負(fù)荷預(yù)測(cè)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)概要

工程部-陳新建-負(fù)荷預(yù)測(cè)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一、基本概念1．負(fù)荷（1）定義負(fù)荷是指電力系統(tǒng)中，在某一時(shí)刻所承擔(dān)的各類(lèi)用電設(shè)備消費(fèi)電功率的總及。在負(fù)荷預(yù)測(cè)中一般進(jìn)行的是最大負(fù)荷預(yù)測(cè)，最大負(fù)荷—一內(nèi)整點(diǎn)負(fù)荷最大值。電功率表示消耗電能的快慢，一個(gè)用電器功率的大小等于它在1秒內(nèi)所消耗的電能。電功率分為有功功率、無(wú)功功率及視在功率。目前供電部門(mén)所分配的負(fù)荷指標(biāo)，主要是指小時(shí)平均的有功功率指標(biāo)，而不是視在功率及無(wú)功功率。（2）負(fù)荷分類(lèi)及特點(diǎn)按電力負(fù)荷所屬行業(yè)劃分(八大類(lèi))A．城鄉(xiāng)居民生活用電負(fù)荷：主要為居民的家用電器，它具有增長(zhǎng)的趨勢(shì)，以及明顯的季節(jié)性波動(dòng)特點(diǎn)，而且民用負(fù)荷的特點(diǎn)還及居民的日常生活及工作的規(guī)律緊密相關(guān)。B．國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)用電負(fù)荷（農(nóng)、林、牧、漁、水利業(yè)；工業(yè)；地質(zhì)普查及勘探業(yè)；建筑業(yè)；交通運(yùn)輸業(yè)；商業(yè)、公共飲食業(yè)、賓館、廣告、物資供銷(xiāo)及倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)；其他事業(yè)）其中：工業(yè)負(fù)荷指用于工業(yè)生產(chǎn)的用電，一般工業(yè)負(fù)荷的比重在用電構(gòu)成中居于首位，它不僅取決于工業(yè)用戶(hù)的工作方式，包括設(shè)備利用情況、企業(yè)的工作班制等，而且及各行業(yè)的行業(yè)特點(diǎn)、季節(jié)因素都有緊密的聯(lián)系，一般負(fù)荷是比較恒定的。商業(yè)負(fù)荷主要是指商業(yè)部門(mén)的照明、空調(diào)、動(dòng)力等用電負(fù)荷，覆蓋面積大，且用電增長(zhǎng)平穩(wěn)，商業(yè)負(fù)荷同樣具有季節(jié)性波動(dòng)的特性。但商業(yè)負(fù)荷中的照明類(lèi)負(fù)荷占用電力系統(tǒng)高峰時(shí)段。此外，商業(yè)部門(mén)由于商業(yè)行為在節(jié)假日會(huì)增加營(yíng)業(yè)時(shí)間，從而成為節(jié)假日中影響電力負(fù)荷的重要因素之一。按不同用地性質(zhì)劃分工業(yè)用地負(fù)荷；居民生活用地；負(fù)荷商業(yè)金融用地負(fù)荷；行政辦公用地負(fù)荷；交通運(yùn)輸用地負(fù)荷；文化娛樂(lè)用地負(fù)荷；教育科研用地負(fù)荷；其它部門(mén)用地負(fù)荷等按負(fù)載性質(zhì)劃分A．感性負(fù)荷：感性負(fù)荷指負(fù)載是線(xiàn)圈，一般常見(jiàn)的都是感性負(fù)載（如電機(jī)），需要消耗很多無(wú)功功率，因此需要進(jìn)行補(bǔ)償，以提高功率因數(shù)，降低線(xiàn)路損耗。B．容性負(fù)荷：容性負(fù)荷指負(fù)載是電容。產(chǎn)生無(wú)功功率，一般作為無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備使用。按電壓等級(jí)劃分110用戶(hù)負(fù)荷；35用戶(hù)負(fù)荷；10用戶(hù)負(fù)荷等按供電可靠性劃分A．一類(lèi)負(fù)荷：關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈及人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，由于停電或突然停電造成的損失太大，故而這類(lèi)用戶(hù)是必須保證高度供電的可靠性。B．三類(lèi)負(fù)荷：類(lèi)負(fù)荷在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位相比之下，不如一類(lèi)用戶(hù)重要，計(jì)劃停電或事故停電雖然會(huì)造成較大的損失，但是這種損失是可以挽回的，一般情況下，電力系統(tǒng)至少要對(duì)這類(lèi)用戶(hù)提供中等程度的供電可靠性。C．三類(lèi)負(fù)荷：在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中地位很低，及人民的生命財(cái)產(chǎn)安全并無(wú)關(guān)系,中斷這類(lèi)負(fù)荷的供電,帶來(lái)的損失最小，因此，這類(lèi)用戶(hù)的供電可靠性是最低的。按用戶(hù)性質(zhì)劃分A．