负荷预测方法
电力负荷预测常用方法的分析比较与应用
电力负荷预测常用方法的分析比较与应用电力负荷预测是指对未来一段时间内的电力负荷进行预测，以便电力公司合理安排发电计划、优化电网运行和保障用电需求。
电力负荷预测方法主要分为统计方法、基于模型的方法和机器学习方法，下面对这些方法进行详细分析比较与应用。
统计方法是电力负荷预测中最简单直接的方法之一，常用的统计方法有平均值法、移动平均法和指数平滑法。
这些方法通过历史负荷数据的统计特征来进行预测，在数据量较大、负荷变化较为平稳的情况下有一定的预测准确性。
然而，在面对复杂的负荷变化模式和非线性关系时，统计方法的预测效果较差。
基于模型的方法是利用电力负荷与影响其变化的相关因素之间的数学模型进行预测。
常见的基于模型的方法有回归模型、时序模型和神经网络模型。
回归模型通过建立负荷与时间、气温等因素之间的关系来进行预测，优点是简单易懂；时序模型将负荷视为一个时间序列，利用时间序列分析方法进行预测，适用于具有明显周期性的负荷变化；神经网络模型则通过训练神经网络来对负荷进行预测，可以较好地处理非线性关系。
基于模型的方法需要依赖较为完整和准确的数据，并且参数调整和模型选择较为困难，但在一些特定场景和较为规律的负荷变化中有较好的预测效果。
机器学习方法是近年来在电力负荷预测中得到广泛应用的一类方法。
这些方法通过训练预测模型来预测未知负荷，其中常见的机器学习方法有支持向量回归（SVR）、随机森林（RF）和深度学习模型等。
SVR是一种回归算法，通过非线性映射将输入数据映射到高维空间中，并在高维空间中寻找最优超平面，从而进行预测；RF基于集成学习的思想，通过随机产生多个决策树并利用投票方式进行预测；深度学习模型则是基于神经网络的一类算法，通过多层次的网络结构进行特征学习和预测。
相对于传统的统计方法和基于模型的方法，机器学习方法能够更好地处理非线性关系和复杂的负荷变化模式，在数据量较大和样本复杂的情况下取得了很好的效果。
在实际应用中，电力负荷预测方法的选择需要考虑多个因素，包括数据的可靠性、预测的时间范围、负荷变化的规律性等。
电力系统负荷预测研究综述与发展方向的探讨
电力系统负荷预测研究综述与发展方向的探讨电力系统负荷预测是电力系统经济运行和调度的重要环节，其准确性直接影响着电力系统的安全稳定运行。
随着电力系统的发展和现代化，负荷预测技术也在不断革新和发展。
本文将对电力系统负荷预测的研究现状进行综述，并探讨其未来的发展方向。
一、负荷预测研究现状1. 传统负荷预测方法传统的负荷预测方法主要包括时间序列分析、回归分析和专家系统等。
时间序列分析是最常用的方法之一，通过对历史负荷数据进行分析得出未来的负荷趋势。
回归分析则是通过建立与负荷相关的指标来预测未来负荷。
专家系统则是利用专家知识和经验来进行负荷预测。
这些方法在一定程度上能够满足负荷预测的需求，但受限于模型的复杂性和准确性。
随着数据挖掘和机器学习技术的发展，基于统计模型的负荷预测方法逐渐成为主流。
这些方法包括支持向量机、神经网络、随机森林等。
这些方法能够通过对历史数据的学习和建模来进行负荷预测，能够适应不同的负荷变化规律和复杂性。
基于统计模型的负荷预测方法在预测精度和实用性上有了显著提升，成为当前电力系统负荷预测的主流方法。
3. 基于深度学习的负荷预测方法近年来，随着深度学习技术的发展，基于深度学习的负荷预测方法也逐渐受到关注。
深度学习技术能够通过对大量数据的学习和训练来提高模型的预测能力，具有适应复杂系统和非线性关系的优势。
基于深度学习的负荷预测方法在一些领域已经取得了较好的效果，并成为未来的发展趋势之一。
