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篇(1)

中圖分類號：TM715文獻標識碼：A文章編號：

Abstract：The power system load will change with the time, it will be effected by many factors, and features continuous and periodicity performance. Grab the power load performance and change regular, it will be very beneficial for the power system, for the power supply and the users, it is rather beneficial.

引言：電力用戶負荷分類對于我們的電價定制以及對電力系統的經濟分析、運行和規劃都具有重要意義，但是目前的電力用戶負荷分類仍然存在許多問題，所以需要對其進行進一步的研究，找到分類的更好方法。

本文研究的主要問題有：電力用戶負荷的組成和分類，負荷特性及要描述和區分各種不同類型用戶負荷的特性時需要使用的負荷特性指標，電力負荷分類的應用方向，現階段電力用戶負荷分類中存在的問題；

一、電力負荷的特點

電力負荷一般可以分為居民用電負荷，商業用電負荷、農、林、牧、漁用電負荷，工業用電負荷以及其它用電負荷等。不同類型的負荷具有不同的特點和規律。但受電力特點（即電能無法大量儲存，電力的生產和消費必須在同一瞬間進行）的影響，電力負荷呈現出如下的共同特點：

1) 電力系統的負荷是經常變化的，不但按小時變、按日變，而且按周變，按年變。但對電力系統的負荷曲線從每周來分析，負荷的變化是具有周期規律的，如圖1.1所示。

圖1.1以天為周期的負荷曲線

從圖中可以看出；負荷每隔幾小時不斷起伏，具有較大的周期性，即負荷的變化周期為幾小時（一天）。但電力負荷并非簡單的重復前一個周期，而是存在一個隨機分量使每個周期的數值發生改變。正如上面所提到的，電力負荷不但具有天周期，還具有周周期、月周期和年周期。

2) 電力負荷同時又是連續的，這是指在負荷曲線上任意相鄰兩點之間的變化是連續的，不存在奇點，從電力系統的穩定性要求可以找出負荷的連續性的原因。為了保證系統穩定運行，必須避免對系統造成大的沖擊，無論是增加或是切除負荷時都要求負荷的變化大小在一定的范圍之內。由于這個限制，負荷總量就表現為一個連續變化的過程，負荷曲線一般不會出現大的躍變。

另外，由電力負荷的構成分析中可以看出電力負荷還具有非常明顯的季節性特點。在比較溫和的春、秋季節，由于溫度、天氣狀況適合人們的工作和生活，這兩季的負荷受天氣影響程度較低。除了溫度這個最主要的影響因素以外，電力負荷還受到降水量、濕度、風向等諸多因素的影響。

總而言之，從長時間觀察，電力負荷具有周期性的特點；負荷變化是連續的，一般不會出現大的躍變；同時電力負荷對季節、溫度、天氣等是敏感的，不同的季節，不同地區的氣候，以及溫度的變化都會對負荷造成明顯的影響。除此以外，隨著電力市場的逐步深入，電力負荷會有新的特點出現，如需求側管理方法的使用（如峰谷分時電價、可中斷負荷等），高耗能企業的搬遷都會對負荷特性產生一定的影響，必須在進行分析時對其充分考慮。

二、電力負荷的分類

1、按用電的部門屬性來劃分： 1）工業用電。 點是用電量大，用電比較穩定，一般冶煉工業的用電量大，而且負荷穩定，負荷率高，一般在0.95以上；而機械制造行業和食品加工業的用電量就小些，且負荷率也較低，一般在0.70以下。但是，無論是重工業還是輕工業，或者是冶煉業、加工業，電力負荷在月內、季度內和年度內的變化是不大的，是比較均衡的。 2）農業用電。 全部電力消耗中的比重較小，即使象我國這樣的農業大國，其農業用電量在全國電力消耗中的比重仍然很低。農業用電的一個突出的特點，就是季節性很強，從負荷特性上看農業用電在日內的變化相對較小，但在月內，特別季度內和年度內，負荷變化很大，呈現出不均衡的特點。 3）交通運輸用電。 目前我國的交通運輸用電比重較小，而且除電氣化鐵路的負荷比較穩定，今后隨著電氣化鐵路運輸及其它運輸事業的發展，交通運輸用電量也會有較大的增長，但交通運輸用電比重不會有多大變化。 4）市政生活用電。 目前我國的市政生活用電還不太高，遠小于工業化國家，但今后隨著事業的日益發展，生活設施的日益現代化及居民生活水平的提高，市政生活用電的比重會有所上升。

2、負荷的大小可以劃分為：最大負荷、平均負荷、最小負荷。 最大負荷也就是最高負荷或尖峰負荷，最大負荷又分為日最大負荷、月最大負荷、年最大負荷。 最小負荷又稱為最低負荷或低谷負荷，又可分為：日最小負荷、月最小負荷、年最小負荷。平均負荷就是在一定觀察統計時段內出現的負荷的平均值稱為平均負荷，根據觀察統計期的不同，一般可劃分為日平均負荷、月平均負荷、年平均負荷。

3、使用電力的目的劃分：可分為動力用電、照明用電、電熱用電、各種電氣設備儀器的操作控制用電及通訊用電。

4、用電用戶的重要性劃分： 1）Ⅰ類負荷(Ⅰ級負荷)：它關系到國民經濟的命脈及人民生命財產的安全，由于停電或突然停電造成的損失太大，故而這類用戶是必須保證高度供電的可靠性。 2）Ⅱ類負荷(Ⅱ級負荷)：它在國民經濟中的地位相比之下，不如一類用戶重要，計劃停電或事故停電雖然會造成較大的損失，但是這種損失是可以挽回的，一般情況下，電力系統至少要對這類用戶提供中等程度的供電可靠性。 3）Ⅲ類負荷(Ⅲ級負荷)：這類負荷在國民經濟中地位很低，與人民的生命財產安全并無關系，中斷這類負荷的供電，帶來的損失最小，因此，這類用戶的供電可靠性是最低的。

5、負荷預測期的時間長短，一般劃分為近期負荷、中期負荷和長期負荷。 電力規劃中的負荷預測一般是指對年最大負荷的預測，5年以內為近期，10―15年為中期，15―30年為長期，與此相對應的負荷水平稱為短期負荷、中期負荷和長期負荷。

6、力負荷按電能的生產和銷售過程分類可以分為發電負荷、供電負荷、用電負荷。

7、力負荷按所屬行業分類可以分為城鄉居民生活用電和國民經濟行業用電。國民經濟行業用電分

三、電力用戶的負荷特性及其分類的研究

負荷水平與負荷特性是評價電網負荷狀況的兩個主要特征指標，從負荷水平可以看出電網用電負荷高低的現狀以及增長的趨勢；負荷特性則體現出電網用電結構、用電模式等狀況的優劣。進入“九五”以來，隨著電力供需矛盾的緩解及用電結構的變化，全國各大電網的負荷特性發生了很大變化，負荷特性受發電出力制約的因素已經基本消除，負荷特性趨于正常的用電負荷特性。但是，各地區電網的最大負荷持續較快增長，峰谷差增大，負荷率下降，高峰時段和枯水期電力供應緊張，電網調峰困難，給電網的安全運行帶來一定的威脅，同時，“十五”以來，由于近年來經濟的飛速發展，以03年夏冬兩季全國很多地區的拉閘限電為代表的電荒，負荷特性又呈現新的變化。為了進一步加深對現階段電力負荷特性的現狀的了解，必須把握負荷的變化規律和發展趨勢。因此可以用以下方程來描述負荷：