公網(wǎng)負(fù)荷；B．用戶(hù)負(fù)荷按用電的部門(mén)屬性劃分A．工業(yè)用電：用電量大，用電比較穩(wěn)定、均衡。B．農(nóng)業(yè)用電：季節(jié)性很強(qiáng)，用電在日內(nèi)的變化相對(duì)較小，在月內(nèi)、季度內(nèi)及度負(fù)荷不均衡C．交通運(yùn)輸用電：我國(guó)的交通運(yùn)輸用電比重較小，今后會(huì)有較大的增長(zhǎng)，但用電比重不會(huì)有太大變化D．市政生活用電：目前我國(guó)市政生活用電不高，但今后隨著日益現(xiàn)代化及生活水平的提高,市政生活用電的比重會(huì)有所上升。按負(fù)荷的大小來(lái)劃分：A．最大負(fù)荷：最大負(fù)荷也就是最高負(fù)荷或尖峰負(fù)荷B．平均負(fù)荷：平均負(fù)荷就是在一定觀察統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)的負(fù)荷的平均值C．最小負(fù)荷：最小負(fù)荷又稱(chēng)為最低負(fù)荷或低谷負(fù)荷按電能的生產(chǎn)及銷(xiāo)售過(guò)程：A．綜合用電負(fù)荷：將工業(yè)、農(nóng)業(yè)、郵電、交通、市政、商業(yè)以及城鄉(xiāng)居民所消耗的功率相加，就得電力系統(tǒng)的綜合用電負(fù)荷；B．供電負(fù)荷：綜合用電負(fù)荷加網(wǎng)絡(luò)損耗的功率就是系統(tǒng)中各發(fā)電廠應(yīng)供應(yīng)的功率，稱(chēng)為電力系統(tǒng)的供電負(fù)荷；C．發(fā)電負(fù)荷：供電負(fù)荷再加各發(fā)電廠本身消耗的功率，就是系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)應(yīng)發(fā)的功率，稱(chēng)為電力系統(tǒng)的發(fā)電負(fù)荷。（3）負(fù)荷特性及其構(gòu)成很據(jù)電力負(fù)荷分類(lèi)及各類(lèi)負(fù)荷特點(diǎn)可知，電力負(fù)荷的特點(diǎn)是經(jīng)常變化的，不但按小時(shí)變、按日變，而且按周變，按變，同時(shí)負(fù)荷又是以天為單位不斷起伏的，具有較大的周期性，負(fù)荷變化是連續(xù)的過(guò)程，一般不會(huì)出現(xiàn)大的躍變，但電力負(fù)荷對(duì)季節(jié)、溫度、天氣等是敏感的，不同的季節(jié)，不同地區(qū)的氣候，以及溫度的變化都會(huì)對(duì)負(fù)荷造成明顯的影響。以上特點(diǎn)決定了電力總負(fù)荷由以下四部分組成：基本正常負(fù)荷分量、天氣敏感負(fù)荷分量、特別事件負(fù)荷分量及隨機(jī)負(fù)荷分量。2．電量（1）定義電量是指在一段時(shí)間內(nèi)，用電設(shè)備所需用電能的數(shù)量。（2）分類(lèi)及含義全社會(huì)用電量：在給定時(shí)間內(nèi)在一區(qū)域內(nèi)所有消耗電量的總及（包括自發(fā)自用部分）；網(wǎng)損耗電量：所有送電、變電及配電環(huán)節(jié)所損耗的電量，稱(chēng)為電力網(wǎng)的損耗電量；購(gòu)電量：全社會(huì)用電量扣除自發(fā)自用電量即為購(gòu)電量；售電量：購(gòu)電量及網(wǎng)損之差即為售電量；供電量：在給定時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)中所有發(fā)電廠總發(fā)電量同廠用電之差，稱(chēng)為供電量。（3）電量增長(zhǎng)規(guī)律電量的增長(zhǎng)規(guī)律，可大致分為三種類(lèi)型：E型電量—城市處于發(fā)展初、中級(jí)階段的中小型城市，在預(yù)測(cè)期內(nèi)，電量以近似指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)，其增長(zhǎng)率比較大；G型電量—發(fā)展成熟的大型城市，其電量己經(jīng)歷過(guò)指數(shù)規(guī)律發(fā)展的階段，在預(yù)測(cè)期內(nèi)進(jìn)入了一種具有飽及特性的發(fā)展階段；S型電量—對(duì)一些初期用電量低，而發(fā)展又十分快的城市，在預(yù)測(cè)期內(nèi)，負(fù)荷按一種S型曲線(xiàn)趨勢(shì)增長(zhǎng)。3．最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)若以最大負(fù)荷來(lái)記，用電量所能用的時(shí)間，計(jì)算公式為用電量/最大負(fù)荷。其反應(yīng)一個(gè)地區(qū)負(fù)荷的平滑度，可以從側(cè)面說(shuō)明該地區(qū)負(fù)荷的同時(shí)率情況。一般情況下，城市工業(yè)最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)在6000小時(shí)、居民3000小時(shí)，商業(yè)3500小時(shí)。二、負(fù)荷預(yù)測(cè)定義、意義及分類(lèi)？1．