成都市用电饱和负荷分析与预测

摘要

电力饱和负荷预测是编制电网发展规划、确定目标网架结构，制定投资计划和项目建设计划的依据。准确的用电负荷预测，对于合理确定电网项目建设时序和投资计划，提升企业投资效益和可持续发展能力，满足社会经济发展的用电需求和保障城乡居民生产生活用电需求具有重要意义。　　本文首先总结并分析用电饱和负荷时的社会经济发展的一般特征，并结合成都市的发展现状，制定饱和负荷时间点的判定指标集。其次梳理灰色系统理论知识，对传统的GM(1.1)模型进行离散化，并借助傅里叶级数强大的降噪能力对预测残差进行修正，极大地提高了模型预测的精度。紧接着采用长短期记忆循环神经网络描述相关因素对用电负荷的影响。最后以成都市政府的规划为政策依据，以影响因素的未来数据插值和波动成份为数据基础，用熵权法对改进灰色Verhulst模型和LSTM模型进行融合，对成都市的用电负荷进行不确定性建模，预测成都市的用电饱和负荷以及社会经济情况。　　通过研究，本文得出的结论包括：　　（1）基于傅里叶残差修正的离散灰色Verhulst模型相较于传统的灰色理论模型，预测精度和稳定性有较大提升，且符合负荷“S”型的增长趋势。　　（2）LSTM模型能够满足饱和负荷预测中负荷的时序性以及影响因素时延性的要求，所得模型有较高的精度。　　（3）非参数核密度估计对用电负荷影响因素波动成份的拟合效果显著优于参数方法，通过舍选法生成的伪随机序列与原波动序列服从同一分布。　　（4）成都市用电负荷的饱和存在2029-2030年和2033-2034年两个时间点，饱和负荷的范围为[892.43,971.03]万千瓦小时。且用电负荷的饱和主要是社会经济发展速度放缓以及产业结构的调整基本完成所导致的。

目录

声明

1绪论

1.1研究背景和研究意义

1.2研究方法和研究框架

1.2.1 研究方法

1.2.2 研究框架

1.2.3 技术路线

1.3 本文创新点与不足

2国内外文献综述

2.1饱和负荷预测方法文献综述

2.2 饱和负荷研究现状的文献综述

2.3 非参数核密度估计方法的文献综述

3用电饱和负荷概述

3.1 引言

3.2 用电饱和负荷的概念

3.3 饱和时间点的判定指标

3.3.1 用电负荷饱和阶段的社会经济特征

3.3.2 用电饱和负荷判定指标

3.4 饱和负荷预测基本方法

3.4.1 人均饱和用电法

3.4.2 系统动力学与计量经济学组合模型法

3.4.3 S 型曲线

3.4.4 空间负荷预测方法

3.5 用电饱和负荷预测的难点

3.6 本章小结

4 灰色Verhulst模型在成都市负荷预测中的应用

4.1 引言

4.2 灰色 Verhulst模型的基本理论

4.2.1 灰色 Verhulst 模型的建模原理

4.2.2 灰色 Verhulst 模型的建模步骤

4.2.3 灰色 Verhulst 模型的缺陷

4.3 灰色 Verhulst模型的改进

4.3.1 灰色离散Verhulst 模型

4.3.2 傅里叶变换残差修正模型

4.4 模型检验

4.4.1相对误差检验法

4.4.2后验差检验法

4.4.3绝对关联度检验法

4.5算例分析

4.5.1 建模可行性分析

4.5.2 灰色离散Verhulst 模型构建

4.5.3 傅里叶残差修正模型

4.5.4 2015-2018年用电负荷预测

4.5.5 灰色 Verhulst 模型检验

4.6本章小结

5 LSTM模型在成都市负荷预测中的应用

5.2 LSTM 循环神经网格

5.3 算例分析

5.3.1 输入数据预处理

5.3.2 LSTM 的结构和训练

5.3.3算例设置

5.3.4 算例结果

5.4 本章小结

6成都市用电饱和负荷预测

6.2.1 社会经济发展概况

6.2.2 电力电量需求分析

6.2.3 工业化阶段分析

6.2 用电负荷影响因素预处理

6.2.1 未来影响因素的数据补全

6.2.2 影响因素的不确定性提取

6.2.3 波动成份的非参数估计

6.3.4 特定情景下的饱和负荷预测

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