一種計(jì)及電網(wǎng)拓?fù)浼s束的節(jié)點(diǎn)負(fù)荷預(yù)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電氣工程領(lǐng)域，尤其涉及用于電力系統(tǒng)短期運(yùn)行調(diào)控的一種計(jì)及電網(wǎng) 拓?fù)浼s束的節(jié)點(diǎn)負(fù)荷預(yù)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)負(fù)荷預(yù)測是電力系統(tǒng)短期運(yùn)行調(diào)控的基礎(chǔ)，其為電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)調(diào)度 提供依據(jù)，并為電力系統(tǒng)安全預(yù)警提供負(fù)荷趨勢數(shù)據(jù)，并為系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)提供檢測數(shù)據(jù)突 變的數(shù)據(jù)源。新形勢下，隨著電力市場競爭機(jī)制的不斷推進(jìn)，電力負(fù)荷呈現(xiàn)電動汽車、儲能 等形式多元化發(fā)展，節(jié)點(diǎn)負(fù)荷的波動規(guī)律也變得日趨復(fù)雜，規(guī)律性較差的小負(fù)荷節(jié)點(diǎn)日益 增多，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)負(fù)荷預(yù)測方法面臨挑戰(zhàn)，如何提高節(jié)點(diǎn)負(fù)荷預(yù)測的精度以滿足 電網(wǎng)短期運(yùn)行調(diào)控需求是當(dāng)前電力工程業(yè)界關(guān)注的難題。
[0003] 專利號為CN200810203042.X的中國專利："4階龍格-庫塔母線負(fù)荷預(yù)報(bào)方法"， 給出了一種4階龍格-庫塔母線負(fù)荷預(yù)報(bào)方法，該專利通過對相鄰時(shí)間間隔的母線負(fù)荷數(shù) 據(jù)取微分，根據(jù)4階龍格-庫塔方法要求實(shí)時(shí)計(jì)算加權(quán)值，由此進(jìn)行母線負(fù)荷預(yù)報(bào)，其具有 能在不同時(shí)間段上預(yù)測誤差小精度高的特點(diǎn)。
[0004] 專利號為CN201010589939. 8的中國專利："網(wǎng)省地一體化的母線負(fù)荷預(yù)測方法"， 給出了網(wǎng)、省、地一體化的母線負(fù)荷預(yù)測方法，該方法包括將網(wǎng)省調(diào)系統(tǒng)側(cè)"自上而下"的預(yù) 測機(jī)制和上下級協(xié)調(diào)運(yùn)作的"自下而上"預(yù)測方式相結(jié)合，解決分級調(diào)度帶來的模型處理上 的困難，實(shí)現(xiàn)了各級調(diào)度機(jī)構(gòu)的充分參與和協(xié)調(diào)。
[0005] 專利號為201010255314. 8的中國專利："一種母線負(fù)荷預(yù)測精度綜合評價(jià)方法"， 公開了一種母線負(fù)荷預(yù)測精度綜合評價(jià)方法，該專利對各母線負(fù)荷預(yù)測對象對穩(wěn)定斷面以 及重要支路設(shè)備計(jì)算母線負(fù)荷重要性指標(biāo)，根據(jù)負(fù)荷歷史波動情況，計(jì)算負(fù)荷波動指標(biāo)，由 此計(jì)算母線負(fù)荷預(yù)測精度綜合評價(jià)指標(biāo)，最終獲得對母線負(fù)荷預(yù)測精度更加全面和實(shí)用的 指標(biāo)，有助于調(diào)度部門更合理地評價(jià)母線負(fù)荷預(yù)測工作。
[0006] 以上專利所述節(jié)點(diǎn)負(fù)荷預(yù)測在各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷規(guī)律性較好的情況下具有較好的應(yīng)用 效果，而隨著電力系統(tǒng)中風(fēng)電、光伏，以及電動汽車等逐漸普及，形成了諸多規(guī)律性較差的 小負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，電力系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測面臨著兩個(gè)問題：一是可以單獨(dú)預(yù)測各節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷且預(yù) 測精度基本滿足調(diào)度的要求，但是多層負(fù)荷預(yù)測結(jié)果不協(xié)調(diào)；二是可以準(zhǔn)確預(yù)測一部分節(jié) 點(diǎn)負(fù)荷，但是另一部分節(jié)點(diǎn)預(yù)測可信度低，在此背景下若仍沿用傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)負(fù)荷預(yù)測方法， 勢必對電力系統(tǒng)短期運(yùn)行調(diào)度產(chǎn)生嚴(yán)重影響，威脅系統(tǒng)安全運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種計(jì)及電網(wǎng)拓?fù)浼s束的節(jié)點(diǎn)負(fù)荷預(yù)測方法， 