基于BP神经网络的北京夏季日最大电力负荷预测方法

利用2006~2017年北京夏季（6~8月）逐日最大电力负荷和同期气象资料,分析最大电力负荷与各种气象因子的相关性,基于BP（Back Propagation）神经网络算法,建立了两种夏季日最大电力负荷预测模型并对比。结果表明:北京夏季周末基础负荷远小于工作日,剔除时应加以区分;气象因子对气象负荷的影响具有累积效应,累积2 d时两者的相关性最强;结合实际,根据自变量的不同分别建立了两种日最大电力负荷预测模型;经实际预测检验,两种预测模型均取得了较好的预测效果,能够满足电力部门的实际需求,其中自变量中加入前一日气象负荷的模型效果更优。     

北京夏季日最大电力负荷预报模型建立方法探讨

为了探索夏季(6～8月)日气象负荷的最佳分离方式和引起日最大电力负荷波动的主要因子,以及建立预报模型最佳个数,基于北京市2005～2010年逐日最大电力负荷和同期的气象资料,分析了北京地区日最大电力负荷的变化规律,采用不同方法将气象负荷从夏季日最大电力负荷中分离出来,分析北京夏季气象负荷与气温、相对湿度、降水及炎热指数、高温持续日数、炎热日数持续时间、前一日气象负荷等因子之间的关系,并基于2005～2009年夏季逐日气象负荷和其主要影响因子采用逐步回归方法建立日最大电力负荷的预报模型,将2010年夏季北京日最大电力负荷作为预报效果的独立样本检验。结果显示:2005～2010年,北京逐日最大电力负荷具有明显的线性增长趋势,夏季日最大电力负荷具有显著的星期效应;与去掉逐年夏季日最大电力负荷趋势和夏季平均日最大电力负荷趋势相比,去掉全年逐日最大电力负荷变化趋势的夏季日气象负荷预报模型的拟合能力更优;北京夏季日气象负荷与当日气温的相关系数最高,与前一日气象负荷也关系密切;利用前一日相对气象负荷和当日气象要素一周逐日分别建立预报模型的拟合和预测效果较好。     

武汉市电力负荷特征及其与气象因子的关系

利用武汉市2013—2018年逐15 min精细化电力负荷数据及武汉市日降水、气温等气象资料,统计分析电力负荷特征指标,探寻电力负荷的构成、变化规律及其与气象因子的关系。研究结果表明:(1)近年来武汉市电力负荷和日负荷峰谷差屡破新高,夏季高温持续时间和强度大小对空调负荷影响最为显著。电力负荷随季节变化呈现出明显的“双峰双谷”特征。(2)夏季电力负荷远高于其它三季,冬季次之。四季日变化特征总体呈现“昼高夜低”的分布。(3)工作日和双休日负荷明显高于节假日,工作日负荷略高于双休日,其中工作日的早高峰负荷最大,而双休日和节假日的晚高峰负荷最大。(4)气象因子对全社会用电量影响尤为重要。夏季气象敏感负荷与日平均气温的关系最密切,当平均气温高于初始敏感值和强敏感值时,电力负荷随气温上升增幅更加明显。(5)无论是否出现降水,夏季气象敏感负荷与日平均气温的关系都很密切。无降水天气,负荷与日平均气温相关性最高;有降水发生时,气象敏感负荷与日平均气温的相关性呈下降趋势,总体反映出降水影响气温、气温影响电力负荷的物理过程和机制。     

基于滤波技术的上海日最大电力负荷气象预报模型

电力负荷与气象条件密切相关,为建立上海市日最大电力负荷的预报模型,利用2010—2013年上海市日最大电力负荷数据及同期气象资料,分析日最大电力负荷的时间变化特征及其与气象因子的相关性,并基于滤波技术将日最大电力负荷分离为时间趋势项和逐日变化项,用逐步回归方法针对冬季和夏季分别建立预测模型。结果表明：①上海日最大电力负荷的各个节假日效应存在差异,春节节假日效应持续时间最长,影响最大,国庆节假期前半段节假日效应明显大于后半段。夏季的周末效应最强。②采用逐步回归方法建立的气象预报模型效果较好,回代年和预测年的平均预测相对误差均小于5%。     

体感温度对夏季气象负荷率变化的影响研究——以湖北省黄石市为例

本文以黄石市2007-2013年逐日电力负荷为研究对象,利用同期气象资料计算体感温度数据及舒适度等级,并以此对电力负荷进行分解,进而讨论体感温度对夏季气象负荷率变化的影响。结果表明:(1)利用体感温度及舒适度等级可对电力负荷进行更精细的分解,且体感温度同气象负荷率具有最高关联度;(2)研究时段内黄石市逐日最大电力负荷总体呈线性增长,但2008年金融危机期间电力负荷呈下降趋势;(3)2010年之前,工作日的气象负荷率高于节假日,但自2011年起,该现象出现反转,且差值逐渐增大;(4)研究时段内,体感温度高于22.9℃(工作日)或21.5℃(节假日)时,即会产生敏感负荷,而体感温度升高1℃最多可引起6%的气象负荷率增加。     

