結(jié)果的精確度，同時(shí)考慮預(yù)測(cè)本身的效益成本分析等進(jìn)行權(quán)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(yīng)的預(yù)測(cè)方法，尋求預(yù)測(cè)量的演變規(guī)律或趨勢(shì)，建立預(yù)測(cè)模型。對(duì)經(jīng)過鑒別整理后的資料要進(jìn)行分析，以尋求其規(guī)律。因此，在調(diào)查搜集資料的過程中對(duì)搜集得到的資料應(yīng)進(jìn)行鑒別，去粗取精，去偽存真，以保證預(yù)測(cè)中使用的資料翔實(shí)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(jī)構(gòu)等定期或不定期發(fā)表的報(bào)刊、資料、文獻(xiàn)、和其他出版物；二是預(yù)測(cè)人員通過調(diào)查所獲得的資料。資料是預(yù)測(cè)的基本依據(jù)，占有的資料的充裕程度及資料的可信度，對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果的可信度是至關(guān)重要的。預(yù)測(cè)內(nèi)容是指包括電力、電量、電力負(fù)荷的地區(qū)分布，電力負(fù)荷隨時(shí)間的變化規(guī)律，以及電力負(fù)荷曲線特征及負(fù)荷曲線等。確定目標(biāo)就是要在明確預(yù)測(cè)目的前提下，規(guī)定預(yù)測(cè)對(duì)象的范圍、內(nèi)容和預(yù)測(cè)期限。 準(zhǔn)備階段準(zhǔn)備階段的工作是由確定預(yù)測(cè)目標(biāo)、落實(shí)組織工作、搜集資料、分析資料和選擇方法等工作組成。對(duì)中、長期負(fù)荷預(yù)測(cè)，要特別研究國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國家政策等的影響[11]。③中期負(fù)荷預(yù)測(cè)是指月至年的負(fù)荷預(yù)測(cè)，主要是確定機(jī)組運(yùn)行方式和設(shè)備大修計(jì)劃等。負(fù)荷預(yù)測(cè)根據(jù)目的的不同可以分為短期、中期和長期：①超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)是指未來1h以內(nèi)的負(fù)荷預(yù)測(cè)，在安全監(jiān)視狀態(tài)下，需要5～10s或1～5min的預(yù)測(cè)值，預(yù)防性控制和緊急狀態(tài)處理需要10min至1h的預(yù)測(cè)值。電力負(fù)荷大小及其在時(shí)間上的分布特征，對(duì)電力規(guī)劃及電力系統(tǒng)運(yùn)行是至關(guān)重要的。它是進(jìn)行能源供需平衡的主要依據(jù)。無功負(fù)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(chǔ)，也是影響電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要因素。有功負(fù)荷的分布是輸電線路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是變電所配置的基礎(chǔ)，即有功負(fù)荷的地區(qū)分布特點(diǎn)是輸變電規(guī)劃和配電規(guī)劃的主要依據(jù)。最大有功負(fù)荷的大小是確定電力系統(tǒng)裝機(jī)規(guī)模的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，換句話說是電源規(guī)劃的依據(jù)。2 電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的基本概念 電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的內(nèi)容電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的內(nèi)容是指需要測(cè)算些什么量（或參數(shù)），歸納起來有以下一些參數(shù)需要測(cè)算。(5) 建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法程序, 得出MATLAB的圖形。(2) 學(xué)習(xí)有關(guān)負(fù)荷預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)知識(shí)。 本文主要的研究工作通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們要對(duì)所學(xué)知識(shí)得以鞏固與加強(qiáng)；了解目前負(fù)荷預(yù)測(cè)的概況，弄清負(fù)荷預(yù)測(cè)的常用方法方法，完成電力負(fù)荷預(yù)測(cè)；培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問題的能力，鍛煉和提高學(xué)生的綜合素質(zhì)本設(shè)計(jì)主要是學(xué)習(xí)負(fù)荷預(yù)測(cè)的一般方法，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合某地區(qū)的實(shí)際負(fù)荷，將所研究方法應(yīng)用到負(fù)荷預(yù)測(cè)上，完成相應(yīng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)計(jì)算和分析。模糊系統(tǒng)不管其是如何進(jìn)行計(jì)算的，從輸入輸出的角度講它是一個(gè)非線性函數(shù)。（5） 模糊負(fù)荷預(yù)測(cè)模糊負(fù)荷預(yù)測(cè)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(duì)不同的頻率成分采用逐漸精細(xì)的采樣步長，從而可以聚焦到信號(hào)的任意細(xì)節(jié)，尤其是對(duì)奇異信號(hào)很敏感，能很好的處理微弱或突變的信號(hào)，其目標(biāo)是將一個(gè)信號(hào)的信息轉(zhuǎn)化成小波系數(shù)，從而能夠方便地加以處理、存儲(chǔ)、傳遞、分析或被用于重建原始信號(hào)。目前，國內(nèi)外有關(guān)小波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用的文獻(xiàn)還很少，這個(gè)領(lǐng)域還是很少，然而，由于其獨(dú)特的分析方法，在電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方面一定會(huì)有很好的前景[10]。此后，中國學(xué)者崔錦泰和王建忠構(gòu)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(zhì)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(gòu)成出了具有有限支撐的正交小波基。