(2.1)

為了研究負荷特性，建立統一的負荷特性指標體系，1989年由原能源部頒布的《電力工業生產統計指標解釋》，其中設計負荷特性的指標有最高負荷、最低負荷、平均負荷、負荷曲線、負荷率、平均日負荷率、最小負荷率、月生產均衡率、年生產均衡率、最高負荷利用小時、同時率、不同時率、尖峰負荷率等14項指標。2000年國家電力公司對《電力工業生產統計指標解釋》進行了補充修改，增加了峰谷差率指標。

四、國內外研究現狀

電力負荷是一個周期性和隨機性都較強的系統，它與社會、經濟、政治、氣象等眾多的因素有著極為復雜的關系。一方面，電力負荷按一定趨勢有規律地發展變化；另一方面，負荷受眾多因素的影響，隨時都可能發生一定的波動。作為評價電網負荷狀況的主要指標之一，與時間有關的靜態負荷特性研究一直是電力科研人員的重要課題，在國內外受到普遍重視。

1952年，日本成立了由日本九大電力公司、電源開發公司等企業聯合組成的“日本電力調查委員會”，負責定期對日本電力負荷進行調查，對負荷特性進行分析，對電力需求進行預測。主要采用最大負荷、最大3日平均負荷、平均電力負荷、負荷率、負荷曲線等指標對負荷特性進行分析。

我國也很早就開展了對電力負荷特性的研究。早在1989年就由原能源部頒布了《電力工業生產統計指標解釋》，其中對電力負荷特性分析的指標進行了規定。2000年國家電力公司開展了負荷特性調研及分析預測，對重點地區采用的主要負荷特性指標和負荷特性曲線進行了匯總。

目前負荷特性分析的主要方法有：

1) 負荷曲線分析：通過繪制圖表來分析負荷特性，包括年、月、日的負荷指標分析等等；

2) 相關性分析：主要包括分析時間因素、氣象因素、經濟因素等與負荷之間的關系：比如夏季、冬季典型日的負荷特性分析，敏感負荷分析等等；

3) 回歸分析：是根據歷史數據及一些影響負荷變化的外部因素建立不同的回歸模型來分析及預測負荷特性。

由于各地電力用電特性存在差異，針對不同的地區，必須根據自己的具體情況來進行需求側管理，通過研究、了解地區負荷特性來指導需求側管理。

六、負荷特性分析的意義

近年來,隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高,降溫及取暖電器的擁有率及使用率逐年上升，而且這種增長趨勢還會加快。統計資料表明，現在江蘇省南京市居民每百戶擁有空調超過70臺。再加上商場、賓館、寫字樓、娛樂場所、機關學校及企事業單位的空調容量，降溫取暖負荷在總用電負荷中所占的比重越來越大。由于這些負荷一般構成用電峰荷,氣溫已成為影響電力負荷的一個敏感因素，因此必須研究負荷隨溫度變化的規律，為提高電力負荷的預測精度打下基礎，以確保電力系統的安全、經濟運行。同時從上面的分析可以看出進行負荷特性分析的重要性，而且負荷特性分析是進行需求側管理的必要準備工作，因此做好負荷特性分析工作有以下意義：

1、 對電力系統有利：

1) 節約國家對電力工業的基建投資；

2) 提高發電設備的熱效率，降低燃料消耗，降低發電成本；

3) 充分利用水利資源，使之不發生棄水狀況；

4) 增加電力系統運行的安全穩定性和提高供電質量；

5) 有利于電力設備的檢修工作。

2、 對廣大用戶有利：

1) 可節省國家對用戶設備的投資；

2) 由于削峰填谷，將高峰時段用電改在低谷時段用電，減少了電費支出，從而也降低了生產成本；

3) 對城鄉居民生活有利。由于采取調整負荷的措施，各工廠企業職工輪休，并錯開上下班時間，從而使地方交通運輸、供水供煤氣等服務性行業、文化娛樂場所等的負荷都能實現均衡化

結論：論文對現有的一些電力用戶負荷特性及分類作了研究，總結了目前供電部門所采取的負荷分類方法在實際應用中所存在的一些問題。目前，供電部門對電力系統用戶負荷進行分類，大多數依據的是用戶負荷所屬的行業以及用戶的經濟活動特點，但是同一行業內的用戶可能具有不同的負荷特性。現有分類方法不能反映出電網的變化和差異。分類結果不準確，影響了相應分類方法的進一步應用。電力用戶負荷分類已經成為一項十分重要的基礎性工作，負荷定價、負荷預測、系統規劃、負荷建模等工作都需要對負荷類型有一個科學準確的分類。深入研究電力負荷分類的方法及應用，有利于及時掌握用電負荷的變化規律和發展趨勢，有利于用電負荷的科學管理，有利于計劃用電工作的開展。

參 考 文 獻

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[5] 張忠華. 電力系統負荷分類研究[D]. 天津：天津大學，2007.

[10] 趙希正，周小謙，姜紹俊. 中國電力負荷特性分析與預測[M]. 北京：中國電力出版社，2001.

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關鍵詞：負荷預測季節型負荷灰色模型組合預測模型

1引言

根據電力市場中電力負荷的特點，電網短期電力負荷同時具有增長性和季節波動性的二重趨勢，因此使得負荷的變化呈現出復雜的非線性組合特征。目前的電力負荷預測方法很多[1,2]，但是，這些方法往往只著重考慮其中的一種趨勢性變化，稱為單一固定式模型，例如，只考慮隨時間增長的預測模型，這樣的模型有：線性回歸模型（AR模型）、隨機時間序列模型（MA模型及ARMA模型）和反映指數增長的灰色預測模型，這幾種模型的缺點是只考慮了一種增長趨勢，不能較好地反映短期負荷的季節性趨勢。由于電力負荷是受多種因素影響的復雜非線性系統，尤其對季節的變化比較敏感，因此只考慮一種增長趨勢是不夠的。而有些模型，如比例波動模型、ANN模型等，僅僅考慮季節性也是不夠的，電力受國民經濟增長影響比較大，電力負荷的發展有較強的增長趨勢規律，忽視了增長性的特點，同樣不能搞好負荷預測工作。針對這一問題，本文綜合考慮了電力負荷的二重趨勢性特征，首先建立灰色預測模型，反映負荷的增長性特點。其次，利用季節變動指數（SVI）模型反映負荷的季節性特點，并對季節型灰色預測的殘差建立時間序列的AR（p）模型，形成非線性季節型電力負荷灰色組合預測模型，較好地提高了季節型電力負荷的預測精度。

