短期电力负荷预测数据预处理.doc

1、摘 要电力负荷预测是电力系统正常运行的重要一环，而短期电力负荷预测又是电力负荷预测的重要环节，精准的负荷预测对于经济调度，最优潮流，安全分析，生产预先安排，机组最优组合都起到非常重要的作用和意义。电力负荷预测不仅是电力系统运行的基础，也是电力市场运行的关键，他直接影响着电力企业的经济效益。到目前为止，电力系统短期负荷预测的方法有很多，负荷预测的结果也会受到很多不同因素影响，还没有一种完美的预测方法，可以在任何不同的条件下，都能取得完美的预测结果。因为天气，温度，地区因素的影响，而使得预测结果发生变化，所以在进行负荷预测时，应该结合预测地区的实际情况，用多种预测方法进行预测，然后将不同预测方法的

2、结果进行相互核校，最终确定最后的预测值。本文研究了短期电力负荷预测理论及其应用，首先简要介绍了电力系统负荷预测的意义，国内外负荷预测的发展现状和展望，然后系统分析了各种预测方法的理论，及其优缺点，结合国内预测理论的实际情况。分析了预测理论用于实际情况的方法，最后进行了负荷特性的分析和数据预处理的研究关键词：负荷特性分析 ；影响因数 ；小波变换 ；短期负荷预测AbstractPower load forecasting is an important part of the normal operation of the power system, and short-term power lo

3、ad forecasting is an important part of power load forecasting, accurate load forecast for economic dispatch, optimal power flow, safety analysis, production prearranged, the optimal combination unit have played a very important role and significance. Not only is the base power load forecasting of po

4、wer system operation, but also the key to run the electricity market, he directly affects the economic power enterprises.So far, there are many methods of power system short-term load forecasting, load forecasting results will be affected by many different factors, there is not a perfect prediction

5、method can be in any different conditions, can obtain a perfect prediction . Because of the weather, temperature, factors affecting the region, and makes predictions change, so during load forecasting, prediction should be combined with the actual situation in the region, using a variety of forecast

6、ing methods to predict, and then the results of different prediction methods for mutual nuclear school, and ultimately determine the final prediction.In this paper, the short-term load forecasting theory and its application, first introduces the significance of the power system load forecasting, dev

7、elopment status and prospects abroad load forecasting, then the system analyzes the theoretical prediction of various methods, their advantages and disadvantages, combined with domestic predict actual theory. The method used to predict the theoretical analysis of the actual situation, the last load

8、characteristics were studied analysis and data preprocessingKey words:load characteristic;affecting factors;wavelets transform;STLF(short-term load forecasting)目 录1 绪论11.1电力负荷预测的分类和意义11.2负荷预测国内外发展现状11.2.1负荷预测的起源和发展11.2.2我国在电力系统负荷预测领域的进展21.3短期电力负荷预测基本方法21.3.1人工神经网络(ANN)31.3.2灰色数学模型（GM）31.3.3时间序列法41.3

9、.4小波分析法51.3.5经验技术法51.3.6组合预测模型61.4负荷预测误差分析61.5 在负荷预测中减小误差的重要意义91.6本文所做的主要工作92 电力系统负荷预测原理与特性102.1负荷特性概述102.2短期负荷预测特征分析102.3电力系统负荷分类112.3.1城市民用负荷112.3.2商业负荷112.3.3农村负荷112.3.4工业负荷122.4负荷预测的原理122.5负荷预测的特点132.6本文电力负荷特性分析132.7本章小结143 小波分析理论153.1 傅立叶变化到小波分析的过度153.1.1短时傅立叶变换153.1.2小波分析163.1.3小波分析与傅立叶变换的关系18

10、3.2几种常见的小波变换183.3常用的小波函数的一些基本性质203.4本章小结214 数据的预处理224.1 异常数据的识别和修正方法224.1.1异常数据的分类和特性224.1.2 异常数据的识别和修正244.2小波变换模极大值与奇异点的关系244.3lipschits指数与小波变化模极大值的关系264.4小波阀值去噪原理284.5模极大值去噪仿真294.6 阈值去噪仿真324.7两种方法比较334.8 本章小结345 结论355.1 本文小结355.2 研究展望35参考文献36文献翻译38英文原文38中文译文38致 谢521 绪论电力系统是由电力网和电力用户构成的，其功能就是对各类用户供