負(fù)荷預(yù)測(cè)定義負(fù)荷預(yù)測(cè)是指在對(duì)地區(qū)長(zhǎng)期調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，收集及積累本地區(qū)用電量及負(fù)荷的歷史數(shù)據(jù)以及城市建設(shè)及各行各業(yè)發(fā)展的信息，綜合考慮政治、經(jīng)濟(jì)、氣候等相關(guān)因素，充分研究國(guó)民經(jīng)濟(jì)及社會(huì)發(fā)展各種相關(guān)因素及電力需求的關(guān)系，對(duì)規(guī)劃區(qū)規(guī)劃電量、負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)。2．負(fù)荷預(yù)測(cè)意義荷預(yù)測(cè)是電力系統(tǒng)調(diào)度、實(shí)時(shí)控制、運(yùn)行計(jì)劃及發(fā)展規(guī)劃的前提，是一個(gè)電網(wǎng)調(diào)度部門(mén)及規(guī)劃部門(mén)所必須具有的基本信息。準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測(cè)，有利于計(jì)劃用電管理，有利于合理安排電網(wǎng)運(yùn)行方式及機(jī)組檢修計(jì)劃，有利于節(jié)煤、節(jié)油及降低發(fā)電成本，有利于制定合理的電源建設(shè)規(guī)劃，有利于提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。對(duì)于規(guī)劃來(lái)講負(fù)荷預(yù)測(cè)作為變電站選址、電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)，直接影響著設(shè)備選型、接線(xiàn)模式確定等。3．負(fù)荷預(yù)測(cè)分類(lèi)根據(jù)不同的預(yù)測(cè)目的，電力系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)分為長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)、中期負(fù)荷預(yù)測(cè)、短期負(fù)荷預(yù)測(cè)及超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)等四種。一般說(shuō)來(lái)，一小時(shí)以?xún)?nèi)的負(fù)荷預(yù)測(cè)為超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，用于安全監(jiān)視、預(yù)防性控制及緊急狀態(tài)處理；日負(fù)荷及周負(fù)荷預(yù)測(cè)為短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，分別用于安排日調(diào)度計(jì)劃及周調(diào)度計(jì)劃，包括確定機(jī)組的起停、水火電的協(xié)調(diào)、聯(lián)絡(luò)線(xiàn)交換功率、負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配、水庫(kù)調(diào)度及設(shè)備檢修等；月至的負(fù)荷預(yù)測(cè)為中期負(fù)荷預(yù)測(cè)，主要確定水庫(kù)的運(yùn)行方式及設(shè)備大修計(jì)劃等；電源規(guī)劃及發(fā)展時(shí)，需要數(shù)至數(shù)十的長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)。在《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》中對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)限的規(guī)定為近期（0~5），中期（10~15），遠(yuǎn)期（20~30）。根據(jù)預(yù)測(cè)范圍的不同，電力系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)分為規(guī)劃區(qū)全區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)及規(guī)劃區(qū)負(fù)荷分布預(yù)測(cè)。三、負(fù)荷預(yù)測(cè)所需數(shù)據(jù)收集及注意事項(xiàng)？1．所需數(shù)據(jù)及收集部門(mén)歷史電量負(fù)荷數(shù)據(jù)：計(jì)劃部門(mén)，調(diào)度中心及運(yùn)營(yíng)部門(mén)市政類(lèi)資料：規(guī)劃局規(guī)劃設(shè)計(jì)院，政府及統(tǒng)計(jì)部門(mén)調(diào)查數(shù)據(jù)：電力相關(guān)部門(mén)，市政規(guī)劃相關(guān)部門(mén)及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)2．?dāng)?shù)據(jù)分析對(duì)于歷史電量負(fù)荷數(shù)據(jù)分析其歷史發(fā)展趨勢(shì)，是否存在畸變數(shù)據(jù)，分析其畸變?cè)?