福州市夏季电力气象等级预测模型初探

对福州市1999~2002年5~9月日电力负荷与日平均气温、日最高气温、日最低气温、日平均相对湿度和天气状况进行分析,发现气象要素的变化会直接影响到电力负荷的调整。从逐日电力负荷资料中提取气象要素引起电力负荷变化的部分即气象负荷,通过计算气象电力负荷与气象要素之间一系列相关指标,并利用回归分析方法建立福州市夏季气象电力负荷预测模型,利用气象要素预报,可实现对气象电力负荷的预测。预测结果通过检验、分析和判定,最后确定了气象电力负荷等级划分的标准。对2003~2005年福州市夏季逐日气象电力负荷等级进行回代检验,结果表明该预测模型有较好的预报能力。     

北京市夏季电力负荷逐日变率与气象因子关系

利用2006年1月—2010年9月北京市逐日整点电力负荷和逐日气象资料,采用数理统计方法定量分析了北京市夏季电力负荷逐日变率与主要气象因子的关系。结果表明:与最大电力负荷显著相关的气象因子为温度、风速和空气湿度,其中与日最低气温相关性最高 (相关系数为0.65,显著性水平为0.001),当日最低气温高于18℃(或日最高气温高于26℃) 时,其对日最大电力负荷的1℃效应量约为39.7×107W。相对于温度单个因子,同时反映温度和相对湿度综合作用的闷热指数与最大电力负荷的关系更为密切。     

北京市夏季日最大电力负荷与气象因子的关系

利用2006—2013年北京市逐日15 min电力负荷资料及北京平原地区6个人工气象观测站(朝阳、海淀、丰台、石景山、观象台、昌平)的气象要素观测资料,分析北京市电力负荷时间和空间的变化特征及其夏季(6—8月)日最大电力负荷与各种气象因子的关系,采用剔除逐日最大电力负荷、历年夏季最大电力负荷极值及历年夏季最大电力负荷平均值的变化趋势项3种方法提取气象负荷并进行对比,进一步研究累积气象因子与夏季气象负荷的相关性。结果表明:2006—2013年北京电力负荷呈逐渐增长的趋势,电力负荷年变化和日变化均呈"双峰型"。北京全市及各区最大电力负荷多数出现在夏季,部分地区最大电力负荷出现在冬季(11月至翌年2月),朝阳和海淀地区夏季最大电力负荷明显高于其他地区。北京市夏季日最大电力负荷与闷热指数及平均气温的相关性最好;气象负荷与气象因子的相关性好于原始负荷,且剔除夏季日最大电力负荷平均值变化趋势项获得的气象负荷优于其他方法;当气象因子累积2 d时,夏季气象负荷对气象因子的变化最敏感。     

广西电网电力负荷变化特征与气温的关系及其预测

通过分析1997-2003年5～10月广西电网电力负荷月、周和节假日的变化特征，及与气温的相关关系，发现：电力负荷基本呈逐年增加的趋势，工作日和非工作日有着不同的变化特征，电力负荷与气温有明显的相关关系。采用逐步回归方法，建立了广西电网逐日电力负荷预测模型，对2002-2003年模型的拟合结果及2004-2005年模型的预测结果分析表明：模型对广西逐日电力负荷具有较好的拟合和预测效果，对逐日电力负荷的季节变化具有较好的拟合效果，尤其是夏季预测与实况趋势基本吻合。     

广西电网电力负荷变化特征与气温的关系及其预测

通过分析1997-2003年5-10月广西电网电力负荷月、周和节假日的变化特征,及与气温的相关关系,发现:电力负荷基本呈逐年增加的趋势,工作日和非工作日有着不同的变化特征,电力负荷与气温有明显的相关关系。采用逐步回归方法,建立了广西电网逐日电力负荷预测模型,对2002-2003年模型的拟合结果及2004-2005年模型的预测结果分析表明:模型对广西逐日电力负荷具有较好的拟合和预测效果,对逐日电力负荷的季节变化具有较好的拟合效果,尤其是夏季预测与实况趋势基本吻合。     

天津市6--9月气温与供电量的关系分析

为探讨不同气温指标对城市夏季供电量的影响,对2002--2004年6—9月天津市区逐日供电量、日最大负荷、日最小负荷与02、08、14时和20时,日平均、日最高和日最低气温共7种气温指标的相关性进行综合统计分析,并对相关系数作假设检验。结果表明：平均气温与夏季逐日供电量、日最大负荷相关性最好,02时气温与最小负荷的相关性最高。日平均气温和02时气温是影响城市夏季供电量的主要气象要素。     

夏季湖北电网气象敏感负荷预测模型研究

利用2009-2010年湖北电网日用电负荷资料和气象资料,提出了基于电网负荷的分解算法,将电网日最大负荷分解为基础负荷与气象敏感负荷2个主要分量.其中,气象敏感负荷与气温、相对湿度及风速的综合气象敏感负荷条件指数相关.提出了基于权重指数的湖北省面平均气象敏感负荷条件指数的算法.利用相关比法,分析了湖北省气象敏感负荷与面均气象敏感负荷条件指数的非线性关系.基于均方偏差最小原理和非线性最小二乘法,建立了夏季湖北电网气象敏感负荷与面均气象敏感负荷条件指数的多项式预测关系模型.经2010年9月模型应用检验表明,预测平均误差低于6％.该模型可用于夏季湖北省电力专业气象服务工作.     

