《基于人工神经网络的短期电力负荷在线预测研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于人工神经网络的短期电力负荷在线预测研究（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、华北电力大学（保定）硕士学位论文基于人工神经网络的短期电力负荷在线预测研究姓名：刘庆亮申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：王保义20051220华北电力大学硕士学位论文捅要本文中研究了A N N 的B P 算法，给出了B P 网络结构确定的几种方法。并提出了根据电力网络的拓扑结构，每条线路设计一个神经网络，分别预测再汇总全县负荷值的微分神经网络预测模型。考虑曲阳县农业负荷较大且较为集中的，并且农业用水和农历节气密切相关的特点，提出了把节气作为负荷的影响因素。在面向对象的编程思想的指导下，开发了包括神经元类、神经网络类、农历同期类的类库。在神经网络的实现上，可以生成任意复杂的多层前馈
2、网络预测模型。用曲阳县2 0 0 3 年的历史负荷预测数据对这些模型进行训练，并进行了测试验证。在本文的最后，针对当前电力紧张的情况，通过对曲阳县2 0 0 3 年和2 0 0 4 年的供电及限电情况的分析比较，阐述了进行电力需求侧管理的内容和意义。关键字：人工神经网络电力负荷短期在线预测电力需求侧管理A b s t r a c tS t u d yo fB Pa l g o r i t h mo fA NNi nt h ear t i c l e ，p r o v i d es e v e r a lk i n d so fm e t h o d st h a th o wB Pn e t
3、w o r ks t r u c t ur ec o n f i r m sA n da c c o r d i n gt oe l e c t r i cn e t w o r kt o p o l o g i c a ls t r u c t ur ed e s i g n e dan e u r a ln e t w or ke a c hc i r c u i tP r o v i d et h ef o r e c a s t i n gm o d e lt h a tp r e d i c t ss e p a r a t e l yf i r s tt h e ng a t h
4、e r i n gt h el o a dv a l u ei nt h ew h o l ec o u n t yC o n s i d e r i n gt h a tt h ea gr i c u l t u r a ll o a di nQ u y a n gC o u n t yi sm o r el a r g e l ya n dc o m p a r a t i v e l yc o n c e n t r a t e ，a n dt h ec h a r a c t e r i s t i ct h a ta g r i c u l t u r a lw a t e ri s
5、c l o s e l yr e l a t e dw i t ht h el u n a rc a l e n d a rS u g g e s t i n gl u n a rt e r m sa st h ei n f l u e n c ef a c t o ro fl o a d ，a n dh a sd e s i g n e dt h ed a t ec o n t r o l l i n gp a r to ft h el u n a rc a l e n d a r U n d e rt h eg u i d a n c eo f t ar g e t o r i e n t
6、 e dpr o gr a m m i n gt h o u g h t ，d e v e l o p e dt h ek i n do fs t o r e h o u s e si n c t u d i n gn e ur o n s n e u r a ln e t w o r k s t h eI u n a rc a l e n d a rd a t e sI nt h er e a l i z a t i o no ft h en e u r a ln e t w o r k ，i tc a np r o d u c et h ec o m p l i c a t e dm u
7、I t i l a y e rf e e df o r w a r dn e t w o r kp r e d i c tm o d e l sA n dt e s ta n dv e r i f yt h e s em o d e l sb yu s i n gt h eh i s t o r i c a ll o a do f2 0 0 4i nQ u y a n gC o u n t y A tt h ee n do ft h i sp a p e r ，t ot h et e n s es i t u a t i o no fe l e c t r i c i t ya tp r e
8、s e n t ，t h r o u g hc o m p a r i n go ft h es i t u a t i o no fp o w ers u p p l ya n dr a t i o n i n gi n2 0 0 4a n d2 0 0 3o fQ u y a n gc o u n t yE x p l a i n e dt h ec o n t e n ta n dm e a n i n gt h a tc ar r i e so ne l e c t r i cd e m a n ds i d em a n a g e m e n tK e yw o r d s ：a