；同時(shí)各產(chǎn)業(yè)用電發(fā)展情況，對(duì)比地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行分析；負(fù)荷特性分析等。3．注意事項(xiàng)對(duì)收集到的數(shù)據(jù)應(yīng)分析其統(tǒng)計(jì)口徑是否一致，確定收集到的數(shù)據(jù)是哪類(lèi)，比如負(fù)荷是否為最大負(fù)荷，電量為全社會(huì)用電量還是供電量等，相關(guān)負(fù)荷指標(biāo)數(shù)據(jù)等不易收集數(shù)據(jù)克參照其他地區(qū)進(jìn)行。四、負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法有哪些？1．依據(jù)歷史電力電量數(shù)據(jù)采用的不同數(shù)學(xué)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)；2．是利用當(dāng)?shù)赜玫匦再|(zhì)規(guī)劃進(jìn)行的負(fù)荷密度指標(biāo)法；3．是依據(jù)電力電量相關(guān)的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的相關(guān)系數(shù)法；4．是運(yùn)用以上幾種方法進(jìn)行的綜合預(yù)測(cè)法。五、負(fù)荷預(yù)測(cè)的思路？首先是對(duì)規(guī)劃區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析，其中包含經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)（歷史及地區(qū)規(guī)劃）、電力電量數(shù)據(jù)、市政類(lèi)類(lèi)數(shù)據(jù)（規(guī)劃區(qū)人口、各區(qū)塊容積率等）及調(diào)查類(lèi)數(shù)據(jù)；其次確定規(guī)劃方法，通過(guò)對(duì)規(guī)劃區(qū)數(shù)據(jù)的分析，針對(duì)地區(qū)特點(diǎn)選擇合適的規(guī)劃方法；再次進(jìn)行規(guī)劃區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)，依據(jù)規(guī)劃區(qū)數(shù)據(jù)采用確定的預(yù)測(cè)方法進(jìn)行預(yù)測(cè)；最后進(jìn)行預(yù)測(cè)結(jié)果的校核，從橫向、縱向分別進(jìn)行對(duì)比校核。六、預(yù)測(cè)結(jié)果的校核、參考指標(biāo)的確定？對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行校核是一般分為兩個(gè)方面的校核：首先是縱向校核，縱向校核指的是及規(guī)劃地區(qū)歷史的發(fā)展相校核，分析預(yù)測(cè)結(jié)果及歷史數(shù)據(jù)的差異性，如增長(zhǎng)率是否符合地區(qū)發(fā)展階段，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)是否及地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整是否一致等；其次是橫向校核，橫向校核指將預(yù)測(cè)結(jié)果及其他地區(qū)（定位相似）的預(yù)測(cè)結(jié)果或者現(xiàn)狀發(fā)展階段進(jìn)行比較。預(yù)測(cè)方法附一、數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)法根據(jù)數(shù)學(xué)模型的建模方式的不通，數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)法分為時(shí)間序列模型、灰色系統(tǒng)模型、相關(guān)分析模型。1．時(shí)間序列模型時(shí)間序列模型包含回歸模型、指數(shù)平滑模型、移動(dòng)平均模型等：（1）回歸模型一元線(xiàn)性回歸由于這些數(shù)據(jù)都是時(shí)間（或其它變量，例如溫度）的函數(shù)，因此，若以X表示負(fù)荷，則它作為時(shí)間（或其它變量）的線(xiàn)性函數(shù)，可表示為其中，是一個(gè)正態(tài)分布的隨機(jī)變量，它的平均值是（對(duì)時(shí)刻來(lái)說(shuō)），方差為，而是隨機(jī)干擾，正是由于有這樣的一個(gè)隨機(jī)干擾，才成為隨機(jī)變量，及是待定系數(shù)，且及無(wú)關(guān)。對(duì)全過(guò)程來(lái)說(shuō)，干擾總及為零。