基于存量容量与业扩报装特征的售电量预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于存量容量与业扩报装特征的售电量预测方法，该方法按照程模糊提取-业扩报装挖掘聚类-精细校正的程序进行存量容量提取；利用修正的存量容量预测存量负荷产生的电量；基于数据统计与数据挖掘的业扩报装用户用电生长曲线提取业扩报装容量利用特征，利用业扩报装容量利用特征预测次年业扩报装容量产生的电量；将获取的存量负荷产生的电量和预测的次年业扩报装容量产生的电量相加，即可获取次年电量预测值。该方法从用电根源出发，提取销售市场不同成员的容量利用特征和业扩报装特征，应对当前变化复杂的经济形势，揭示售电市场电量发展变化内因与外在驱动因素，对未来售电市场发展走势提供科学的判断依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力领域，具体是一种基于存量容量与业扩报装特征的售电量预测方 法。
技术介绍
预测是正确决策的基础、前提和依据，正确预测地区销售电量水平是各级电力公 司指导电力系统规划与运行的重要基础。电量分析预测需要结合过去及现在已知的经济形 势、社会发展和售电市场状况，通过对历史数据的分析研究，探索掌握各相关因素与售电市 场的内在联系及发展变化规律，从而根据对规划期内经济形势和社会发展的预测来推算未 来的电量需求状况。 实际上世界经济的快速变化已对市场分析预测策略提出了挑战，2008年美国次贷 危机影响刚刚逐渐消退，2011年欧洲债务危机再次袭来，两次经济危机带来的影响迅速席 卷全国，对我国经济发展带来冲击，用户经历了经济下行、经济复苏等一系列变化，该对电 力需求的发展变化带来了重大影响，也在很大程度上加大了售电市场的预测难度，常规的 基于自然增长率式的分析预测已经无法适应时代发展的要求，经济形势的变化迫切要求电 力公司深入了解售电市场的内在发展变化机制，并探寻其影响因素和规律性，为科学预测 市场未来走势提供科学依据。 目前，国内外对电力系统电量预测的方法很多，综合起来主要有W下两种类型；传 统方法（包括时间序列分析法、回归分析法、灰色预测方法等）、新兴方法（包括模糊预测 法、专家系统法、人工神经网络等人工智能方法及新兴的小波分析法及组合预测方法）等。 传统预测方法包括时间序列法、回归分析法、灰色模型法等。 时间序列方法能根据负荷的历史数据建模，并利用模型预测出未来的电量。其优 点是；所需历史数据少、工作量小；缺点是：没有考虑电量变化的因素，只致力于数据的拟 合，对规律性的处理不足，只适用于电量变化比较均匀的短期预测的情况。 回归分析法利用历史数据可W建立起电量和其它影响负荷因素的关系，如建立电 量与国民生产总值之间的关系，进而由国民生产总值未来的数据预测出未来的负荷值。其 优点是模型参数估计技术比较成熟，预测过程简单；缺点是影响电量发展的相关因素复杂， 不易确定主导因素。[000引灰色系统理论是20世纪80年代由我国邓聚龙教授提出，用来解决信息不完备系 统的数学方法。它通过采用一定的方式对原始数据进行生成处理（如累加生成和累减生 成），将杂乱无章的原始数据整理成规律性较强的生成数据，从而弱化原随机序列的随机 性，获得光滑的离散函数，再进一步基于该些生成数据建模。灰色预测是一种对含有不确定 因素的系统进行预测的方法，它适用于贫信息条件下的分析和预测。优点是；建模所需负荷 数据少、不考虑分布规律、不考虑变化趋势、运算方便、短期预测精度高、易于检验；缺点是： 当数据离散程度越大，即数据灰度越大，预测精度越差。 近年来随着人工智能技术及应用数学的迅猛发展，新兴的成果越来越多的应用于 负荷预测领域。如模糊预测法、专家系统法、人工神经网络预测法、小波分析预测技术及综 合预测法等。 模糊预测法是建立在模糊数学理论上的一种负荷预测新技术。引入模糊数学的概 念可W用来描述电力系统中的一些模糊现象，如负荷预测中的关键因素气象状况的评判、 负荷的日期类型的划分等，将模糊方法应用于负荷预测可W更好的处理负荷变化的不确定 性。