9、r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r ke l e c t r i c a Il o a ds h o r t t e r mo n I i n ef o r e c a s t i n g P o w e rd e m a n ds i d em a n a g e m e n t声明本人郑重声明：此处所提交的硕学位论文基于人工神经网络的电力负荷短期预测的研究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期问，在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北
10、电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：刍叁亳日期：丑暖殳z ! ! 关干学位论文使用授权的说明本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复F - p f - I ；学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位呛文；学校可允许学位论文被奄阅或借阅：学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文：同意学校口j 以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的令部或部分内容。( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定)作者签名导师签名
11、日期：啦西丝：r 日期、 彦钐k华北电力大学硕士学位论文第一章绪论1 1 选题的背景与意义电力系统是国民经济的一个重要组成部分，国家的工农业生产、人们日常生活每时每刻都离不开电力。正是由于电力系统在国民经济中的重要地位，使得人们对电力系统供电的可靠性提出了越来越高的要求。与此同时，电力系统也正在由过去的计划经济模式逐渐走向竞争型的市场经济模式，如何最大程度地稳定电力负荷的供需平衡、提高发供电企业的经济效益成为电力系统所面临的重要问题。电力作为j 种特殊的商品，它自身无法很好地保存，所以做好电力需求的预i 受0 工作对减少动力资源的浪费、提高发电企业的效益具有重要的意义。电力市场化的经济模式是电
12、力工业史上的一项重大的变革，其核心思想是引入一定的竞争机制，在电力工业进行合理的市场化改造。真正的电力市场首先在英国形成o1 9 8 8 年，英政府发布了电力市场民营化白皮书，开始对电力工业进行私有化和市场化改革1 ，按发、输、配、售环节分解电力工业。其间经历了1 0 年时间，在2 0 世纪9 0 年代后期形成全国性的电力市场，并引起了一股全球电力市场化的浪潮。在这股浪潮中，包括美国在内的许多国家将英国的电力批发市场联营交易模式作为样板，效法实行m 1 。从电力市场的形成历程来看，经历了以下四种模式：垄断模式：发电、输电、配电统一垄断经营；发电竞争模式：发电分离，竞价上网，输电、配电垄断经营；
13、输电网开放模式：发电竞争，输电开放，配电垄断经营，大用户有选择权，也称批发市场；配电网开放模式：发电竞争，输电和配电开放，大小用户均有选择权，也称零售市场。我国的电力工业长期实行计划经济和垄断经营，1 9 9 8 年6 月才提出发电市场改革方案，目前实行的模拟市场是一个由计划经济向市场经济发展过渡的市场阶段1 。在旧的经营模式下，电网与发电企业之间的关系为一种行政隶属关系，电网按照预先制定的发电计划向所属的各发电企业采购电量，制定发电计划的原则是包括发电企业在内的系统运行费用最低。在新的经营模式下，厂网分开，发电侧开放，电网和发电企业之间由隶属关系转变为独立的经济关系，电量采购则通过竞价上网的
14、方式进行，采购计划根据市场采购费用最低的原则来制定，各发电企业公平竞争。随着电力系统经营模式的改变，电力工业技术也发生了巨大的变化。2 0 世纪6 0 到7 0 年代，引入了控制论，并由经典理论发展到现代理论阶段；7 0 年代到8 0华北电力大学硕士学位论文年代，引入了系统工程理论；9 0 年代以后更是注入了经济理论而达到电力市场理论阶段。电力工业由计划经济走向市场经济，既是体制与管理上的改革，也是技术上的改革。电力市场是电力系统运行、负荷管理、供用电合作、通信与计算机系统的总和，是电力工业技术与经营管理的总和，几乎所有的电力调度中心都配备了电力系统自动化软件，如：能量管理系统( E M S
15、) ，配电管理系统( D M S ) 以及相关的管理信息系统( M I S ) 。作为电力系统自动化发展的高级形式的能量管理系统( E M S )出现于7 0 年代，由于电力市场的出现，能量管理系统获得了更大的发展空间，成为实现电力市场的工具。我国目前典型的E M S 的组成1 4 包括数据采集与控制( S C A D A ) 、自动发电控制( A G C ) 与发电计划、网络分析和调度员培训模拟等。负荷预测是能量管理的_ 个重要组成部分，是一项重要的基础工作，同时也是制定发电计划的基础；对于电力系统的规划而言，电力需求的预测决定了发电、输电、配电系统容量的大小；对于系统的运行而言，负荷的预测
16、可以用来安排机组的启停与检修，确定合理的备用旋转容量。电力市场中，电力负荷的调度发生了比较大的变化，厂网分离，发电市场放开，各发电企业竞争上网。电网的电量采购则以采购成本最小为原则，电价是电量采购的一个重要因素。发电企业根据电网公布的短期负荷预测结果报价，负荷预测成为电量采购的基础，对于竞价策略有着重要的影响，直接影响到电网及发电企业的经济效益。在竞价上网的前提下，电网首先进行短期负荷预测，一般是提前一天，各发电企业根据负荷预测的结果报价，电网则根据各发电企业的报价从低到高来采购电量。有效的短期负荷预测( S T L F ) 前提下，可以使得电网电量采购的分配更为合理，有效地降低采购成本，增大收益；同时，这也促使各发电厂不断地降低发电成本，提高自己在竞价过程中的竞争力。因此，短期负荷预测对于保证电力系统安全经济运行和实现电网科学管理及调度有重要意义，是电网商业化运营必须的一项基本内容。现在，保定市电力集团公司要求所辖的2 2 个县供电公司每天上报第二天的负荷预测值。电力系统负荷预测一直都采用人工经验预i 贝0 的方法，预测工