二、负荷预测的发展方向1. 数据驱动的方法未来的负荷预测方法将更加趋向于数据驱动，即通过大数据和机器学习技术来进行负荷预测。
这将需要更多的历史负荷数据和高效的数据处理技术，以适应电力系统的动态性和复杂性。
数据驱动的方法能够更准确地捕捉负荷的变化规律，提高预测的准确性和实用性。
2. 智能化技术的应用未来的负荷预测方法还将更加趋向于多源数据融合，即通过整合不同类型和来源的数据来进行负荷预测。
这将包括历史负荷数据、天气数据、经济数据等，通过多源数据的融合来提高负荷预测的准确性和稳定性。
电力系统中的电力负荷预测方法与算法研究
电力系统中的电力负荷预测方法与算法研究引言：在电力系统中，准确预测电力负荷对于实现稳定和可靠的电力供应至关重要。
电力负荷预测是指根据过去的用电数据和相关的环境和经济因素，预测未来一段时间（如天、周、月）内的电力负荷情况。
准确的负荷预测可以帮助电力公司优化电力调度，合理安排发电和输电，有效解决电力供需平衡问题，提高电网运行效率和经济性。
一、传统的电力负荷预测方法：1. 时间序列方法：时间序列方法是一种常用的负荷预测方法，其基本思想是通过分析负荷历史数据的变化趋势、周期性和规律性，预测未来的负荷情况。
常用的时间序列方法包括ARIMA模型、指数平滑模型和季节性分解方法等。
这些方法适用于短期负荷预测，但对于长期预测效果不佳。
2. 统计回归方法：统计回归方法通过建立负荷与相关因素（如气温、湿度、日照等）之间的函数关系，进行负荷预测。
常用的统计回归方法包括多元线性回归分析、多元非线性回归分析和逐步回归分析等。
这些方法适用于中期和长期负荷预测，并且考虑了外部因素的影响，但要求提供大量的相关数据。
二、基于机器学习的电力负荷预测方法：1. 神经网络方法：神经网络方法通过构建具有多层隐含层的人工神经网络模型，通过学习历史数据中的模式和规律，进行负荷预测。
常用的神经网络方法包括BP神经网络、RBF神经网络和CNN神经网络等。
这些方法适用于短期和中期负荷预测，可以更好地捕捉负荷的非线性关系。
2. 支持向量机方法：支持向量机方法通过将负荷预测问题转化为一个优化问题，通过寻找一个最优的超平面，将不同类别的样本分开。
常用的支持向量机方法包括线性支持向量机、非线性支持向量机和径向基函数支持向量机等。
这些方法适用于中期和长期负荷预测，并且具有较好的泛化能力。
3. 遗传算法方法：遗传算法方法通过模拟自然界的遗传和进化过程，寻找最优的解决方案。
常用的遗传算法方法包括基于交叉、变异和选择等操作的进化算法和遗传规划算法等。
这些方法适用于长期负荷预测，可以考虑多个因素之间的复杂关系。
电力负荷预测方法
1.负荷预测分类和基础数据处理1.1负荷预测及其分类1.1.1负荷预测概念负荷预测是根据负荷的历史数据及其相关影响因素，分析负荷的变化规律，综合考虑影响负荷变化的原因，使用一定的预测模型和方法，以未来经济形势、社会发展、气候条件、气象因素等预测结果为依据，估计未来某时段的负荷数值过程。
1.1.2负荷预测的分类按照预测方法的参考体系，工程上的负荷预测方法可分为确定性预测方法、不确定预测方法、空间负荷预测法。
确定性：把电力负荷预测用一个或一组方程来描述，电力负荷与变量之间有明确的一一对应关系。
不确定性：实际电力负荷发展变化规律非常复杂，受到很多因素影响，这种影响关系是一种对应和相关关系，不能用简单的显示数学方程描述，为解决这一问题，产生了一类基于类比对应等关系进行推测预测负荷的不度额定预测方法。
空间负荷预测：确定和不确定负荷预测是对负荷总量的预测。
