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基于臺(tái)區(qū)日用電量的預(yù)測值的定值修正方法與流程

文檔序號(hào):11515458閱讀:273來源:國知局
本發(fā)明涉及一種基于臺(tái)區(qū)日用電量的預(yù)測值的定值修正方法,屬于電網(wǎng)用電
技術(shù)領(lǐng)域
。
背景技術(shù)
:用電量預(yù)測是電網(wǎng)公司制定生產(chǎn)綜合計(jì)劃制定經(jīng)營計(jì)劃的關(guān)鍵基礎(chǔ),合理準(zhǔn)確的預(yù)測結(jié)論會(huì)給公司的經(jīng)營決策帶來正向效應(yīng),反之就會(huì)導(dǎo)致公司經(jīng)營策略的背離,因此對(duì)未來季度或者年度的用電量預(yù)測顯得至關(guān)重要??v覽國內(nèi)外市場預(yù)測技術(shù)可知,現(xiàn)有的用電量預(yù)測技術(shù)可以歸結(jié)為三類,但是都不能解決用電量預(yù)測的關(guān)鍵問題。第一類用電量預(yù)測技術(shù)是依據(jù)歷史用電量的實(shí)際發(fā)生值進(jìn)行趨勢外推,預(yù)測結(jié)論所包含的信息就是基于預(yù)測期的經(jīng)濟(jì)環(huán)境沿襲上一周期的發(fā)展模式,例如中國專利101976301。但是如果預(yù)測周期內(nèi)的用電形勢發(fā)生了較大改變或者方向性的掉頭,該方法無法預(yù)測,因此在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)不穩(wěn)定時(shí)期,該類方法的預(yù)測結(jié)論常常較實(shí)際發(fā)生的偏差較大。第二類用電量預(yù)測技術(shù)是基于預(yù)測人員的經(jīng)驗(yàn)判斷預(yù)測年的增長幅度,預(yù)測人員會(huì)根據(jù)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢、和自己的預(yù)測經(jīng)驗(yàn)開展預(yù)測,這種對(duì)經(jīng)濟(jì)形勢的判斷僅局限于定性分析層面,而無法定量到具體的預(yù)測模型上,而對(duì)于預(yù)測的經(jīng)驗(yàn)增長則更加依賴于預(yù)測人員個(gè)人的綜合判斷能力,預(yù)測結(jié)果的可信度不能得到有效保證。第三類用電量預(yù)測技術(shù)是采用不同的算法對(duì)歷史用電量實(shí)際發(fā)生值進(jìn)行外推,從算法上解決用電量預(yù)測問題。但是現(xiàn)有的算法較為復(fù)雜,并且對(duì)用電量的預(yù)測的精度也不夠。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是,預(yù)測的算法復(fù)雜,無法將經(jīng)驗(yàn)定量到具體的預(yù)測模型上,預(yù)測的結(jié)果偏差大、精確度低。為了解決上述問題,提供一種基于周幾系數(shù)線性回歸模型的臺(tái)區(qū)日用電量的預(yù)測方法及系統(tǒng),通過建立周幾系數(shù)修正的線性回歸模型實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)日用電量預(yù)測;當(dāng)遇到特殊節(jié)假日或者用電計(jì)劃日時(shí),其將特殊日期的用電量定值替代該特殊日期的預(yù)測用電量;具有方法簡單、預(yù)測精確的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案:基于臺(tái)區(qū)日用電量的預(yù)測值的定值修正方法,其特征在于:包括如下步驟:s1、根據(jù)基于周幾系數(shù)修正的線性回歸模型,得到預(yù)測日的預(yù)測用電量;s2、判斷得到特殊日期的用電量定值;s3、將特殊日期的用電量定值替代s1中計(jì)算得到的該特殊日期的預(yù)測用電量。