本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域，具體涉及一種多小水電躉售地區(qū)電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

短期負(fù)荷預(yù)測(cè)是電力系統(tǒng)的一項(xiàng)日?；竟ぷ鳎瑴?zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測(cè)曲線對(duì)制定發(fā)電計(jì)劃、調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓和電網(wǎng)日常運(yùn)行管理等方面的工作具有重要的參考價(jià)值。隨著系統(tǒng)規(guī)模和負(fù)荷水平的不斷增大，負(fù)荷結(jié)構(gòu)和成分趨于復(fù)雜，各種不確定因素增多，給負(fù)荷預(yù)測(cè)工作帶來(lái)了新的難度和挑戰(zhàn)。為提高負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，最大限度地保證電力供應(yīng)，各地電力部門(mén)已陸續(xù)制訂了本地區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)管理考核辦法。

在生產(chǎn)實(shí)際中，影響負(fù)荷水平的因素主要有地理環(huán)境、氣溫、降水、大客戶、重大節(jié)假日及社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素等。我國(guó)南部、西部等地區(qū)水電資源豐富，某些地區(qū)并入電網(wǎng)的小水電總裝機(jī)容量已超過(guò)電網(wǎng)的最大負(fù)荷值。而部分地方性質(zhì)的電網(wǎng)，其內(nèi)部徑流式的小水電眾多，小水電發(fā)電負(fù)荷的不確定性對(duì)地區(qū)負(fù)荷的影響極為明顯，一旦有降水，其電網(wǎng)內(nèi)部水電大發(fā)，對(duì)電網(wǎng)的負(fù)荷需求大幅減少，給負(fù)荷預(yù)測(cè)工作帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

目前的電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法都集中在對(duì)于區(qū)域性電網(wǎng)等大電網(wǎng)的研究，或者集中于對(duì)大型流域、大型水電站等地區(qū)的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，而大電網(wǎng)、大型水電站或大型流域的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，因其針對(duì)的對(duì)象和對(duì)象特征的不同，其如果用于小水電豐富地區(qū)的負(fù)荷預(yù)測(cè)，將會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，嚴(yán)重影響負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種專(zhuān)門(mén)針對(duì)多小水電躉售地區(qū)的、預(yù)測(cè)準(zhǔn)確可靠的多小水電躉售地區(qū)電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法。

本發(fā)明提供的這種多小水電躉售地區(qū)電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，包括如下步驟：

獲取待預(yù)測(cè)地區(qū)的地理信息數(shù)據(jù)和躉售地方電網(wǎng)的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)的步驟；

建立不降雨條件下的負(fù)荷預(yù)測(cè)模型的步驟；

建立降雨條件下關(guān)口增加的出力與降雨量之間的函數(shù)關(guān)系模型的步驟；

對(duì)得到的不降雨條件下的負(fù)荷預(yù)測(cè)模型和修降雨條件下關(guān)口增加的出力與降雨量之間的函數(shù)關(guān)系模型進(jìn)行疊加，得到綜合負(fù)荷預(yù)測(cè)模型，并對(duì)綜合負(fù)荷預(yù)測(cè)模型進(jìn)行修正，得到最終的多小水電躉售地區(qū)電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)模型的步驟。

所述的建立不降雨條件下的負(fù)荷預(yù)測(cè)模型，具體包括如下步驟：

Ⅰ根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)，對(duì)不降雨時(shí)的電網(wǎng)負(fù)荷曲線進(jìn)行分析，建立不降雨時(shí)的氣溫、節(jié)假日因素與電網(wǎng)負(fù)荷之間的預(yù)測(cè)模型；

Ⅱ根據(jù)步驟Ⅰ得到的預(yù)測(cè)模型對(duì)不降雨時(shí)的網(wǎng)供負(fù)荷進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，并建立氣溫、節(jié)假日與預(yù)測(cè)偏差之間的模型，并通過(guò)偏差分析修正步驟1)得到的預(yù)測(cè)模型中的系數(shù)，得到修正后的不降雨條件下的負(fù)荷預(yù)測(cè)模型。

