电力系统短期负荷预测

电力系统短期负荷预测

POWER SYSTEM SHORT-TERM LOAD FORECASTING

专 业：电气工程及其自动化 姓 名： 指导教师姓名： 申请学位级别：学 士

论文提交日期：二零一六年十二月 学位授予单位： 天津科技大学

摘 要

电力系统负荷预测是电力生产部门的重要工作之一。准确的负荷预测，可以合理安排机组启停，减少备用容量，合理安排检修计划及降低发电成本等。准确的预测，特别是短期负荷预测对提高电力经营主体的运行效益有直接的作用，对电力系统控制、运行和计划都有重要意义。因此，针对不同场合需要寻求有效的负荷预测方法来提高预测精度。本文采用神经网络方法对电力系统短期负荷进行预测。本文主要介绍了电力负荷预测的主要方法和神经网络的原理、结构，分析了反向传播算法，建立三层人工神经网络模型进行负荷预测，并编写相关程序。与此同时采用最小二乘法进行对比，通过对最小二乘法多项式拟合原理的学习，建立模型编写相关程序。通过算例对两种模型绝对误差、相对误差、拟合精度进行分析，同时比较它们训练时间，得出标准B

电力统系荷预测方法负

引言负分类荷预测内

基本方法

预测容估评是什?么所谓的电力负荷测预指是电力以负荷化变及外以界因素变化为础，基以特定数的方法学或者立数建学模型方式为的手段，过通对电力负荷历史数进行分析据对电力系，统需的求出做计以估研究相及因素对关电负荷力影响 的荷预负包测两括方面的含义电力需求：的预量决测发电定输、、电电配

统新增系量的大小；电量需求容量预测定发电决备的设型如类峰调机基荷类组型 等负预荷要测备具方两的面条件一:是史数据历息信的靠可性;二预测是方法的有效性负荷预。测的核心题问如何是利用有现的史数历据历(负荷史数和气据 象数等)据,采用适的预测方法当对未来时刻时间段内或电的值力和量值电进

行计。

估引

言负荷类分

测预容内基本方

法预评估测为什么?负预测的目荷的是提就负供发荷展状及水平况，同确时各定供电、各区 规划供年用量、供电电用大最负荷规和地区划总负荷发的展平，确水各定规划 年电用负构成荷电力系 统荷负预测关到系力系电的调度运统和行生计产,准划的负荷预确 有助测于高提系的安统全和稳定性,性能减够少发电成本 。电系统力行运过中程电力负，预荷问题测对许电力多门部都着重要作 用，起它涉到电力及系规统划设和计、力系统电济安经运全行及以力电市交 易等

电力统系荷预测方法负

引言负分类荷预测内

基本方法

预测容估评是什?么所谓的电力负荷测预指是电力以负荷化变及外以界因素变化为础，基以特定数的方法学或者立数建学模型方式为的手段，过通对电力负荷历史数进行分析据对电力系，统需的求出做计以估研究相及因素对关电负荷力影响 的荷预负包测两括方面的含义电力需求：的预量决测发电定输、、电电配

统新增系量的大小；电量需求容量预测定发电决备的设型如类峰调机基荷类组型 等负预荷要测备具方两的面条件一:是史数据历息信的靠可性;二预测是方法的有效性负荷预。测的核心题问如何是利用有现的史数历据历(负荷史数和气据 象数等)据,采用适的预测方法当对未来时刻时间段内或电的值力和量值电进

行计。

估引

言负荷类分

测预容内基本方

法预评估测为什么?负预测的目荷的是提就负供发荷展状及水平况，同确时各定供电、各区 规划供年用量、供电电用大最负荷规和地区划总负荷发的展平，确水各定规划 年电用负构成荷电力系 统荷负预测关到系力系电的调度运统和行生计产,准划的负荷预确 有助测于高提系的安统全和稳定性,性能减够少发电成本 。电系统力行运过中程电力负，预荷问题测对许电力多门部都着重要作 用，起它涉到电力及系规统划设和计、力系统电济安经运全行及以力电市交 易等

一．数据预处理

1. 题中给出了三个地区的一个整年的负荷值，细分到一天96个点的数据。经过数据预览后发现部分点数据遗失，部分数据可能存在较大误差，因此需要一个数据预处理程序对数据进行预处理，平滑不符合要求的数据点。

