基于电力载波通信的居民用电负荷预测大数据应用

肖燃

摘 要：电力资源在我国的能源中占有很重要的地位。电力资源不仅促进了我国经济的发展，而且还提高了人民生活水平。现阶段，在局部地区出现了电力供应不足的现象，不但不能满足经济发展对电力的需求，反而因电力供应不足现象制约了当地经济的发展。在符合国家相应规定的前提下，综合当地的环境和经济等客观条件来准确的预测居民用电负荷，这不仅可以能够充分的对电力能源进行利用，而且还实现了宏观调控电力能源的负荷分配。

关键词：数据挖掘；电力载波通信；城市居民电负荷预测

现阶段，虽然可通过多种方法来预测居民的用电负荷，但是因为预测时使用的模型不合适，或者所需的数据获得困难，尤其是针对某一地区而言，适合的预测居民用电的方法的可选择性很小。在具体的操作中，每种方法都有自身的限制因素，并且居民的用电负荷受到各种客观因素的影响，比如当地经济的发展、环境因素、居民的生活水平等。在这些客观因素的影响下，这使得居民的用电负荷存在随机性。而对居民的用电负荷影响最大的就是居民的生活水平。

从前面的总结来看，电力通的安全性、稳定性以及经济性都对居民用电负荷的预测有着重要的影响。在我国的用电量持续增长的大背景下，居民的用电量作战的比例将会不断增大，所以对居民用电负荷进行预测是非常有必要的，这也为电力系统安全持续的利用提供了保证。

1 电力载波通信技术

1.1 电力载波通信技术的概念

低压电力载波通信简称LV-PLC，它是一种以低压电力线传输信息的方式来进行通信，他广泛的在智能电网以及用电信息采集系统中进行应用。它的具体运行原理是在首先在发送端的信源上产生了通信的信号，然后经过PLC调制器调制到高频载波上，当信号电率增到后再用220V/380V电力线进行传输，若想增大通信的距离，可使用中继器；在接收端上接收到通信信号后，在排除干扰后就形成了所需的原始信号。

1.2 电力载波通信技术对居民用电的影响

LV-PLC可通过现有的通信线路进行传输，所以减少了建设新通信线路的资金，并因为自身的优点在居民生活中有广泛的应用。例如在家用电器方面，电力载波通信技术就涉及到像电饭煲、电磁炉、电热水器、电水壶等。

2 居民用电需求特征及影响因素分析

2.1 居民用电预测数据分析

首先进行数据集的一些探索性分析，对于居民生活用电数据而言，数据挖掘技术可以挖掘出对居民用电需求变动有强关联的关键因素。将此挖掘结果做为居民用电预测的自变量，可以为预测模型提高预测精度，解决了以往预测时选取因素存在的不足。进而为不同地区的居民用电预测、输配电研究策略指明方向同时还能找出各影响因素的组合模式、协助了解不同地区居民用电行为。总之，数据挖掘一方面可以将居民用电数据转化为信息和知识，自此基础上做出正确的决策另一方面它提供了一种机制，将知识融入到居民用电需求预测中，促进其做出正确预测和电力调度分配。

2.2 居民电力需求分析

在我国，城市居民的用电需求主要指的是在规定的时间内，用户能够购买某一或某些用具的数量。用电需求会受到很多因素的影響，其中最主要的因素就是用户的收入情况和用户的喜好。根据居民用电的习惯特点，可以分三类：

（1）照明用电。随着居民收入的增加照明用电也会随之增加，在居民的生活水平以及居住环境不断改善的基础上，居民对电量的需求度也不断增加。电量是生活不可代替品，并且是生活必需品，照明用电在整个用电量比例中占的份额较小，所以电量价格的变化对其需求量的影响甚微。随着科技的发展，在照明方面出现了节能用电用具，这大大减小了在照明方面的用电量，从而减小了居民对这方面的用电需求。

（2）在城市居民中，家用电器已经普及与一般的居民家庭中，比如经常使用的电视机、冰箱以及洗衣等，已然成为每个家庭的必需品。每户家庭对这类家用电器的使用量较为固定，存在一定的使用规律性，所以随电费涨幅的变化幅度不大，在家庭支出费用中所占的比例也较小。

（3）像电磁炉、空调以及电热水器等的这类的电热电炊用电器，虽然此类家用电器的用电量较大，但是在每户家庭中也已经普遍存在并经常使用。对这类电器的用电量进行制约的因素主要包括居民的收入水平或者天气条件等。

居民生活用电的负荷的数据具有显著的复杂性和庞大性，但是其中也不乏大量的有用的数据信息。随着电力载波技术以及其他预测居民通电负荷的方法不断发展的基础上，我们可以获得更有利于预测的数据信息，这大大提高的对居民用电负荷预测的效率和准确度。

3 居民用电负荷预测

3.1 居民用电预测方法分析

居民生活用电的关联因素除了我们日常可以直观发现的居民家用电器使用量、人均可支配收入和人均生活天然气使用情况以外，还有许多之前未能证明的但却有着内在的不可忽略的联系的因素。如城市男女人数、人均水电燃气支出、太阳能的使用量等。为了进一步得出精确的居民生活用电需求预测结果，将采用面板数据模型，对挖掘结果做进一步分析，并与其他预测方法做对比，以证明基于挖掘的方法的精确性和可行性。

3.2 精确中国城市居民生活用电负荷的预测结果

在获得居民的人均收入数据、城市居民人均天然气使用量、城市居民人均生活用水使用量、城市每户居民太阳能能源的消耗量以及城市人口的数量、每户家庭所拥有的的电视机和冰箱的分布情况后，通过电力载波技术的方式对居民用电负荷进行预测，在上述基础上先进行深入而又详细的研究再进行精确的预测，会使得预测结果更加准确。在进行预测的同时要充分考虑到本城市的各区域之间的发展现状，然后再对具体的预测操作过程和步骤作出相应的调整。

4 结束语

在对居民用电负荷进行详细而又深入的预测分析基础上，对如何通过电力载波技术来实现对居民用电负荷进行了研究。在进行预测居民用电负荷时，要结合各种客观因素进行预测，这会提高了预测结果的可靠性和准确性。而用电力载波技术对居民用电负荷进行预测的另一点就是避免了人为的主观因素，使得预测结果更具有全面性。通过电力载波数来预测居民用电负荷在我国还有很大的发展前景。

参考文献

[1]马莉，范孟华，郭磊，等.国外电力市场最新发展动向及其启示[J].电力系统自动化，2014，13：1-9.

[2]张广有.大数据大发展大机遇——解读《中国大数据技术与产业发展白皮书（2013）》[J].中华医学信息导报，2014，29（1）：17.

[3]张沛.电力大数据应用现状及前景[J].电气时化，2014，12：24-27.