空间负荷预测是对负荷空间分布的预测，揭示负荷的地理分布情况。
1.2负荷预测的基础数据处理1.2.1负荷预测的基础数据基础数据大致包括四类，分别为：①负荷数据（系统、区域、母线、行业、大用户的历史数据；负荷控制数据；系统、区域、大用户等的最大利用小时数；发电厂厂用电率和网损率。
）②气象数据（整点天气预报；整点气象要素资料；年度气温、降水等气象材料。
）③经济数据和人口（区域产业GDP；城乡可支配收入；大用户产量、产值和单耗；电价结构和电价政策调整；城乡人口。
）④其他时间（特殊时间如大型会议、自然灾害；行政区域调整）1.2.2数据处理为获得较好的预测效果，用于预测数据的合理性得到充分保证，因此需要对历史数据进行合理性分析，去伪存真。
最基本要求是：排除由于人为因素带来的错误以及由于统计口径不同带来的误差。
另外，尽量减少异常数据（历史上突发事件或由于某些特殊原因会对统计数据带来宠大影响）带来的不良影响。
常见的数据处理方法有：数据不全、数据集成、数据变换和数据规约等。
负荷预测的方法及特点
负荷预测的方法及特点负荷猜测是电力系统调度、实时掌握、运行方案和进展规划的前提，是一个电网调度部门和规划部门所必需具有的基本信息。
提高负荷猜测技术水平，有利于方案用电管理，有利于合理支配电网运行方式和机组检修方案，有利于节煤、节油和降低发电成本，有利于制定合理的电源建设规划，有利于提高电力系统的经济效益和社会效益。
因此，负荷猜测已成为实现电力系统管理现代化的重要内容，以下具体介绍负荷猜测的方法及特点：1.单耗法根据国家支配的产品产量、产值方案和用电单耗确定需电量。
单耗法分"产品单耗法"和"产值单耗法"两种。
采纳"单耗法"猜测负荷前的关键是确定适当的产品单耗或产值单耗。
从我国的实际状况来看，一般规律是产品单耗逐年上升，产值单耗逐年下降。
单耗法的优点是：方法简洁，对短期负荷猜测效果较好。
缺点是：需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。
2.趋势外推法当电力负荷依时间变化呈现某种上升或下降的趋势，并且无明显的季节波动，又能找到一条合适的函数曲线反映这种变化趋势时，就可以用时间t为自变量，时序数值y为因变量，建立趋势模型y＝f(t)。
当有理由信任这种趋势能够延长到将来时，给予变量t所需要的值，可以得到相应时刻的时间序列将来值。
这就是趋势外推法。
应用趋势外推法有两个假设条件：①假设负荷没有跳动式变化；②假定负荷的进展因素也打算负荷将来的进展，其条件是不变或变化不大。
选择合适的趋势模型是应用趋势外推法的重要环节，图形识别法和差分法是选择趋势模型的两种基本方法。
外推法有线性趋势猜测法、对数趋势猜测法、二次曲线趋势猜测法、指数曲线趋势猜测法、生长曲线趋势猜测法。
趋势外推法的优点是：只需要历史数据、所需的数据量较少。
缺点是：假如负荷消失变动，会引起较大的误差。
3.弹性系数法弹性系数是电量平均增长率与国内生产总值之间的比值，依据国内生产总值的增长速度结合弹性系数得到规划期末的总用电量。
第六讲 电力负荷预测方法
第六讲电力市场环境下的电力负荷预测方法第一章电力负荷预测概论第一节负荷预测概念和原理一、负荷预测概念负荷可指电力需求量或者用电量，而需求量是指能量的时间变化率，即功率。
也可以说，负荷是指发电厂、供电地区或电网在某一瞬间所承担的工作负荷。
对用户来说，用电负荷是指连接在电网的用户所有用电设备在某一瞬间所消耗的功率之和。
1．负荷按物理性能划分负荷按物理性能分为有功负荷和无功负荷。