2灰色預測GM（1,1）模型

GM(1,1)模型是常用的灰色預測模型[3,4]。

設有原始數據序列

構造一階線性微分方程為

式中

這種模型的優點是不需要大的樣本量，也不需要考慮數據是否服從正態分布。通過累加技術，使數據形成指數律，從而建立統一的微分方程，求得擬合曲線后對對象的將來發展值進行預測。灰色預測可以較好地對非線性系統進行預測。

3季節型電力負荷預測模型

為了反映電力負荷的非線性特征，本文中應用了灰色預測模型，從而可以將線性趨勢的乘積模型發展為季節型灰色預測模型

式中Ij為季節變動指數（SVI）[5]，j=1,2,3,4。

在考慮長期趨勢的條件下

從而可以得出一個季節變動指數列I1,I2,I3,I4，為了盡可能消除得出的季節變動指數中存在的不規則變動，可以將不同年份的同一季節的變動指數進行平均，，n為歷史數據所跨越的年份。計算出的4個季節指數之和應為4，若和不等于4，可以將季節指數乘以一個因子，以便其和為4。最終得到的季節指數為

4自回歸模型

如果一個線性隨機過程可表達為[5]

式中Фi是回歸參數，i=1,…，P；μt是白噪聲過程。這個線性過程xt稱為p階自回歸過程，用AR(p)表示。它是由xt的p個滯后變量的加權和，再加當期的隨機擾動項μt構成的。

式(5)還可表示為

式中Ф(L)稱為自回歸算子。自回歸過程可能是平穩的，也可能是不平穩的。其平穩的條件是特征方程Ф(L)＝0的全部根必須在單位圓之外。

對AR（p）模型的參數估計方法很多，如最小二乘估計。假設式(5)中的參數估計值已經得到，即有

根據最小二乘原理，所要求的參數估計值應使得式(6)達到極小，所以它們應該是下列方程組的解

解該方程組，就可得到待估參數的估計值。

對灰色季節型預測的殘差建立自回歸AR（p）模型，設預測值為zk，則非線性季節型電力負荷灰色組合預測模型為

5非線性季節型灰色組合預測模型的應用

為了驗證非線性季節型灰色組合預測模型對電力負荷預測的可行性和先進性，對京津唐電網售電量進行了預測。京津唐電網1994年第一季度至2001年第四季度的售電量數據如表1所示。圖1反映了該地區電力負荷的波動趨勢。從圖1可以看出，電力負荷具有明顯的兩重趨勢性特征。

通過編程對數據進行處理，得到灰色預測的GM(1,1)模型為

經過后驗差檢驗，此模型為一級模型。

利用上式，得到該地區電力負荷的灰色預測值。此預測序列反映的是該地區電力負荷的長期增長趨勢。

如果僅僅使用灰色模型對短期負荷進行預測，誤差較大。灰色預測值與真實負荷值之間的差額是由季節因素、不規則波動等因素引起的。為了擬合電力負荷的季節性趨勢，計算出季節變化指數，將季節變化指數代入式(4)中，得出季節調整后的預測值。從表2可以看出，預測精度有了提高。為了進一步改進預測，對季節調整后的預測殘差建立時間序列AR(p)模型，對多個自回歸模型進行估計后，認為p的最佳取值為15，由AR(15)模型得出殘差的估計值，代入式(8)，得到該地區電力負荷的組合預測。預測結果比較如表2和圖1所示。

通過分析這些計算結果，可以明顯地看到，只考慮增長性趨勢還是只考慮季節性趨勢都是不行的，都會對短期電力負荷的預測精度造成影響。只有綜合考慮，才能提高短期電力負荷的預測精度。根據預測模型，編制出的季節型負荷預測軟件，可以使預測方法更具有實用性。

6結論

（1）盡管灰色預測模型在處理非線性問題上具有兩重趨勢性特征，灰色模型只能預測出負荷的長期增長趨勢值。它與實際值之間存在著較大誤差。

（2）提出了季節型灰色乘積模型，既可以反映出負荷的長期增長趨勢值，又可以反映負荷的季節性趨勢。

（3）對季節型灰色預測的殘差建立了自回歸模型，提出了非線性季節型電力負荷灰色組合預測模型。與季節型灰色模型結合，將進一步提高預測精度，得出更精確的結果。

參考文獻

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[2]史德明，李林川，宋建文（ShiDeming,LiLinchuan,SongJianwen）.基于灰色預測和神經網絡的電力系統負荷預測（Powersystemloadforecastingbaseduponcombinationofgreyforecastandartificialneuralnetwork）[J]．電網技術（PowerSystemTechnology），2001，25(12)：14-17．

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【關鍵詞】負荷預測方法

一、電力負荷的構成與特點

電力系統負荷一般可以為城市民用負荷、商業負荷、農村負荷、工業負荷以及其他負荷等，不同類型的負荷具有不同的特點和規律。

可知電力負荷的特點是經常變化的，不但按小時變、按日變，而且按周變，按年變，負荷又以天為單位不斷起伏的，具有較大的周期性，負荷變化是連續的過程，一般不會出現大的躍變，但電力負荷對季節、溫度、天氣等是敏感的，不同的季節，不同地區的氣候，以及溫度的變化都會對負荷造成顯著的影響。

電力負荷的特點決定了電力總負荷由以下四部分組成：基本正常負荷分量、天氣敏感負荷分量、特別事件負荷分量和隨機負荷分量。

二、負荷預測影響因素

通過實踐證明影響負荷變化的因素有很多，所以負荷是時刻變化的，相關實驗證明負荷預測總負荷（由各個單個負荷組成）一般具有一定的變化規律，其各分量與總負y（t）的關系可寫為：

Y（t）=N（t）+W（t）+T（t）+S（t）+R（t）

其中字母的具體含義如下所示。

N（t）表示典型負荷分量，其主要的特點在于具有線性變化和周期變化；W（t）表示天氣條件溫度情況，通過分析各種因素的負荷影響程度，得到溫度往往是最重要的氣候影響變量；T（t）表示時間變化的影響，可以大致的歸納為如下三點，即人們作息時間，法定及傳統節，日季節變化；S（t）表示特殊事件，比如：自然災害、拉閘限電、系統故障等等。這類事件具有很強的隨機性，難以預測，只能依靠調度人員的經驗判斷；R（t）表示隨機產生的因素，考慮到負荷序列本質上就是一個隨機序列，負荷的隨機分量是負荷中的不遵循規律的部分，是不能準確預測的，可以通過模型或算法來考慮這些分量。

三、預測電力電量負荷的常用方法

3.1彈性系數法

電力彈性系數的基本定義是電力負荷年均增長率和國民經濟年均增長率之比，其主要作用在于可以用來衡量國民經濟發展和用電需求。該系數可以大致的分為兩大類，既電力生產彈性系數和電力消費彈性系數。使用該種預測方法的前提在于必須預先知道預測期內國民經濟的發展目標及其年平均增長速度，如果已經事先知道了彈性系數的預測值，便可以利用國內生產總值的年均增長率來預測出規劃期所需的電力和電量。該方法的主要缺陷在于需要進行大量統計調研工作。

