电力系统中长期负荷的可变权综合预测模型

电力系统中长期负荷之可变权综合预测模型

顾洁

(上海交通大学电气工程系，上海200240)

    摘  要：中长期电力负荷预测是电力系统安全调度、经济运行、优化规划和科学管理之基础与前提，预测之精度高低对国民经济各部门至关重要，因而对电力负荷中长期预测方法之研究既有理论价值又有实际意义[阳光电子学校维修专家友情提示]。鉴于中长期负荷预测具有研究时间跨度长，影响预测之物理因素复杂且不确定性较大等特点，同时现有之综合预测模型中大都采用了固定不变之权重，本文提出了一种权重可变之电力负荷综合优化预测模型，以更好地反映电力负荷变化之规律[阳光电子学校维修专家友情提示]。详细之算例分析充分说明了该预测方法之有效性[阳光电子学校维修专家友情提示]。
    关键词：电力系统；中长期负荷预测；综合模型；可变权

1 引言
　　电力系统负荷预测是电力系统之一项非常重要之工作[阳光电子学校维修专家友情提示]。随着电力系统由垄断性质逐步走向市场化，电力产业也由以前之“以产定销”转化成“以销定产”之模式，准确之负荷预测对提高电网之经济运行以及电网之优化规划和增容都有十分重要之作用[阳光电子学校维修专家友情提示]。
　　电力系统负荷预测之方法很多，各种预测方法由于考虑问题之角度不同，得出之预测结果也会有所不同，同时每种预测方法各有特点，如果仅以其中某种预测方法结果为依据制订电力系统相关之建设、发展规划则会使得系统之投资风险过大，因此提出了综合预测方法之概念[阳光电子学校维修专家友情提示]。

2 可变权综合预测基本原理
　　近年来，随着信息技术及一些交叉学科之迅速发展，预测理论技术也取得了长足之进步，新之预测技术方法——综合预测法，开始被引入电力系统负荷预测领域，并得到了国内外预测学界众多专家学者普遍关注[阳光电子学校维修专家友情提示]。实践证明，综合预测可以综合利用各单项预测方法提供之信息，是提高预测精度之有效途径[阳光电子学校维修专家友情提示]。
　　电力系统负荷预测领域之综合预测一般有两种含义：一是指将几种预测模型各自之预测结果通过选取适当之权重进行加权平均得到 终预测结果之一种预测方法，该类方法之实质是各预测模型权重之优化确定；另一种含义则是指在几种预测模型中进行比较，按某种准则选择(拟合优度 佳或标准离差 小)其中某个预测模型作为 优模型进行预测[阳光电子学校维修专家友情提示]。
　　目前常用之综合预测模型有：等权平均模型、方差－协方差综合预测模型、基于 佳可信度之综合预测模型、递阶综合预测模型等，这些预测模型间之主要区别在于确定权重采用之方法不同[阳光电子学校维修专家友情提示]。综合预测过程中 重要之任务是确定各单一模型之权重，然而随着时间之推移各单一预测模型受不同因素影响之程度将发生变化，该种模型之预测结果之可信度也将发生变化，使得在综合预测中固定不变之权重因子已不能反映实际问题，应当将权重元素视为随时间变化之函数，才更有意义[阳光电子学校维修专家友情提示]。鉴于此，本文提出了电力负荷预测之可变权综合预测模型[阳光电子学校维修专家友情提示]。
　　如前所述，组合预测之主要任务是确定各参选之单一预测方法之组合权重，这一过程往往是一带约束之非线性规划问题，求解非线性规划方法很多，但是大多要求目标函数之一阶或二阶导数，这是相当困难之，本文之主要方法是基于直接搜索法之迭代算法[阳光电子学校维修专家友情提示]。

3 可变权综合预测模型
3．1　模型之建立
　　设由＆个预测模型f1，f2，…，fm组成之变权综合预测模型，可表示为
    
    式中：f(t)为－时刻之变权综合预测值；fi(t)为第fi个模型t时刻之预测值；gi(t)为第i个模型t时刻之权重，它满足：
   
    其中，n为已知观测之个数[阳光电子学校维修专家友情提示]。
　　假设gi(t)为t之连续函数，由于任一个连续函数总可以用适当次数之多项式函数来逼近[阳光电子学校维修专家友情提示]。所以，可以令gi(t)为如下形式之p次多项式，即
   

    

    其中：F(t)为m维行向量，G为m×(p＋1)矩阵，T(t)为p＋1维列向量[阳光电子学校维修专家友情提示]。显然，上式中之权重矩阵G一旦确定，变权综合预测模型也即唯一确定[阳光电子学校维修专家友情提示]。
3．2　求解权重矩阵G
    由(4)式F(t)GT(t)＝(t)，可知
   
    式中，F元素fij表示第i时刻之各预测值与第j时刻对应权重相乘之结果，显然
   
　　式(6)表明，只要知道某个F矩阵取值，由表达式G＝A＋FB＋可以利用简单之矩阵相乘求出矩阵G(其中A＋表示矩阵A之广义逆，其求解算法可参考相关文献)，同时根据F之构造还可以利用

如下迭代方法求解[阳光电子学校维修专家友情提示]。
   

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