一種基于天氣預(yù)報(bào)信息的母線負(fù)荷預(yù)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的方法，具體涉及一種基于天氣預(yù)報(bào)信息的 母線負(fù)荷預(yù)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，天氣預(yù)報(bào)已廣泛應(yīng)用于新能源預(yù)測(cè)，以風(fēng)功率預(yù)測(cè)為例，風(fēng)場(chǎng)選址建立之初 就已確定其地理位置信息，其中包括精確的經(jīng)煒度。風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行風(fēng)功率預(yù)測(cè)時(shí)可通過(guò)經(jīng)煒度 直接從氣象中心獲取該風(fēng)場(chǎng)的氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)。而母線負(fù)荷是一個(gè)相對(duì)較小區(qū)域的終端負(fù)荷 的總和，一般無(wú)法確定其供電范圍內(nèi)終端負(fù)荷的經(jīng)煒度。
[0003] 傳統(tǒng)的母線負(fù)荷預(yù)測(cè)通常選取地級(jí)市的氣象信息作為參考進(jìn)行母線負(fù)荷預(yù)測(cè)，地 級(jí)市范圍較大，而單個(gè)母線負(fù)荷供電范圍通常為區(qū)級(jí)或縣級(jí)，不同區(qū)、縣實(shí)際天氣情況可能 不同，因此地區(qū)內(nèi)所有母線負(fù)荷選取相同氣象預(yù)報(bào)信息作為參考并不合理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于天氣預(yù)報(bào)的母線負(fù)荷預(yù)測(cè)方 法，通過(guò)獲取母線負(fù)荷所屬行政區(qū)域，如縣、鄉(xiāng)或市轄區(qū)的地理位置，提取與母線地理位置 緊密對(duì)應(yīng)的高精度天氣預(yù)報(bào)信息，通過(guò)研究母線負(fù)荷與氣象因素的相關(guān)特性，構(gòu)建了基于 天氣預(yù)報(bào)和負(fù)荷分類預(yù)測(cè)的母線負(fù)荷預(yù)測(cè)模型，有效提高母線負(fù)荷預(yù)測(cè)精度。
[0005] 實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的解決方案為：
[0006] 一種基于天氣預(yù)報(bào)的母線負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，該方法包括如下步驟：
[0007] 步驟1 :根據(jù)母線負(fù)荷所屬轄區(qū)的地理坐標(biāo)，提取與母線負(fù)荷地理位置緊密對(duì)應(yīng) 的高精度天氣預(yù)報(bào)信息；獲取與其匹配的氣溫、氣壓、濕度、降雨量等天氣預(yù)報(bào)信息；
[0008] 步驟2 :分析確定不同母線負(fù)荷與天氣預(yù)報(bào)信息相關(guān)性，對(duì)母線負(fù)荷進(jìn)行分類；
[0009] 步驟3 :將與母線負(fù)荷匹配的天氣預(yù)報(bào)信息按發(fā)生時(shí)間分別歸類，提取短期、超短 期母線負(fù)荷的歷史數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)時(shí)間的天氣預(yù)報(bào)信息；
[0010] 步驟4 :根據(jù)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)、天氣預(yù)報(bào)信息與日期類型，進(jìn)行相似日的選??；
[0011] 步驟5 :對(duì)母線負(fù)荷進(jìn)行分類預(yù)測(cè)。
[0012] 優(yōu)選的，根據(jù)母線負(fù)荷供電范圍可涵蓋的最大行政劃區(qū)，如縣、鄉(xiāng)或市轄區(qū)的地理 經(jīng)煒度坐標(biāo)，提取該行政劃區(qū)內(nèi)的天氣預(yù)報(bào)信息。
[0013] 優(yōu)選的，分析各母線負(fù)荷與氣象因素的相關(guān)性，從而確定母線負(fù)荷的類型，其計(jì)算 公式如下：
[0015] 式中：X為母線負(fù)荷歷史負(fù)荷，Y為天氣預(yù)報(bào)信息，R為相關(guān)系數(shù)，COV (X，Y)為X和 Y的協(xié)方差；，D(X)、D(Y)分別為X和Y的均方差。通過(guò)分析母線負(fù)荷與溫度、降雨等氣象 因素的相關(guān)性，將負(fù)荷分為溫度敏感型負(fù)荷、降雨敏感型負(fù)荷、氣象不相關(guān)型負(fù)荷等不同類 型負(fù)荷。
[0016] 優(yōu)選的，所述步驟3中，短期母線負(fù)荷預(yù)測(cè)提取以日為單位的歷史負(fù)荷，超短期母 線負(fù)荷預(yù)測(cè)提取當(dāng)日及與預(yù)測(cè)時(shí)段相對(duì)應(yīng)的歷史負(fù)荷，并滾動(dòng)刷新。
[0017] 優(yōu)選的，所述步驟4中，將歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)、天氣預(yù)報(bào)信息和日期類型組合形成日樣 本數(shù)據(jù)，通過(guò)聚類分析的方法選取相似日，充分考慮預(yù)測(cè)日與相似日的氣象要素，分析時(shí)針 對(duì)母線負(fù)荷的特性與預(yù)測(cè)日的氣象信息選取輸入的樣本數(shù)據(jù)，其具體步驟如下：
