一種區(qū)域電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種區(qū)域電網(wǎng)的負(fù)荷分類(lèi)預(yù)測(cè)系統(tǒng) 及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著電力市場(chǎng)的發(fā)展，用電用戶對(duì)電力系統(tǒng)輸送電能的質(zhì)量要求越來(lái)越 高。為確保電力系統(tǒng)輸送電能的質(zhì)量，需要使電能的發(fā)電出力與電力負(fù)荷保持穩(wěn)定的動(dòng)態(tài) 平衡，由于電力負(fù)荷受季節(jié)、天氣因素的影響存在波動(dòng)性，故而需要較高預(yù)測(cè)精度的電力負(fù) 荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)。目前的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)的功能單一，沒(méi)有負(fù)荷分類(lèi)處理模塊，且根據(jù)傳統(tǒng)預(yù) 測(cè)方法得出的預(yù)測(cè)精度已不能滿足目前電力系統(tǒng)輸送電能的質(zhì)量要求。因此，如何解決上 述的問(wèn)題，為亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種預(yù)測(cè)精度高的區(qū)域電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，該 方法通過(guò)對(duì)負(fù)荷曲線值聚類(lèi)，并基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，提高了負(fù)荷系統(tǒng)的預(yù)測(cè)精 度。
[0004] 本發(fā)明的另一目的是為了實(shí)施上述的預(yù)測(cè)方法，而提供的一種區(qū)域電網(wǎng)的負(fù)荷分 類(lèi)預(yù)測(cè)系統(tǒng)。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種區(qū)域電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其中包括對(duì)區(qū) 域電網(wǎng)負(fù)荷信息進(jìn)行采集的反向隔離裝置，反向隔離裝置連接有用于對(duì)從電網(wǎng)采集到的負(fù) 荷信息進(jìn)行初始處理的數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊連接有用于對(duì)區(qū)域電網(wǎng)的負(fù)荷進(jìn)行分 類(lèi)的負(fù)荷分類(lèi)模塊，負(fù)荷分類(lèi)模塊連接有用于對(duì)分類(lèi)后負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練并預(yù)測(cè)區(qū)域電網(wǎng) 負(fù)荷功率的負(fù)荷預(yù)測(cè)模塊，負(fù)荷預(yù)測(cè)模塊與數(shù)據(jù)庫(kù)連接。
[0006] 作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)方案： 上述的負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)中，所述的負(fù)荷預(yù)測(cè)模塊為采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法模塊對(duì)分類(lèi)后 負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練并預(yù)測(cè)區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷功率的負(fù)荷預(yù)測(cè)模塊。
[0007] 上述的負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)中，所述的負(fù)荷分類(lèi)模塊為采用模糊C-均值聚類(lèi)算法模塊 的負(fù)荷分類(lèi)模塊。
[0008] 上述的負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)中，所述的負(fù)荷預(yù)測(cè)模塊還連接有用于顯示負(fù)荷曲線和預(yù)測(cè) 準(zhǔn)確率、查詢實(shí)時(shí)或歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)以及監(jiān)控和修改調(diào)制運(yùn)行狀態(tài)系統(tǒng)的圖形界面模塊。
[0009] 通過(guò)使用網(wǎng)線、USB線、RS232串口線或USB轉(zhuǎn)串口線將反向隔離裝置、數(shù)據(jù)處理模 塊、負(fù)荷分類(lèi)模塊、負(fù)荷預(yù)測(cè)模塊與數(shù)據(jù)庫(kù)依次連接組建為本發(fā)明區(qū)域電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)系 統(tǒng)。本發(fā)明的負(fù)荷分類(lèi)模塊將負(fù)荷曲線先分類(lèi)后聚類(lèi)傳輸至負(fù)荷預(yù)測(cè)模塊，相比傳統(tǒng)的負(fù) 荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)一步提高了負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)的預(yù)測(cè)精度，提高電力系統(tǒng)輸送電能的質(zhì)量以方 便電網(wǎng)調(diào)度，保證了電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性；本預(yù)測(cè)系統(tǒng)通用性強(qiáng)，能滿足多種電網(wǎng)環(huán)境，可使 用于不同的區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷，具有很大的實(shí)用價(jià)值。
[0010] -種采用上述系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊將反向隔離 裝置采集的負(fù)荷數(shù)據(jù)初步處理為負(fù)荷樣本數(shù)據(jù)；負(fù)荷分類(lèi)模塊采用FCM模糊聚類(lèi)對(duì)初步處 理后的負(fù)荷樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)，分類(lèi)后選取每類(lèi)負(fù)荷曲線的平均值作為典型日負(fù)荷曲線； 負(fù)荷預(yù)測(cè)模塊將典型日負(fù)荷曲線作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入變量進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到區(qū)域電網(wǎng)負(fù) 荷預(yù)測(cè)值；本發(fā)明不采用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)作為預(yù)測(cè)的輸入變量，有效地降低光伏負(fù)荷預(yù)測(cè)系 統(tǒng)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0011] 上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)方案： 上述的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，采用FCM模糊聚類(lèi)將預(yù)處理后的負(fù)荷樣本數(shù)據(jù)分為10類(lèi)樣本數(shù) 據(jù)，選取各類(lèi)樣本數(shù)據(jù)的平均值作為典型日負(fù)荷曲線。
