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1、第四章 电力市场负荷预测,电气工程学院,了解电力负荷预测中的经验预测方法，重点了解专家预测法的基本理论。 深入理解趋势外推预测技术，电力负荷回归模型预测技术，并能够将原理运用到实际问题中。,学习目的,第一节 电力负荷（需求）预测概述,电气工程学院,电气工程学院,电力负荷预测就是在正确的理论指导下，在调查研究掌握大量翔实资料的基础上，运用可靠的方法和手段对未来的电力市场需求作出科学合理的推断。 电力负荷预测包括对电量的预测，也包括对瞬间的负荷预测，为了更准确地预测电力负荷，在进行电力负荷预测时必须掌握不同行业、不同客户的用电特性。,一、电力负荷预测的概念与特点,负荷预测的特点,不确定性负荷发展受
2、多种因素影响，有些因素很难预先估计 条件性 各种负荷预测都是在一定的条件下作出的 时间性各种负荷预测都有一定的时间范围，需要指明预测时间段 多方案性应考虑各种可能的发展情况，因而得到在不同条件下的预测方案,影响负荷预测的主要因素,1. 气候变化和自然灾害的影响 2. 宏观产业结构调整的影响 3. 能源市场变化的影响 4. 环境保护的影响 5. 人口因素的影响 6. 错误估计国民经济发展速度造成的影响 7. 实施需求侧管理带来的影响 8. 电价弹性带来的影响,二、负荷及负荷预测的种类,1. 负荷的种类 比较常见的是按全社会用电情况，分为第一(农业)、第二(工业 建筑业)、第三产业(除第一 第二产
3、业外的所有行业)和居民用电四大类；同时按照行业类别将负荷细分为八类， 1998年，全国八大行业的用电结构及比例分别为：,2. 负荷预测的种类 （1）按预测周期划分。 第一种规定是： 长期负荷预测的预测周期为数年数十年； 中期负荷预测的预测周期为1月1年； 短期负荷预测的预测周期为1日1周； 超短期负荷预测的预测周期为未来1小时以内，用于质量控制时为510 s，用于安全监视时为15 min，用于预防控制和紧急状态处理时为1060 min。 第二种规定是： 长期负荷预测（20年以上）；年负荷预测；月负荷预测；日负荷预测；周负荷预测；短期负荷预测（1060 min）；超短期负荷预测（510 s或15
4、 min）。,二、负荷及负荷预测的种类,（2）按全社会用电或行业类别划分。 分为城市民用负荷预测或商业负荷预测、农村负荷预测、工业负荷预测等。 （3）按预测负荷的特性划分。 分为最大负荷预测、最小负荷预测、平均负荷预测、峰谷差预测、高峰负荷平均预测、低谷负荷平均预测等。,二、负荷及负荷预测的种类,三、电力负荷预测的原理,电力负荷预测是建立在以下几个原理之上的。 （一）惯性原理 任何事物发展有一定惯性，即在一定时间、一定条件下保持原来趋势和状态，通过它的过去和现在推测其未来。,电气工程学院,（二）可能性原理 因为事物的发展变化是在内因和外因共同作用下进行的。内因的变化及外因作用力大小不同，会使事
5、物发展变化有多种可能性。所以，对某一具体指标的预测，往往是按照其发展变化的多种可能性，进行多方案预测的。,电气工程学院,三、电力负荷预测的原理,（三）相关原理 相关原理是指许多事物之间有较强的关联性，当了解（或假设）到已知的某个事物发生变化，可推知另一个事物的变化趋势。,电气工程学院,三、电力负荷预测的原理,（四）相似性原理 一些事物发展之间还是存在着相似之处，或者其现在的发展过程和发展状况可能与另一事物过去一定阶段的发展过程和发展状况相类似，人们就根据后一事物的已知发展过程和状况，来预测所预测对象的未来发展过程和状况。,电气工程学院,三、电力负荷预测的原理,（五）反馈性原理 反馈就是利用输出
