一種基于s型曲線的地區(qū)近期負(fù)荷預(yù)測方法
【專利摘要】一種基于S型曲線的地區(qū)近期負(fù)荷預(yù)測方法。其包括業(yè)擴(kuò)數(shù)據(jù)收集整理；業(yè)擴(kuò)容量轉(zhuǎn)化系數(shù)計(jì)算；業(yè)擴(kuò)發(fā)展曲線繪制及修正；目標(biāo)年新增負(fù)荷計(jì)算及預(yù)測結(jié)果調(diào)整等步驟。本發(fā)明提供的基于S型曲線的地區(qū)近期負(fù)荷預(yù)測方法能夠突破傳統(tǒng)宏觀方法不適用于特定地域規(guī)劃的缺陷，通過結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，將S型生長曲線理論應(yīng)用于電力企業(yè)的業(yè)擴(kuò)工詢中，搜尋報(bào)裝增容容量在未來幾年內(nèi)逐年轉(zhuǎn)化為實(shí)際負(fù)荷的規(guī)律，有助于提高當(dāng)?shù)氐貐^(qū)負(fù)荷預(yù)測的精度，可為配電系統(tǒng)優(yōu)化與規(guī)劃提供更翔實(shí)的參考依據(jù)。
【專利說明】一種基于S型曲線的地區(qū)近期負(fù)荷預(yù)測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于城市配電網(wǎng)規(guī)劃與優(yōu)化【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種基于S型曲線的地區(qū)近期負(fù)荷預(yù)測方法。

【背景技術(shù)】
[0002]S型生長曲線的基礎(chǔ)理論中描述曲線特征的飽和值、拐點(diǎn)等曲線特殊點(diǎn)在城市規(guī)劃中已有相關(guān)應(yīng)用，對于城市負(fù)荷發(fā)展符合S型生長曲線的理論也有相關(guān)文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)支持。
[0003]目前，已有負(fù)荷預(yù)測方法可分為三類，一是經(jīng)典預(yù)測方法，包括單耗法、比例系數(shù)增長法等；二是傳統(tǒng)預(yù)測方法，如趨勢外推法和回歸模型預(yù)測法，三是新興的預(yù)測方法，如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測法等智能算法。上述方法對配電網(wǎng)的中長期負(fù)荷預(yù)測較為有效，但由于地區(qū)配電網(wǎng)規(guī)劃往往涉及到一個(gè)地域或用戶在近一兩年內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r，其負(fù)荷特性與當(dāng)?shù)赜脩艚鼛啄甑臉I(yè)擴(kuò)增容和開發(fā)利用緊密聯(lián)系，所以上述宏觀方法在解決此類問題上有一定的局限性。如果能夠結(jié)合地區(qū)負(fù)荷的特點(diǎn)，有針對性地解決工作中出現(xiàn)的諸如工詢業(yè)擴(kuò)與次年最大負(fù)荷間的數(shù)量對應(yīng)關(guān)系，無疑對整個(gè)電網(wǎng)建設(shè)的優(yōu)化決策具有非常重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于S型曲線的地區(qū)近期負(fù)荷預(yù)測方法，包括順序執(zhí)行的如下步驟:
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的基于S型曲線的地區(qū)近期負(fù)荷預(yù)測方法包括按順序執(zhí)行的下列步驟:
[0006]步驟I)業(yè)擴(kuò)數(shù)據(jù)收集整理:收集整理歷史業(yè)擴(kuò)數(shù)據(jù)，即歷史年的新增報(bào)裝容量數(shù)據(jù)；
[0007]步驟2)業(yè)擴(kuò)容量轉(zhuǎn)化系數(shù)計(jì)算:根據(jù)歷年業(yè)擴(kuò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和歷史年最大負(fù)荷數(shù)據(jù)，計(jì)算歷史年新增負(fù)荷數(shù)據(jù)，確定所需的包括功率因數(shù)、負(fù)載率在內(nèi)的參數(shù)值，計(jì)算出各年段業(yè)擴(kuò)容量轉(zhuǎn)化系數(shù)的值；
[0008]步驟3)業(yè)擴(kuò)發(fā)展曲線繪制及修正:根據(jù)上述業(yè)擴(kuò)容量轉(zhuǎn)化系數(shù)進(jìn)行曲線擬合，形成業(yè)擴(kuò)發(fā)展曲線；搜集類似經(jīng)濟(jì)狀況、工業(yè)特點(diǎn)及負(fù)荷水平的城市信息，與其業(yè)擴(kuò)發(fā)展曲線進(jìn)行類比，并結(jié)合S型生長曲線理論，修正業(yè)擴(kuò)發(fā)展曲線，最后逐一修正各年段的業(yè)擴(kuò)容量轉(zhuǎn)化系數(shù)；