(1)有功负荷：是把电能转换为其他能量，并在用电设备中真实消耗掉的能量，计算单位为hw(千瓦)。
(2)无功负荷：在电能输送和转换过程中，需要建立磁场(如变压器、电动机等)而消耗的功率。
它仅完成电磁能量的相互转换，并不做功，在这个意义上称为“无功”，计算单位是kvar(千乏)。
2．负荷按电能的划分负荷按电能的产、供、销生产过程分为发电负荷、供电负荷和用电负荷。
(1)发电负荷：指某一时刻电网或发电厂的实际发电出力的总和，计算单位为kW。
(2)供电负荷：指供电地区内各发电厂发电负荷之和，减去发电及供热用厂用电负荷，加上从供电地区外输入的负荷，再减去向供电地区外输出的负荷，计算单位为kw。
(3)用电负荷：指地区供电负荷减去线路和变压器中的损耗后的负荷。
计算单位为kw。
3．负荷按时间的划分负荷按时间分为年、月、日、时、分负荷、4．售电量及用电量(1)售电量：是指电力企业售给用户(包括趸售户)的电量及供给本企业非电力生产(如修配厂用电)、基本建设、大修理和非生产部门(如食堂、宿舍)等所使用的电量。
(2)用电量，是指电网(或电力企业)的售电量与自备电厂自发、自用电和其售给附近用户的电量之和。
5.电量的划分电量可分为有功电量和无功电量。
(1)有功电量：是指有功负荷与时间的乘积。
有功电量可由电能表读出，也可由有功负荷的平均值乘以时间得出，有功电量的计算单位是kw·h。
(2)无功电量：是指无功负荷与时间的乘积。
无功电量可由无功电能表读出，也可由无功负荷的平均值乘以时间得出，无功电量的计算单位是kvar·h。
负荷预测方法三
上海市中心城区（外环路以内）2003年的负荷密度为1.22万 kW/km2。
④苏州新区 1996年建设的苏州新区规划为52km2，首期为6.8km2，基本上已完 成开发，2002年最高负荷为7万kW，负荷密度为1.03万kW/km2。 按规划用地性质计算负荷也可认为是负荷密度法。
按规划用地性质计算的负荷密度表
300
1500
3500 60 15
房等
机械、电
0.35 器、冶金
70
～ 等及其他
0.5 中型、重
型工业
10
12
2.5
0.7
50
～
0.8
80
0.8～0.9
20
kW/km2为
开发区、
路
广场
广 (kW/km2)
50
场
S 公共停车场 (kW/km2)
30
100
150
50
80
新区按用 地面积计 算的负荷 密度
3、人均电量法
人均电量是考察一个国家、一个城市经济发达程度的一个重要参
数。 按《城市电力规划规范》，规划人均综合用电量指标如下表。 城市规划人均综合用电量表
指标分 级
城市用电水平 分类
人均综合用电量（kW·h/人 ·a）
现状
规划
用电水平较高
I
3500～2501 8000～6001
城市
用电水平中上
II
40
50
60
～ 食品、医
0.45 药、纺织
及标准厂
三类工业
50
60
仓 普通仓储
5
储 危险品仓储
5
用
地 堆场
1.5
W
电力负荷预测方法与技术研究
电力负荷预测方法与技术研究一、引言电力是现代工业与民生不可或缺的基础能源，而电力负荷预测是保障电网安全运行和优化电网规划的重要手段。
因此，对于电力负荷预测方法与技术的研究具有重要意义。
本文将从负荷预测的基本原理入手，介绍当前常用的负荷预测方法，并对未来可能的研究方向进行探讨。
二、负荷预测的基本原理负荷预测是通过对历史的负荷数据进行统计分析和建模来预测未来某一时段的负荷大小。
负荷预测的基本原理包括以下三个方面：1.数据采集与预处理对于负荷预测来说，采集历史负荷数据是第一步。
历史负荷数据的采集可以通过电网自动化系统进行，也可以通过人工手动采集。