步驟Ⅰ所述的建立不降雨時(shí)的氣溫、節(jié)假日因素與電網(wǎng)負(fù)荷之間的預(yù)測(cè)模型，具體為采用短期負(fù)荷預(yù)測(cè)方法建立不降雨時(shí)的氣溫、節(jié)假日因素與電網(wǎng)負(fù)荷之間的預(yù)測(cè)模型。

所述的建立降雨條件下關(guān)口增加的出力與降雨量之間的函數(shù)關(guān)系模型，具體包括如下步驟：

A.根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，根據(jù)降雨量的大小對(duì)降雨量進(jìn)行分類(lèi)，并選取僅含小水電出力的計(jì)量關(guān)口數(shù)據(jù)作為樣本，分析并得到不同降雨量類(lèi)別情況下的關(guān)口出力變化函數(shù)；

B.根據(jù)步驟A得到的不同降雨量情況下的關(guān)口出力變化函數(shù)，針對(duì)每一類(lèi)降雨量的情況，獲取降雨后增加的關(guān)口出力變化函數(shù)，并對(duì)降雨后增加的關(guān)口出力變化函數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均，得到關(guān)口增加的出力與降雨量之間的函數(shù)；

C.根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，對(duì)步驟B得到的關(guān)口增加的出力與降雨量之間的函數(shù)進(jìn)行修正，得到修正后的關(guān)口增加的出力與降雨量之間的函數(shù)。

步驟A所述的根據(jù)降雨量的大小對(duì)降雨量進(jìn)行分類(lèi)，具體為根據(jù)現(xiàn)有的氣象規(guī)則，將降雨分為小雨、中雨、大雨和暴雨四個(gè)等級(jí)。

步驟A～步驟C所述的得到關(guān)口增加的出力與降雨量之間的函數(shù)并修正，具體包括如下步驟：

1)逐一搜索歷史樣本日，第j日第t時(shí)刻若有降水，則將該日歸入回歸樣本集R＝{D₁，D₂，…，D_r}中，其中r為樣本數(shù)量；

2)按照小雨、中雨、大雨、暴雨四個(gè)等級(jí)，對(duì)樣本集R中的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，歸入新的樣本集R₁＝{D₁，D₂，…，D_m}，R₂＝{D₁，D₂，…，D_m}，R₃＝{D₁，D₂，…，D_m}，R₄＝{D₁，D₂，…，D_m}中，其中R₁為小雨樣本集，R₂為中雨樣本集，R₃為大雨樣本集，R₄為暴雨樣本集；

3)分別將四個(gè)樣本集中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)每個(gè)樣本集中的出力曲線采用下式進(jìn)行加權(quán)平均：

式中，β_i為加權(quán)系數(shù)，滿足β₁+β₂+…+β_m＝1，且β_i＝β_i-1+1/m(1<i<m)，L_Di為第D_i的降雨量；

選取樣本集R_m中計(jì)算每一個(gè)樣本曲線與加權(quán)平均曲線差值的平方和，進(jìn)行偏差分析，即：

分別選取不同的β_i帶入上式中計(jì)算Q_m，當(dāng)Q_m最小時(shí)，得到的目標(biāo)曲線作為該降雨條件下小水電出力的預(yù)測(cè)曲線；

4)對(duì)預(yù)測(cè)曲線進(jìn)行函數(shù)擬合，得到小水電出力與降雨量和降雨時(shí)刻的關(guān)系式：

P_it＝f(T,D)

式中，T為降雨開(kāi)始時(shí)刻，D為降雨量；

5)利用函數(shù)模型對(duì)第i+1日增加的水電出力曲線{P_(i+1}1，P_(i+1}2，P_(i+1}3，…，P_(i+1}T}進(jìn)行預(yù)測(cè)，將預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際出力重復(fù)步驟3)進(jìn)行偏差分析，修正預(yù)測(cè)模型。