1986年，法國數(shù)學(xué)家Mayer創(chuàng)造性地構(gòu)造出了一個(gè)具有一定衰減特性的光滑函數(shù)，它的二進(jìn)制伸縮和平移系構(gòu)成L（R）的規(guī)范正交基，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)在時(shí)頻空間同時(shí)局部化的正交分解。1984年法國地球物理學(xué)家Morlet在分析地震波的局部性時(shí)，把小波運(yùn)用于對(duì)信號(hào)分解，取得了滿意的分析結(jié)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(duì)Fourier變換的相位變化本質(zhì)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(yīng)用上的廣泛性，在短短的幾年中，受到了科學(xué)界、工程界的高度重視，并且在信號(hào)處理、圖象處理、模式識(shí)別、地震預(yù)報(bào)、故障診斷、狀態(tài)監(jiān)視、CT成象、語言識(shí)別、雷達(dá)等十幾個(gè)科學(xué)領(lǐng)域中得到應(yīng)用。（4） 小波分析預(yù)測(cè)技術(shù)小波分析（Wavelet）是本世紀(jì)數(shù)學(xué)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(gè)簡(jiǎn)單的三層人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，就能實(shí)現(xiàn)從輸入到輸出間非線性映射任何復(fù)雜函數(shù)關(guān)系。因此，預(yù)測(cè)被當(dāng)作人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（簡(jiǎn)記為ANN）最有潛力的應(yīng)用領(lǐng)域之一，許多人都試圖應(yīng)用反傳學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練ANN。所以，一個(gè)完整的專家系統(tǒng)是有四部分組成的，即知識(shí)庫、推理機(jī)、知識(shí)獲取部分和解釋界面。借助專家系統(tǒng)，負(fù)荷預(yù)測(cè)人員能識(shí)別預(yù)測(cè)日所屬的類型，考慮天氣因素對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)的影響，按照一定的推理進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)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(shí)也考慮了有限和無限的相對(duì)性，定義了指標(biāo)集拓?fù)淇臻g的灰導(dǎo)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(shí)建立不起可供應(yīng)的模型。后來，他接受了全國糧食預(yù)測(cè)的課題，為了搞好預(yù)測(cè)工作，他研究了概率統(tǒng)計(jì)追求大樣本量，必須先知道分布規(guī)律、發(fā)展趨勢(shì)，而時(shí)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。灰色系統(tǒng)理論的形成是有過程的。灰色系統(tǒng)理論把負(fù)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(fù)荷預(yù)測(cè)。（1） 灰色數(shù)學(xué)理論灰色數(shù)學(xué)理論是把負(fù)荷序列看作一真實(shí)的系統(tǒng)輸出，它是眾多影響因子的綜合作用結(jié)果。 現(xiàn)代負(fù)荷預(yù)測(cè)方法20世紀(jì)80年代后期，一些基于新興學(xué)科理論的現(xiàn)代預(yù)測(cè)方法逐漸得到了成功應(yīng)用。雖然經(jīng)典的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法具有速度快的優(yōu)點(diǎn)，但是其預(yù)測(cè)模型比較簡(jiǎn)單，很難準(zhǔn)確描述負(fù)荷預(yù)測(cè)的實(shí)際模型，所以其精度較差。從數(shù)學(xué)上看，就是利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的回歸分析方法，通過對(duì)變量的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定變量之間的相互關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)目的。時(shí)間列模型的缺點(diǎn)在于不能充分利用對(duì)負(fù)荷性能有很大影響的氣候信息和其他因素，導(dǎo)致了預(yù)報(bào)的不準(zhǔn)確和數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定。 經(jīng)典預(yù)測(cè)方法 （1） 時(shí)間序列法時(shí)間序列法是一種最為常見的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，它是針對(duì)整個(gè)觀測(cè)序列呈現(xiàn)出的某種隨機(jī)過程的特性，去建立和估計(jì)產(chǎn)生實(shí)際序列的隨機(jī)過程的模型，然后用這些模型去進(jìn)行預(yù)測(cè)。因此，電力負(fù)荷預(yù)測(cè)是一項(xiàng)十分重要的工作，它對(duì)于保證電力工業(yè)的健康發(fā)展，乃至對(duì)于整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展均有著十分重要的意義。全國性的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)，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(dòng)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(duì)人力資源的需求量。正確地預(yù)測(cè)電力負(fù)荷，既是為了保證無條件供應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)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(yù)測(cè)精度充分表明了它的科學(xué)合理性。電力負(fù)荷預(yù)測(cè)就是在正確的理論指導(dǎo)下，在調(diào)查研究掌握大量翔實(shí)資料的基礎(chǔ)上，運(yùn)用可靠的方法和手段對(duì)電力負(fù)荷的發(fā)展趨勢(shì)作出科學(xué)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(shè)備使用電力和電量的具體數(shù)量[4]。