采集的数据需要经过预处理，如去除异常数据和噪声数据等。
2.建立负荷模型建立负荷模型是负荷预测的重要环节。
建立负荷模型需要结合历史负荷数据和与负荷相关的各种影响因素，如天气因素、经济因素、人口因素等。
建模方法包括时间序列分析方法、回归分析方法、人工神经网络方法和深度学习方法等。
3.预测负荷预测负荷是负荷预测的最终目的。
预测结果可以为电网调度和规划提供依据。
预测方法包括传统的统计学方法和现代的基于机器学习的方法等。
三、负荷预测方法及应用目前，负荷预测的方法主要分为传统的统计学方法和现代的基于机器学习的方法。
1.传统的统计学方法传统的统计学方法主要包括时间序列分析方法、趋势分析方法和回归分析方法等。
（1）时间序列分析方法时间序列分析是首要的用于负荷预测的统计学方法。
时间序列分析方法基于历史负荷数据的时序性，通过建立模型对未来负荷进行预测。
时间序列分析方法包括平稳时间序列模型、非平稳时间序列模型、季节性时间序列模型等。
（2）趋势分析方法趋势分析是通过对负荷数据的长期变化趋势进行分析，来预测未来负荷的方法。
趋势分析方法包括线性趋势分析、阶次多项式拟合、平滑曲线拟合等。
（3）回归分析方法回归分析是建立负荷预测模型的经典方法之一。
回归分析方法通过对负荷与其它影响因素之间的关系进行统计建模，来预测未来的负荷。
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式 预测特点——数据基本单调变化、无周期性 影响因素——经济发展、人口、产业结构、电价政策 算法——外推、时间序列、灰色理论
不同周期负荷预测
中期——月负荷预测
预测对象——负荷/电量的月度统计数据 作用——月度检修计划、运行方式、水库调度 预测特点——线性、周期性 影响因素——大用户生产计划、产业结构、电价政策 算法——外推、时间序列、人工神经网络
指标要求
负荷预报月运行率 ≥ 96%（100%） 月负荷预报准确率
用电负荷高于1000万千瓦的电网，准确率≥ 97.5％（99%） 用电负荷高于500万千瓦的电网，准确率≥ 95.5％（97%） 用电负荷小于500万千瓦的电网，准确率≥ 94.5％（96%）
月最高（低）负荷预报准确率
用电负荷高于1000万千瓦的电网，准确率≥ 97.5％（99%） 用电负荷高于500万千瓦的电网，准确率≥ 95.5％（97%） 用电负荷小于500万千瓦的电网，准确率≥ 94.5％（96%）
相关因素
负荷构成 负荷随时间变化规律 气象变化的影响 负荷随机波动 负荷分区
负荷预测基本模型
Pl t BtW t StV t
Pl t ： 时刻 t 的总负荷； Bt ： 时刻 t 的基本负荷分量； Wt ： 时刻 t 的天气敏感负荷分量； St ： 时刻 t 的特别事件负荷分量； V t ： 时刻 t 的随机负荷。
性同其他因素（如：气象因素）的分析功能
历史负荷维护
通过鼠标修改负荷曲线 取SCADA历史库数据 按点维护 按区间维护 当日负荷维护
超短期负荷预测功能
预测未来1小时到几小时的负荷 结果提供给实时经济调度 AGC超前闭环控制 可扩展到当日24：00或24小时 为日内调度服务
自动化系统应用软件实用要求
负荷预测常用算法
最小二乘拟合方法 回归分析方法 时间序列方法 卡尔曼滤波方法 人工神经网络方法 线性外推 灰色系统方法
最小二乘拟合
负荷序列的发展趋势用方程式表示 利用趋势方程式预测未来趋势的变化 负荷序列实际值对趋势的偏差平方和最小 适用于负荷序列为高次代数多项式变化的情
况；二次曲线居多
回归分析