假如觀測(cè)的數(shù)據(jù)數(shù)目為N，而X在任何時(shí)刻的估計(jì)值為則殘差為，而殘差的平方及所以，系數(shù)a及b的最佳值應(yīng)當(dāng)由Q(a,b)求極小值來(lái)獲得，也就是令由這兩個(gè)方程并在計(jì)算中加入簡(jiǎn)化可以得到這里，是的平均值。是平均時(shí)間。非線(xiàn)性回歸在可能采用的擬及曲線(xiàn)中，絕大多數(shù)擬及曲線(xiàn)都需要應(yīng)用非線(xiàn)性回歸來(lái)獲得。某些非線(xiàn)性問(wèn)題，可以通過(guò)變化成線(xiàn)性回歸來(lái)處理。將曲線(xiàn)模型經(jīng)適當(dāng)變換，化為線(xiàn)性模型，然后用最小二乘法原理求未知參數(shù)的估計(jì)值，就得到了所求的模擬曲線(xiàn)。對(duì)于一些最典型的非線(xiàn)性回歸方程，可以經(jīng)過(guò)如下的變量變換成線(xiàn)性回歸問(wèn)題來(lái)分析。一型雙曲線(xiàn)令，則有二型雙曲線(xiàn)令，則有反指數(shù)曲線(xiàn)令，，則有修正幾何曲線(xiàn)令，則有S曲線(xiàn)令，則有（2）指數(shù)平滑模型指數(shù)平滑法所依賴(lài)的基本原則是歷史時(shí)間越近，對(duì)未來(lái)的影響越大，而歷史時(shí)間越遠(yuǎn)，對(duì)未來(lái)的影響越小。指數(shù)平滑法所依賴(lài)的另一條原則是不斷用預(yù)測(cè)誤差來(lái)糾正新的預(yù)測(cè)值，即運(yùn)用“誤差反饋”原理進(jìn)行修正。因此，它的基本概念是：假設(shè)時(shí)間序列具有某種特征，即存在某種基本數(shù)據(jù)模式，而這些觀測(cè)值即體現(xiàn)這種基本數(shù)據(jù)模式，又反映著隨機(jī)變動(dòng)。指數(shù)平滑法的目標(biāo)就是采用“修勻”歷史數(shù)據(jù)來(lái)區(qū)別基本數(shù)據(jù)模式及隨機(jī)變動(dòng)。這相當(dāng)于在歷史數(shù)據(jù)中消除極大值或極小值，從而獲得時(shí)間序列的“平滑值”，并以它作為對(duì)未來(lái)時(shí)期的預(yù)測(cè)值。線(xiàn)性指數(shù)平滑法當(dāng)時(shí)間序列隨時(shí)間的發(fā)展有不斷的增加或減少的趨勢(shì)時(shí)，則此時(shí)間序列屬非平穩(wěn)過(guò)程。這種時(shí)間序列在自然界、社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中普遍存在。例如近幾人民收入的不斷增長(zhǎng)、各種家用電器的銷(xiāo)售量的逐增長(zhǎng)。線(xiàn)性指數(shù)平滑法是這種時(shí)間序列的一種有效的預(yù)測(cè)方法，用這種方法預(yù)測(cè)時(shí)，它把平均每一時(shí)期的增量考慮進(jìn)去，不斷地作趨勢(shì)性的調(diào)整。預(yù)測(cè)一個(gè)有趨勢(shì)的時(shí)間序列，可以把它分解成兩個(gè)部分，一部分為當(dāng)前的水平狀況，另一部分是增量?；谶@個(gè)原則，可以采用線(xiàn)性指數(shù)平滑進(jìn)行預(yù)測(cè)。二次曲線(xiàn)指數(shù)平滑有的時(shí)間序列雖然有增加或減少的趨勢(shì)，單不一定是線(xiàn)性的，可能按二次曲線(xiàn)的形狀增加或減少。對(duì)于這種非平穩(wěn)時(shí)間序列，采用二次曲線(xiàn)指數(shù)平滑法可能更有效。它的特點(diǎn)是不但考慮了線(xiàn)性增長(zhǎng)的因素，而且也考慮了二次拋物線(xiàn)的增長(zhǎng)因素。雖然二次曲線(xiàn)指數(shù)平滑的計(jì)算方法略微復(fù)雜一些，但對(duì)非平穩(wěn)時(shí)間序列的預(yù)測(cè)相當(dāng)有效，它能隨著時(shí)間序列呈拋物線(xiàn)增長(zhǎng)而調(diào)整預(yù)測(cè)值。一般來(lái)說(shuō)，二次曲線(xiàn)指數(shù)平滑法及線(xiàn)性指數(shù)平滑兩者各有長(zhǎng)處，在實(shí)際應(yīng)用中可同時(shí)使用這兩種模型，從中選取一個(gè)預(yù)測(cè)精度較高的。注意：平滑系數(shù)α（平滑系數(shù)α的選擇對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果影響很大，一般對(duì)于平穩(wěn)數(shù)列，取0.1≤α≤0.2為好）。（3）移動(dòng)平均模型移動(dòng)平均模型是一種最簡(jiǎn)單的適應(yīng)模型，也是一種最古老的時(shí)間數(shù)列預(yù)測(cè)法。它不僅可以獨(dú)立地用來(lái)從事簡(jiǎn)單的預(yù)測(cè)，同時(shí)它也是分解預(yù)測(cè)的重要組成部分。在數(shù)理統(tǒng)計(jì)中，如果要處理一組數(shù)據(jù)，常常取其算術(shù)平均值代表這一總體取值水平，這個(gè)方法簡(jiǎn)單有效。但是，算術(shù)平均值只能說(shuō)明一般情況，看不出數(shù)據(jù)中的高點(diǎn)及低點(diǎn)，也不能反映發(fā)展過(guò)程及趨勢(shì)。