西安市日最大电力负荷率与气象因子相关关系分析预报模型的建立

基于西安市2010—2013年逐日最大电力负荷和同期的气象资料,分析了日最大电力负荷的变化规律,利用最小二乘法,除去日最大负荷的节假日效应和周末效应后,将气象负荷从日最大电力负荷中分离出来,建立西安气象负荷率与气温、相对湿度、总云量、降水量、风速的相关关系,并基于2010—2012年的11月—次年2月和6—8月的资料,分别采用逐步回归、多元线性回归和BP神经网络方法建立最大气象负荷和主要气象影响因子之间的预报模型,将2013年对应时间的日最大气象负荷率作为预报效果的独立样本检验。结果显示:2010—2013年西安的日最大电荷存在明显的增长趋势,且存在明显的周末效应和节假日效应;气温是影响气象负荷率的最显著因子,引入温湿指数(THI)的BP神经网络算法对气象负荷率的拟合和预测效果最优。     

2012年空调降温负荷分析

针对夏季空调降温负荷难以计量的现状,提出测算夏季空调降温负荷及降温用电量的算法模型,进而结合夏季天气情况,建立夏季降温负荷与夏季最高温度的回归模型,分析电网降温负荷的单位温升负荷.最后,以若干区域电网为例,分析各电网的空调降温负荷和单位温升负荷,可以为电网的生产运行和电力营销工作提供重要的决策参考.     

宜昌市电力负荷对气象因子的响应及气象预报模型的建立

利用2015-2017年宜昌市逐小时电力负荷资料及对应时段地面气象观测站数据,分析宜昌电力负荷的变化特征,研究气象敏感负荷与气象因子的关系,基于主要气象敏感因子通过逐步回归法建立宜昌电力负荷预报方法。结果表明:宜昌电力负荷呈逐年增长的趋势,夏季和冬季是一年中电力负荷高峰期,年最大电力负荷出现在夏季,年均增幅达11.8%,年最小电力负荷出现在春节期间;气温对气象敏感负荷影响最大,随着日平均气温T升高逐日气象负荷率先减小后增加,当T为17℃时,气象负荷率最小,从而划分了4个变化阶段:17℃≤T<26℃、T≥26℃、7℃≤T<17℃、T<7℃,基于各阶级主要气象敏感因子分别建立电力负荷回归预报方程,经检验,在实际应用中预报相对误差绝对值为3.8%,基本能够满足电力部门负荷预测的精度要求。后期可结合人工智能算法,进一步提高宜昌电力气象负荷预测的稳定性和准确性。     

河北省南部电网夏季电力负荷特征及与气象因子的关系

利用河北省南部电力公司提供的2007-2009年南电网区域逐日最大用电负荷资料,分析了南电网区域夏季日最大负荷变化规律,与其他月份相比,夏季5-8月的日最大电力负荷的波动性明显大于其他月份.采用标准化和相关分析法,逐月分析了气象因子与日最大电力负荷的相关性,并找出了日最大电力负荷的周变化特点,以及节假日对日最大电力负荷的影响.结合农作物生长特点,分析了南部电网日最大电力负荷变化特征,为以后日最大电力负荷预报提供了一定的参考.     

基于气象因子的南京市冬季和夏季用电量预测研究

基于2014—2016年南京市常规气象逐时观测数据、逐日用电量和逐时用电负荷数据, 分析南京市用电量变化及其与气象因子的关系。结果表明: 南京市用电量7—8月、12月至翌年1月为两个峰值, 4月和10月为两个谷值, 年变化明显。四季均呈现显著“周末效应”。用电负荷一天内有两个峰值, 分别出现在10时和20时; 两个谷值, 一个谷值冬夏季在04时, 另一谷值冬季在14时, 夏季在18时。南京市用电量与气象条件的变化密切相关, 气象因子与用电量的关系在不同月份有所不同, 如夏(秋、冬)季气温日较差越大(小), 用电量越大; 7月、8月(10月至翌年3月)气温越高(低), 用电量越大; 冬季用电量受气象要素的影响程度总体低于夏季。冬季用电量主要受气温制约; 夏季用电量受气象要素的影响更为复杂, 除了气温, 还需综合考虑水汽、日照等因子。利用逐步回归法, 建立冬、夏季逐月日用电量气象预测方程, 方程中入选气象因子的存在明显的月际差异。不同月份分别针对性地考量入选气象因子的预报值, 做出用电量预估, 可为电力调度提供参考。