一种考虑用户潜在用电需求的农村电网负荷预测方法与流程

本发明涉及配电网技术领域，特别涉及一种考虑用户潜在用电需求的农村电网负荷预测方法。

背景技术：

农村电网是农村重要的基础设施，农网建设与改造是重要的民生工程。随着农网改造升级力度的进一步加大，农村电网取得了较大的发展，高压电网得到延伸，网络结构得到完善，农村电网供电质量及供电可靠性得到较大的提高，致使农村居民用电负荷大量释放，明显看出农村潜在用户的用电负荷直接影响农网负荷预测。

家用电器的普及是反映乡村生活水平的重要指标，家电产品历经快10年的普及，每百户保有量已接近城镇地区，这就意味着大量家用电器进入农村。目前对农村的用电需求进行预测时，是按照用户报装进行预测，但是采用该种方式，根据用户报装的需电量进行预测时，用户并不清楚家用电器实际所需的需电量，用户报装的需电量可能会远远超出家用电器的实际需电量或小于家用电器的实际需电量，及对用户的实际需电量的预测的准确率较低，当用户报装的需电量超出家用电器的实际需电量时将导致多余电量的浪费，当用户报装的需电量低于家用电器的实际需电量时将无法满足用户的实际用电需求，影响用户体验。

因此，如何准确的对农村的家用电器的实际需电量进行预测以避免多余电量的浪费和满足用户的实际用电需求，提升用户体验是本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种考虑用户潜在用电需求的农村电网负荷预测方法，准确的对农村的家用电器的实际需电量进行了预测，避免了多余电量的浪费和满足了用户的实际用电需求，提升了用户体验。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