3.2時間序列法

該方法的原理在于利用負荷的歷史資料，設法建立一個數學模型，用以描述電力負荷這個隨機變量變化過程的統計規律性；同時利用該模型建立一定的負荷預測數學表達式，進而對未來的負荷進行預測。

3.3灰色預測法

該方法的基本原理在于利用關聯空間、光滑離散函數等概念定義灰導數與灰微分方程，進而用離散數據列建立微分方程形式的動態模型。利用該方法可以建立GM（1，1）這樣的灰微分方程。還模型是利用離散隨機變量數經過生成變為隨機性被顯著削弱而且較有規律的生成數，建立起的微分方程，這樣便于對其變化過程進行研究和描述。

3.5回歸分析法

回歸分析法就是通過對歷史數據的分析、研究，并考慮和電力負荷有關的各種影響因素，建立起適當的回歸預測模型，用數理統計中的回歸分析方法對變量的觀測數據統計分析，從而預測未來的電力負荷。回歸預測模型可以是線性的也可以是非線性的，可以是一元的也可以是多元的，其中一元線性回歸預測是最基本的、最簡單的預測方法。回歸分析法適用于中、短期預測，它的預測精度依賴于模型的準確性和影響因子（如國民生產總值、工農業生產總值、人口、氣候等）預測值的準確度，該方法只能預測出綜合用電負荷的發展水平，無法預測出各供電區的負荷發展水平，無法進行具體的電網建設規劃。

四、結果分析

負荷變化具有規律性和隨機性，規律性是負荷預測的基礎，隨機性影響到負荷預測精度。負荷預測的任務就是盡可能地充分發掘負荷歷史數據中的規律性來預測未來負荷趨勢。但負荷變化中的隨機因素是客觀存在的，不同地區、不同時段負荷規律性的差異都會對負荷預測結果產生很大的影響。因此，分析歷史負荷的穩定度，才能全面地評價各相關因素的作用，了解預測誤差的構成，進而使預測人員可以清晰地把握預測過程。

歷史負荷規律性和穩定度辨識又可以歸結為：對歷史負荷進行頻域分析并分解，最后用量化指標給出某地區某時間區間內的歷史負荷規律性的穩定程度。本文采用分析工具為譜分析，對懷化地區和對比地區（常德地區）特定時段負荷的內在規律性和穩定度進行分析，并得到量化的指標。

值得指出的是，歷史負荷的規律性和穩定度必然在某種程度上影響預測精度，但是，穩定度估計的上、下限只能作為預測的一個參考，不能將穩定度和預測精度完全等同起來。

這里先取懷化地區和常德地區的2011年3月1日～3月14日系統負荷數據進行頻域分析比較。以下曲線圖左列是懷化局的，右列是常德局的。

從圖1可以看出懷化局負荷日周期分量和周周期分量占的系統負荷比重相對常德局來說要小些。而懷化局負荷的高頻分量部分波動比常德局劇烈的多，這說明懷化局負荷中隨機成分比重比常德局大，而且隨機變化更加劇烈，更不容易把握，這主要是因為懷化地區的電鐵負荷比重大。另外常德局負荷低頻分量比重比懷化局大，這說明前者負荷受氣候等緩慢變化因素影響較大；而懷化地區小水電豐富，但市區居民負荷不由懷化局供電，空調負荷占懷化地區系統負荷比重小，因此其低頻分量主要是反映降水的影響。由此看出兩地負荷的地區性差異較大。

五、結語

電力負荷預測有多種預測方法，每一種預測方法都代表了一種發展規律。各種算法均有一定的適用場合，各種預測方法都具有其各自的優缺點，沒有一個方法適用于各種負荷預測模型而精度比其他各種方法都高。所以在做負荷預測時，必須結合實際情況，著重從預測目標、期限、精確度和預測耗費等諸多方面，靈活選用較為合適的預測方法，并使用多種不同的方法進行預測，將所得預測結果互為比較，再進行合理的綜合分析與預測，最終得到符合所需精度的預測結果。

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[關鍵詞] 電力需求側管理；協調性；科學評估；激勵機制

電力需求側管理(Demand Side Management，DSM)在協調電力供應和需求側資源、提高能源利用效率等方面發揮重要作用，并且可以節約能源、保護環境，確保了電力工業的可持續發展。但在實施DSM的過程中還是存在很多的問題。

一、DSM的內容和現狀

電力系統傳統的思維模式就是靠增加能源供應來滿足需求增長的，DSM打破了這一傳統，建立了把需方節約的能源作為供方的一種可替代資源的新概念。站在經濟效益角度分析，短期內DSM可以避免開啟成本高昂的備用機組、降低運行成本，從長遠看則可以減緩電網擴建和新機組的投產；從系統運行的角度分析，DSM可以提高高峰負荷時系統的可靠性儲備，對于系統安全、穩定有重要作用；從用戶角度分析，實施DSM可以大大改善其用電方式，提高用電效率、節約電能、降低成本；從環保角度分析，DSM所提倡的節能技術、激勵措施提高了一次能源的利用效率，減少了CO2氣體排放，有利于環境保護。

我國于20世紀90年代引入DSM，2004年國家發展改革委員會、國家電監會了關于《加強電力需求側管理工作的指導意見》。DSM實施主要有以下幾個方面：

第一，應用經濟杠桿來調節供求之間的關系。充分運用執行分時電價、差別電價和對可中斷負荷、蓄冷蓄熱進行補貼等經濟激勵政策引導用戶移峰填谷。

第二，進一步強化技術措施、提升管理水平，提高電網運行的安全性和經濟性。

第三，多渠道、多種方式(包括新聞媒體等)宣傳電力需求側管理知識，引導科學用電，合理節約用電。

第四，在用電高峰到來之前，制定有序用電方案和應急預案。

二、在實施中DSM存在的主要問題

DSM進人我國的時間不長，各地區情況差別很大，DSM的實施和相關研究不夠深入。在我國目前的新形勢下，為能夠科學有序地推進DSM的實施，充分發揮DSM合理引導用電等方面的作用，DSM的研究與實施面臨新的挑戰和機遇，借鑒其他國家發展DSM的經驗是非常有益的。在今后的工作中，我國在DSM的實施過程中應當著重注意以下幾方面的問題。

(一)深化負荷特性研究

DSM的重要手段之一就是負荷控制，負荷特性的研究是實施負荷管理的基礎和依據。因為各地區經濟發展的特點不同，不同區域、地區之間負荷特性也不盡相同。而且伴隨著經濟增長方式的轉變以及產業結構的逐步調整，負荷特性也在不斷地發生變化。在DSM的實施過程中，最先必須要對本地區的負荷特性進行全面、深入、細致的了解，并且要根據產業政策、經濟結構調整的引導和要求以及地域、地理、季節差別，對負荷特性的發展、變化作出科學的預測和研究。要想為實施DSM提供科學的依據和保證，就必須做到對負荷特性的現狀、變化特點及發展趨勢都了如指掌。

