基于混合罚函数法综合优化模型的电力负荷预测研究

摘要

电力系统负荷预测是电网规划的核心，如何更好的进行电力负荷预测，已经成为电力企业需要解决的首要任务。在电力系统负荷预测中，可选的预测模型种类很多，每种预测模型都是对实际负荷系统的简化和抽象，并从不同角度对电力负荷系统进行模拟。当对负荷系统进行模拟时，负荷的变量和参数由于外界条件的影响，其发展变化存在着不可预知的多变性和复杂性，具有一定的局限性。因此，不能确保在任何情况下，采用单一负荷预测模型对电力负荷进行预测都能取得较好的预测效果。所以，选择多种负荷预测模型成为进行电力系统负荷预测的重要手段。 本文在分析电力负荷预测方法及原理的基础上，采取多种模型进行负荷预测。对负荷模型的特点、使用范围、计算方法等方面进行多方案对比分析，求出各个负荷预测模型的标准离差、相关度、拟合优度和相对误差，舍弃那些预测效果较差的模型，选择出预测精度较高的模型。并采用混合罚函数法作为最优约束条件，对选出的几种单一负荷预测模型进行优化改进，组合出一种新的预测模型——基于混合罚函数法综合优化预测模型。利用黑龙江省双城市和五常市两城区2001年至2010年的实际历史负荷数据，对新建立的模型与选取的单一负荷预测模型进行分析比较，验证了改进后的负荷预测模型精度比其它单一预测模型预测的精度高，说明了改进后的模型具有较好的实际意义和使用前景。 本文针对已有的各种预测模型和新改进的预测模型，研发了相应的电力系统负荷预测软件，对选用的各种模型进行了仿真比较。本软件拥有良好的人机交互界面及强大的数据处理能力，便于研究人员使用，并且具有较好的工程使用价值。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究的目的和意义

1．2 国内外电力负荷预测的现状

1．2．1 经典负荷预测内容

1．2．2 电力负荷预测新内容

1．3 负荷预测基本理论

1．3．1 电力系统负荷主要特性

1．3．2 电力系统负荷预测基本条件

1．4 本文研究的主要内容

2 电力负荷最优化理论及算法的研究

2．1 优化方法的理论研究

2．1．1 电力负荷优化方法

2．2 电力负荷有约束最优化

2．2．1 等式约束性最优化条件

2．2．2 不等式约束性最优化条件

2．3 电力负荷无约束最优化

2．4 优化法求电力负荷用电指标数学模型

2．4．1 双城市电力负荷用电概况

2．4．2 双城市用电负荷指标优化模型

2．5 本章小结

3 混合罚函数法优化组合预测模型的构建

3．1 组合理论

3．1．1 组合预测相关定义

3．1．2 负荷预测综合模型的实现途径

3．2 外点惩罚函数法

3．2．1 外点罚函数法的基本原理

3．3 内点惩罚函数法

3．3．1 内点罚函数法的基本原理

3．4 基于混合罚函数法综合优化预测模型的研究

3．4．1 混合罚函数法综合优化模型的建立与求解

3．5 本章小结

4 基于Matlab／GUI地方电力负荷预测系统的设计

4．1 系统设计开发平台

4．2 系统设计理论

4．3 系统体系结构

4．3．1 城区网络构成

4．3．2 负荷预测系统结构

4．4 系统软件具体实现

4．4．1 系统软件登录界面

4．4．2 系统软件数据管理类别

4．5 本章小结

5 基于混合罚函数法综合优化模型的负荷预测实例分析与结果

5．1 双城市经济发展情况

5．1．1 双城市城区工业发展情况

5．1．2 双城市城区农业发展情况

5．2 双城市城区电力负荷预测

5．3 回归模型

5．4 各种模型的求解

5．4．1 一元回归模型求解

5．4．2 对数回归模型求解

5．4．3 指数回归模型求解

5．4．4 多项式回归模型求解

5．4．5 基于混合罚函数法综合优选模型求解

5．5 五常市城区电力负荷预测

5．5．1 一元线性回归模型求解

5．5．2 对数回归模型求解

5．5．3 指数回归模型求解

5．5．4 多项式回归模型求解

5．5．5 基于混合罚函数法综合优选模型求解

5．6 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

附录A 数据输出程序片段

攻读硕士学位期间发表的学术论文