2. 经资料预览后决定选取A地区从8月开始的98天的数据作为原始预测数据，预测之后30天负荷值。这样选取基于两方面考虑：一是选取三个月及一个季度的值已经具有较大的代表性；二是11月份的负荷值已知，便于与预测出负荷值相比较，进行误差分析，以辨别建立的模型好坏。

3. 应用Excel 选出98天数据，导入matlab中。编写数据预处理程序，其思想简述如下：对于数据遗失点，即数据为0点，采用相邻两天的同一时刻的平均值来作为原始资料，若无相邻两天的资料，则采用相邻一天的数据值。对于数据误差较大的点，认为前后两天绝对值差大于6为误差点（6大概为单点负荷的15%），此处处理需基于一个假设，即第一日的96数据点数据为基准值。经实际预测数据认为此方法可行。

二．采用灰色理论预测

具体使用灰色GM（1，1）模型对数据进行预测

第一部分：模型的建立

1. 经分析讨论后，认为灰色GM（1，1）模型具有所需建模样本数量少，计

算简单，可检验，利于编写程序进

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论文题目：电力系统短期负荷预测

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电力系统短期负荷预测

摘 要

提高负荷预测进度是保障电力系统优化决策科学性的重要手段。根据已有电力负荷数据及气象因素数据，文章主要建立了4个模型来解决关于短期负荷预测方面的问题。

针对问题一，建立日最高负荷量模型、日最低负荷量模型、日峰谷差模型、日平均负荷量模型以及日负荷率模型。利用Excel软件可将两地区014年各个负荷量的统计值求出（详见附件1），其中地区二2014年1月1日的日最高负荷量、日最低负荷量、日峰谷差、日平均负荷量以及日负荷率分别为6765.5、3748.48、3017.05、5138.23和0.76。通过观察两地2014年负荷数据变化曲线图，考虑数据的波动性等因素可得出地区二更准确的预测结果的结论。

针对问题二，构建多元线性回归模型，利用SPSS软件对日最高负荷、日最低负荷、日平均负荷与各气象因素进行回归分析。通过观察标准化

1、电力系统由哪些主要部分组成？各部分的作用是什么？

答：发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统。其中发电机为生产电能设备。变压器、电力线路为变压输送分配电能设备，用电设备为耗能设备。

2、电能生产的主要特点有哪些？

答：电能生产的主要特点可以归纳为以下三点。①电能生产的连续性特点；由于电能不能大量储存，电能的生产、输送和消费是同时完成的。②电能生产瞬时性的特点；这是因为电能的传输速度非常快（接近光速），电力系统中任何一点发生故障都马上影响到整个电力系统。③电能生产重要性的特点；电能清洁卫生、易于转换、便于实现自动控制，因此国民经济各部门绝大多数以电能作为能源，而电能又不能储存，所以电能供应的中断或减少将对国名经济产生重大影响。 3、对电力系统运行的基本要求是什么？

答：对电力系统运行的基本要求有：①保证对用户的供电可靠性；②电能质量要好；③电力系统运行经济性要好；④对环境的不良影响要小。

4、电力系统中负荷的分类（I、II、III类负荷）是根据什么原则进行的？各类负荷对供电可靠性的要求是什么？

答：电力系统中负荷的分类是根据用户的重要程度和供电中断或减少对用户所造成

习题一答案

一、 填空题： 1、电力系统是由发电厂、变电所、电力线路和电能用户组成的一个整体。 2、变电所的功能是接受电能、变换电压和分配电能。

3、电力线路的作用是将发电厂、变电所和电能用户连接起来，完成输送电能和分配电能的任务。

4、对工厂供配电的基本要求是安全、可靠、优质、经济。

5、中性点的运行方式有中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统和中性点直接接地系统三种。

6、电能的质量是指电压、频率和正弦波形三项指标。 二、 简答题：

1、什么叫电压偏移?如何计算电压偏移?

电压偏移指电压偏离额定电压的幅度，即电压偏差。一般以百分数表示，即：ΔV％=[（U-UN）/UN]×100%

2、发电机、用电设备和变压器三者的额定电压是如何规定的?为什么?