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),進(jìn)一步的,s1具體包括如下步驟:s11、從歷史日中由“近向遠(yuǎn)”尋找標(biāo)準(zhǔn)周;s12、根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)周的7天日用電量獲取周幾比例系數(shù)k,即:k=[1,d2/d1,d3/d1,d4/d1,d5/d1,d6/d1,d7/d1](1)其中,d1為標(biāo)準(zhǔn)周周一的臺(tái)區(qū)用電量,d2為標(biāo)準(zhǔn)周周二的臺(tái)區(qū)用電量,d3為標(biāo)準(zhǔn)周周三的臺(tái)區(qū)用電量,d4為標(biāo)準(zhǔn)周周四的臺(tái)區(qū)用電量,d5為標(biāo)準(zhǔn)周周五的臺(tái)區(qū)用電量,d6為標(biāo)準(zhǔn)周周六的臺(tái)區(qū)用電量,d7為標(biāo)準(zhǔn)周周日的臺(tái)區(qū)用電量;s13、將臺(tái)區(qū)歷史日實(shí)際用電量di根據(jù)周幾比例系數(shù)修正獲取歷史日實(shí)際用電量修正值di’,即:d'i=di/k(i)i=1,2,...,7(2);s14、根據(jù)歷史日實(shí)際用電量修正值di’、日用電量的影響因子的數(shù)目n,建立關(guān)于所述影響因子的n元線性回歸模型,即:d'=a1*t+a2*tmax+a3*tmin+a4*rh+a5*v+b(3)其中各變量分別為:平均氣溫t、最高氣溫tmax、最低氣溫tmin、濕度rh、風(fēng)速v;s15、通過氣象數(shù)據(jù)庫查詢得到靠近預(yù)測日的平均氣溫t、最高氣溫tmax、最低氣溫tmin、濕度rh、風(fēng)速v的歷史氣象數(shù)據(jù),其中i-1代表預(yù)測日前一天,依次類推;s16、將靠近預(yù)測日的s2所得的歷史氣象數(shù)據(jù)代入公式(3),即:s17、對(duì)線性回歸方程(4)采用最小二乘法公式擬合,計(jì)算出線性回歸方程(4)中的各常數(shù),即a1、a2、a3、a4、a5、b;s18、將a1、a2、a3、a4、a5、b以及預(yù)測日的影響因子代入n元線性回歸模型(3),可以得到預(yù)測日的修正用電量其中i代表預(yù)測日,i+1代表預(yù)測日后一天,依次類推;即:s19、將預(yù)測日的修正日用電量進(jìn)行周幾比例系數(shù)修正,根據(jù)周幾分別乘以對(duì)應(yīng)的周幾比例系數(shù),獲取預(yù)測用電量,即:作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),進(jìn)一步的,s11中標(biāo)準(zhǔn)周的尋找條件為:(1)該周的7天都處在人體比較舒適的區(qū)間,即tmaxi<28&&tmini≥5,i=1~7;(2)該周的7天再加上該周之前2天、之后2天,總共11天都是非節(jié)日。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),進(jìn)一步的,s14中n元線性回歸模型的影響因子的數(shù)目大于等于1。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),進(jìn)一步的,靠近預(yù)測日的歷史氣象數(shù)據(jù)所需查詢的天數(shù)等于影響因子的數(shù)目減1。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),進(jìn)一步的,特殊日期的用電量定值具有等級(jí)及相對(duì)的具體數(shù)值。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),進(jìn)一步的,特殊日期的用電量定值的具體數(shù)值為去年同期的用電量定值的k倍,k的取值為0.8~1.6。本發(fā)明還提供基于臺(tái)區(qū)日用電量的預(yù)測值的定值修正系統(tǒng),包括,用電量預(yù)測單元,用于根據(jù)基于周幾系數(shù)修正的線性回歸模型,得到預(yù)測日的預(yù)測用電量;特殊日期的用電量定值獲取單元,用于判斷得到特殊日期的用電量定值;替代單元,用于將特殊日期的用電量定值替代s1中計(jì)算得到的該特殊日期的預(yù)測用電量。