[0009]步驟4)目標(biāo)年新增負(fù)荷計(jì)算及預(yù)測結(jié)果調(diào)整:根據(jù)步驟3)修正后的業(yè)擴(kuò)容量轉(zhuǎn)化系數(shù)和計(jì)算得到的負(fù)荷自然增長率，計(jì)算目標(biāo)年的新增負(fù)荷，得到目標(biāo)年的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，并參照其他預(yù)測方法結(jié)果對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，得到目標(biāo)年計(jì)及業(yè)擴(kuò)工詢信息的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果。
[0010]在步驟2)中，所述的業(yè)擴(kuò)容量轉(zhuǎn)化系數(shù)計(jì)算包括下列步驟:
[0011]步驟2.1)計(jì)算歷史年的新增負(fù)荷；
[0012]某年新增負(fù)荷由如下公式計(jì)算得到:
[0013]新增負(fù)荷=當(dāng)年負(fù)荷一上一年負(fù)荷
[0014]步驟2.2)確定所需功率因數(shù)、負(fù)載率的值；
[0015]根據(jù)地區(qū)的情況，確定功率因數(shù)、負(fù)載率參數(shù)值；
[0016]步驟2.3)解方程組求解各歷史年段的業(yè)擴(kuò)容量轉(zhuǎn)化系數(shù)；
[0017]業(yè)擴(kuò)容量轉(zhuǎn)化系數(shù)求取方法如下:
[0018]將某年的新增負(fù)荷Λ S用兩部分表示:一部分是某年之前一年的負(fù)荷由于自然增長產(chǎn)生的新增負(fù)荷Λ Sz ;另一部分是由某年及某年之前幾年的新增容量轉(zhuǎn)化而來新增負(fù)荷Δ Sy用公式表不為:
[0019]Λ S =ASz+Λ Sr(I)
[0020]其中，負(fù)荷的自然增長用負(fù)荷自然增長率來描述；某年自然增長負(fù)荷用下式計(jì)算:
[0021]ASz = S1Xa(2)
[0022]式中，S1為某年之前一年的負(fù)荷，a為某年的負(fù)荷自然增長率；
[0023]新增容量產(chǎn)生的負(fù)荷增長要通過業(yè)擴(kuò)工詢信息與近期負(fù)荷的關(guān)系來描述:
[0024]

【權(quán)利要求】
1.一種基于S型曲線的地區(qū)近期負(fù)荷預(yù)測方法，其特征在于:所述的方法包括按順序執(zhí)行的下列步驟: 步驟I)業(yè)擴(kuò)數(shù)據(jù)收集整理:收集整理歷史業(yè)擴(kuò)數(shù)據(jù)，即歷史年的新增報(bào)裝容量數(shù)據(jù)；步驟2)業(yè)擴(kuò)容量轉(zhuǎn)化系數(shù)計(jì)算:根據(jù)歷年業(yè)擴(kuò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和歷史年最大負(fù)荷數(shù)據(jù)，計(jì)算歷史年新增負(fù)荷數(shù)據(jù)，確定所需的包括功率因數(shù)、負(fù)載率在內(nèi)的參數(shù)值，計(jì)算出各年段業(yè)擴(kuò)容量轉(zhuǎn)化系數(shù)的值； 步驟3)業(yè)擴(kuò)發(fā)展曲線繪制及修正:根據(jù)上述業(yè)擴(kuò)容量轉(zhuǎn)化系數(shù)進(jìn)行曲線擬合，形成業(yè)擴(kuò)發(fā)展曲線；搜集類似經(jīng)濟(jì)狀況、工業(yè)特點(diǎn)及負(fù)荷水平的城市信息，與其業(yè)擴(kuò)發(fā)展曲線進(jìn)行類比，并結(jié)合S型生長曲線理論，修正業(yè)擴(kuò)發(fā)展曲線，最后逐一修正各年段的業(yè)擴(kuò)容量轉(zhuǎn)化系數(shù)； 步驟4)目標(biāo)年新增負(fù)荷計(jì)算及預(yù)測結(jié)果調(diào)整:根據(jù)步驟3)修正后的業(yè)擴(kuò)容量轉(zhuǎn)化系數(shù)和計(jì)算得到的負(fù)荷自然增長率，計(jì)算目標(biāo)年的新增負(fù)荷，得到目標(biāo)年的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，并參照其他預(yù)測方法結(jié)果對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，得到目標(biāo)年計(jì)及業(yè)擴(kuò)工詢信息的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于S型曲線的地區(qū)近期負(fù)荷預(yù)測方法，其特征在于:在步驟2)中，所述的業(yè)擴(kuò)容量轉(zhuǎn)化系數(shù)計(jì)算包括下列步驟: 步驟2.1)計(jì)算歷史年的新增負(fù)荷； 某年新增負(fù)荷由如下公式計(jì)算得到: 新增負(fù)荷=當(dāng)年負(fù)荷一上一年負(fù)荷 