（二)進一步完善負荷管理

在我國電力體制改革之前電力行業屬于壟斷經營，負荷控制方式就是“拉閘限電”，不關心用戶的生產實際。負荷管理(Load Management，LM)也是先進的負荷管理理念，更是DSM的重要手段。LM就是通過改變電力用戶用電行為而達到改變、優化負荷曲線形狀的。面向DSM的負荷管理大大區別于傳統的負荷控制或負荷管理，它不僅僅由供方(電力公司)來管理負荷，而且還能大大的調動需方(用戶)的積極性，雙方密切配合，共同實現負荷管理的目標。

削峰、填谷、負荷轉移、策略性節電、策略性增長以及柔性負荷等這些就是面向DSM的負荷管理的目標。

負荷管理目標示意圖

其中前三者是負荷管理的傳統目標，而后三者則是面向DSM負荷管理的增加目標，在可中斷負荷管理中，電力公司和用戶簽訂可以中斷合約。可中斷合約作為一種電力可靠性資源在電力市場中發揮著越來越重要的作用。可中斷電價是合約中的重要組成部分。因為市場環境下的信息不對稱，使得電力公司無法了解用戶真正的缺電成本。因此，在確定中斷負荷的補償支付機制時，一定要充分考慮機制對用戶披露自己真實缺電成本信息的激勵作用。一旦用戶披露真實缺電成本信息時會獲得最大的期望利潤，即中斷補償支付機制具有激勵相容特性。

(三)DSB與DSM

需求側競價(Demand Side Bidding，DSB)是一種基于市場條件下的短期負荷響應行為，DSB的一大顯著特點就是市場利益驅動，用戶分散短期行為，用戶在電力市場上的贏利手段具有潛在的節能環保效益。DSM的特點則是政府引導為主導，持續永久改變負荷特性，對環保、能源、電力企業、用戶都提供長期的效益，降低用戶用電成本。DSM與DSB的共同點顯而易見，就是共用控制、監視、通信等技術手段，以用戶效率的用電方式轉變和提高市場環境下相互收益為出發點。

在我國實施DSM過程，畢竟還是起步階段，必須要充分借鑒其他國家的經驗，結合我國的實際，建立需求側競價機制，推動DSB和DSM的發展。

(四)DSM的實施

DSM的順利實施，可以使政府、供電商、發電商、用戶等多方受益。因此在DSM的具體實施中，要大大發揮政府的作用，以政府為主導，在市場環境引導下，各個方面都積極參與進來，共同推動DSM的發展。

三、DSM的評估體系和激勵機制

(一)建立科學的評估體系

當前對于DSM的評價主要還是以經濟效益為標準的，即通過各種模型、算法來比較為了滿足相同容量的電力需求，是新建電廠經濟還是實施DSM更經濟。有關的具體評價指標主要有：可避免電量(成本)、可避免峰荷電量(成本)，或換算成單位節電成本等。這些具體的經濟指標都是站在供電方(電力公司、發電商)的角度對DSM進行評價的。在DSM的實際實施中，不只涉及到用這些靜態的統計數據表征的供方供電成本和經濟效益，DSM還對提高系統可靠性、緩解輸電阻塞、負荷特性的優化、提高負荷管理效率和用電效率、節能環保等方面都有不同程度的貢獻。因此，提醒我們應該從系統運行、供電部門、用戶、政府規劃、能源的合理利用、環境保護等多角度對DSM進行綜合評估，逐步地建立、完善相應的分析方法和科學的評估體系。

（二)形成有效的激勵機制

我國電力體制改革剛剛經歷不太長的時間，政府機構、電網公司、發電集團、監管部門各自的職能分工正在進一步協調完善之中，還沒有形成相對合理的電價機制，建設、激勵DSM實行的資金渠道沒有保證。因此，探索在政府的合理引導、適當資金扶持和市場驅動下的激勵機制，來健全DSM的實施與市場運行是適合目前新形勢的有效途徑。主要有逐步建立相對完善的電價體制，如現有的兩部制電價、峰谷電價、豐枯電價、可中斷電價，進一步建立實施可靠性電價、綠色電價乃至實時電價等；建立有效的風險防范體系等。還應當考慮通過合理的渠道來籌集和建立電力DSM公益基金，支持DSM的發展。

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關鍵詞：電力 負荷預測 程序

中圖分類號：F406文獻標識碼： A 文章編號：

前言：在電力系統中每一項的安全技術的具體措施就是電力負荷預測。電力負荷預測是和穩定計算以及繼電保護還有短路計算是一樣的，這些對于電力系統的安全運行等起著非常重要的作用。進入新世紀以我國的市場經濟在不的確立，特別是電力市場在不斷的改革，準確的負荷預測這樣才能夠合理的做出更好的機組運行容量，進而就能更好的合理安排運行相應的容量，極大的降低了能源上的消耗，一定要確保電能的質量，這樣就會極大的降低了發電的成本以及還能夠提高社會的經濟效益以及社會的效益。另外，從發展的眼光出發，負荷預測還是會決定著未來發電機組的安裝，這也就決定裝機容量的大小以及地點，同時也還會決定國家電網的建設以及相應的改造，還是我國實現電力市場的特有條件，還能在理論上也是有著重要的理論意義。

1.電力負荷預測

1.1電力負荷預測的意義

我們的電力工業所服務的對象就是電力用戶，電力工業的發展根據就是電力負荷。只有正確的電力負荷預測是保證無條件供應國民經濟各個部門以及人民生活水平，還是電力工業本身健康發展的重要標志，在電力規劃中起到著基礎性的作用。電力負荷預測作為全國電力工業發展水平一個象征。所以，電力負荷預測是一項非常重要的意義工作，這還是會有利于保證電力工業的健康發展，還有整個國民經濟的發展有著十分重要的意義。

1.2電力負荷預測的含義

我們所說的電力負荷通常是指一下兩個方面，一種是所服務的對象是電力工業，這里所說的服務對象主要是指一些電力部門、機關、學校、企事業單位等等所使用的每一項電力設備。還有一種就是指以上所說的所有用電單位、用電部門以及用的電力設備所消耗的一些具體的數量。在電力預測中所說的負荷是指國民經濟的整體以及還有部門地區對電力以及電量所消費的歷史情況來進行未來的變化趨勢。電力負荷預測就是在正確的理論指導下，經過調查以及研究來掌握出大量翔實資料的基礎上，運用可靠有效的方法還有手段來對電力負荷的發展趨勢作出科學合理的推斷。

2.電力負荷分析

在城市的居民家用電器就是城市民用負荷的主要來源，它的增長量每年在不斷的呈現出上升的趨勢，一般是表現在非常明顯的季節性活動中，并且民用負荷的最大的特點就是和居民的日常生活還有工作的規律是有著緊密的關系。所謂商業負荷就是指商業部門所用的一些照明還有空調等用電負荷，覆蓋的面積是也是非常大的，并且用電量是在每年的用電量也是比較平穩的，同時它也是有著季節性的波動，也是很明顯。雖然商業負荷在電力負荷中所占比重不及工業負荷和民用負荷，但商業負荷中的照明類負荷占用電力系統高峰時段。此外，商業部門由于商業行為在節假日會增加營業時間，從而成為節假日中影響電力負荷的重要因素之一。