额定电压是国家根据国民经济发展的需要，经全面技术经济分析后确定的。发电、变电、供电、用电设备的额定电压不尽相同。用电设备的额定电压等于电力线路的额定电压；发电机的额定电压较电力线路额定电压高5％；变压器一次绕组额定电压等于发电机额定电压(升压变压器)或电力线路额定电压(降压变压器)，二次绕组额定电压较电力线路额定电压高10％或5％(视线路电压等级或线路长度而定)。

三、计算题：

1、

《电力系统分析》

第一章 电力系统的基本概念 一．基本概念

二．电力系统的结线方式 三．电压等级及适用范围

四．电力系统中性点的运行方式

一．基本概念

电力系统——是由发电厂、输电线、配电系统及负荷组成的。是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。

电力网络——是由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。

总装机容量——指该系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和，以千瓦（KW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）为单位计。 一．基本概念

年发电量——指该系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和，以千瓦时（KWh）、兆瓦时（MWh）、吉瓦时（GWh）为单位计。

最大负荷——指规定时间内，电力系统总有功功率负荷的最大值，以千瓦（KW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）为单位计。 一．基本概念

额定频率——按国家标准规定，我国所有交流电力系统的额定功率为50Hz。 最高电压等级——是指该系统中最高的电压等级电力线路的额定电压。 按对供电可靠性的要求将负荷分为三级

一级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成人身事故，经济严重损失，人民生活发生混乱。 二级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成大量减产，人民生活受影响。 三

电力系统常识.txt男人的承诺就像80岁老太太的牙齿，很少有真的。你嗜烟成性的时候，只有三种人会高兴，医生 你的仇人和卖香烟的。 czth cnr ctm

1 题目 中性点不接地系统发生单相接地时应如何处理？

1 答案 中性点不接地系统发生单相接地时不必停电，应尽快找出故障点，排除故 1 障或将故障线路切除。如果寻找和排除故障的时间将超过二小时，必须考虑停 1 电处理，并提早通知用户。

2 TM 小接地短路电流系统发生单相接地时，由Ｙ，ｄｎ0接线、变比为10／0.4kV的 2 TM 配电变压器供电的用户为什么不知道系统发生单相接地？

2 因为用户承受的电压是由Ｙ，ｄｎ0配电变压器的低压侧供给的， 侧 2 各相电压决定于高压Ｙ侧各相绕组的电压，而Ｙ侧各相绕组的电压决定于系统 2 提供的线电压。当正常工作情况时，系统提供的线电压对称，Ｙ侧各相绕组承 2 受了对称的相对系统中性点电压，并等于相对地电压，故侧各相电压及线电 2 压对称，负荷正常工作；当系统发生单相接地，虽然各相的对地电压发生了变 2 化，但系统提供的线电压仍然维持不变，Ｙ侧各相绕组由于本

电力电子与电力传动

一、学科概况

电力电子与电力传动是一个与电能的变换与控制密切相关的应用基础学科。它是近年来发展较快的交叉学科。它综合了电能变换、电磁理论、控制理论、电子技术、计算机等学科的知识。它以控制理论为基础，运用计算机、数字信号处理器和微电子技术为手段，控制电力半导体器件开关来实现电能的变换，达到不同的使用目的。目前，电力电子技术已经广泛应用于工业生产中，如高效率、高质量的电源技术，电机传动调速系统、电力系统电能质量控制、新型直流输电技术和交流灵活输电技术等领域。电力电子与电子传动学科主要研究新型电力电子器件、电能的变换与控制、功率源、电力传动及其自动化等理论技术和应用。 在电气工程学科下，我校有电力电子与电力传动、电力系统及其自动化两个二级学科硕士点。本学科主要从事大功率整流、变流、逆变装置，电机传动装置以及与上述装置有关的控制理论和技术，故障检测、保护、仿真技术等方面的教学和研究。本学科现有教授6人，副教授14人。

学科专业研究方向

1.电力电子技术在电力系统中的应用

研究电力电子技术在电力系统中的应用。应用现代电力电子技术和控制技术实现电能质量控制，包括电力系统无功补偿、电力系统有源滤波技术和瞬