[0018] 定義參考樣本、比較樣本及樣本之間的距離
[0020] 其中i、j表示樣本號(hào)，η為所選樣本天數(shù)，xlk、x]k為樣本數(shù)據(jù)；類的重心
其中m為該類中樣本的個(gè)數(shù)，Xi為該類中第i個(gè)樣本。以每個(gè)母線負(fù)荷為分析對(duì)象。
[0021] 其中溫度敏感型負(fù)荷將96點(diǎn)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)、日期類型和溫度信息組合形成日樣 本（11，…Ii…196, d，tl. t2…….t24)，式中Ii是母線歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，d為日期類型，ti為 溫度。
[0022] 降雨敏感型負(fù)荷將96點(diǎn)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)、各時(shí)段降雨量組合成樣本（11，…1L··· 196, rl. r2…...r24)，式中Ii是母線歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，ri為降雨量。
[0023] 氣象不相關(guān)負(fù)荷選取96點(diǎn)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)（11，…Ii…196)組合形成日樣本，式中 Ii是母線歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)。
[0024] 所述日期類型分為休息日和工作日。
[0025] 選取η天數(shù)據(jù)作為比較樣本，根據(jù)式（2)，計(jì)算比較樣本和參考樣本的聚類距離， 選取與參考樣本距離最近的一類作為相似日。另外，選取相似日時(shí)應(yīng)考慮下網(wǎng)負(fù)荷出線的 運(yùn)行方式，選取具有相同運(yùn)行方式的相似日。
[0026] 優(yōu)選的，步驟5中，綜合考慮天氣預(yù)報(bào)信息、母線負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)等相關(guān)信息，不同 母線負(fù)荷選取適合其負(fù)荷特性的預(yù)測(cè)算法，對(duì)母線負(fù)荷進(jìn)行分類預(yù)測(cè)。
[0027] 優(yōu)選的，預(yù)測(cè)時(shí)不同類型負(fù)荷選取不同的相似日歷史負(fù)荷與天氣預(yù)報(bào)信息作為輸 入變量。其中溫度敏感型負(fù)荷選取歷史負(fù)荷、溫度與日期類型作為輸入變量，降雨敏感型負(fù) 荷選取歷史負(fù)荷、降雨與日期類型作為輸入變量，氣象不相關(guān)負(fù)荷則只選取歷史負(fù)荷與日 期類型作為輸入變量，各種類型負(fù)荷分別進(jìn)行預(yù)測(cè)。
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0029] 本發(fā)明通過(guò)獲取母線負(fù)荷所屬行政區(qū)域，提取與母線地理位置緊密對(duì)應(yīng)的高精度 天氣預(yù)報(bào)信息，構(gòu)建了基于高精度天氣預(yù)報(bào)和負(fù)荷分類預(yù)測(cè)的母線負(fù)荷預(yù)測(cè)模型，有效提 高母線負(fù)荷預(yù)測(cè)精度。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1為本發(fā)明的基于天氣預(yù)報(bào)的母線負(fù)荷預(yù)測(cè)流程圖；
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0032] 基于天氣預(yù)報(bào)的母線負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，包括如下步驟：
[0033] 步驟1 :根據(jù)母線負(fù)荷供電行政劃區(qū)的經(jīng)煒度信息，提取與母線負(fù)荷地理位置緊 密對(duì)應(yīng)的天氣預(yù)報(bào)。獲取與其匹配的氣溫、氣壓、濕度、降雨量等天氣預(yù)報(bào)信息；
[0034] 根據(jù)母線負(fù)荷供電范圍可涵蓋的最大行政劃區(qū)，如縣、鄉(xiāng)或市轄區(qū)的地理經(jīng)煒度 坐標(biāo)，提取該行政劃區(qū)內(nèi)的天氣預(yù)報(bào)信息。
[0035] 步驟2 :分析確定不同母線負(fù)荷與天氣預(yù)報(bào)信息相關(guān)性，對(duì)母線負(fù)荷進(jìn)行分類。
[0036] 分析各母線負(fù)荷與氣象因素的相關(guān)性，從而確定母線負(fù)荷的類型，其計(jì)算公式如 下：
[0038] 式中：X為母線負(fù)荷歷史負(fù)荷，Y為天氣預(yù)報(bào)信息，R為相關(guān)系數(shù)，COV (X，Y)為X和 Y的協(xié)方差；，D(X)、D(Y)分別為X和Y的均方差。通過(guò)分析母線負(fù)荷與溫度、降雨等氣象 因素的相關(guān)性，將負(fù)荷分為溫度敏