浅谈电力负荷预测的方法

钟琦

摘 要：本文简述了电力负荷预测的意义，阐述了负荷预测的特点和步骤，分析了短期负荷预测经常采用的等增长率法、移动平均法、指数平滑法的计算方法，提出了提高负荷预测的精度不仅重视历史数据的积累，更应注重选择合适的计算模型，采用综合预测模型是未来电力负荷预测方法的发展方向。

关键词：电力 负荷预测 方法 特点

中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）09（b）-0000-00

电力负荷预测是电力工程研究和规划的重要工作，通过准确可靠的负荷预测工作，可以提高发电机组启停的经济性，使电网的安全性、稳定性、经济性进一步提高，为电网规划提供可靠参考，减少电网建设中不合理的储备容量，检修部门利用负荷预测可以合理安排电网设备的检修计划，降低发电、供电、配电成本，从而进一步提高电网利用率和效益，更好的服务经济社会发展。

1 负荷预测的特点

1.1 条件性

无论采用哪一种负荷预测技术，都必须满足该技术和算法的特定条件。不同的预测方法对历史数据的采样周期和准确度要求不同，如不满足预测条件，可能会造成预测结果失真。

1.2 不准确性

由于负荷变化受各种因素影响，有些影响因素可以事先预见，有些则是完全未知的，所以无论采用哪种预测方法都存在预测结果的不准确性。

1.3 时间性

任何方法的负荷预测，以历史数据和客观因素为参考开展预测，不可能无限期去测下去，需要在预测前就明确历史采用数据的时间段和未来预测的时间范围

1.4 多方案性

采用不同的预测方法会获得不同的预测结果，一般来说，尽可能多采用几种方案进行预测，并对预测结果进行比较，才能获得尽可能准确的预测数值。

2 负荷预测的步骤

2.1 制定预测计划

在负荷预测前需制定本地区历史数据资料需求和搜集方案，确定负荷预测的年限，以及历史数据的处理所需要的数学模型等。

2.2 搜集和分析资料

全面搜集历史负荷数据和相关资料，然后对资料进行整理筛选，剔除错误，填补缺失，使历史资料尽可能完整可靠。选用的各类资料要有相关性、准确可靠，要有代表性，能反映负荷特点。

2.3 确定负荷预测方法，建立预测模型

资料搜集分析完成后，需要确立预测方法，进行负荷预测最终表现形式是数学模型或数学公式，运用这些数学模型和公式将历史数据转化为预测值。

2.4 对预测值进行分析，确定结果

采用多种数学模型和公式，会得到不同的初步预测结果，需要参照区域内负荷特点、经济社会发展趋势进行综合分析和对比，进而对初步预测结果进行分析和调整最终确定预测值。

3 几种的负荷预测的方法

3.1 等增长率法

等增长率法也称为比例系数增长法，该方法假定预测期内的电力负荷与历史负荷数据有相同的增长比例，用历史负荷数据计算出比例系数，用该比例系数预测短期负荷。设第m年的负荷为An（kW），则从第n年至第m年（n

由此预测第l年（l >m）的用电量为：

这与以为起点的预测结果Al =Am（1+K） l-m相同，这是因为

3.2 移动平均法

采用移动平均法进行负荷预测是利用历史数据值，通过移动平均消除时间序列中的不规则变动和其他变动，寻找负荷变化的长期趋势，进行逐项推移来预测近期内的负荷值。在预测区域内负荷增长比较均匀，不存在快速上升和下降，并不考虑季节性因素，经常采用该方法进行负荷预测。该方法可以平滑掉负荷的突然波动对预测结果的影响。但需要大量的历史数据作为参考，然后引进预测其的新数据，不断修改平均值，以之作为预测值。

对于时间上有序的一组观测数据 ，，…， 可以用对连续 n 个时期的观测值计算出的平均数作为下一时期，即 t+1时期的预测值，用Ft+1表示：

或：

这种预测方法称为移动算术平均法，或称移动平均法，式中：

n： 移动跨距（取数据个数）；

t： 数据时间周期数。

实际上，移动平均法是按给定的时间序列逐点向后推移的、分段平均的预测方法。使用上式时，随着数据周期数t的增加，整个序列将向前移动，结果是：式中增加了新数据，但又自动截去n个时间单位以前的数据，故称为移动平均法。

3.3 指数平滑法

指数平滑法是从移动平均法改进而来的，移动平均法虽然计算简单但需要保存大量的历史数据并且对使用数据给予了相等权数1/n， 即使如此移动平均法只能在时间序列趋于水平时才能使用，如果时间序列的增减趋势过于明显，移动平均法是不能适应如此明显变化的，这就需要对该计算方法进行改进，以求克服适应性范围过小的缺点，这就衍生出了指数平滑法。

指数平滑法，基于移动平均法而来，将时间序列进行分段，在每段中分别采用不同的权数，然后采用加权平均进行计算的方法。该方法重视近期数据影响，但也不忽视远期数据作用，从而提高了预测精度，在移动算术平均法中：

将式公式中序列向后移动一个的结果，再减去原式，可得到：

式中Ft表示t期的预测值，实际上，它是代表？，，…，这个序列的平均值，就近似意义上讲，这个序列中的任何一个数都可以用平均值来表示，若用 F？t？代替式中，并令：

即可得到：

其中： a 称为平滑系数，取值 0< a <1 。

说明： ？为t期实际值， ？， ？分为t+1期预测值。

或者写成 ：

该式可以理解为，下一时刻的预测值等于本时刻预测值再加上一个误差修正项，（-） 表示在t期的预测误差，这就是指数平滑法。

4 结语

采用不同的预测方法，获得的预测结果和精度也不同，在实际预测工作中，不但要注重历史数据的积累，为预测提供可靠数据支撑，也要要灵活选用预测计算模型，采用综合预测模型，也就是利用多种方法进行预测，获得结果区间，对区间数据进行分析，为不同的工程应用提供参考，是未来电力负荷预测方法的发展方向。

参考文献

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[2] 沈冬冬.民用建筑电力负荷预测分析[J].现代建筑电气，2012（4）.

[3] 刘瑾，杨海马，陈抱雪，曾启澔.神经网络在电力负荷预测中的应用[J].自动化仪表，2012（9）.