步驟2.2)確定所需功率因數(shù)、負(fù)載率的值； 根據(jù)地區(qū)的情況，確定功率因數(shù)、負(fù)載率參數(shù)值； 步驟2.3)解方程組求解各歷史年段的業(yè)擴(kuò)容量轉(zhuǎn)化系數(shù)； 業(yè)擴(kuò)容量轉(zhuǎn)化系數(shù)求取方法如下: 將某年的新增負(fù)荷Λ S用兩部分表示:一部分是某年之前一年的負(fù)荷由于自然增長產(chǎn)生的新增負(fù)荷Λ Sz ;另一部分是由某年及某年之前幾年的新增容量轉(zhuǎn)化而來新增負(fù)荷Δ Sy用公式表不為: Λ S =ASz+Λ Sr(I) 其中，負(fù)荷的自然增長用負(fù)荷自然增長率來描述；某年自然增長負(fù)荷用下式計(jì)算: ASz = S1Xa(2) 式中，S1為某年之前一年的負(fù)荷，a為某年的負(fù)荷自然增長率； 新增容量產(chǎn)生的負(fù)荷增長要通過業(yè)擴(kuò)工詢信息與近期負(fù)荷的關(guān)系來描述: ^,=iCiKiTl( 3)
z=0 式中，Ci為某年之前i年的業(yè)擴(kuò)容量，Ki為某年之前i年的業(yè)擴(kuò)容量在該年轉(zhuǎn)化為實(shí)際負(fù)荷的轉(zhuǎn)化系數(shù)，Jli為負(fù)載率，CosOi為功率因數(shù)； 通過業(yè)擴(kuò)工詢信息，得到最近2n年的新增負(fù)荷與新增容量數(shù)據(jù)，η—般取2—4，以及各年負(fù)荷自然增長率、負(fù)載率、功率因數(shù)數(shù)據(jù)，根據(jù)公式(I) 一公式(3)，列出最近η+1年的新增負(fù)荷方程組: 某年新增負(fù)荷
Δ S0 = a S^C0K0 I10CosC^C1K1 Il1Cos O1+...+ClriKn-1 η ^1Cos Φ； 前I年年新增負(fù)荷
Δ S1 = α SjC1K0 II1CosC1AC2K1 ir2cosC>2+...+CnKlri irncosC>n ； 前η-1年年新增負(fù)荷
Δ Sn-1 = a SJClriK0 ηη-1οο8Φη_1+ΟηΚ1 nncosOn+...+C2n_2Kn_i n2n-2cos02n_2 ； 前n年年新增負(fù)荷
Δ Sn = a Sn+1+CnK0 ηηοο8Φη+Οη+1Κ1 nn+1cosOn+1+...+C2lriKn-1 η HCosO2lri ； 上述方程組為η+1元一次方程組，包括η+1個(gè)未知數(shù)(α K0 Kr..Klri)，能夠利用現(xiàn)有的線性規(guī)劃方法進(jìn)行求解；若方程組無解，則需對原始數(shù)據(jù)和原始參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)修正，直到能夠找到有實(shí)際意義的一組解。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于S型曲線的地區(qū)近期負(fù)荷預(yù)測方法，其特征在于:在步驟3)中，所述的業(yè)擴(kuò)發(fā)展曲線的繪制及修正的做法為: 根據(jù)業(yè)擴(kuò)容量轉(zhuǎn)化系數(shù)，計(jì)算出對應(yīng)每年的等效負(fù)荷轉(zhuǎn)化比例，并進(jìn)行曲線擬合，形成業(yè)擴(kuò)發(fā)展曲線；搜集類似經(jīng)濟(jì)狀況、工業(yè)特點(diǎn)及負(fù)荷水平的城市信息，與其業(yè)擴(kuò)發(fā)展曲線進(jìn)行類比，并結(jié)合S型生長曲線理論，修正業(yè)擴(kuò)發(fā)展曲線，最后逐一修正各年段的業(yè)擴(kuò)容量轉(zhuǎn)化系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于S型曲線的地區(qū)近期負(fù)荷預(yù)測方法，其特征在于:在步驟4)中，所述的目標(biāo)年新增負(fù)荷計(jì)算及結(jié)果調(diào)整的做法為: 根據(jù)步驟3)修正后的業(yè)擴(kuò)容量轉(zhuǎn)化系數(shù)和計(jì)算得到的負(fù)荷自然增長率，利用公式(I)計(jì)算目標(biāo)年的新增負(fù)荷結(jié)果，得到目標(biāo)年的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，并參照其他預(yù)測方法結(jié)果對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，得到目標(biāo)年計(jì)及業(yè)擴(kuò)工詢信息的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果。
【文檔編號(hào)】G06Q50/06GK104166885SQ201410401727
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】羅鳳章, 魏煒, 殷強(qiáng), 白洋 申請人:天津大學(xué)