如果對(duì)一組數(shù)據(jù)分段平均，則是一種改進(jìn)，然而，分段平均法使得數(shù)據(jù)減少過(guò)多，圖線(xiàn)不精確。如果分段平均法不是固定在某一段上，而是在每段間距保持不變的情況下，逐次后移一位求其平均值，則效果顯著好轉(zhuǎn)。例如，每段間距取5，則對(duì)第一段1，2，3，4，5數(shù)據(jù)點(diǎn)取其平均值，第二段對(duì)2，3，4，5，6取其平均值，依次類(lèi)推。這種分段取平均的方法稱(chēng)之為移動(dòng)平均法。移動(dòng)平均法的關(guān)鍵是，僅取最近幾個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)取其平均值，并令參及計(jì)算移動(dòng)平均值的個(gè)點(diǎn)權(quán)數(shù)相等，即均等于1，再以前的數(shù)據(jù)點(diǎn)的權(quán)數(shù)為零。將移動(dòng)平均法用于時(shí)間序列預(yù)測(cè)時(shí)，異常大及異常小的數(shù)據(jù)點(diǎn)將被修勻，異常數(shù)據(jù)將對(duì)移動(dòng)平均值影響不大。移動(dòng)平均法對(duì)數(shù)據(jù)變化的反映速度及對(duì)干擾的修勻能力，取決于計(jì)算移動(dòng)平均值的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)N。隨著N的減少，預(yù)測(cè)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)變化的反映敏感，但修勻能力下降，也就是估計(jì)值的預(yù)測(cè)精度下降。如果求N個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)的移動(dòng)平均值，則其通式為：移動(dòng)平均的方差為：式中，移動(dòng)平均值方差；原始數(shù)據(jù)的方差；數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)。預(yù)測(cè)精度及對(duì)數(shù)據(jù)變化的反映是互相矛盾的，兩者不能兼得。因此對(duì)于N值一般應(yīng)視具體情況，采用折中辦法確定。在本算法中，移動(dòng)平均模型分為移動(dòng)平均增長(zhǎng)值方法及移動(dòng)平均增長(zhǎng)率方法。移動(dòng)平均增長(zhǎng)值：以負(fù)荷的增長(zhǎng)值為目標(biāo)量，對(duì)其進(jìn)行移動(dòng)平均計(jì)算，從而獲得所要預(yù)測(cè)的份的負(fù)載相對(duì)于其前一的增長(zhǎng)值，最后得到所預(yù)測(cè)份的負(fù)載。移動(dòng)平均增長(zhǎng)率：以負(fù)荷的增長(zhǎng)率為目標(biāo)量，對(duì)其進(jìn)行移動(dòng)平均計(jì)算，從而獲得所要預(yù)測(cè)的份的負(fù)載相對(duì)于其前一的增長(zhǎng)率，最后得到所預(yù)測(cè)份的負(fù)載。2．灰色理論模型負(fù)荷預(yù)測(cè)的灰色建模是采用歷史數(shù)據(jù)列建立微分方程,作為電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的模型。由于灰色預(yù)測(cè)要求的原始負(fù)荷數(shù)據(jù)少、不考慮分布規(guī)律及變化趨勢(shì)、運(yùn)算簡(jiǎn)便，因此，基于灰色理論的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)模型越來(lái)越受到電力科研、規(guī)劃人員的青睞及重視。由于灰色理論將隨機(jī)量當(dāng)作是在一定范圍內(nèi)變化的灰色量,將隨機(jī)過(guò)程當(dāng)作是在一定范圍、一定時(shí)間區(qū)域內(nèi)變化的灰色過(guò)程,而電力系統(tǒng)的負(fù)荷變化本身受到多因素的影響,是一個(gè)隨機(jī)變化量,在確定的時(shí)間及范圍內(nèi)正是一個(gè)灰色過(guò)程。而影響電力負(fù)荷變化的因素又不能完全確定,表現(xiàn)為似乎無(wú)規(guī)律,灰色理論將這些看似無(wú)規(guī)律的歷史數(shù)據(jù)、數(shù)列經(jīng)累加生成后,及原來(lái)值相比得到明顯的指數(shù)增長(zhǎng)規(guī)律,由于微分方程解的形式是指數(shù)增長(zhǎng)形式,因此,很自然地就可以利用微分方程模型來(lái)擬合生成后呈指數(shù)增長(zhǎng)規(guī)律的數(shù)據(jù)列,從而利用這個(gè)微分方程就可以比較容易地進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè),再進(jìn)行逆生成,還原為實(shí)際負(fù)荷預(yù)測(cè)值。（1）普通灰色模型模型即指灰色模型()(1,1)是最常用、最簡(jiǎn)單的一種灰色模型,它是由一個(gè)只包含單變量的微分方程構(gòu)成的模型,是(1)模型的一個(gè)特例。