中长期用电量预测浅析

中长期用电量预测浅析摘要：中长期用电量预测能够帮助相关人员掌握今后几年内的用电大概状况，有利于城市的规划发展，对市政人员规划整个城市经济发展趋势有着很大的参考价值，本文以某市为实例，根据2008年至2012年的居民用电产业用电进行数据分析，采用科学的预测方法，对整个城市用电系统进行研究探索。关键词：用电预测；用电分析；用电量统计；电力负荷1研究对象以及数据统计1.1案例某市是以重化工业建设为基础的，工业城市。整体城市用电量可以分为四个版块，分别为第一产业用电，第二产业用电，第三产业用电以及城市居民用电。随着城市的经济发展，全市的GPD也随之发生着变化。国民经济结构也发生了根本的变化，这就对电力消费结构造成了影响。1.2研究方法本文的研究方法主要是通过对全市2008年到2012半年的总体用电量的历史数据进行分析统计，利用科学的分析方法对未来电力需求量进行预测。主要用到（1）电力消费结构分析法（2）采用“S”曲线法（3）灰色系统等维信息方法（4）湖色系统包络模型法（5）类比预测法（6）组合预测法1.3数据统计通过历史数据统计我们可以知道2008年至2012年三大产业和居民生活用电量数据。（如下图）某市2008—2012年三大产业和居民生活用电量数据年份20082009201020112012全市用电情况（万千瓦时）全社会用电总计10942311173387127411014152541546392第一产业1092312402121061112716651第二产业7651418016098524799602671064435第三产业155167171778207348223980231719城乡居民生活用电合计163000187598202177219880233587占总用电量的比重（%）第一产业0.9981.0570.95020.78621.077第二产业69．92568.31666.90867.85168.833第三产业14.18014.64016.27415.82614.984城乡居民生活用电合计14.89615.98815.86815.53615.1052预测方法以及用电预测2.1用电量预测方法（1）“S”曲线法在“S”曲线法中我们可以将行业的负荷增长看作为一个生长模型，由于在发展阶段中，在初期符合增长一般来说发展都很缓慢，到了中期的时候就会突然变得很快呈现一种急速增长的趋势，到了后期就会因为符合达到了饱和期而变得增长滞停，整个过程的曲线就好像一个“S”一样。“S”形曲线法是一种特殊的曲线外推方法。（2）灰色系统等维信息方法灰色系统等为信息法需要建立GM（1,1）模型，整个模型包含着单变量的一节微分方程，具体如下：设有一组数据(0)(0)(0)(0)((1),(2),...,()),xxxxn作一阶累加生成(1)10,0,AGxAG(1)(1)(1)(1)((1),(2),...,()),xxxxn其中(1)(0)1()()(1,2,...,),kixkxikn作(1)x的一阶均值生成1,,AVGzAVGz为背景值。其中(1)(1)1()[()(1)](2,3...,),2zkxkxkkn构造一阶线性灰微分方程(1)((1))axa○×(1)()xu,则该方程的白话微分方程为(1)(1),dxaxudt利用最小二乘法求解参数,:auˆ()TTNaaBBBYu式中，(0)(0)(0)(2)1(2)(3)1(3),::::()1()nzxzxBYznnx(1)x的灰色预测模型为：(1)(0)ˆˆ(1)(1)(0,1,2,...)ˆakuuxkxekaa原始数列(0)x灰色预测模型为(0)(1)(1)(0)(1)(1)()(1)(1)(0,1,2,...)aakxkxkxkuexeka在GM(1，1)模型中我们可以在预测未来电量中利用，保持数列长度不变，不断去掉就数据的推陈出新的方法，依次递补为求达到预测目标的精准度。（3）类比预测法在用电量预测中，类比预测法主要是利用不同地区的环境因素以聚类的方式进行分析研究，从研究中的数据找出典型的分类。利用类比的方式将要预测的地区的预期环境和这些典型进行对比，利用典型地区的符合增长水平作为参考进行用电量的预测。（4）灰色系统包络模型法利用灰色系统包络模型法去预测用电量，主要是利用灰色系统等维法作为基础。主要做法是将等维法上的原始数列和主模型的去曲线上找出最大值和最小值。在着两个值上建立数学模型，最终我们可以得到两条模型曲线所产生出来的夹角空间，这就是未来用电量的变化区间。利用灰色系统包络模型法来对用电量进行预测能够有效地预测出具体数值，使用价值很高。（5）组合预测方法在对未来中长期的城市用电量的预测过程中，利用不同的预测方法组合进行测试研究，能够有效地增加整个预测结果的准确度。任何一种单一的预测方法都很难对整个用电系统进行全面的分析。利用不同的预测模型从不同的角度去对整个用电系统进行模拟是最为科学的做罚，能够帮助检测人员获得各种数据，充分掌握有用的信息。2.2用电预测（1）第一产业用电量预测根据该市的经济发展趋势来看，农业与畜牧业正在加快发展，这些第一产业的推动力量，第一产业的用点量持续保持增长，利用“S”形曲线法与灰色系统包络模型等方法结合预测，我们可以推测出第一产业的未来几年用电量。具体如下表表示第一产业用电量预测表（单位：万千瓦时）（2）第二产业用电量预测该市作为一个工业城市，在经济发展的前提下，工业发展速度也在腾飞，在城市培养产业集群的动力推动下，第二产业的用电量在未来几年将会大幅度上升。本文主要利用灰色低通包络模型和组合预测法对城市未来几年的第二产业用电量进行预测。预测结果如下：第二产业用电量预测表（单位：万千瓦时）（3）第三产业用电量预测市场经济发展所带来的效益，使该市的第三产业蓬勃发展，大大推动了国民经济的增长，在未来的几年里该市的第三产业发展会保持一个良好的发展趋势，因此用电量也会很大幅度地增加。利用灰色等维信息模型法和组合预测方法对该市的未来用电量进行预测，得出一下数据结果：第三产业用电量预测表（单位：万千瓦时）（4）居民生活用电量预测经济的发展人们的生活水平也相应提高了不少，家庭用品的电器化给人们的生活带来了更多的便利，低碳生活的提倡，节能电器技术的完善又为人们生活降低了能耗。居民生活用电在未来几年中依然会在绝对量上保持增长，但增长速度将会逐渐减少。利用灰色系统包络模型和组合预测方法进行预测，详细数据如下表：居民生活用电量预测表（单位：万千瓦时）结论：在对该市进行电量预测的过程中，我们可以知道未来几年内该市的电量大概状况。经过科学严谨的预测方法我们可以知道在2017年，该市的总用电量为2477747.1万千瓦时，用电第一产业用电量、第二产业用电量、第三产业用电量以及居民用电量分别为26587.8万千瓦时，1736997.9万千瓦时，376190.1万千瓦时以及337971.3千瓦时，分别占该市全年用电量的1.0731%，70.104%，15.183%以及13.640%。参考文献：[1]蒋晓艳，何川，方蕾.基于最优组合预测法的电网用电量预测[J].中国西部科技，2010-05-15[2]牛东晓，张博，陈立荣，张彤彤.智能优化灰色模型在中期用电量预测中的应用[J].华东电力，2006-01-24[3]张鑫，韦钢，周敏，杨熠娟.灰色理论在城市年用电量预测中的应用[J].上海电力学院学报，2002-06-15[4陈敏，李泽军，黎昂.基于混沌理论的城市用电量预测研究[J].电力系统保护与控制，2009-08-16