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),進(jìn)一步的,用電量預(yù)測單元具體包括,標(biāo)準(zhǔn)周搜尋單元,用于從歷史日中由“近向遠(yuǎn)”尋找標(biāo)準(zhǔn)周;周幾比例系數(shù)獲取單元,用于根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)周的7天日用電量獲取周幾比例系數(shù)k,即:k=[1,d2/d1,d3/d1,d4/d1,d5/d1,d6/d1,d7/d1](1)其中,d1為標(biāo)準(zhǔn)周周一的臺(tái)區(qū)用電量,d2為標(biāo)準(zhǔn)周周二的臺(tái)區(qū)用電量,d3為標(biāo)準(zhǔn)周周三的臺(tái)區(qū)用電量,d4為標(biāo)準(zhǔn)周周四的臺(tái)區(qū)用電量,d5為標(biāo)準(zhǔn)周周五的臺(tái)區(qū)用電量,d6為標(biāo)準(zhǔn)周周六的臺(tái)區(qū)用電量,d7為標(biāo)準(zhǔn)周周日的臺(tái)區(qū)用電量;臺(tái)區(qū)歷史日實(shí)際用電量修正單元,用于將臺(tái)區(qū)歷史日實(shí)際用電量di根據(jù)周幾比例系數(shù)修正獲取歷史日實(shí)際用電量修正值di’,即:d'i=di/k(i)i=1,2,...,7(2);模型建立單元,用于根據(jù)歷史日實(shí)際用電量修正值di’、日用電量的影響因子的數(shù)目n,建立關(guān)于所述影響因子的n元線性回歸模型,即:d'=a1*t+a2*tmax+a3*tmin+a4*rh+a5*v+b(3)其中各變量分別為:平均氣溫t、最高氣溫tmax、最低氣溫tmin、濕度rh、風(fēng)速v;查詢單元,用于通過氣象數(shù)據(jù)庫查詢得到靠近預(yù)測日的平均氣溫t、最高氣溫tmax、最低氣溫tmin、濕度rh、風(fēng)速v的歷史氣象數(shù)據(jù),其中i-1代表預(yù)測日前一天,依次類推;模型的常數(shù)代入單元,用于將靠近預(yù)測日的s2所得的歷史氣象數(shù)據(jù)代入公式(3),即:模型的常數(shù)求解單元,用于對(duì)線性回歸方程(4)采用最小二乘法公式擬合,計(jì)算出線性回歸方程(4)中的各常數(shù),即a1、a2、a3、a4、a5、b;修正用電量求解單元,用于將a1、a2、a3、a4、a5、b以及預(yù)測日的影響因子代入n元線性回歸模型(3),可以得到預(yù)測日的修正用電量其中i代表預(yù)測日,i+1代表預(yù)測日后一天,依次類推;即:預(yù)測用電量求解單元,將預(yù)測日的修正日用電量進(jìn)行周幾比例系數(shù)修正,根據(jù)周幾分別乘以對(duì)應(yīng)的周幾比例系數(shù),獲取預(yù)測用電量,即:總之,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在:方法簡單,且精準(zhǔn)度較高。遇到特殊節(jié)假日或者用電計(jì)劃日時(shí),其將特殊日期的用電量定值替代該特殊日期的預(yù)測用電量,可作為用電量預(yù)測系統(tǒng)的一個(gè)有力補(bǔ)充。具體實(shí)施方式本發(fā)明揭示了基于臺(tái)區(qū)日用電量的預(yù)測值的定值修正方法,其特征在于:包括如下步驟:s1、根據(jù)基于周幾系數(shù)修正的線性回歸模型,得到預(yù)測日的預(yù)測用電量;s2、判斷得到特殊日期的用電量定值;s3、將特殊日期的用電量定值替代s1中計(jì)算得到的該特殊日期的預(yù)測用電量。步驟s1中具體包括如下步驟:s11、從歷史日中由“近向遠(yuǎn)”尋找標(biāo)準(zhǔn)周;s12、根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)周的7天日用電量獲取周幾比例系數(shù)k,即:k=[1,d2/d1,d3/d1,d4/d1,d5/d1,d6/d1,d7/d1](1)其中,d1為標(biāo)準(zhǔn)周周一的臺(tái)區(qū)用電量,d2為標(biāo)準(zhǔn)周周二的臺(tái)區(qū)用電量,d3為標(biāo)準(zhǔn)周周三的臺(tái)區(qū)用電量,d4為標(biāo)準(zhǔn)周周四的臺(tái)區(qū)用電量,d5為標(biāo)準(zhǔn)周周五的臺(tái)區(qū)用電量,d6為標(biāo)準(zhǔn)周周六的臺(tái)區(qū)用電量,d7為標(biāo)準(zhǔn)周周日的臺(tái)區(qū)用電量;s13、將臺(tái)區(qū)歷史日實(shí)際用電量di根據(jù)周幾比例系數(shù)修正獲取歷史日實(shí)際用電量修正值di’,即:d'i=di/k(i)i=1,2,...,7(2);s14、根據(jù)歷史日實(shí)際用電量修正值di’、日用電量的影響因子的數(shù)目n,建立關(guān)于所述影響因子的n元線性回歸模型,即:d'=a1*t+a2*tmax+a