本发明实施例提供了一种考虑用户潜在用电需求的农村电网负荷预测方法，包括：

选取预测区域；

确定所述预测区域所在的目标区域中所有家用电器的参考功率和所述目标区域的抽样用户使用的家用电器的使用时间以确定所述预测区域的第一用电需求量；

确定所述预测区域中目标居民使用家用电器的用电功率和所述预测区域的居民户数；

根据所述用电功率和所述居民户数计算所述预测区域的第二用电需求量；

判断所述第一用电需求量和所述第二用电需求量之间的误差是否满足预设要求；

若是，则根据所述第一用电需求量和所述第二用电需求量计算所述预测区域的实际用电需求；

若否，则对所述第一用电需求量和/或所述第二用电需求量进行调。

优选的，所述确定所述预测区域所在的目标区域中所有家用电器的参考功率和所述目标区域的抽样用户使用的家用电器的使用时间以确定所述预测区域的第一用电需求量包括：

确定所述预测区域所在的目标区域中抽样用户的每类家用电器的使用时间；

根据各类所述家用电器的使用时间计算所述抽样用户的各类所述家用电器的平均使用时间；

确定所有家用电器中各类所述家用电器的参考功率；

利用各所述参考功率、所述预测区域所在的目标区域的总居民户数和各类所述家用电器的平均使用时间计算所述目标区域的总需电量；

利用所述总需电量和所述预测区域的目标信息计算所述预测区域的第一用电需求量。

优选的，所述根据所述用电功率和所述居民户数计算所述预测区域的第二用电需求量包括：

确定所述预测区域内目标用户使用的家用电器的种类，和所述目标用户使用的各类家用电器的参考功率和使用时间；

根据所述目标用户使用的各类家用电器的参考功率和使用时间计算所述目标用户的实际用电量；

确定所述预测区域内所有的居民用户的数量；

计算所述实际用电量和所述预测区域内所有的居民用户的数量的乘积，将所述乘积作为所述第二用电需求量。

优选的，所述根据所述第一用电需求量和所述第二用电需求量计算所述预测区域的实际用电需求包括：

计算所述第一用电需求和所述第二用电需求的平均用电需求，将所述平均用电需求作为所述实际用电需求。

优选的，若所述误差不满足预设要求，还包括：

判断所述误差不满足所述预设要求的次数是否超过阈值；

若是，则结束；

若否，则进入所述确定所述预测区域所在的目标区域中所有家用电器的参考功率以确定所述预测区域的第一用电需求量的步骤。

可见，本发明实施例公开的一种考虑用户潜在用电需求的农村电网负荷预测方法，在选定预测区域后，能由预测区域的目标区域中所有的家用电器的参考功率确定预测区域的第一用电需求量，由预测区域的目标居民使用家用电器的用电功率和预测区域的居民户数确定预测区域的第二用电需求量，在第一用电需求量和第二用电需求量之间的误差满足预设要求时，再根据第一用电需求量和第二用电需求量计算预测区域的实际用电需求，在第一用电需求量和第二用电需求量之间的误差不满足预设要求时，再对第一用电需求量和第二用电需求量进行调整。如此，考虑到预测区域的居民用户所使用的家用电器的参考功率和用电功率再确定预测区域的第一用电需求和第二用电需求，并能根据第一用电需求和第二用电需求之间的误差的大小确定预测区域最终的实际用电需求，不仅能根据家用电器的实际功率确定预测区域的第一用电需求和第二用电需求，同时通过第一用电需求和第二用电需求之前的误差大小进一步确定预测区域的实际用电需求，相比于现有技术中不考虑家用电器的用电功率而由用户直接报装的方式而言，本发明实施例提供的技术方案，由于是以居民用户使用的家用电器的用电功率和参考功率为依据，因此能准确的对农村的家用电器的实际需电量进行预测，避免了多余电量的浪费和满足了用户的实际用电需求，提升了用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种用于考虑用户潜在用电需求的农村电网负荷预测方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种用于考虑用户潜在用电需求的农村电网负荷预测方法准确的对农村的家用电器的实际需电量进行了预测，避免了多余电量的浪费和满足了用户的实际用电需求，提升了用户体验。

请参见图1，图1为本发明实施例公开的一种用于考虑用户潜在用电需求的农村电网负荷预测方法流程示意图，该方法包括：

s101、选取预测区域。

具体的，本实施例中，预测区域可以为某一省级内的县级区域、市级区域等。本发明实施例中主要对农村电网中该预测区域的用电需求进行预测。

s102、确定预测区域所在的目标区域中所有家用电器的参考功率和目标区域的抽样用户使用的家用电器的使用时间以确定预测区域的第一用电需求量。

具体的，本实施例中，第一用电需求量主要是由预测区域所在的大的区域对预测区域的用电需求进行宏观计算。其中，作为优选的实施例，步骤s102包括：

确定预测区域所在的目标区域中抽样用户的每类家用电器的使用时间。

根据各类家用电器的使用时间计算抽样用户的各类家用电器的平均使用时间。

根据各类家用电器的使用时间计算抽样用户的各类家用电器的平均使用时间。

确定所有家用电器中各类家用电器的参考功率。

利用各参考功率、预测区域所在的目标区域的总居民户数和各类家用电器的平均使用时间计算目标区域的总需电量。

利用总需电量和预测区域的目标信息计算预测区域的第一用电需求量。

具体的，本实施例中，在选取预测区域后，预测区域所在的目标区域可以为省级或者市级。从各省地市统计局获取预测区域的家用电器的种类和家用电器的数量，同时从电力公司获取供电辖区居民的户数，其次从相关系统获取历年来各省地市县经济发展的相关指标，如该省/市的gdp以及人均收入等。下面结合应用实例对本发明实施例的技术方案进行说明，首先目标区域为预测区域所在的省级，省级农村居民的各类家用电器的数量用xi表示，省级农村居民的户数用a表示，每一类家用电器i的参考功率根据家用电器的种类不同而不同(如电视机200w、电冰箱100w、电饭锅700w、电磁炉2000w、热水器1500w、洗衣机300w、空调1000w、电风扇100w)，然后计算预测区域所在的全省的农村居民用户使用每一种类家用电器的使用小时抽样值(抽样用户的每类家用电器的使用时间)，省级用户各类家用电器的使用小时数抽样值可以采用以下公式计算，假设省级内的抽样用户数为n，抽样用户i类家用电器的使用小时数采用hi表示，表示的是抽样用户i类家用电器平均使用小时数，抽样用户i类家用电器的平均使用小时数可以采用下式表示：