本發(fā)明提供的這種多小水電躉售地區(qū)電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，針對(duì)多小水電躉售地區(qū)電網(wǎng)的特性進(jìn)行分析，綜合考慮地區(qū)的降雨和電網(wǎng)運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)，將多小水電躉售地區(qū)電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)分解為不降雨時(shí)的負(fù)荷預(yù)測(cè)和降雨時(shí)的負(fù)荷預(yù)測(cè)，采用現(xiàn)有技術(shù)得到不降雨時(shí)的負(fù)荷預(yù)測(cè)模型，并根據(jù)歷史運(yùn)行條件建立降雨時(shí)的負(fù)荷預(yù)測(cè)模型，最后將不降雨時(shí)的負(fù)荷預(yù)測(cè)模型和降雨時(shí)的負(fù)荷預(yù)測(cè)模型進(jìn)行疊加，從而得到最終的多小水電躉售地區(qū)電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)模型；本發(fā)明方法分析了小水電出力特性與降雨量的關(guān)系，提出一種預(yù)測(cè)多小水電躉售地方電網(wǎng)的分解還原法，專(zhuān)門(mén)針對(duì)多小水電躉售地區(qū)的負(fù)荷預(yù)測(cè)，將網(wǎng)供負(fù)荷分解為不降雨時(shí)同等氣象條件下網(wǎng)供負(fù)荷預(yù)測(cè)和降雨導(dǎo)致小水電增加的出力負(fù)荷預(yù)測(cè)，將兩者還原得到綜合負(fù)荷曲線，而且預(yù)測(cè)準(zhǔn)確可靠，給出了有價(jià)值的多小水電躉售地區(qū)電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)的參考方法。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明方法的示意圖。

圖2為本發(fā)明方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示為本發(fā)明方法的示意圖：本發(fā)明方法提供的這種多小水電躉售地區(qū)電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，其核心思想在于是將網(wǎng)供負(fù)荷分解為小水電因降雨增加的負(fù)荷與不降雨時(shí)同等氣候、節(jié)假日條件下關(guān)口躉售負(fù)荷分別預(yù)測(cè)。對(duì)于不降雨時(shí)的關(guān)口負(fù)荷預(yù)測(cè)，可利用常規(guī)的方法，如模式識(shí)別法、重疊曲線法等進(jìn)行預(yù)測(cè)；對(duì)于小水電增加的負(fù)荷，通過(guò)分析電網(wǎng)內(nèi)部小水電出力的規(guī)律性，利用特殊方法單獨(dú)預(yù)測(cè)對(duì)方電網(wǎng)水電負(fù)荷，然后將兩部分預(yù)測(cè)結(jié)果合成并還原出網(wǎng)供負(fù)荷，其思路為分解→預(yù)測(cè)→還原。

如圖2所示為本發(fā)明方法的流程圖：本發(fā)明方法提供的這種多小水電躉售地區(qū)電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，包括如下步驟：

S1.獲取待預(yù)測(cè)地區(qū)的地理信息數(shù)據(jù)和躉售地方電網(wǎng)的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)；

S2.根據(jù)步驟S1獲取的數(shù)據(jù)，對(duì)不降雨時(shí)的電網(wǎng)負(fù)荷曲線進(jìn)行分析，采用短期負(fù)荷預(yù)測(cè)方法建立不降雨時(shí)的氣溫、節(jié)假日因素與電網(wǎng)負(fù)荷之間的預(yù)測(cè)模型；

S3.根據(jù)步驟S2得到的預(yù)測(cè)模型對(duì)不降雨時(shí)的網(wǎng)供負(fù)荷進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，并建立氣溫、節(jié)假日與預(yù)測(cè)偏差之間的模型，并通過(guò)偏差分析修正步驟S2得到的預(yù)測(cè)模型中的系數(shù)，得到修正后的不降雨條件下的負(fù)荷預(yù)測(cè)模型；

S4.根據(jù)步驟S1得到的數(shù)據(jù)，根據(jù)降雨量的大小對(duì)降雨量進(jìn)行分類(lèi)，根據(jù)現(xiàn)有的氣象規(guī)則，將降雨分為小雨、中雨、大雨和暴雨四個(gè)等級(jí)；并選取僅含小水電出力的計(jì)量關(guān)口數(shù)據(jù)作為樣本，分析并得到不同降雨量類(lèi)別情況下的關(guān)口出力變化函數(shù)；

S5.根據(jù)步驟S4得到的不同降雨量情況下的關(guān)口出力變化函數(shù)，針對(duì)每一類(lèi)降雨量的情況，獲取降雨后增加的關(guān)口出力變化函數(shù)，并對(duì)降雨后增加的關(guān)口出力變化函數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均，得到關(guān)口增加的出力與降雨量之間的函數(shù)；