3*tmin+a4*rh+a5*v+b(3)其中各變量分別為:平均氣溫t、最高氣溫tmax、最低氣溫tmin、濕度rh、風(fēng)速v;s15、通過氣象數(shù)據(jù)庫查詢得到靠近預(yù)測日的平均氣溫t、最高氣溫tmax、最低氣溫tmin、濕度rh、風(fēng)速v的歷史氣象數(shù)據(jù),其中i-1代表預(yù)測日前一天,依次類推;s16、將靠近預(yù)測日的s2所得的歷史氣象數(shù)據(jù)代入公式(3),即:s17、對(duì)線性回歸方程(4)采用最小二乘法公式擬合,計(jì)算出線性回歸方程(4)中的各常數(shù),即a1、a2、a3、a4、a5、b;s18、將a1、a2、a3、a4、a5、b以及預(yù)測日的影響因子代入n元線性回歸模型(3),可以得到預(yù)測日的修正用電量其中i代表預(yù)測日,i+1代表預(yù)測日后一天,依次類推;即:s19、將預(yù)測日的修正日用電量進(jìn)行周幾比例系數(shù)修正,根據(jù)周幾分別乘以對(duì)應(yīng)的周幾比例系數(shù),獲取預(yù)測用電量,即:s11中標(biāo)準(zhǔn)周的尋找條件為:(1)該周的7天都處在人體比較舒適的區(qū)間,即tmaxi<28&&tmini≥5,i=1~7;(2)該周的7天再加上該周之前2天、之后2天,總共11天都是非節(jié)日。s14中n元線性回歸模型的影響因子的數(shù)目大于等于1??拷A(yù)測日的歷史氣象數(shù)據(jù)所需查詢的天數(shù)等于影響因子的數(shù)目減1。特殊日期的用電量定值具有等級(jí)及相對(duì)的具體數(shù)值。特殊日期的用電量定值的具體數(shù)值為去年同期的用電量定值的0.8m-1.6m倍。本實(shí)施例還還揭示了基于臺(tái)區(qū)日用電量的預(yù)測值的定值修正系統(tǒng),包括用電量預(yù)測單元,用于根據(jù)基于周幾系數(shù)修正的線性回歸模型,得到預(yù)測日的預(yù)測用電量;特殊日期的用電量定值獲取單元,用于判斷得到特殊日期的用電量定值;替代單元,用于將特殊日期的用電量定值替代s1中計(jì)算得到的該特殊日期的預(yù)測用電量。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),進(jìn)一步的,用電量預(yù)測單元具體包括,標(biāo)準(zhǔn)周搜尋單元,用于從歷史日中由“近向遠(yuǎn)”尋找標(biāo)準(zhǔn)周;周幾比例系數(shù)獲取單元,用于根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)周的7天日用電量獲取周幾比例系數(shù)k,即:k=[1,d2/d1,d3/d1,d4/d1,d5/d1,d6/d1,d7/d1](1)其中,d1為標(biāo)準(zhǔn)周周一的臺(tái)區(qū)用電量,d2為標(biāo)準(zhǔn)周周二的臺(tái)區(qū)用電量,d3為標(biāo)準(zhǔn)周周三的臺(tái)區(qū)用電量,d4為標(biāo)準(zhǔn)周周四的臺(tái)區(qū)用電量,d5為標(biāo)準(zhǔn)周周五的臺(tái)區(qū)用電量,d6為標(biāo)準(zhǔn)周周六的臺(tái)區(qū)用電量,d7為標(biāo)準(zhǔn)周周日的臺(tái)區(qū)用電量;臺(tái)區(qū)歷史日實(shí)際用電量修正單元,用于將臺(tái)區(qū)歷史日實(shí)際用電量di根據(jù)周幾比例系數(shù)修正獲取歷史日實(shí)際用電量修正值di’,即:d'i=di/k(i)i=1,2,...,7(2);模型建立單元,用于根據(jù)歷史日實(shí)際用電量修正值di’、日用電量的影響因子的數(shù)目n,建立關(guān)于所述影響因子的n元線性回歸模型,即:d'=a1*t+a2*tmax+a3*tmin+a4*rh+a5*v+b(3)其中各變量分別為:平均氣溫t、最高氣溫tmax、最低氣溫tmin、濕度rh、風(fēng)速v;查詢單元,用于通過氣象數(shù)據(jù)庫查詢得到靠近預(yù)測日的平均氣溫t、最高氣溫tmax、最低氣溫tmin、濕度rh、風(fēng)速v的歷史氣象數(shù)據(jù),其中i-1代表預(yù)測日前一天,依次類推;模型的常數(shù)代入單元,用于將靠近預(yù)測日的s2所得的歷史氣象數(shù)據(jù)代入公式(3),即:模型的常數(shù)求解單元,用于對(duì)線性回歸方程(4)采用最小二乘法公式擬合,計(jì)算出線性回歸