畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告灰色模型在電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測中的應(yīng)用

1、 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題目 灰色模型在電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測中的應(yīng)用 學(xué)生姓名 學(xué)號 專業(yè) 電氣工程及自動化 班級 20061096 指導(dǎo)教師 評閱教師 完成日期 2009 年12月27日灰色模型在電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測中的應(yīng)用 學(xué) 生：指導(dǎo)教師：（三峽大學(xué) 電氣信息學(xué)院）1課題來源課題來源于畢業(yè)設(shè)計選題。課題屬于電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)報范疇，相關(guān)內(nèi)容在電力系統(tǒng)規(guī)劃和運行中有重要作用。2 研究的目的和意義2.1主要目的電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測主要用于電力系統(tǒng)規(guī)劃和制定發(fā)電計劃，還可以用于進行系統(tǒng)充裕性評估、發(fā)電合同制定、合同電量分配、電價預(yù)測、預(yù)調(diào)度和實時調(diào)度等工作，從而提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和可靠性。2.2重要意義電

2、力系統(tǒng)的作用是對各類用戶盡可能性提供可靠性高和質(zhì)量良好的電能。負(fù)荷需求的大小，無論是對電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計還是運行研究，都是非常重要的因素。對未來負(fù)荷的變化有一個事先的預(yù)測，是電力系統(tǒng)發(fā)展和運行研究的重要課題。電能的特點就是要求系統(tǒng)發(fā)電應(yīng)該隨時都和系統(tǒng)負(fù)荷的變化保持動態(tài)平衡，否則，輕則會影響供用電的質(zhì)量，重則會危及系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定，所以負(fù)荷預(yù)測是保證系統(tǒng)可靠供電、經(jīng)濟運行的前提，負(fù)荷預(yù)測也是電力系統(tǒng)規(guī)劃的依據(jù)。隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展、人民生活水平的日益提高，社會對電力的需求量越來越大。為了滿足日益增大的電力需求量，必須不斷擴大電力系統(tǒng)的規(guī)模。由于電力工業(yè)的發(fā)展需要巨大的投資和一次能源，而且對國民經(jīng)濟其它

3、部門有巨大的影響，合理的電力系統(tǒng)規(guī)劃不僅可以獲得巨大的經(jīng)濟效益，也能獲得巨大的社會效益。相反，電力系統(tǒng)規(guī)劃的失誤會給國家建設(shè)帶來不可彌補的損失。所以對電力規(guī)劃進行分析研究，以求得最大限度提高規(guī)劃質(zhì)量，具有重大的意義，而實現(xiàn)這一目標(biāo)的第一步就是作好電力負(fù)荷預(yù)測。電力負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確程度直接影響到投資、網(wǎng)絡(luò)布局和運行的合理性。準(zhǔn)確的電力負(fù)荷預(yù)測，是電力企業(yè)電網(wǎng)管理現(xiàn)代化、科學(xué)化提供依據(jù)，電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測對電力系統(tǒng)控制、運行起著十分重要的作用，也是電網(wǎng)規(guī)劃的前提與基礎(chǔ)。準(zhǔn)確可靠的負(fù)荷預(yù)測能保證電力系統(tǒng)運行的安全性，又可提高電力運行的經(jīng)濟性。3 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢3.1 研究現(xiàn)狀電力負(fù)荷預(yù)測是在

4、充分考慮一些重要的系統(tǒng)運行特性、增容決策、自然條件與社會影響的條件下，研究或利用一套系統(tǒng)地處理過去與未來負(fù)荷的數(shù)學(xué)方法，在滿足一定精度要求的意義下，確定未來某特定時刻的負(fù)荷數(shù)值。它包括對未來需求量的預(yù)測和未來用電量的預(yù)測，基本預(yù)測方法主要有四種：長期負(fù)荷預(yù)測、中期負(fù)荷預(yù)測、短期負(fù)荷預(yù)測、超短期負(fù)荷預(yù)測。負(fù)荷預(yù)測的核心問題是預(yù)測的數(shù)學(xué)模型，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進步，負(fù)荷預(yù)測理論技術(shù)得到很大發(fā)展，理論研究逐步深入，為了找到使用方便、準(zhǔn)確度高、計算快的負(fù)荷預(yù)測方法，許多人在理論和實踐上進行了廣泛的研究和探討。目前中長期電力負(fù)荷預(yù)測的方法又可分為1)經(jīng)典技術(shù)，包括單耗法、彈性系數(shù)法負(fù)荷密度法、人均電