S6.根據(jù)步驟S1得到的數(shù)據(jù)，對(duì)步驟S5得到的關(guān)口增加的出力與降雨量之間的函數(shù)進(jìn)行修正，得到修正后的關(guān)口增加的出力與降雨量之間的函數(shù)；

步驟S4～步驟S6所述的得到關(guān)口增加的出力與降雨量之間的函數(shù)并修正，具體包括如下步驟：

1)逐一搜索歷史樣本日，第j日第t時(shí)刻若有降水，則將該日歸入回歸樣本集R＝{D₁，D₂，…，D_r}中，其中r為樣本數(shù)量；

2)按照小雨、中雨、大雨、暴雨四個(gè)等級(jí)，對(duì)樣本集R中的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，歸入新的樣本集R₁＝{D₁，D₂，…，D_m}，R₂＝{D₁，D₂，…，D_m}，R₃＝{D₁，D₂，…，D_m}，R₄＝{D₁，D₂，…，D_m}中，其中R₁為小雨樣本集，R₂為中雨樣本集，R₃為大雨樣本集，R₄為暴雨樣本集；

3)分別將四個(gè)樣本集中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)每個(gè)樣本集中的出力曲線采用下式進(jìn)行加權(quán)平均：

式中，β_i為加權(quán)系數(shù)，滿足β₁+β₂+…+β_m＝1，且β_i＝β_i-1+1/m(1<i<m)，L_Di為第D_i的降雨量；

選取樣本集R_m中計(jì)算每一個(gè)樣本曲線與加權(quán)平均曲線差值的平方和，進(jìn)行偏差分析，即：

分別選取不同的β_i帶入上式中計(jì)算Q_m，當(dāng)Q_m最小時(shí)，得到的目標(biāo)曲線作為該降雨條件下小水電出力的預(yù)測(cè)曲線；

4)對(duì)預(yù)測(cè)曲線進(jìn)行函數(shù)擬合，得到小水電出力與降雨量和降雨時(shí)刻的關(guān)系式：

P_it＝f(T,D)

式中，T為降雨開(kāi)始時(shí)刻，D為降雨量；

5)利用函數(shù)模型對(duì)第i+1日增加的水電出力曲線{P_(i+1}1，P_(i+1}2，P_(i+1}3，…，P_(i+1}T}進(jìn)行預(yù)測(cè)，將預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際出力重復(fù)步驟3)進(jìn)行偏差分析，修正預(yù)測(cè)模型；

S7.對(duì)步驟S3得到的修正后的不降雨條件下的負(fù)荷預(yù)測(cè)模型，和步驟S6得到的修正后的關(guān)口增加的出力與降雨量之間的函數(shù)進(jìn)行疊加，得到綜合負(fù)荷預(yù)測(cè)模型，并對(duì)綜合負(fù)荷預(yù)測(cè)模型進(jìn)行修正，得到最終的多小水電躉售地區(qū)電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)模型。

根據(jù)圖1所示的方法示意圖可以知道，本發(fā)明方法中的步驟S2和步驟S3為建立不降雨時(shí)同等條件下的負(fù)荷預(yù)測(cè)模型，步驟S4～步驟S6為建立降雨時(shí)增加的小水電出力的負(fù)荷預(yù)測(cè)模型；因此在本發(fā)明方法的步驟中，步驟S2和步驟S3作為第一整體，步驟S4和步驟S6作為第二整體，所述第一整體和第二整體是可以互換的，即本發(fā)明方法的步驟還可以是如下形式：

S1.獲取待預(yù)測(cè)地區(qū)的地理信息數(shù)據(jù)和躉售地方電網(wǎng)的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)；

S2.根據(jù)步驟S1得到的數(shù)據(jù)，根據(jù)降雨量的大小對(duì)降雨量進(jìn)行分類(lèi)，根據(jù)現(xiàn)有的氣象規(guī)則，將降雨分為小雨、中雨、大雨和暴雨四個(gè)等級(jí)；并選取僅含小水電出力的計(jì)量關(guān)口數(shù)據(jù)作為樣本，分析并得到不同降雨量類(lèi)別情況下的關(guān)口出力變化函數(shù)；