[0012] 上述的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，采用FCM模糊聚類(lèi)進(jìn)行分類(lèi)的步驟為:第一步，將總樣本集 為聲雨中的全體負(fù)荷樣本數(shù)據(jù)分為10類(lèi)樣本數(shù)據(jù)，并選定10個(gè)初始聚類(lèi)中 心；第二步，根據(jù)最小距離原則將每個(gè)負(fù)荷樣本數(shù)據(jù)分別分配到10類(lèi)樣本數(shù)據(jù)中，不斷迭 代計(jì)算各類(lèi)的聚類(lèi)中心并依據(jù)新的聚類(lèi)中心調(diào)整聚類(lèi)情況，使用隸屬度函數(shù)和距離定義的 聚類(lèi)目標(biāo)函數(shù)J達(dá)到最小。
[0013] 上述的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，所述的負(fù)荷預(yù)測(cè)模塊將得到的區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)值分別傳 輸至圖形化界面模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0014] 上述的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊的初步處理為去除異常負(fù)荷數(shù)據(jù)、補(bǔ)全缺 省負(fù)荷數(shù)據(jù)，并根據(jù)季節(jié)天氣選取不同的負(fù)荷樣本數(shù)據(jù)，將負(fù)荷樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處 理； 上述的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，所述的負(fù)荷預(yù)測(cè)模塊將得到的區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)值存入數(shù)據(jù) 庫(kù)，并傳輸至圖形界面模塊。
[0015] 本方法沒(méi)有固定的預(yù)測(cè)模型，緊密結(jié)合不同地區(qū)的溫度、濕度、風(fēng)力、陰晴等天氣 因素以及季節(jié)因素綜合分析負(fù)荷的波動(dòng)性，能夠準(zhǔn)確地得到當(dāng)?shù)貐^(qū)域電網(wǎng)的最優(yōu)負(fù)荷預(yù)測(cè) 值；并首次提出了 FCM模糊聚類(lèi)與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的預(yù)測(cè)方式，充分挖掘了歷史負(fù)荷數(shù)據(jù) 中的內(nèi)在規(guī)律，使預(yù)測(cè)精度大大提高。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 下面將結(jié)合附圖中的具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明 的任何限制。
[0017] 圖1為本發(fā)明的負(fù)荷分類(lèi)預(yù)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2位本發(fā)明的負(fù)荷分類(lèi)預(yù)測(cè)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 如圖1所示，一種區(qū)域電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括對(duì)區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷信息進(jìn)行采集 的反向隔離裝置，反向隔離裝置連接有用于對(duì)從電網(wǎng)采集到的負(fù)荷信息進(jìn)行初始處理的數(shù) 據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊連接有用于對(duì)區(qū)域電網(wǎng)的負(fù)荷進(jìn)行分類(lèi)的負(fù)荷分類(lèi)模塊，負(fù)荷 分類(lèi)模塊連接有用于對(duì)分類(lèi)后負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練并預(yù)測(cè)區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷功率的負(fù)荷預(yù)測(cè)模 塊，負(fù)荷預(yù)測(cè)模塊與數(shù)據(jù)庫(kù)連接；負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)隔離裝置采用SysKe印er-2000反向隔離裝 置，將內(nèi)部網(wǎng)和公共網(wǎng)進(jìn)行物理隔離，避免電網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)的影響。
[0019] 負(fù)荷預(yù)測(cè)模塊為采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法模塊對(duì)分類(lèi)后負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練并預(yù)測(cè)區(qū) 域電網(wǎng)負(fù)荷功率的負(fù)荷預(yù)測(cè)模塊。
[0020] 負(fù)荷分類(lèi)模塊為采用模糊C-均值聚類(lèi)算法模塊的負(fù)荷分類(lèi)模塊。
[0021] 負(fù)荷預(yù)測(cè)模塊還連接有用于顯示負(fù)荷曲線和預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率、查詢實(shí)時(shí)或歷史負(fù)荷數(shù) 據(jù)以及監(jiān)控和修改調(diào)制運(yùn)行狀態(tài)系統(tǒng)的圖形界面模塊。
[0022] 如圖2所示，一種采用上述系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊將反向隔離裝 置采集的負(fù)荷數(shù)據(jù)初步處理為負(fù)荷樣本數(shù)據(jù)；負(fù)荷分類(lèi)模塊采用FCM模糊聚類(lèi)對(duì)初步處理 后的負(fù)荷樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)，分類(lèi)后選取每類(lèi)負(fù)荷曲線的平均值作為典型日負(fù)