6、返回到输入端，再调节输出结果。预测的反馈性原理实际上是为了不断提高预测的精度而进行的反馈调节。,电气工程学院,三、电力负荷预测的原理, 是制定国民经济发展规划、政策的需要； 是制定能源发展规划、政策的需要； 是电力各管理部门工作的需要； a.规划部门：电源建设、输电线路建设 b.计划部门：购电、购燃料 c.调度部门：电网运行方式（启，停，带负荷） 机组检修计划 d.用电部门：正常的社会、经济、生活秩序 需方管理,四、负荷预测的作用,电气工程学院,五、电力负荷预测的程序,（一）准备阶段 准备阶段是根据预测任务确定预测的目标、落实组织工作、收集整理资料、选择预测方法等。 确定目标就是要在明确预测目
7、的前提下，规定预测对象的范围、内容和预测期限。 一般而言，预测范围视研究问题所涉及的范围而定，如分析某省的电力市场，就要预测全省范围内的电力负荷量；收集整理预测资料是预测的又一个基本工作。,电气工程学院,一般在做电力负荷预测时需要搜集与整理的资料主要有： 电力系统历年用电量、用电构成； 经济发展指标（如国内生产总值、国民收入等）； 人口预测资料、人均收入水平等。 然后，对经过鉴别整理后的资料要进行分析，以寻求其规律。根据资料的掌握情况及资料样式，选择相应的预测方法。,电气工程学院,五、电力负荷预测的程序,在这个过程中，要依据选择的预测方法来进行预测。如果采用的预测方法是定量的，就要建立定量的预
8、测模型，根据已知数据，预测所需的预测变量值。 如果是采用定性预测方法来进行预测，就应根据掌握的客观资料进行科学的逻辑推理，推断出预测期的电力需求量。,（二）实施预测,电气工程学院,（三）分析预测结果,在得到预测结果后，必须对预测结果的准确度和可靠性进行分析评价。使预测误差处于可接受的范围内。 若误差太大，就失去了预测的意义，从而导致电力规划的失误。因此，误差大时，要分析产生误差的原因。如果是选择的数学模型不完善，要改进模型；如果是由于不确定因素的影响，则要进行必要的调整。,电气工程学院,六、电力负荷预测的方法,一般的经济预测方法可划分为定性预测方法和定量预测方法。 定性预测方法主要是指运用个人
9、的经验和知识进行判断。适用于难以获取足够数据资料的条件下。,电气工程学院,常见的定性预测方法有头脑风暴法、特尔菲法等。 优点是预测者能够考虑到大量的资料、信息和情报； 其缺点是缺乏系统的方法去研究已往的成功和失误，以提高预测的准确度，完全依赖于预测人员的经验和主观判断能力。,电气工程学院,六、电力负荷预测的方法,定量预测法是用数学模型预测事物发展的趋势。当能够收集到足够可靠的数据资料时，定量预测是更可取的。 常见的定量预测方法有时间序列法、回归分析法等。 优点：不受主观愿望的影响；对预测模型的处理是根据过去的预测误差作出的；可以用计算机进行预测，但定量预测方法难以包括影响预测对象的全部因素。,
10、六、电力负荷预测的方法,电气工程学院,负荷预测流程图,超短期预测误差不超过1%，短期预测误差不超过3%， 中期负荷误差允许5% ， 长期的不超过15%,第二节 电力市场负荷预测 经验技术与经典技术,电气工程学院,1. 专家预测法 2. 类比法 3. 主观概率预测法 4. 单耗法 5. 负荷密度法 6. 比例系数增长法 7. 弹性系数法,常规单一的负荷预测方法,电气工程学院,专家预测法包括 专家会议预测法 专家小组法 专家会议预测法是根据规定的原则选定一定数量的专家，按照一定的方式组织专家会议，发挥专家集体的智能结构效应，对预测对象未来的发展趋势及状况，作出判断的方法。 其中“头脑风暴法”就是专
11、家会议预测法的具体运用。,一、专家预测法,电气工程学院,有助于专家们交换意见，通过互相启发，可以弥补个人意见的不足； 通过内外信息的交流与反馈，产生“思维共振”，进而将产生的创造性思维活动集中于预测对象，在较短时间内得到富有成效的创造性成果，为决策提供预测依据。,专家会议优点,电气工程学院,1、有时心理因素影响较大； 2、易屈服于权威或大多数人意见； 3、易受劝说性意见的影响； 4、不愿意轻易改变自己已经发表过的意见等。,缺点：,电气工程学院,如果参加者相互认识，要从同一职位（职称或级别）的人员中选取，领导人员不应参加，否则可能对参加者造成某种压力； 如果参加者互不认识，可从不同职位（职称或级