3.電力負荷預測的內容

最大有功負荷及其分布。最大有功負荷的大小是確定電力系統裝機規模的基礎數據，換句話說是電源規劃的依據。有功負荷，加上電網中損失的有功和發電廠自用有功量，再加上適量的備用容量，就等于電力系統的裝機容量。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，即有功負荷的地區分布特點是輸變電規劃和配電規劃的主要依據。無功負荷及其分布。無功負荷的大小及分布是確定電力系統無功電源規劃的基礎，也是影響電力系統安全經濟運行的重要因素。電力負荷曲線及其特征值。電力負荷大小及其在時間上的分布特征，對電力規劃及電力系統運行是至關重要的。它是確定電力系統中電源結構、調峰容量需求、運行方式及能源平衡的主要依據。

4.電力負荷預測的程序

4.1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。確定預測目標。確定目標就是要在明確預測目的前提下，規定預測對象的范圍、內容和預測期限。預測內容是指包括電力、電量、電力負荷的地區分布，電力負荷隨時間的變化規律，以及電力負荷曲線特征及負荷曲線等。搜集與整理資料。資料是預測的基本依據，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。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。分析資料，選擇預測方法。對經過鑒別整理后的資料要進行分析，以尋求其規律。在預測中常用的分析方法有多種，如時間序列分析、因果關系分析等方法。要根據資料的掌因此，必須根據對資料的占有情況，以及預測目標、預測期限，預測環境、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。

4.2實施預測階段

在進行預測時，要依據選擇的預測方法來進行預測。如果是采用定量預測方法來進行預測，就要根據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。如果是采用定性預測方法來進行預測，就應根據掌握的客觀資料進行科學的邏輯推理，推斷出預測期的預測值。

4.3評價預測階段

預測的主要成果是得到預測結果。預測結果應該是明確的，可以被檢驗的。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。務使預測誤差處于可接受的范圍內。若誤差太大，就失去了預測的意義，并從而導致電力規劃的失誤。

4.4題出預測報告階段

預測報告是預測結果的文字表述。預測報告一般包括題目、摘要、正文、結論、建議、和附錄等部分。預測題目主要反映預測目標、預測對象、預測范圍和預測時限。摘要通常說明預測中的主要發現、預測的結果及提出的主要建議和意見

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[3] 牛東曉 曹樹華 趙磊等編著.電力負荷預測技術及其應用[M].中國電力出版社1998.

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關鍵詞：削峰填谷 措施 供需平衡

中圖分類號:TN915 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0131-01

用電時間和用電量的相對集中性，造成發供電設施在用電高峰期超載運行，在用電低谷期大量被閑置，采取積極措施，實施需求側管理，進行削峰填谷，對減少電力建設投資，充分利用電力資源，實現電力供需平衡，具有明顯效果，我們應充分認識削峰填谷的重要意義，積極采取各項措施，加大實施力度。

1 電力需求側管理意義

進行需求側管理工作有利于供用電平衡和電網的安全，實現經濟運行，對社會、用戶、和電力企業都有明顯的經濟效益和社會效益。

(1)可有效減緩國家對電力建設的投資，提高發、供電設備的利用率。(2)可減少發電機、爐等設備的開停次數，提高發電設備的熱效率，降低燃料消耗，進而降低發電成本。(3)可在汛期充分利用水力發電，減少棄水電量的損失。(4)增強電力系統的安全穩定性，提高供電質量。(5)用戶充分合理使用電氣設備，減少設備投資和電費支出。(6)調整用電負荷，使工礦企業之間錯開生產時間，緩解城市交通、自來水和煤氣等市政供應的壓力(7)有利于環境保護和提高能源利用率。

2 管理措施

通過政府的法律法規、標準、政策等，規范電力消費和電力市場，開展電力需求側管理工作，實現削峰填谷。

2.1 認真制定錯峰、避峰方案

制定詳盡的、可操作的錯峰、避峰方案，凡是能夠在低谷進行生產的企業，都要參加錯峰，凡是能夠在用電高峰季節和時段停產檢修的企業，都要進行避峰檢修。在制定錯峰、避峰方案時，對于每個企業的用電負荷進行認真排查，可停的是多少，不可停的是多少，明確移峰負荷數，保證在用電高峰時能夠按方案要求把負荷限下來。

2.2 挖掘潛力，增加峰段發電量

我國的發電構成較為單一，煤電占大多數，致使調峰能力差，我們要做好計劃、合理調度、制定措施，確保發電機組峰段的出力，充分發揮蓄能電站的作用，進行電網峰谷負荷的調節，削峰填谷。政府應制定優惠政策，給予相應的補貼，鼓勵自備電廠在用電高峰期間為電網輸送電量，挖掘自備電廠發電潛力。

3 經濟措施

利用價格、稅收、補貼等經濟機制，激勵用戶主動參與電力需求側管理。包括電價優惠、低息貸款、折讓銷售、借款、免費安裝、特別獎勵等。

3.1 峰谷分時電價

實施峰谷分時電價是削峰填谷最主要的經濟手段，可有效地改善電網的負荷特性。加大峰谷分時電價研究和推廣的力度，研究實行高可靠性電價、可中斷負荷電價、季節性電價的可行性和實施步驟，增加峰谷分時電價執行范圍，如居民用電、農村用電等，充分發揮經濟杠桿的作用，有效地轉移高峰負荷。

一些一班制、二班制的企業，由于不愿意增加在低谷時間生產時的人員工資、后勤保障等方面的投入，沒有安排在低谷時間生產，適當拉大峰谷分時電價的差距，讓企業確實得到實惠，鼓勵這些企業參與削峰填谷。

3.2 階梯電價

階梯電價按照電力消費量分段定價，居民用電越多，支付的電價水平呈階梯狀逐級遞增定價機制，兼顧不同收入水平居民的承受能力，使電價逐步反映合理的供電成本，以促進資源節約和環境保護。

3.3 可中斷電價

可中斷電價是指對某些實施避峰中斷用電的用戶實行的優惠電價，當電力系統負荷高峰時，由于電力供應不足，電力企業可按照預先簽訂的避峰合同，暫時中斷部分負荷，從而減少高峰時段電力需求。

4 技術措施

使用負荷管理技術，改進生產工藝、材料、設備及技術，以這些技術措施實現削峰填谷調整負荷，達到控制高峰電力需求的目的。

4.1 負荷監控

充分發揮負荷管理系統靈活迅速、操作方便、信息反饋快的特點，對用戶負荷分類、分片、分時間進行調控，及時將負荷降到限額以內，特別是對沒有蓄能功能的中央空調，要進行輪流啟停控制，通過開關狀態和室內溫度信息的反饋，隨時掌控空調的運行情況。為確保功能的實現，要加強負荷管理系統的管理，經常對遙控、遙信、遙測回路進行維護、檢查。

發揮負荷管理系統采集、儲存、分析、預測功能強的優勢，利用負荷管理系統對用電信息進行分析研究，對用電需求情況進行預測，通過網絡將結果及時傳送到領導和有關部門，以便盡早做好調荷限電的準備工作。

