嘉兴市短期电力负荷预测与系统设计_开题报告

一、文献综述

（一）负荷预测的起源和发展

1、负荷预测的起源可以追溯到二十世纪二十年代初。当时电力系统规模小，因此负荷预测的思想没有引起人们的重视，但是六十年代中期的几次系统瓦解事故，将电力系统的安全分析提上了日程，同时，世界各国的经济迅猛发展，对电力的需求量越来越大，对电能质量的要求越来越高，从而带动电力系统迅速发展壮大，从这时候开始，负荷预测获得了初步的发展。

     从二十世纪六、七十年代到现在，负荷预测可以大致划分为两个阶段：第一阶段（二十世纪六七十年代到八十年代末）是使用传统负荷预测技术的阶段，这一阶段基本沿袭了经济领域的预测技术。采用的方法大致可以分为两种类型，一是时间序列法，另一种是回归分析法。时间序列法是通过对预测对象的历史观测数据——时间序列的分析处理，来研究其发展过程的基本特征和变化规律，并据此预测未来行为的方法。电力系统的负荷变动同样具有惯性，在时间上具有连续性，因而时间序列法成为早期传统负荷预测技术中的主要方法，并且是现代各种徐策方法的基础。时间序列法分为确定型时序法和随机型时序法，前者包括时间序列平滑法、趋势外推法和季节变动法等；后者包括马尔科夫法和Box-Jenking法等。回归分析法属于相关法预测，它通过建立某些变量与负荷之间的因果关系而获得预测负荷。由于电力负荷的变化受到很多相关因素的影响，所以采用回归分析法进行负荷预测是自然的想法和可行的途径。

    第二阶段（二十世纪九十年代到现在），随着计算机技术的日新月异，人工智能技术的兴起，负荷预测迅速进入了使用智能化负荷预测技术的阶段。专家系统、人工神经网络和模糊逻辑系统代表着当今人工智能技术的三大分支，它们都在负荷预测领域逐步得到应用。同时，灰色系统理论、非线性系统理论、小波分析理论等技术方法被提出。

•••

（二）我国在电力系统负荷预测领域的进展

1、从国内外研究情况看，国外大概是出于其负荷发展变化规律趋于稳定的缘故，中长期负荷预测的研究远远少于短期预测，国内基本上两者并重。随着社会主义市场经济体制改革的深入发展，电力工业以增强活力、提高效益、改善服务为目的的市场变化改革已经成为必然趋势。我国于1998年开始了电力工业市场化改革，近年来，随着我国电力市场改革的深入开展，负荷预测的研究取得了长足进展，几乎每个实行电力市场的区网，其电力市场技术支持系统都有负荷预测模块。山东省采用线性外推和神经网络相结合的方法，福建省开发了《电力需求预测程序》，广西电网调度中心与长沙电力学院合作开发适合于广西电网的短期负荷预测应用软件，采用ARIMA模型，GM（1，1）模型、改进的GM（1，1）模型。

2、自2000年初开始的6个试点省（市）电力市场的运行已经取得了一些成绩，包括：初步实现了厂网分开；探索形成了适合各省实际情况的几种有效竞价模式；对市场运营规则和监管规则进行了探索；积累了经验，提高了市场意识；大大促进了电力市场技术支持系统的研究和开发工作，并根据市场的进展，不断进行完善和改进。“全国联网、西电东送、南北互供”是国家电力公司“十五规划”的工作重点，2005年前，除海南、西藏、新疆、台湾外，将实现全国联网。全国联网的逐步实施，为更大范围内的资源优化奠定了基础；随着三峡电站建成。促进了对建立大区、甚至全国电力市场的研究。我国现行电力市场的特点：

（1）发电侧电力市场

目前我国电力市场的改革是“网厂分开、竞价上网”。即将电网经营企业原拥有的发电厂与电网分开，建立规范的、具有独立法人地位的发电实体，单独经营核算，承担法人义务，市场只对发电侧开放。发电侧电力市场的市场主题是独立发电企业与电网经营企业，目前以省级电力市场为主，各省电力公司是其省内电力市场竞争的组织者。

（2）部分电力竞价上网

在电力市场建立的初期，我国采用了部分电量竞价上网的方式，一般安排当年市场用电需求的10%-20%作为竞争电量，其余的作为基本电量（合同电量）

（3）市场购买者模式

我国现行发电侧电力市场的模式是以单一购买者形式为主，既参与市场竞争的各个独立发电企业将电能提供给电网经营企业，用户不能与发电厂签订购电合同，只能由电网经营企业采用零售的方式供电。