12、别）的人员中选取。这时，不论成员的职称或级别的高低，都应同等对待； 参加者的专业应力求与所论及的预测对象的问题一致。,专家会议的人选三个原则：,电气工程学院,专家小组规模： 1015人为宜； 时间： 一般以进行20-60min最佳。 会议提出的设想由分析组进行系统化处理，以便在后继阶段对提出的所有设想进行评估。,电气工程学院,专家小组法,专家小组法又称“德尔菲法”，是专家调研法的形式之一。即各专家不通过会议形式交换意见和进行讨论，而是在相互保密的情况下，用书面形式独立地回答预测者提出的问题，并经过反复多次修改各自的意见，最后由预测者进行综合分析，确定市场预测值。,电气工程学院,步骤： 1、首先
13、成立预测小组，为预测做好准备，选择专家，制定预测调研表； 2、第二步请专家做出初步判断； 3、第三步，将上次预测的情况经过总结后，反馈给专家，请专家修改初次判断； 4、最后确定预测值。,电气工程学院,二、主观概率法,主观概率是人们凭经验或预感而估算出来的概率。它与客观概率不同，客观概率是根据事件发展的客观性统计出来的一种概率。在很多情况下，人们没有办法计算事情发生的客观概率，因而只能用主观概率来描述事件发生的概率。,电气工程学院,主观概率法步骤： 准备相关资料； 编制主观概率调研表； 汇总整理； 判断预测。,电气工程学院,三、用电单耗法,式中： Qh某行业预测的需电量； Ui各种产品（产值）用
14、电单耗； Qi各种产品产量（或产值）。,这个方法是根据预测期的产品产量或产值和用电单耗计算出需要的用电量，如下式：,电气工程学院,这个方法适用于工业比重大的系统，对于用户已有生产或建设计划中短期负荷预测，单耗法是有效的。 缺点是需要做大量细致的调研工作，比较笼统，很难反映现代经济、政治、气候等条件的影响。,用电单耗法优缺点：,电气工程学院,四、负荷密度法,负荷密度一般以kW/km2表示。不同地区、不同功能的区域，负荷密度是不同的。 利用负荷密度法，一般要将预测区域分成若干功能区，如商业区、工业区、居住区、文教区等，然后根据区域的经济发展规划、人口规划、居民收入水平增长情况等，参照本地区或国内外
15、类似地区的用电水平，选择一个合适的负荷密度指标，推算功能区和整个预测区的用电负荷。 计算公式是A=SD，其中S 是土地面积，D 是用电 密度。,广东分类地区城市人均用电水平与负荷密度标准,电气工程学院,电力弹性系数一般定义为： 式中： 为电力生产（或消费）年均增长率 为国民经济指标的年均增长率（一般在电力负荷预测中，国民经济指标采用国内生产总值）,五、弹性系数法,电气工程学院,a)如果已知电力生产或消费弹性系数的预测值 ，预测期内国内生产总值的年均增长率 ，则根据电力生产或消费弹性系数的一般定义，可测算出电力生产或消费的年均增长率 ：,弹性系数法的一般步骤如下：,电气工程学院,b)利用下列公式
16、预测出规划期所需的电力和电量 式中： 规划期需要的发电量或用电量，万kWh； 基年的实际发电量或用电量，万kWh； 规划期采用的电力生产或消费弹性系数； 规划期预计的国内生产总值年均增长率； 基年至规划年间隔的年数。,电气工程学院,c) 预测出规划期某年需要的发电量或用电量后，可根 据下式计算出相应的电力需要量： 式中： 需预测的规划年的发电负荷或用电负荷，万kW； 预测出的规划年的发电量或用电量，万kWh； 规划期采用的发电或用电负荷利用小时数。,电气工程学院,第三节 趋势外推技术预测,电气工程学院,电力负荷预测随时间变化过程中，一般除了存在某种增长趋势外，还普遍周期性变化。 电力负荷随时间的变化，以年为单位，既存在线性增长趋势，又存在着季节性变化趋势. 线性趋势 a + bt 与季节性趋势构成乘法复合模型,季节型趋势预测技术,电气工程学院,季节型趋势 先定线性趋势预测，再季节 预
