一种基于s型曲线的地区近期负荷预测方法
【专利摘要】一种基于S型曲线的地区近期负荷预测方法。其包括业扩数据收集整理；业扩容量转化系数计算；业扩发展曲线绘制及修正；目标年新增负荷计算及预测结果调整等步骤。本发明提供的基于S型曲线的地区近期负荷预测方法能够突破传统宏观方法不适用于特定地域规划的缺陷，通过结合地区经济发展状况，将S型生长曲线理论应用于电力企业的业扩工询中，搜寻报装增容容量在未来几年内逐年转化为实际负荷的规律，有助于提高当地地区负荷预测的精度，可为配电系统优化与规划提供更翔实的参考依据。
【专利说明】一种基于S型曲线的地区近期负荷预测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于城市配电网规划与优化【技术领域】，特别是涉及一种基于S型曲线的地区近期负荷预测方法。
【背景技术】
[0002]S型生长曲线的基础理论中描述曲线特征的饱和值、拐点等曲线特殊点在城市规划中已有相关应用，对于城市负荷发展符合S型生长曲线的理论也有相关文献和数据支持。
[0003]目前，已有负荷预测方法可分为三类，一是经典预测方法，包括单耗法、比例系数增长法等；二是传统预测方法，如趋势外推法和回归模型预测法，三是新兴的预测方法，如人工神经网络预测法等智能算法。上述方法对配电网的中长期负荷预测较为有效，但由于地区配电网规划往往涉及到一个地域或用户在近一两年内的发展状况，其负荷特性与当地用户近几年的业扩增容和开发利用紧密联系，所以上述宏观方法在解决此类问题上有一定的局限性。如果能够结合地区负荷的特点，有针对性地解决工作中出现的诸如工询业扩与次年最大负荷间的数量对应关系，无疑对整个电网建设的优化决策具有非常重要的意义。
【发明内容】
[0004]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于S型曲线的地区近期负荷预测方法，包括顺序执行的如下步骤:
[0005]为了达到上述目的，本发明提供的基于S型曲线的地区近期负荷预测方法包括按顺序执行的下列步骤:
[0006]步骤I)业扩数据收集整理:收集整理历史业扩数据，即历史年的新增报装容量数据；
[0007]步骤2)业扩容量转化系数计算:根据历年业扩基础数据和历史年最大负荷数据，计算历史年新增负荷数据，确定所需的包括功率因数、负载率在内的参数值，计算出各年段业扩容量转化系数的值；
[0008]步骤3)业扩发展曲线绘制及修正:根据上述业扩容量转化系数进行曲线拟合，形成业扩发展曲线；搜集类似经济状况、工业特点及负荷水平的城市信息，与其业扩发展曲线进行类比，并结合S型生长曲线理论，修正业扩发展曲线，最后逐一修正各年段的业扩容量转化系数；
[0009]步骤4)目标年新增负荷计算及预测结果调整:根据步骤3)修正后的业扩容量转化系数和计算得到的负荷自然增长率，计算目标年的新增负荷，得到目标年的负荷预测结果，并参照其他预测方法结果对预测结果进行调整，得到目标年计及业扩工询信息的负荷预测结果。
[0010]在步骤2)中，所述的业扩容量转化系数计算包括下列步骤:
[0011]步骤2.1)计算历史年的新增负荷；
[0012]某年新增负荷由如下公式计算得到:
[0013]新增负荷=当年负荷一上一年负荷
[0014]步骤2.2)确定所需功率因数、负载率的值；
[0015]根据地区的情况，确定功率因数、负载率参数值；
[0016]步骤2.3)解方程组求解各历史年段的业扩容量转化系数；
[0017]业扩容量转化系数求取方法如下:
[0018]将某年的新增负荷Λ S用两部分表示:一部分是某年之前一年的负荷由于自然增长产生的新增负荷Λ Sz ;另一部分是由某年及某年之前几年的新增容量转化而来新增负荷Δ Sy用公式表不为:
[0019]Λ S =ASz+Λ Sr(I)
[0020]其中，负荷的自然增长用负荷自然增长率来描述；某年自然增长负荷用下式计算:
[0021]ASz = S1Xa(2)
[0022]式中，S1为某年之前一年的负荷，a为某年的负荷自然增长率；
[0023]新增容量产生的负荷增长要通过业扩工询信息与近期负荷的关系来描述:
[0024]
【权利要求】