其中，j表示的是抽样用户的个数，i表示的是家用电器的种类。

然后计算抽样用户各类家用电器使用小时数的标准差σi，具体计算公式如下：

其次，根据上式计算出的标准差计算省级用户i类家用电器的使用小时数，具体计算公式如下：

其中，上式中，a表示的是预测区域所在的省级的农村居民的户数。

计算出省级抽样用户使用i类家用电器的平均使用小时数后，计算省级农村居民用电量ws，具体计算公式如下：

ws＝ak∑w∑(k1h1x1/h1,......,kihixi/hj)

上式中，k∑w指的是利用系数(本发明实施例中将该值优选为0.7～0.8)，ki指的是第i类家用电器的参考功率，hj指的是抽样户数。

得到省级农村居民的用电量ws之后，可以采用下式计算预测区域内农村居民的用电量：

w1＝wszdzx/zszd

其中，w1指的是预测区域农村居民的用电量(第一用电需求量)，zd指的是地区历史年gdp或人均收入或负荷值，zx指的是县域历史年gdp或人均收入或负荷值，zs指的是省级历史年gdp或人均收入或负荷值。

s103、确定预测区域中目标居民使用家用电器的用电功率和预测区域的居民户数。

s104、根据用电功率和居民户数计算预测区域的第二用电需求量。

具体的，本实施例中，作为优选的实施例，步骤s104具体包括：

确定预测区域内目标用户使用的家用电器的种类，和目标用户使用的各类家用电器的参考功率和使用时间；

根据目标用户使用的各类家用电器的参考功率和使用时间计算目标用户的实际用电量；

确定预测区域内所有的居民用户的数量；

计算实际用电量和预测区域内所有的居民用户的数量的乘积，将乘积作为第二用电需求量。

预测区域中目标居民为抽样选取的农村居民，假设预测区域内抽样农村居民家用电器的数量共有i种，如电视机200w，电冰箱100w，电饭锅700w，电磁炉2000w，热水器1500w，洗衣机300w，空调1000w，电风扇100w，然后利用下式计算该农村居民的实际用电量，计算公式如下：

w＝k∑w∑(k1h1，…,kihi)

其中，w为预测区域内目标用户的用电量，k∑w为利用系数(本发明实施例中将该系数值优选为0.7～0.8)，ki指的是各类家用电器的参考功率，hi指的是不同家用电器使用小时数的抽样平均值。计算出预测区域内目标用户的用电量后，用目标用户的用电量乘以预测区域内的农村居民用户的数量便得到预测区域内农村居民的第二用电需求量。

s105、判断第一用电需求量和第二用电需求量之间的误差是否满足预设要求，若是，则进入步骤s106，若否，则进入步骤s107。

具体的，本实施例中，第一用电需求量和第二用电需求量之间的误差可以用第一用电需求量和第二用电需求量之间的差值进行表示，若第一用电需求量和第二用电需求量之间的差值较大，则说明第一用电需求量和第二用电需求量之间的误差较大，若第一用电需求量和第二用电需求量之间的差值较小，则说明第一用电需求量和第二用电需求量之间的误差较小。本发明实施例中，将预设要求对应的误差阈值趣味100kwh，当然，根据实际情况，预设要求对应的误差阈值也可以为其他数值，本发明实施例在此并不作限定。

s106、根据第一用电需求量和第二用电需求量计算预测区域的实际用电需求。

具体的，本实施例中，实际用电需求可以用第一用电需求量和第二用电需求量的平均值确定，此外，也可以将第一用电需求和第二用电需求中的任意一个作为本发明实施例中的实际用电需求。作为优选的实施例，步骤s106包括：