11、应经济、可靠而又合乎标准要求的安全电能。来随时满足各类用户的不同的负荷需求，但是由于电力的生产与使用每时每刻都在变化，并且电能又不能储存，于是要求系统发电出力必须紧跟系统负荷的起伏保持动态平衡，不然就会影响供电的质量，甚至危及系统的稳定与安全。短期负荷预测的意义在于对运行中的电厂发电要求提出预告，使发电机组出力变化预先可以估计;在保证正常用电的情况下，合理安排机组检修计划，经济合理地安排本网内各机组的启停，降低旋转储备容量。电力负荷预测己成为评判一个电力管理企业是否成功走向现代化的标志。1.1电力负荷预测的分类和意义负荷预测按时间分类可分为长期负荷预测、中期负荷预测、短期负荷预测和超短期负荷预

12、测： （1）长期负荷预测是指10年以上并以年为单位进行的预测，中期负荷预测是指以5年为时间段进行的负荷预测。他们对于帮助确定新的发电机组的安设和电网的规划、改建、增容有着至关重要的意义，是电力系统远景规划部门中十分重要地工作； （2）短期负荷预测通常指1年之内以月份为单位进行的负荷预测，还指以周、天、小时为单位进行的负荷预测，通常预测未来一个月度、未来一周、未来一天的负荷指标，也预测未来一天24h中的负荷。其意义在于：帮助确定燃料供应计划：对运行中的电厂出力要求提出预告，使对发电机组出力变化事先得以估计；可以经济合理地安排本网内各机组的启停，降低旋转储备容量；可以在保证正常用电的情况下合理安排

13、机组检修计划； （3）超短期负荷预测是指在未来很短一段时间的预测，通常是未来1h、0.5h乃至未来10min的预测，他的意义在于可以用计算机对电网实施在线控制，从而满足给定的运行要求，实现发电容量的合理调度，使发电成本最小化12；1.2负荷预测国内外发展现状1.2.1负荷预测的起源和发展 负荷预测的起源可以追溯到二十世纪二十年代初。当时电力系统规模小，因此负荷预测的思想没有引起人们的重视。但是六十年代中期的几次系统瓦解事故，将电力系统的安全分析提上了日程。同时，世界各国的经济迅猛发展，对电力的需求量越来越大，对电能质量的要求越来越高，从而带动电力系统迅速发展壮大，从这时候开始，负荷预测获得了初

14、步的发展。 从二十世纪六，七十年代到现在，负荷预测可以大致划分为两个阶段： 第一阶段（二十世纪六、七十年代到八十年代末）是使用传统负荷预测技术的阶段，这一阶段基本沿袭了经济领域的预测技术。采用的方法大致可以分为两种类型，一是时间序列法，另一种是回归分析法。时间序列法是通过对预测对象的历史观察数据时间序列的分析处理，来研究其发展过程的基本特征和变化规律，并据此预测未来行为的方法。电力系统的负荷变动同样具有惯性，在时间上具有连续性，因而时间序列法成为早期传统负荷预测技术中的主要方法，并且是现代各种预测方法的基础。时间序列法分为确定型时序法和随记型时序法，前者包括时间序列平滑法、趋势外推法和季节变动

15、法等；后者包括马尔科夫法和Box-jenking法。回归分析法属于相关法预测，它通过建立某些变量与负荷之间的因果关系而获得预测负荷。由于电力负荷的变化收到很多相关因素的影响，所以采用回归分析法进行负荷预测是自然的想法和可行的途径。 由于影响因素的多样性和突发性和随机性，造成传统的负荷预测误差大，在扰动情况下不具备鲁棒性，对节假日等特殊负荷预测模型的预测效果差，无法满足实用化的精度要求。 第二阶段（二十世纪九十年代到现在），随着计算机几乎的日新月异，人工智能技术的兴起，负荷预测迅速进入了使用智能化负荷预测技术的阶段。专家系统、人工神经网络和模糊逻辑系统代表着当今人工智能技术的三大分支，他们都在负荷预测领域逐步得到应用。同时，灰色系统理论、非线性系统理论、小波分析理论等技术方法被提出。1.2.2我国在电力系统负荷预测领域的进展从国内外研究情况看，国外大概是由于其负荷发展变化规律趋于稳定的缘故，中长期负荷预测的研究远远少于短期预测，国内则基本上两者并重。随着社会主义市场经济体制改革的深入发展，电力工业以增强活力、提高效益、改善服务为目的的市场化改革已成为必然趋势。我国于1998年开始了电力工业市场化改革，近年来，随着我国电力市场改革的深入开展，负荷预测的研究取得了长足进展，几乎每个