5、量指標(biāo)換算法、分部門法；2)傳統(tǒng)預(yù)測技術(shù)，包括時間序列法、相關(guān)分析法、回歸分析法、趨勢外推法；3)現(xiàn)代預(yù)測技術(shù)，包括基于動力學(xué)的預(yù)測方法、模糊預(yù)測法、灰色預(yù)測法、專家系統(tǒng)法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、概率預(yù)測法以及組合預(yù)測方法等等。3.2 發(fā)展趨勢負(fù)荷預(yù)測主要需要考慮社會經(jīng)濟的發(fā)展、人口總量的變化和地理氣候的變遷。這些因素與各種社會、政策因素有著較緊密的聯(lián)系，具有一定的不可預(yù)料性。中長期負(fù)荷預(yù)測的研究已有很長歷史，國內(nèi)外的許多專家、學(xué)者在預(yù)測理論和方法方面做了大量的研究工作，取得了很多卓有成效的進展。現(xiàn)代預(yù)測方法是隨著人工智能的發(fā)展而興起的，它結(jié)合了人工智能領(lǐng)域里的模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等學(xué)科的研

6、究成果。這些方法主要分為四大類：(1)數(shù)理統(tǒng)計法；(2)模糊數(shù)學(xué)法；(3)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法；(4)智能系統(tǒng)法。4 研究的主要內(nèi)容及設(shè)計成果的應(yīng)用價值4.1主要內(nèi)容(1)基礎(chǔ)資料的分析經(jīng)過搜集的基礎(chǔ)資料整理后，要對基礎(chǔ)資料進行分析。第一可通過數(shù)據(jù)的動態(tài)折線圖或散點圖，觀察資料變動的軌跡，研究它們是否正常，不正常時原因何在：第二查明異常值后，采用合理的數(shù)學(xué)方法加以處理，盡可能保持歷史數(shù)據(jù)反映的實際情況而進行負(fù)荷分析，找出其變化規(guī)律。在對大量的資料進行了全面分析之后，選擇其中有代表性的、真實程度和可用程度高的有關(guān)資料作為預(yù)測的基礎(chǔ)資料。對資料中的異常數(shù)據(jù)進行分析，做出取舍或修正。(2)預(yù)測模型的選擇根據(jù)所

7、確定的預(yù)測內(nèi)容，對預(yù)測對象進行客觀、詳細(xì)的分析，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)的發(fā)展情況，并考慮本地區(qū)實際情況和資料的可利用程度，選擇建立合理的數(shù)學(xué)模型。(3)模型參數(shù)的辨識預(yù)測模型一旦建立，即可根據(jù)實際數(shù)據(jù)求取預(yù)測模型的參數(shù)。(4)應(yīng)用模型預(yù)測根據(jù)求取的模型參數(shù)，應(yīng)用該模型對未來時段的負(fù)荷進行預(yù)測。(5)預(yù)測結(jié)果評價對預(yù)測結(jié)果的可信度進行比較和綜合分析，通過預(yù)測人的經(jīng)驗判斷預(yù)測結(jié)果是否合理，對結(jié)果進行適當(dāng)修正，得到最終的預(yù)測結(jié)果。(6)準(zhǔn)備負(fù)荷預(yù)測在負(fù)荷預(yù)測報告完成后，要根據(jù)主客觀條件的變化及預(yù)測應(yīng)用的反饋信息進行檢驗，并通過積累資料，為下一個年度的負(fù)荷預(yù)測做好準(zhǔn)備工作。4.3應(yīng)用價值(1)電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行方

8、面電力負(fù)荷預(yù)測，是發(fā)電廠制定發(fā)電計劃和報價的重要理據(jù)，是供電局制定購電計劃的重要依據(jù)，同時，也是輸電公司制定發(fā)電計劃、安全經(jīng)濟地運行的重要保證。(2)定制實時電價方面電力市場現(xiàn)正走向競爭和開放，電價則逐漸成為電力市場的杠桿和核心。而短期電力負(fù)荷預(yù)測是電價制定的基礎(chǔ)依據(jù)。因此，企業(yè)要保證其電價的競爭力同時，應(yīng)盡量地提高盈利水平，那么，就必須取得保證精度的負(fù)荷預(yù)測值定出合理的電價。(3)用戶用電方面由于電力負(fù)荷具有隨機性，加上不斷變化的電能供需情況，供電成本也隨之波動。不同用戶，不同時期的用電，供電成本都不一樣。而電力市場條件下，企業(yè)需要引導(dǎo)用戶合理用電，具體措施就是用分時電價鼓勵用戶錯峰用電。電

9、力負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，可以供用戶參考負(fù)荷峰值和谷值出現(xiàn)的時間，以便配合合理用電的安排。而且，用戶選擇低價的時期用電，能一定程度上解決電費。(4)轉(zhuǎn)運業(yè)務(wù)方面電力市場中，電網(wǎng)的一個基本功能就是轉(zhuǎn)運業(yè)務(wù)。轉(zhuǎn)運業(yè)務(wù)是電力市場公平競爭的必要條件，它能給電網(wǎng)帶來巨大的效益。電網(wǎng)可以在提供轉(zhuǎn)運業(yè)務(wù)時，根據(jù)短期負(fù)荷預(yù)測的數(shù)據(jù)以及各發(fā)電機的運行系數(shù)，制定發(fā)電計劃和調(diào)度計劃。精確的負(fù)荷預(yù)測則可以有效地促進發(fā)電、輸電、用電三方的協(xié)調(diào)。5)合同電量分配方面對于初級的發(fā)電市場，電量是需要統(tǒng)一競價的，只在電費結(jié)算時考慮合同電量，按照差價合約結(jié)算。由于電費結(jié)算按時段進行，需按短期負(fù)荷預(yù)測曲線將日合同電量分到各時段，因此，不準(zhǔn)確