灰色模型預(yù)測(cè)的實(shí)質(zhì)是“一次累加生成”，即將原始數(shù)列一次累加后，形成明顯的指數(shù)規(guī)律，然后用一條曲線(xiàn)去擬合累加生成，再累減還原即可得到預(yù)測(cè)值。在負(fù)荷預(yù)測(cè)中,用的最多的是方程中只有一個(gè)變量及一階微分方程的(1,1)模型，其建模過(guò)程如下：設(shè)已知的歷史電力負(fù)荷x(0)的原始數(shù)據(jù)序列為：利用1次累加生成1,生成的數(shù)據(jù)序列為:其中由于序列[1,2,?]具有指數(shù)增長(zhǎng)規(guī)律,而一階微分方程的解正好是指數(shù)增長(zhǎng)形式的解,因此,可以認(rèn)為新生成的序列滿(mǎn)足下面一階線(xiàn)性微分方程模型：…………(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的定義,可得:表示成離散形式則有：其中,只能取時(shí)刻k及k+1的平均值,即由此可將式（1）改寫(xiě)為：再將上式進(jìn)行推算可得到：(2)對(duì)式（2）進(jìn)行矩陣求導(dǎo)可得到(1,1)模型的時(shí)間響應(yīng)函數(shù)模型,它是(1,1)灰色預(yù)測(cè)模型的具體計(jì)算公式，如下公式（3）、（4）：……(3)……(4)根據(jù)此預(yù)測(cè)結(jié)果再進(jìn)行累減還原,就可以得到原始數(shù)據(jù)序列的灰色預(yù)測(cè)模型:普通灰色(1,1)模型應(yīng)用于負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí)具有一定局限性。它只適用于待預(yù)測(cè)量有恒定增長(zhǎng)率或呈指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)的短、中期負(fù)荷預(yù)測(cè)（例如5左右的G型曲線(xiàn)）。而對(duì)于E型、S型、無(wú)明顯變化規(guī)律的曲線(xiàn)及長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)，則預(yù)測(cè)誤差較大。（2）等維新息灰色模型法灰色(1,1)模型在預(yù)測(cè)長(zhǎng)期數(shù)據(jù)及波動(dòng)較大的數(shù)據(jù)時(shí),預(yù)測(cè)偏差大,其中重要原因在于:把參數(shù)a及b視為常數(shù)，未把新信息帶入模型、未把舊信息加以去除?；诖?發(fā)展建立了等維新息遞推灰色(1,1)模型。該模型把參數(shù)a及b看成是時(shí)間t的函數(shù),先對(duì)兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè),然后再用灰色預(yù)測(cè)方法對(duì)原數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)?；痉椒ㄈ缦?對(duì)參數(shù)a(k)及b(k)進(jìn)行跟蹤,建立參數(shù)估計(jì)值序列{a(k),b(k)};通過(guò)分析a(k)及b(k)尋找規(guī)律,建立相應(yīng)數(shù)學(xué)模型,預(yù)測(cè)下一步的參數(shù)a(1)及b(1)。參數(shù)跟蹤公式如下：式中：δ為常數(shù)該模型把新陳代謝技術(shù)應(yīng)用其中。因?yàn)殡S著系統(tǒng)的發(fā)展,老數(shù)據(jù)的信息價(jià)值將逐步降低,及時(shí)去除老數(shù)據(jù),將使建模序列更加切實(shí)的反映系統(tǒng)目前的特征。尤其是當(dāng)系統(tǒng)隨著量變的積累而發(fā)生質(zhì)的飛躍或突變時(shí),去掉已不能反映系統(tǒng)目前特征的老數(shù)據(jù),顯然是合理的。隨著時(shí)間的推移,也將有新的隨機(jī)擾動(dòng)或驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)入系統(tǒng),使系統(tǒng)的發(fā)展受到影響,在這種情況下就需要不斷補(bǔ)充新信息。在等維新息遞推模型中,首先利用(1,1)模型預(yù)測(cè)一個(gè)值（參照第一種普通灰色模型）,而后將這個(gè)預(yù)測(cè)值補(bǔ)充在已知數(shù)據(jù)后,同時(shí)去除最老的一個(gè)數(shù)據(jù),保持?jǐn)?shù)列的等維,再建立(1,1)模型,預(yù)測(cè)下一個(gè)數(shù)據(jù),周而復(fù)始?！皡?shù)預(yù)測(cè)”及“新陳代謝”的雙重作用,使得等維新息遞推灰色(1,1)模型預(yù)測(cè)精度得到很大改善。（3）包絡(luò)灰色預(yù)測(cè)模型對(duì)于難以用數(shù)列進(jìn)行灰色預(yù)測(cè)的模型，可以通過(guò)構(gòu)建包絡(luò)模型的上邊界(1,1)及下邊界(1,1)進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)以上定義的介紹，構(gòu)造離亂序列x的上包絡(luò)(1,1)，一般要求是x的峰點(diǎn)，可是峰點(diǎn)往往不是等間隔的，為此需要憑觀察或經(jīng)驗(yàn)指定插補(bǔ)點(diǎn)，使其變?yōu)榈乳g隔的，同理，可以構(gòu)造下包絡(luò)(1,1)。