實(shí)際算例表明，這種方法應(yīng)用在短期負(fù)荷預(yù)測(cè)方面有較高的精度。其中首先根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)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(yīng)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型用以預(yù)測(cè)負(fù)荷歸一化系數(shù)；最后通過最小二乘法預(yù)測(cè)日最大負(fù)荷和日最小負(fù)荷。人工智能方法包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(yù)測(cè)方法大體可以分為2類：經(jīng)典的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法以及上世紀(jì)90年代興起的各種人工智能方法。因此，電力負(fù)荷預(yù)測(cè)是一項(xiàng)十分重要的工作，它對(duì)于保證電力工業(yè)的健康發(fā)展，乃至對(duì)于整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展均有著十分重要的意義。中、短期負(fù)荷預(yù)測(cè)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(jīng)成為EMS必不可少的一部分和為確保電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行所必需的手段之一。所以正確的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)既可以為國民經(jīng)濟(jì)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(duì)于電力系統(tǒng)規(guī)劃而言，準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測(cè)是整個(gè)規(guī)劃工作的基礎(chǔ)和前提。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 44 頁 共 44 頁電力負(fù)荷預(yù)測(cè)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(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，另一方面電力工業(yè)的發(fā)展也依賴于社會(huì)對(duì)電力的需求。電力系統(tǒng)的作用就是對(duì)各類用戶提供盡可能經(jīng)濟(jì)可靠而合乎標(biāo)準(zhǔn)要求的電能，以隨時(shí)滿足各類用戶的要求，用電力系統(tǒng)的術(shù)語來說，就是滿足負(fù)荷要求。電力系統(tǒng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)對(duì)未來1日至1周的負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，而中期負(fù)荷預(yù)測(cè)則是對(duì)未來一月至一年的負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)的。電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)為這一地區(qū)電力規(guī)劃奠定了一定的基礎(chǔ)，同時(shí)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(diào)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(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，人們提出了許多的預(yù)測(cè)方法。經(jīng)典的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法包括線性外推法、多元線性回歸法、時(shí)間序列法和狀態(tài)空間法等。本文介紹了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)方法[1]。利用相應(yīng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)未來24小時(shí)負(fù)荷進(jìn)行短期預(yù)測(cè)[2]，該方法充分發(fā)揮了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理非線性問題的能力和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。 電力負(fù)荷預(yù)測(cè)研究的意義電力負(fù)荷有兩方面的含義[3]：一方面是指電力工業(yè)的服務(wù)對(duì)象，包括使用電力的部門、機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位、工廠、農(nóng)村、車間、學(xué)校以及各種各樣的用電設(shè)備。電力負(fù)荷預(yù)測(cè)中的負(fù)荷概念是指國民經(jīng)濟(jì)整體或部門或地區(qū)對(duì)電力和電量消費(fèi)的歷史情況及未來的變化發(fā)展趨勢(shì)。本文中基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力短期負(fù)荷預(yù)測(cè)就是在大量有關(guān)電力短期負(fù)荷研究和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的指導(dǎo)下，在充分調(diào)查研究處理了某市某年某月一個(gè)月700多組數(shù)據(jù)后，應(yīng)用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論與MATLAB的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)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(shí)點(diǎn)的具體負(fù)荷[5]。電力用戶是電力工業(yè)的服務(wù)對(duì)象，電力負(fù)荷的不斷增長是電力工業(yè)發(fā)展的根據(jù)。電力負(fù)荷預(yù)測(cè)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(chǔ)。本文對(duì)某地區(qū)進(jìn)行電力負(fù)荷的中、短期預(yù)測(cè)，它為這一地區(qū)電力規(guī)劃奠定了一定的基礎(chǔ)，同時(shí)也為這一地區(qū)電力工業(yè)布局、能源資