4.2 蓄冷蓄熱蓄能

利用低谷電力制冷，以冰的形式將冷量儲存起來，在用電高峰期釋冷，或利用低谷電力制熱，以水或相關材料將熱量儲存起來，在用電高峰期釋熱，將用電高峰期的空調負荷轉移至電網低谷期，不僅對削峰填谷有顯著效果，還由于利用了低谷時段的廉價電力，大大節省了用戶的空調運行費用。

4.3 開發推廣新技術

以高效的照明產品替代傳統的以白熾燈為主的低效照明產品，對減少高峰電量具有投入少、見效快、易操作的特點，這在賓館、商店、寫字樓的使用已取得顯著效果。如使用節能燈等措施的示范工程投入約135萬元，削峰1670萬元，用戶減少電費支出263萬元，半年收回投資。

隨著人民生活水平的提高，家用電器用電比例逐年增高，特別是在夏季用電高峰時期，空調負荷大幅上升。進行家用電器（特別是電冰箱、空調）增加蓄電功能的可行性研究，給蓄電池充電器增加定時功能，低谷期蓄電，高峰期用電，電動車的蓄電固定在夜間低谷期。

4.4 建設特高壓電網，提高電力資源利用率

特高壓電網的建設有利于在更大范圍內優化配置電力資源，實現遠距離、大容量、低損耗輸電和跨區域、跨流域調劑，由于我國地域寬廣，東西方存在時差，南北方存在溫差，通過特高壓電網輸電，就可錯開各區域不同的用電高峰期，調解峰谷電量平衡，有效地緩解用電高峰期壓力，提高了電力資源利用率。

4.5 注意天氣變化，做好負荷預測

由于夏、董季用電高峰期間，調溫負荷占總負荷的很大比例，并隨著溫度的變化值而增加，天氣的變化對高峰負荷影響很大，及時和氣象部門聯系，密切注意天氣變化情況和發展趨勢，研究用電量天氣之間的規律，結合其它因素對用電負荷進行預測，提前采取應對措施。

5 引導措施

普及負荷及管理知識，傳播削峰填谷信息，通過咨詢服務、政策講解、技術示范、產品展示、項目培訓等引導措施，提高用戶主動參與削峰填谷的積極性，使削峰填谷得到全社會的共識和參與。

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關鍵詞：電力負荷、負荷預測、預測方法、

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

1電力負荷的構成與特點

電力系統負荷一般可以分為城市民用負荷、商業負荷、農村負荷、工業負荷以及其他負荷等，不同類型的負荷具有不同的特點和規律。

城市民用負荷主要是城市居民的家用電器，它具有年年增長的趨勢，以及明顯的季節性波動特點，而且民用負荷的特點還與居民的日常生活和工作的規律緊密相關。

商業負荷，主要是指商業部門的照明、空調、動力等用電負荷，覆蓋面積大，且用電增長平穩，商業負荷同樣具有季節性波動的特性。雖然商業負荷在電力負荷中所占比重不及工業負荷和民用負荷，但商業負荷中的照明類負荷占用電力系統高峰時段。此外，商業部門由于商業行為在節假日會增加營業時間，從而成為節假日中影響電力負荷的重要因素之一。

工業負荷是指用于工業生產的用電，一般工業負荷的比重在用電構成中居于首位，它不僅取決于工業用戶的工作方式(包括設備利用情況、企業的工作班制等)，而且與各行業的行業特點、季節因素都有緊密的聯系，一般負荷是比較恒定的。

農村負荷則是指農村居民用電和農業生產用電。此類負荷與工業負荷相比，受氣候、季節等自然條件的影響很大，這是由農業生產的特點所決定的。農業用電負荷也受農作物種類、耕作習慣的影響，但就電網而言，由于農業用電負荷集中的時間與城市工業負荷高峰時間有差別，所以對提高電網負荷率有好處。

從以上分析可知電力負荷的特點是經常變化的，不但按小時變、按日變，而且按周變，按年變，同時負荷又是以天為單位不斷起伏的，具有較大的周期性，負荷變化是連續的過程，一般不會出現大的躍變，但電力負荷對季節、溫度、天氣等是敏感的，不同的季節，不同地區的氣候，以及溫度的變化都會對負荷造成明顯的影響。

電力負荷的特點決定了電力總負荷由以下四部分組成：基本正常負荷分量、天氣敏感負荷分量、特別事件負荷分量和隨機負荷分量。

2負荷預測的內容與分類

電力系統負荷預測包括最大負荷功率、負荷電量及負荷曲線的預測。最大負荷功率預測對于確定電力系統發電設備及輸變電設備的容量是非常重要的。為了選擇適當的機組類型和合理的電源結構以及確定燃料計劃等，還必須預測負荷及電量。負荷曲線的預測可為研究電力系統的峰值、抽水蓄能電站的容量以及發輸電設備的協調運行提供數據支持。

負荷預測根據目的的不同可以分為超短期、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，在安全監視狀態下，需要5～10s或1～5min的預測值，預防性控制和緊急狀態處理需要10min至1h的預測值。②短期負荷預測是指日負荷預測和周負荷預測，分別用于安排日調度計劃和周調度計劃，包括確定機組起停、水火電協調、聯絡線交換功率、負荷經濟分配、水庫調度和設備檢修等，對短期預測，需充分研究電網負荷變化規律，分析負荷變化相關因子，特別是天氣因素、日類型等和短期負荷變化的關系。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。④長期負荷預測是指未來3～5年甚至更長時間段內的負荷預測，主要是電網規劃部門根據國民經濟的發展和對電力負荷的需求，所作的電網改造和擴建工作的遠景規劃。對中、長期負荷預測，要特別研究國民經濟發展、國家政策等的影響。

3負荷預測的基本過程

負荷預測工作的關鍵在于收集大量的歷史數據，建立科學有效的預測模型，采用有效的算法，以歷史數據為基礎，進行大量試驗性研究，總結經驗，不斷修正模型和算法，以真正反映負荷變化規律。其基本過程如下。

3.1調查和選擇歷史負荷數據資料

多方面調查收集資料，包括電力企業內部資料和外部資料，從眾多的資料中挑選出有用的一小部分，即把資料濃縮到最小量。挑選資料時的標準要直接、可靠并且是最新的資料。如果資料的收集和選擇得不好，會直接影響負荷預測的質量。

3.2歷史資料的整理

一般來說，由于預測的質量不會超過所用資料的質量，所以要對所收集的與負荷有關的統計資料進行審核和必要的加工整理，來保證資料的質量，從而為保證預測質量打下基礎，即要注意資料的完整無缺，數字準確無誤，反映的都是正常狀態下的水平，資料中沒有異常的"分離項"，還要注意資料的補缺，并對不可靠的資料加以核實調整。

3.3對負荷數據的預處理

在經過初步整理之后，還要對所用資料進行數據分析預處理，即對歷史資料中的異常值的平穩化以及缺失數據的補遺，針對異常數據，主要采用水平處理、垂直處理方法。

數據的水平處理即在進行分析數據時，將前后兩個時間的負荷數據作為基準，設定待處理數據的最大變動范圍，當待處理數據超過這個范圍，就視為不良數據，采用平均值的方法平穩其變化；數據的垂直處理即在負荷數據預處理時考慮其24h的小周期，即認為不同日期的同一時刻的負荷應該具有相似性，同時刻的負荷值應維持在一定的范圍內，對于超出范圍的不良數據修正，為待處理數據的最近幾天該時刻的負荷平均值。