所以包絡(luò)模型實(shí)際上是有人的經(jīng)驗(yàn)介入的(1,1)模型，是一種輪廓覆蓋的模型。包絡(luò)灰預(yù)測(cè)是區(qū)間的預(yù)測(cè)，具體來(lái)說(shuō)，有以下幾方面的特點(diǎn)：a、將上、下包絡(luò)線(xiàn)通過(guò)預(yù)測(cè)加以延伸，以獲得行為變量未來(lái)變化的區(qū)間；b、對(duì)原有離亂序列x的預(yù)測(cè)值（倘使x可以作(1,1)建模的話(huà)）進(jìn)行約束。就是落入包絡(luò)區(qū)的給予承認(rèn)，包絡(luò)區(qū)以外的預(yù)測(cè)值舍棄；c、對(duì)包絡(luò)區(qū)中心點(diǎn)作(1,1)建模，以獲得x預(yù)測(cè)白化值。建模步驟：第一步：作序列x的上、下包絡(luò)線(xiàn)勾畫(huà)出離亂序列x的上包絡(luò)線(xiàn)及下包絡(luò)線(xiàn)的輪廓；第二步：做等間隔上、下包絡(luò)序列在上、下包絡(luò)線(xiàn)上等間隔選取數(shù)據(jù)，必須包括x的峰點(diǎn)（不必是所有峰點(diǎn)），對(duì)于上包絡(luò)；或x的谷點(diǎn)（不必是所有谷點(diǎn)），對(duì)于下包絡(luò)。步驟三：對(duì)上、下包絡(luò)序列作(1,1)建模并預(yù)測(cè)；步驟四：對(duì)原序列x建模并預(yù)測(cè)步驟五：對(duì)包絡(luò)區(qū)中心序列建模并預(yù)測(cè)；步驟六：得到預(yù)測(cè)結(jié)果3．相關(guān)分析模型相關(guān)法是研究預(yù)測(cè)對(duì)象及因素之間的相互關(guān)系，并將這種關(guān)系外推到未來(lái)，根據(jù)其他因素的未來(lái)變化，計(jì)算出預(yù)測(cè)對(duì)象的預(yù)測(cè)值。理論上講，負(fù)荷預(yù)測(cè)的數(shù)學(xué)理論的核心是如何獲得預(yù)測(cè)對(duì)象的歷史變化規(guī)律。預(yù)測(cè)模型實(shí)際上是表述這種變化規(guī)律的數(shù)學(xué)函數(shù)。（1）單元回歸分析單元線(xiàn)性回歸用于預(yù)測(cè)的基本思想是：根據(jù)X及Y的觀測(cè)數(shù)據(jù)，把X、Y當(dāng)作已知數(shù)，尋求合理的回歸系數(shù)a及b的值，從而確定回歸方程。利用求出的回歸方程，把a(bǔ)及b當(dāng)作已知數(shù)再去估算X及Y值的未來(lái)變化，或根據(jù)X的值來(lái)預(yù)測(cè)Y的值。單元線(xiàn)性回歸模型：ε,X為自變量，Y為因變量，a及b為回歸系數(shù)，ε為隨機(jī)誤差。根據(jù)產(chǎn)值及電量負(fù)荷之間的關(guān)系以及產(chǎn)值的歷史增長(zhǎng)及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行計(jì)算,錄入從歷史到目標(biāo)的產(chǎn)值。（2）多元回歸分析多元回歸模型就是在方程式中有兩個(gè)或兩個(gè)以上自變量的線(xiàn)性回歸模型。多元線(xiàn)性回歸預(yù)測(cè)是用多元線(xiàn)性回歸模型，對(duì)負(fù)荷電量問(wèn)題，使用多個(gè)影響因素所作的預(yù)測(cè)。多元線(xiàn)性回歸相關(guān)分析模型：假設(shè)一組數(shù)據(jù)有下列結(jié)構(gòu)： Y11X112X12+…1ε1 Y21X212X22+…2ε2 1122+…εn式中B1……是p個(gè)待定系數(shù)，1，2……是P個(gè)可精確測(cè)量的自變量，m指第m次測(cè)量，ε1，ε2………εn是N個(gè)隨機(jī)變量，服從正態(tài)分布。此數(shù)學(xué)模型寫(xiě)成矩陣形式：Y=B*X+ε預(yù)測(cè)方法附二、負(fù)荷密度指標(biāo)法負(fù)荷密度指標(biāo)法不僅能夠預(yù)測(cè)未來(lái)負(fù)荷量的變化規(guī)律，而且對(duì)未來(lái)的負(fù)荷地理分布情況也做出了相應(yīng)的預(yù)測(cè)。其基本思路為：遠(yuǎn)景負(fù)荷密度指標(biāo)遠(yuǎn)景負(fù)荷密度指標(biāo)遠(yuǎn)景負(fù)荷分布遠(yuǎn)景用地規(guī)劃遠(yuǎn)景負(fù)荷、電量預(yù)測(cè)近期電量、負(fù)荷預(yù)測(cè)歷史電量、負(fù)荷近期負(fù)荷分布近期用地規(guī)劃在進(jìn)行預(yù)測(cè)中注意的問(wèn)題：A．用地分區(qū)：根據(jù)地區(qū)規(guī)劃，參照各區(qū)塊用地性質(zhì)劃分為不通的用地小區(qū)，每一個(gè)用地小區(qū)只包含一種用地性質(zhì)（不重疊