模糊预测法将模糊信息和经验W规则的形式表示出来，并转换成可W在计算机上运行 的算法，使得其在电力系统的许多领域中得到了应用。目前模糊集理论应用于负荷预测主 要有W下几种方法；模糊聚类法、模糊相似优先比法、模糊最大贴近度法等。 专家系统预测法是对数据库里存放的过去几年、甚至几十年的数据进行分析，从 而汇集有经验的负荷预测人员的知识，提取有关规则，按照一定的规则进行预测的方法。专 家系统预测法适用于中长期负荷预测。该方法能汇集多个专家的知识和经验，并且占有的 资料、信息多，考虑的因素也比较全面，有利于得出较为正确的结论。另一方面，专家系统是 对人类的不可量化的经验进行转化的一种较好的方法，若能将它与其他方法有机地结合起 来，构成预测系统，将可得到满意的结果。其缺点是；受数据库里积累的知识总量的限制，对 突发性事件和不断变化的条件适应性差，难W取得确定的长期预测结果。 人工神经网络是仿效生物处理模式W获得智能信息处理功能的理论。20世纪90 年代，人工神经网络模型（Artificial Neural化tworks，简记作ANN)开始被用于电力负荷 预测。神经网络是由大量的简单神经元组成的非线性系统，每个神经元的结构和功能都比 较简单，而大量神经元组合产生的系统行为却非常复杂。其优点是可W模仿人脑的智能化 处理，如大规模并行结构，信息的分布式存储和并行处理，具有良好的自适应能力，具有信 息记忆、自主学习、知识推理和优化计算的特点，还有很强的计算能力、复杂映射能力、记忆 能力、容错能力及各种智能处理能力，特别是其学习和自适应功能是常规算法所不具备的。 但人工神经网络方法具有难W科学确定网络结构、学习速度慢、存在局部极小点、记忆具有 不稳定性等固有缺陷。目前，研究和应用最多的是W下4种基本模型和它们的改进模型，即 化pfield神经网络、多层感知器、自组织神经网络和概率神经网络。一般而言，A順应用于 短期负荷预测要比应用于中长期负荷预测更适宜。 小波分析作为近十多年来迅速发展起来的一种方兴未艾的科学方法在各个工程 领域中受到了广泛的注意与重视。在负荷预测中，当时间序列发生变化，尤其是发生突然 变化时，常用算法的预测结果就不理想，而小波分析在时域和频域上同时具有良好的局部 化性质，而且，能很好的处理微弱或突变的信号，其目标是将一个信号的信息转化成小波系 数，从而能够方便地加W处理、存储、传递、分析或应用于重建原始信号。该些优点决定了小 波分析可W有效地应用于负荷预测问题的研究。 综合预测方法其实就是将不同的预测方法进行适当的组合，最终能提高预测的精 度。在预测实践中，可W对多种可选的预测模型，逐一进行试探性的分析和预测，舍弃那些 效果明显较差的模型，同时也选择出比较有效的模型根据不同的权重组合在一起，达到更 佳的预测效果。 通过上节分析发现，过去的几十年间，不乏专家对售电市场分析预测方法进行研 究和探索，该些研究往往专注于算法的复杂性，比较忽视对售电市场自身的规律性的深层 次分析。但电力工业的发展必然伴随着市场经济的起伏变化，尤其面对世界经济的快速变 化对我国电力市场需求的冲击，更是给我们对市场分析预测策略提出了新的挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，旨 在从用电根源出发，提取销售市场不同成员的容量利用特征和业扩报装特征，应对当前变 化复杂的经济形势，揭示售电市场电量发展变化内因与外在驱动因素，对未来售电市场发 展走势提供科学的判断依据。 为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案： 一种，具体步骤如下： (1)存量容量利用特征提取 按照程模糊提取-业扩报装挖掘聚类-精细校正的程序进行存量容量提取； (1. 1)模糊提取即在分析业扩报装容量占运行容量比重偏小的情况下，模糊认为 运行容量即等价于存量容量，直接利用运行容量测算月容量利用小时数； (1. 2)业扩报装挖掘聚类即提取出发生业扩报装业务用户的用电生长曲线； (1. 