方程(4)中的各常數(shù),即a1、a2、a3、a4、a5、b;修正用電量求解單元,用于將a1、a2、a3、a4、a5、b以及預(yù)測日的影響因子代入n元線性回歸模型(3),可以得到預(yù)測日的修正用電量其中i代表預(yù)測日,i+1代表預(yù)測日后一天,依次類推;即:預(yù)測用電量求解單元,將預(yù)測日的修正日用電量進(jìn)行周幾比例系數(shù)修正,根據(jù)周幾分別乘以對(duì)應(yīng)的周幾比例系數(shù),獲取預(yù)測用電量,即:本實(shí)施例的具體實(shí)施方式為:以南通地區(qū)的某配電臺(tái)區(qū)(江海13組,臺(tái)區(qū)編號(hào):14000000014460),為例,其日用電量(單位:千瓦時(shí))如表1所示:表1臺(tái)區(qū)的歷史用電量和氣象數(shù)據(jù)從表1中尋找標(biāo)準(zhǔn)周,發(fā)現(xiàn)2016年4月19日~2016年4月25日是滿足s11的標(biāo)準(zhǔn)周,該標(biāo)準(zhǔn)周滿足以下兩點(diǎn):(1)2016年4月19日~2016年4月25日離節(jié)日超過兩天。(2)2016年4月19日~2016年4月25日的最高氣溫、最低溫度都滿足tmaxi<28&&tmini≥5。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)周2016年4月19日~2016年4月25日的實(shí)際用電量可知,d1=215.87,d2=234.78,d3=212.89,d4=211.21,d5=209.01,d6=228.7,d7=232.84。將數(shù)據(jù)帶入式(1),得到周幾比例系數(shù)k。k=[1,1.0876,0.9862,0.9784,0.9682,1.0596,1.0786];從表1可知,2016年4月26日~2016年4月30日的實(shí)際電量分別為234.4539,210.2973,195.3767,192.3523,211.1041,經(jīng)過式(2),可得實(shí)際用電量修正值,分別為215.57、213.24、199.69、198.67、199.23。將修正值的數(shù)據(jù)代入方程(4),對(duì)該方程進(jìn)行最小二乘法公式擬合,可以計(jì)算出線性回歸方程(4)中的各常數(shù),如下:a1=-0.2588,a2=-0.2936,a3=11.3105,a4=1.2018,a5=-37.4909,b=5.1939;日期周幾平均溫度最高溫度最低溫度濕度風(fēng)速2016/5/1720.424.517.660.20.52016/5/2118.522.51590.21.22016/5/3217.522.713.970.10.52016/5/4316.922.413.665.50.82016/5/541723.510.190.40.3表2預(yù)測日的預(yù)測氣象數(shù)據(jù)將表2中預(yù)測數(shù)據(jù)和各常數(shù)帶入方程(5),可得:再將所得的數(shù)據(jù)代入方程(6),得到預(yù)測值:經(jīng)查實(shí),2016年5月1日至5月5日的臺(tái)區(qū)用電量真實(shí)值如下:對(duì)比預(yù)測值與真實(shí)值可知預(yù)測日i+1~i+4用電量預(yù)測值的相對(duì)誤差都在5%以內(nèi),達(dá)到預(yù)測要求。但是,預(yù)測日i用電量預(yù)測值超過了10%,誤差較大,需要進(jìn)行定值修正。定值修正:5月1日是勞動(dòng)節(jié),需要進(jìn)行定值補(bǔ)償,如表3所示。去年勞動(dòng)節(jié)日用電量年度臺(tái)區(qū)用電量比m246.581.02表3勞動(dòng)節(jié)定值修正從表3,可以得到5月1日用電量預(yù)測值為251.51千瓦時(shí),將該預(yù)測值代替(11)中的可得:將式(11)、(12)進(jìn)行比較,可知預(yù)測日i~i+4用電量預(yù)測值的相對(duì)誤差在5%以內(nèi),達(dá)到預(yù)測要求,定值修正是必要的。除上述實(shí)施例外,本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案,均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁12
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