计算第一用电需求和所述第二用电需求的平均用电需求，将平均用电需求作为所述实际用电需求。

得到农村用户的实际用电需求后，便可以通过最大负荷利用小时数，计算预测区域农村居民的潜在负荷，即最大负荷，具体可以采用下式表示：

p＝w0/tmax

其中，w0指的是预测区域农村居民用户的实际用电需求，tmax指的是预测区域的最大负荷利用小时数，本发明实施例中最大负荷利用小时数不超过300小时。

s107、对第一用电需求量和/或第二用电需求量进行调整。

进一步，本实施例中，当第一用电需求量和第二用电需求量的误差不满足预设要求后，循环执行以上步骤时，可以对步骤s102中的抽样用户进行调整，对应的抽样用户进行调整后，抽样用户使用的家用点起的使用时间也对应作了调整。重复步骤s103中的目标用户本发明实施例中优选为选取与上一次执行时所选取的目标用户不同的用户。

其中，对第一用电需求量和/或第二用电需求量进行调整具体如下：

按照步骤s102计算得出的第一需求用电量的“优先”原则进行，即第一需求用电量的准确性总是优于步骤s103计算得出的第二需求用电量。当第一用电需求量大于第二用电需求量时，对第一用电需求量和第二用电需求量同时进行调整；当第一用电需求量小于第二用电需求量时，只对第二用电需求量进行调整。对于第一用电需求量和第二用电需求量的调整方法具体如下：

对第一用电需求量进行调整时，是对步骤s102中的抽样用户样本进行调整。可以选取不同的抽样用户，调整重新选取的抽样用户的家用电器使用小时数(使用时间)、核实用户数统计数量、调整k∑w利用系数(调整范围0.6～0.9)；也可以按照“原抽样用户”原则，调整同一抽样用户的某类家用电器使用小时数(使用时间)、核实用户数统计数量、调整k∑w利用系数(调整范围0.6～0.9)。对步骤s103中的第二用电需求量进行调整时，可以对同一目标用户的家用电器的使用小时数(使用时间)进行调整，也可以选取不同的目标用户(抽样样本)，对该目标用户的家用电器的使用小时数进行调整。

可见，本发明实施例公开的一种考虑用户潜在用电需求的农村电网负荷预测方法，在选定预测区域后，能由预测区域的目标区域中所有的家用电器的参考功率确定预测区域的第一用电需求量，由预测区域的目标居民使用家用电器的用电功率和预测区域的居民户数确定预测区域的第二用电需求量，在第一用电需求量和第二用电需求量之间的误差满足预设要求时，再根据第一用电需求量和第二用电需求量计算预测区域的实际用电需求，在第一用电需求量和第二用电需求量之间的误差不满足预设要求时，再对第一用电需求量和第二用电需求量进行调整。如此，考虑到预测区域的居民用户所使用的家用电器的参考功率和用电功率再确定预测区域的第一用电需求和第二用电需求，并能根据第一用电需求和第二用电需求之间的误差的大小确定预测区域最终的实际用电需求，不仅能根据家用电器的实际功率确定预测区域的第一用电需求和第二用电需求，同时通过第一用电需求和第二用电需求之前的误差大小进一步确定预测区域的实际用电需求，相比于现有技术中不考虑家用电器的用电功率而由用户直接报装的方式而言，本发明实施例提供的技术方案，由于是以居民用户使用的家用电器的用电功率和参考功率为依据，因此能准确的对农村的家用电器的实际需电量进行预测，避免了多余电量的浪费和满足了用户的实际用电需求，提升了用户体验。

基于上述实施例，作为优选的实施例，若误差不满足预设要求时，还包括：

判断误差不满足预设要求的次数是否超过阈值；

若是，则结束；

若否，则进入步骤s102。

具体的，本发明实施例中，阈值优选为50次，如果误差不满足预设要求的次数超过50次，则可以提示“数据有误，请核实”的提示语句，若没有超过50次，则进入步骤s102继续循环执行(可以调整步骤s102步骤s103中的目标区域，抽样值、系数值以及核实统计值等)从而使第一用电需求量和第二用电需求量之间的误差满足预设要求。

以上对本申请所提供的一种考虑用户潜在用电需求的农村电网负荷预测方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。