10、的短期負(fù)荷預(yù)測會導(dǎo)致違約，甚至造成電量供應(yīng)不足等問題。5工作的主要階段、進度2009年秋季學(xué)期：（1）第9周前接受畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書，學(xué)習(xí)畢業(yè)設(shè)計（論文）要求及有關(guān)規(guī)定。（2）第920周閱讀指定的參考資料及文獻（包括5-10萬個印刷符號外文資料），基本完成開題報告、外文翻譯等任務(wù)。（3）第21周上交開題報告、外文翻譯，指導(dǎo)教師批閱。2010年春季學(xué)期：（4）第1-12周完成編程和計算，準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計初稿。（5）第13周完成畢業(yè)設(shè)計初稿。（5）第14周完成畢業(yè)設(shè)計，全部成果交指導(dǎo)老師批閱。（5）第15周畢業(yè)答辯。6最終目標(biāo)及完成時間完成“灰色模型在電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測中的應(yīng)用的”課題，達到學(xué)校相關(guān)要求。完

11、成時間：第15周。7現(xiàn)有條件及必須采取的措施現(xiàn)有visual c+軟件和matlab 6.5 軟件，和校內(nèi)計算機和圖書館等相關(guān)設(shè)備，可以完成“灰色模型在電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測中的應(yīng)用”的研究與設(shè)計。在設(shè)計中必須采取c語言或matlab語言編程并且進行仿真研究。8協(xié)助單位及要解決的主要問題需要得到三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院和學(xué)校圖書館的大力支持和幫助。參 考 文 獻1王婷,郭銳. 基于灰色理論的洛陽市負(fù)荷預(yù)測期刊論文 沿海企業(yè)與科技2007(12)2趙君有. 基于灰色理論的中長期電力負(fù)荷的預(yù)測學(xué)位論文 20073張博. 魏智軍基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與灰色理論的負(fù)荷預(yù)測方法期刊論文 內(nèi)蒙古電力技術(shù)2008,26

12、(1)4高明，李芳竹，梁杰. 基于灰色理論的中長期負(fù)荷預(yù)測期刊論文 吉林電力2008,36(4)5韓肖重. 灰色理論在中長期負(fù)荷預(yù)測中的應(yīng)用期刊論文 科技情報開發(fā)與經(jīng)濟2006,16(4)6李芳. 灰色理論在負(fù)荷預(yù)測中的應(yīng)用期刊論文 硅谷2008(1)7期刊論文 陳勃，蔣勁，郭涌濤，鄧武軍. 基于灰色理論的電力負(fù)荷預(yù)測模型及其應(yīng)用的研究期刊論文 四川電力技術(shù)2006,29(3)8李偉，牛東曉. 基于灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的短期電力負(fù)荷預(yù)測分析期刊論文 科技和產(chǎn)業(yè)2008,8(10)9霍利民，范新橋，黃麗華，劉偉娜，朱永利. 基于基因表達式程序設(shè)計及誤差循環(huán)補償?shù)碾娏ο到y(tǒng)短期負(fù)荷預(yù)測期刊論文 中國電機工程

13、學(xué)報2008,28(28)10劉凌川，段登偉，鄧華. 影響電力負(fù)荷避峰的關(guān)聯(lián)因素分析期刊論文 四川電力技術(shù)2009,32(1)11期刊論文 戴華,周龍. 基于灰色系統(tǒng)理論的電力負(fù)荷預(yù)測期刊論文 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)報2008,27(4)12學(xué)位論文 李小婧. 中長期電力負(fù)荷預(yù)測研究及軟件開發(fā) 200813阮仁俊,劉天琪,吳安平. 基于scgm(1,1)的三種負(fù)荷預(yù)測模型及其組合期刊論文-南方電網(wǎng)技術(shù) 2009(3)14陳志強,閆玉靜. 基于殘差灰色預(yù)測模型的用電量預(yù)測期刊論文 工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟 2009(5)15李穎峰. 改進灰色模型在電力負(fù)荷預(yù)測中的應(yīng)用期刊論文 電網(wǎng)與清潔能源 2009(3)16王培光,李揚,宗曉萍. 一種基于支持向量機與灰色的組合預(yù)測新方法期刊論文 河北省科學(xué)院學(xué)報 2008(4)17劉鑫,徐世英. 基于組合預(yù)測模型的西藏人口分析期刊論文 中央民族大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) 2008(3)18李穎峰. 基于灰色模型的電力負(fù)荷短期預(yù)測期刊論文 廣東電力 2008(7)