3.4建立負荷預測模型

負荷預測模型是統計資料軌跡的概括，預測模型是多種多樣的，因此，對于具體資料要選擇恰當的預測模型，這是負荷預測過程中至關重要的一步。當由于模型選擇不當而造成預測誤差過大時，就需要改換模型，必要時，還可同時采用幾種數學模型進行運算，以便對比、選擇。

在選擇適當的預測技術后，建立負荷預測數學模型，進行預測工作。由于從已掌握的發展變化規律，并不能代表將來的變化規律，所以要對影響預測對象的新因素進行分析，對預測模型進行恰當的修正后確定預測值。

4電力負荷預測方法簡介

電力負荷預測分為經典預測方法和現代預測方法。

4.1經典預測方法

4.1.1指數平滑法

該方法是常用的預測方法之一，指數平滑法的基本思想是加權平均，選取一組時間上有序的歷史數據，x1、x2、x3……xt，一次指數平滑預測的迭代公式為： 式中lt+1―t+1時刻的負荷值

n―所有數據記錄的個數

對越近期的數據加權越大，這反映了近期數據對未來負荷影響更大這一實際情況，同時能通過平滑作用消除序列中的隨機波動。

4.1.2趨勢外推法

就是根據負荷的變化趨勢對未來負荷情況作出預測。電力負荷雖然具有隨機性和不確定性，但在一定條件下，仍存在著明顯的變化趨勢，例如農業用電，在氣候條件變化較小的冬季，日用電量相對穩定，表現為較平穩的變化趨勢。這種變化趨勢可為線性或非線性，周期性或非周期性等等。

4.1.3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。它利用了電力負荷變動的慣性特征和時間上的延續性，通過對歷史數據時間序列的分析處理，確定其基本特征和變化規律，預測未來負荷。

時間序列預測方法可分為確定型和隨機性兩類，確定型時間序列作為模型殘差用于估計預測區間的大小。隨機型時間序列預測模型可以看作一個線性濾波器。根據線性濾波器的特性，時間序列可劃為自回歸(ar)、動平均(ma)、自回歸-動平均(arma)、累計式自回歸-動平均(arima)、傳遞函數(tf)幾類模型，其負荷預測過程一般分為模型識別、模型參數估計、模型檢驗、負荷預測、精度檢驗預測值修正5個階段。

4.1.4回歸分析法

回歸分析法就是根據負荷過去的歷史資料，建立可以分析的數學模型，對未來的負荷進行預測。利用數理統計中的回歸分析方法，通過對變量的觀測數據進行分析，確定變量之間的相互關系，從而實現預測。

4.2現代負荷預測方法

20世紀80年代后期，一些基于新興學科理論的現代預測方法逐漸得到了成功應用。這其中主要有灰色數學理論、專家系統方法、神經網絡理論、模糊預測理論等。

4.2.1灰色數學理論

灰色數學理論是把負荷序列看作一真實的系統輸出，它是眾多影響因子的綜合作用結果。這些眾多因子的未知性和不確定性，成為系統的灰色特性。灰色系統理論把負荷序列通過生成變換，使其變化為有規律的生成數列再建模，用于負荷預測。

4.2.2專家系統方法

專家系統方法是對于數據庫里存放的過去幾年的負荷數據和天氣數據等進行細致的分析，匯集有經驗的負荷預測人員的知識，提取有關規則。借助專家系統，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。

4.2.3神經網絡理論

神經網絡理論是利用神經網絡的學習功能，讓計算機學習包含在歷史負荷數據中的映射關系，再利用這種映射關系預測未來負荷。由于該方法具有很強的魯棒性、記憶能力、非線性映射能力以及強大的自學習能力，因此有很大的應用市場，但其缺點是學習收斂速度慢，可能收斂到局部最小點；并且知識表達困難，難以充分利用調度人員經驗中存在的模糊知識。

4.2.4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。

模糊控制是在所采用的控制方法上應用了模糊數學理論，使其進行確定性的工作，對一些無法構造數學模型的被控過程進行有效控制。模糊系統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。模糊系統對于任意一個非線性連續函數，就是找出一類隸屬函數，一種推理規則，一個解模糊方法，使得設計出的模糊系統能夠任意逼近這個非線性函數。

下面介紹模糊預測的一些基本方法。

(1)表格查尋法：

表格法是一種相對簡單明了的算法。這個方法的基本思想是從已知輸入--輸出數據對中產生模糊規則，形成一個模糊規則庫，最終的模糊邏輯系統將從組合模糊規則庫中產生。

這是一種簡單易行的易于理解的算法，因為它是個順序生成過程，無需反復學習，因此，這個方法同樣具有模糊系統優于神經網絡系統的一大優點，即構造起來既簡單又快速。

(2)基于神經網絡集成的高木-關野模糊預測算法：

它是利用神經網絡來求得條件部輸入變量的聯合隸屬函數。結論部的函數f(x)也可以用神經網絡來表示。神經網絡均采用前向型的bp網絡。

(3)改進的模糊神經網絡模型的算法：

模糊神經網絡即全局逼近器。模糊系統與神經網絡似乎有著天然的聯系，模糊神經網絡在本質上是模糊系統的實現，就是將常規的神經網絡(如前向反饋神經網絡，hopfield神經網絡)賦予模糊輸入信號和模糊權。

對于復雜的系統建模，已經有了許多方法，并已取得良好的應用效果。但主要缺點是模型精度不高，訓練時間太長。此種方法的模型物理意義明顯，精度高，收斂快，屬于改進型算法。

(4)反向傳播學習算法：

模糊邏輯系統應用主要在于它能夠作為非線性系統的模型，包括含有人工操作員的非線性系統的模型。因此，從函數逼近意義上考慮，研究模糊邏輯系統的非線性映射能力顯得非常重要。函數逼近就是模糊邏輯系統可以在任意精度上，一致逼近任何定義在一個致密集上的非線性函數，其優勢在于它有能夠系統而有效地利用語言信息的能力。萬能逼近定理表明一定存在這樣一個可以在任意精度逼近任意給定函數的高斯型模糊邏輯系統。反向傳播bp學習算法用來確定高斯型模糊邏輯系統的參數，經過辨識的模型能夠很好的逼近真實系統，進而達到提高預測精度的目的。

5結束語

隨著電力市場的發展，負荷預測的重要性日益顯現，并且對負荷預測精度的要求越來越高。傳統的預測方法比較成熟，預測結果具有一定的參考價值，但要進一步提高預測精度，就需要對傳統方法進行一些改進，同時隨著現代科學技術的不斷進步，理論研究的逐步深入，以灰色理論、專家系統理論、模糊數學等為代表的新興交叉學科理論的出現，也為負荷預測的飛速發展提供了堅實的理論依據和數學基礎。相信負荷預測的理論會越來越成熟，預測的精度越來越高。