（4）双轨制竞争体系

对于市场竞争，采用了“差价合同”的结算方式，即基本电量部分按国家批准的合同电价结算，竞争电量部分按竞价电价结算，未完成的原合同电量部分给予一定的经济补偿，这一体系基本上解决了原有的合同问题。对于竞价电价，我国各试点单位大多数采用了满足负荷预测的最后一台机组出力对应的报价作为结算的竞价电价，这种方法具有简便易行、促进竞争、提供信息清晰的特点。

（5）交易的方式

电力市场的交易，一般分为期货交易、现货交易、实时交易、辅助服务交易和输电权交易五种形式。目前，我国电力市场的试点单位主要采用了前四种交易方式，输电权交易仍未开展。其中期货交易以长期合同的形式存在，各发电公司保留原来80%-90%左右的合同电量，作为电力市场的长期合同，这种长期合同是原理合同的延续，随着市场的发展和完善，其比例将逐渐减小，并最终由市场决定的长期交易合同所取代。

（6）调度与交易一体化

目前国际上电力市场的运行有两种方式，一种是美国加州ISO与PX形式，即电网运行调度与市场交易分离；另一种是英国电力市场所采用的调度与交易一体化的形式。我国由于电网本身的特点，各试点单位大多采用了后一种市场运作形式。

（7）垂直监管模式

为了对电力企业进行有效的监督，国务院成立了国家电力监管委员会，按照垂直管理体系，向区域电网公司电力交易调度中心派驻代表机构。监管委员会的主要职责是制定市场运营规则，监督市场运行，维护公平竞争；向政府价格主管部门提出调整电价建议；监督电力企业生产标准，颁发和管理电力业务许可证；处理电力纠纷；负责监督社会普遍服务政策的实施。

二、^范文提纲

1绪论

1.1课题研究背景和意义

1.1.1课题背景

1.1.2负荷预测特征及意义

1.2本文的主要工作

2电力系统短期负荷预测概述

2.1负荷预测国内外发展现状

2.2负荷预测的特点及原理

2.3电力系统短期负荷特性分析

2.3.1电力系统负荷分类

2.3.2短期负荷特性分析

2.4几种常用的负荷预测方法

2.4.1经典预测方法

2.4.2现代预测方法

2.5负荷预测误差与模型评估

3嘉兴市短期电力负荷预测研究

3.1嘉兴市电力负荷特性分析

3.2原始数据预处理

3.2.1数据误差来源

3.2.2数据处理方法

3.3建立预测模型

3.3.1历史数据选取

3.3.2灰色预测模型

3.4精度检验

3.5实例分析

4电力负荷预测系统软件设计

4.1需求调查与分析

4.1.1系统需求分析

4.1.2开发工具的选择

4.1.3数据库和数据访问技术

4.2模块设计及流程

4.2.1数据库结构设计

4.2.2系统结构及功能

4.3软件测试

4.3.1软件测试概述

4.3.2测试实例

5结论和展望

5.1附录一基本概念

5.2附录二部分程序

三、参考文献

[1]李西泉，刘建平.考虑气象因素的电网短期负荷预测策略.湖南电力，2000年第6期，4-5

[2]张俊芳，吴伊昂等.基于灰色理论的负荷预测研究[A].电力自动化设备，2004，24（5）：24-27

[3]李晓梅，周晖等.夏季日峰荷与有效温度的灰色建模及灵敏度分析.电网技术，2004，28（14）：23-27

[4]曹国剑，黄纯等.基于JM（1，1）改进模型的电网负荷预测方法.电网技术，2004，28（13）：50-53

[5]鞠平，姜魏等.96点短期负荷预测方法及应用.电力系统自动化，2001，25（22）：1-5 

[6]陈亚红，马丽等.两种短期负荷预测精度考核标准的比较.电力系统自动化，2003，27（17）：73-77

[7] 温钰江.多个历史负荷数据源中最优数据源的选取[B].东北电力技术，2004年第10期，32-34

[8]牛东晓，曹树华等.电力负荷预测技术及应用[M].北京：中国电力出版社，1998

[9]王海涛，任震.灰色理论在电力需求滚动预测中的应用.华南理工大学学报（自然科学版），2001，29（9）：37-39

[10]王大光，林美月，林茵等.福建省电力需求预测研究.电力系统自动化，2000，24：61-63

[11]张健，曹志东.负荷预测在电力市场中的应用.山东电力技术，2000（2）

[12]朱大奇，史慧.人工神经网络原理及其应用.北京：科学出版社，2013：39-40.

[13]闻新，周露，王丹力，熊晓英.Matlab神经网络与应用设计.北京：北京出版社，2014：35-46

[14]陈有孝，林晓言.灰色——马尔可夫链改进的预测方法[期刊^范文]-统计与决策 2011