3)精细校正即在业扩报装业务用电生长曲线的基础上，分别利用负本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于存量容量与业扩报装特征的售电量预测方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)存量容量利用特征提取按照程模糊提取‑业扩报装挖掘聚类‑精细校正的程序进行存量容量提取；(1.1)模糊提取即在分析业扩报装容量占运行容量比重偏小的情况下，模糊认为运行容量即等价于存量容量，直接利用运行容量测算月容量利用小时数；(1.2)业扩报装挖掘聚类即提取出发生业扩报装业务用户的用电生长曲线；(1.3)精细校正即在业扩报装业务用电生长曲线的基础上，分别利用负荷稳定月份和逐月负荷投运比例对运行负荷进行修正；假设负荷稳定月份为n个月，业扩报装申请容量为U，逐月负荷投运比例为a1，……，an，原始运行容量为x1，……，xn，修正后的存量容量为y1，……，yn，则计算如下：yn＝xn‑U+an×U；(2)预测存量负荷产生的电量：利用修正后的存量容量测算月容量利用小时数，然后预测次年存量负荷年容量利用小时数，与存量负荷相乘即可获取存量负荷产生的电量；(3)业扩报装容量利用特征提取采用基于数据统计与数据挖掘的业扩报装用户用电生长曲线提取业扩报装容量利用特征，具体如下：(3.1)对于销户企业，无需进行分析，因为该用户一旦销户表示该用户不存在，即应马上不存在售电量；(3.2)对于新装企业，找到其用电稳定月份，即连续三个月月用电量变化不超过5％，或持续到某月开始用电量达到顶峰，并出现逐渐减少的情况，则认为该月已达到稳定月份；各月负荷投运比例计算方法为利用各月容量利用小时数除以稳定后的月容量利用小时数，稳定后月利用小时数为稳定后3至5个月月利用小时数平均值；(3.3)对于增容企业，找到其用电稳定月份，判断原则与新装企业相同；各月负荷投运比例计算方法为利用增容前3至5个月月平均电量作为增容前稳定电量，稳定后3至5个月月平均电量作为增容后稳定电量，将增容后稳定电量与增容前稳定电量之差作为增容电量，利用不稳定期间内每月电量扣除增容前稳定电量后，除以增容电量，即为各月负荷投运比例；如该数值为负值，则直接认为当月负荷投运比例为0；(3.4)对于减容和暂停企业，找到其用电稳定月份，判断原则与新装企业相似，不同点在于持续到某月开始用电量达到低谷，并出现逐渐增加的情况，则认为该月已达到稳定月份；各月负荷投运比例计算方法为利用减容或暂停前3至5个月月平均电量作为减容前稳定电量，稳定后3至5个月月平均电量作为减容后稳定电量，将减容前稳定电量与减容后稳定电量之差作为减容电量，利用不稳定期间内每月电量扣除减容后稳定电量后，除以减容电量，即为各月负荷投运比例；如该数值为正值，则直接认为当月负荷投运/消减比例为0；(3.5)对于减容和暂停恢复企业，其稳定月份判断和各月负荷投运比例计算方法与增容企业相同；(4)预测业扩报装负荷产生电量：对于新装和增容容量，结合当地各售电类型和主要工业行业用电生长曲线，测算次年新增负荷；对于减容恢复和暂停恢复容量，直接作为次年新增负荷；对于减容、暂停和销户容量，直接作为次年减少负荷；分别利用业扩报装发生月份，结合业扩报装发生后剩余各月利用小时数占全年容量利用小时数的比重，预测次年业扩报装业务发生后的剩余月份容量利用小时数，并将业扩报装容量与剩余月份容量利用小时数相乘，预测次年业扩报装容量产生的电量；(5)将步骤(2)获取的存量负荷产生的电量和步骤(4)中预测的次年业扩报装容量产生的电量相加，即可获取次年电量预测值。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董朝武，白江红，沙宇恒，薛晓强，叶辛，皇甫成，韩俊杰，刘丽新，罗欣，刘梅，赵燃，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司，北京清软创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11