研究变量与变量之间依存关系的数学方法 因变量是电力系统负荷 自变量是影响负荷的各种因素
时间序列法
最经典、最系统、最广泛采用 关键是进行模型辨识 模型参数估计
卡尔曼滤波
建立状态空间模型 负荷作为状态变量 方程包括状态向量、观测向量、白噪声向量 适用于线性负荷预测
人工神经网络
➢ 日预测均方误差在3%以下
基本功能
误差分析 报表打印 辅助功能 历史负荷数据查询 历史负荷数据管理 结果可在表格和曲线画面上显示
其他功能
对历史数据中的数据突变进行判断 对历史数据口径进行管理，以提供不同口径
的预测结果 对设定时段历史数据的各种负荷特性的统计
功能 对设定历史时段负荷特性之间，以及负荷特
不同周期负荷预测
短期——日/周负荷预测
预测对象——一天或几天的负荷 作用——日/周机组组合、日发电计划 预测特点——线性、周期性 影响因素——日期类型、气象、特殊时间 算法——外推、时间序列、人工神经网络
不同周期负荷预测
超短期——小时/日内负荷预测
预测对象——1小时到1天的负荷 作用——实时经济调度、安全校核、AGC 预测特点——线性（相似日同时段） 影响因素——特殊情况 算法——线性外推、时间序列、卡尔曼滤波
其中括号外为必须达到的基本要求，括号内 为争取达到的要求
自动化系统应用软件实用要求（地调）
指标要求
负荷预报月运行率 ≥ 96%（100%） 月负荷预报准确率
用电负荷高于100万千瓦的电网，准确率≥ 94％（96%） 用电负荷小于100万千瓦的电网，准确率≥ 93％（95%）
月最高（低）负荷预报准确率
电力系统负荷预测
2008年4月24日
主要内容
系统负荷预测 母线负荷预测 一次网损管理 讨论
第一部分 系统负荷预测
EMS基本概念
以计算机为基础的现代电力系统的综合自动 化系统，是对SCADA、AGC和网络分析等 子系统的管理，是预测、计划、控制和培训 的工具。主要针对发电和输电系统。
一种计算机系统，包括提供基本支持服务的 软件平台，以及提供使发电和输电设备有效 运行所需功能的一套应用，以便用最小成本 保证适当的供电安全性。
功能要求
能够实现周期为1天～1周的短期负荷预报，预报每天24 个整点或96点（每15分钟一个点）或更密点的负荷。
能够分别预测工作日、节假日负荷 能改变各种控制参数进行负荷预测 提供人工干预负荷预测的手段 预测负荷曲线与实际负荷曲线以及误差曲线应能在画面
上显示
自动化系统应用软件实用要求（网省调）
对大量非结构性、非精确性规律有自适应功 能
信息记忆、自主学习、知识推理、优化计算 复杂非线性函数拟合功能
短期负荷预测软件
➢ 预测电网未来15分钟、半小时、一天至一周 的负荷
➢ 考虑各种因素对负荷的影响（气象因素，节 假日，特殊事件）
➢ 确定了分解的负荷模型：负荷变化系数+负 荷变化范围
➢ 综合应用了线性外推、线性回归和BP神经 网络方法
概述
属于EMS应用发电计划范畴 是最主要的未来数据源 电力和电量预测
决定发电、输电、配电新增容量 决定发电设备的类型（调峰、基荷）
分为超短期、短期、中长期 用于实时调度、日前计划、规划
发展历史和现状
预测理论、算法研究 提高预测精度 经济性、安全性
不同周期负荷预测
长期——年负荷预测
电力系统自动化理论发展
60 经典理论
70 现代理论
Hale Waihona Puke 80 EMS90 电力市场
控制论
系统工程
市场理论
负荷预测概述
科学的预测是正确决策的依据和保证 负荷预测
根据已知的电力系统、政治、经济、气象 通过对历史数据的分析与研究 探索事物之间的内在联系和发展变化规律 对负荷发展做出预报估计和推测