S3.根據(jù)步驟S2得到的不同降雨量情況下的關(guān)口出力變化函數(shù)，針對(duì)每一類(lèi)降雨量的情況，獲取降雨后增加的關(guān)口出力變化函數(shù)，并對(duì)降雨后增加的關(guān)口出力變化函數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均，得到關(guān)口增加的出力與降雨量之間的函數(shù)；

S4.根據(jù)步驟S1得到的數(shù)據(jù)，對(duì)步驟S3得到的關(guān)口增加的出力與降雨量之間的函數(shù)進(jìn)行修正，得到修正后的關(guān)口增加的出力與降雨量之間的函數(shù)；

步驟S2～步驟S4所述的得到關(guān)口增加的出力與降雨量之間的函數(shù)并修正，具體包括如下步驟：

1)逐一搜索歷史樣本日，第j日第t時(shí)刻若有降水，則將該日歸入回歸樣本集R＝{D₁，D₂，…，D_r}中，其中r為樣本數(shù)量；

2)按照小雨、中雨、大雨、暴雨四個(gè)等級(jí)，對(duì)樣本集R中的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，歸入新的樣本集R₁＝{D₁，D₂，…，D_m}，R₂＝{D₁，D₂，…，D_m}，R₃＝{D₁，D₂，…，D_m}，R₄＝{D₁，D₂，…，D_m}中，其中R₁為小雨樣本集，R₂為中雨樣本集，R₃為大雨樣本集，R₄為暴雨樣本集；

3)分別將四個(gè)樣本集中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)每個(gè)樣本集中的出力曲線采用下式進(jìn)行加權(quán)平均：

式中，β_i為加權(quán)系數(shù)，滿足β₁+β₂+…+β_m＝1，且β_i＝β_i-1+1/m(1<i<m)，L_Di為第D_i的降雨量；

選取樣本集R_m中計(jì)算每一個(gè)樣本曲線與加權(quán)平均曲線差值的平方和，進(jìn)行偏差分析，即：

分別選取不同的β_i帶入上式中計(jì)算Q_m，當(dāng)Q_m最小時(shí)，得到的目標(biāo)曲線作為該降雨條件下小水電出力的預(yù)測(cè)曲線；

4)對(duì)預(yù)測(cè)曲線進(jìn)行函數(shù)擬合，得到小水電出力與降雨量和降雨時(shí)刻的關(guān)系式：

P_it＝f(T,D)

式中，T為降雨開(kāi)始時(shí)刻，D為降雨量；

5)利用函數(shù)模型對(duì)第i+1日增加的水電出力曲線{P_(i+1}1，P_(i+1}2，P_(i+1}3，…，P_(i+1}T}進(jìn)行預(yù)測(cè)，將預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際出力重復(fù)步驟3)進(jìn)行偏差分析，修正預(yù)測(cè)模型；

S5.根據(jù)步驟S1獲取的數(shù)據(jù)，對(duì)不降雨時(shí)的電網(wǎng)負(fù)荷曲線進(jìn)行分析，采用短期負(fù)荷預(yù)測(cè)方法建立不降雨時(shí)的氣溫、節(jié)假日因素與電網(wǎng)負(fù)荷之間的預(yù)測(cè)模型；

S6.根據(jù)步驟S5得到的預(yù)測(cè)模型對(duì)不降雨時(shí)的網(wǎng)供負(fù)荷進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，并建立氣溫、節(jié)假日與預(yù)測(cè)偏差之間的模型，并通過(guò)偏差分析修正步驟S5得到的預(yù)測(cè)模型中的系數(shù)，得到修正后的不降雨條件下的負(fù)荷預(yù)測(cè)模型；

S7.對(duì)步驟S6得到的修正后的不降雨條件下的負(fù)荷預(yù)測(cè)模型，和步驟S4得到的修正后的關(guān)口增加的出力與降雨量之間的函數(shù)進(jìn)行疊加，得到綜合負(fù)荷預(yù)測(cè)模型，并對(duì)綜合負(fù)荷預(yù)測(cè)模型進(jìn)行修正，得到最終的多小水電躉售地區(qū)電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)模型。