1.一种基于S型曲线的地区近期负荷预测方法，其特征在于:所述的方法包括按顺序执行的下列步骤: 步骤I)业扩数据收集整理:收集整理历史业扩数据，即历史年的新增报装容量数据；步骤2)业扩容量转化系数计算:根据历年业扩基础数据和历史年最大负荷数据，计算历史年新增负荷数据，确定所需的包括功率因数、负载率在内的参数值，计算出各年段业扩容量转化系数的值； 步骤3)业扩发展曲线绘制及修正:根据上述业扩容量转化系数进行曲线拟合，形成业扩发展曲线；搜集类似经济状况、工业特点及负荷水平的城市信息，与其业扩发展曲线进行类比，并结合S型生长曲线理论，修正业扩发展曲线，最后逐一修正各年段的业扩容量转化系数； 步骤4)目标年新增负荷计算及预测结果调整:根据步骤3)修正后的业扩容量转化系数和计算得到的负荷自然增长率，计算目标年的新增负荷，得到目标年的负荷预测结果，并参照其他预测方法结果对预测结果进行调整，得到目标年计及业扩工询信息的负荷预测结果。
2.根据权利要求1所述的基于S型曲线的地区近期负荷预测方法，其特征在于:在步骤2)中，所述的业扩容量转化系数计算包括下列步骤: 步骤2.1)计算历史年的新增负荷； 某年新增负荷由如下公式计算得到: 新增负荷=当年负荷一上一年负荷 步骤2.2)确定所需功率因数、负载率的值； 根据地区的情况，确定功率因数、负载率参数值； 步骤2.3)解方程组求解各历史年段的业扩容量转化系数； 业扩容量转化系数求取方法如下: 将某年的新增负荷Λ S用两部分表示:一部分是某年之前一年的负荷由于自然增长产生的新增负荷Λ Sz ;另一部分是由某年及某年之前几年的新增容量转化而来新增负荷Δ Sy用公式表不为: Λ S =ASz+Λ Sr(I) 其中，负荷的自然增长用负荷自然增长率来描述；某年自然增长负荷用下式计算: ASz = S1Xa(2) 式中，S1为某年之前一年的负荷，a为某年的负荷自然增长率； 新增容量产生的负荷增长要通过业扩工询信息与近期负荷的关系来描述: ^,=iCiKiTl( 3)
z=0 式中，Ci为某年之前i年的业扩容量，Ki为某年之前i年的业扩容量在该年转化为实际负荷的转化系数，Jli为负载率，CosOi为功率因数； 通过业扩工询信息，得到最近2n年的新增负荷与新增容量数据，η—般取2—4，以及各年负荷自然增长率、负载率、功率因数数据，根据公式(I) 一公式(3)，列出最近η+1年的新增负荷方程组: 某年新增负荷
Δ S0 = a S^C0K0 I10CosC^C1K1 Il1Cos O1+...+ClriKn-1 η ^1Cos Φ； 前I年年新增负荷
Δ S1 = α SjC1K0 II1CosC1AC2K1 ir2cosC>2+...+CnKlri irncosC>n ； 前η-1年年新增负荷
Δ Sn-1 = a SJClriK0 ηη-1οο8Φη_1+ΟηΚ1 nncosOn+...+C2n_2Kn_i n2n-2cos02n_2 ； 前n年年新增负荷
Δ Sn = a Sn+1+CnK0 ηηοο8Φη+Οη+1Κ1 nn+1cosOn+1+...+C2lriKn-1 η HCosO2lri ； 上述方程组为η+1元一次方程组，包括η+1个未知数(α K0 Kr..Klri)，能够利用现有的线性规划方法进行求解；若方程组无解，则需对原始数据和原始参数进行适当修正，直到能够找到有实际意义的一组解。
3.根据权利要求1所述的基于S型曲线的地区近期负荷预测方法，其特征在于:在步骤3)中，所述的业扩发展曲线的绘制及修正的做法为: 根据业扩容量转化系数，计算出对应每年的等效负荷转化比例，并进行曲线拟合，形成业扩发展曲线；搜集类似经济状况、工业特点及负荷水平的城市信息，与其业扩发展曲线进行类比，并结合S型生长曲线理论，修正业扩发展曲线，最后逐一修正各年段的业扩容量转化系数。
4.根据权利要求1所述的基于S型曲线的地区近期负荷预测方法，其特征在于:在步骤4)中，所述的目标年新增负荷计算及结果调整的做法为: 根据步骤3)修正后的业扩容量转化系数和计算得到的负荷自然增长率，利用公式(I)计算目标年的新增负荷结果，得到目标年的负荷预测结果，并参照其他预测方法结果对预测结果进行调整，得到目标年计及业扩工询信息的负荷预测结果。
【文档编号】G06Q50/06GK104166885SQ201410401727
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月14日 优先权日:2014年8月14日
【发明者】罗凤章, 魏炜, 殷强, 白洋 申请人:天津大学