本方法將小域估計(jì)的思想引入立體化節(jié)點(diǎn)負(fù)荷預(yù)測體系之中，指出電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測中存 在小域節(jié)點(diǎn)，考慮觀測量間的關(guān)系，形成關(guān)聯(lián)方程，直接利用電力系統(tǒng)支路上的量測，在立 體化負(fù)荷預(yù)測模型中引入狀態(tài)變量，從而提高負(fù)荷預(yù)測的魯棒性，以為電力系統(tǒng)調(diào)度的智 能化發(fā)展提供技術(shù)支撐。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0009] -種計(jì)及電網(wǎng)拓?fù)浼s束的節(jié)點(diǎn)負(fù)荷預(yù)測方法，包括以下步驟：
[0010] (1)根據(jù)電壓等級和運(yùn)行方式對電網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)，劃分預(yù)測層區(qū)；
[0011] (2)根據(jù)劃分的預(yù)測層區(qū)，表征所有節(jié)點(diǎn)量測，選擇狀態(tài)變量；
[0012] (3)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，補(bǔ)充量測不完善的數(shù)據(jù)，剔除不良數(shù)據(jù)，形成有效的節(jié)點(diǎn)負(fù)荷 時(shí)間序列，并確定小域節(jié)點(diǎn)；
[0013] (4)對節(jié)點(diǎn)負(fù)荷歷史樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，確定訓(xùn)練集的規(guī)模和訓(xùn)練樣本特 征的維度，將歸一化的時(shí)間序列分為訓(xùn)練集與測試集，對訓(xùn)練樣本進(jìn)行自相關(guān)分析；
[0014] (5)建立節(jié)點(diǎn)負(fù)荷與狀態(tài)量的對應(yīng)關(guān)系；
[0015] (6)建立立體化負(fù)荷預(yù)測模型，并優(yōu)化模型參數(shù)，選擇支持向量機(jī)參數(shù)，進(jìn)行節(jié)點(diǎn) 負(fù)荷的滾動預(yù)測；
[0016] (7)統(tǒng)計(jì)預(yù)測結(jié)果。
[0017] 所述步驟（1)的具體方法為：劃分預(yù)測層區(qū)是指根據(jù)電壓等級和運(yùn)行方式對電力 系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)，以找到具有相關(guān)性的最小割集，即預(yù)測層區(qū)。
[0018] 所述步驟⑵中，狀態(tài)變量是指能夠表征所有節(jié)點(diǎn)量測的最小量測集合；狀態(tài)變 量選擇是指找到能代表待預(yù)測層區(qū)運(yùn)行狀態(tài)的支路潮流狀態(tài)變量。
[0019] 所述步驟（2)中，設(shè)節(jié)點(diǎn)層數(shù)為n，n彡2，S為上層或中間層某一節(jié)點(diǎn)，Ai、A2、…、 A N為其下層節(jié)點(diǎn)，狀態(tài)變量選擇具體步驟包括：
[0020] 1)若下層節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷本身規(guī)律性符合常規(guī)預(yù)測方法要求，則狀態(tài)變量取為支路潮 流，此時(shí)狀態(tài)變量由（Ai，A 2，…AN)構(gòu)成；
[0021] 2)若下層節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷整體規(guī)律性符合常規(guī)預(yù)測方法要求，只有個(gè)別節(jié)點(diǎn)規(guī)律性不 滿足，則選取總量以及規(guī)律性強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)作為狀態(tài)變量，則此時(shí)狀態(tài)變量由（S，Ai，…，A N_i)構(gòu) 成；
[0022] 3)若下層節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷規(guī)律性普遍很差，則使用總量以及不同分量之和作為狀態(tài)變 量，此時(shí)狀態(tài)變量為，? ??，A/V-丨)其中，A:代表不包括Ai的下層點(diǎn)^2_和。
[0023] 所述步驟（3)中，小域節(jié)點(diǎn)是指規(guī)律性差的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，其特征在于負(fù)荷本身具有 較大的隨機(jī)性和間歇性，無法憑借其歷史數(shù)據(jù)挖掘出負(fù)荷的變動規(guī)律，即小域節(jié)點(diǎn)負(fù)荷的 變化規(guī)律湮沒在隨機(jī)性、間歇性以及量測誤差中。
[0024] 所述步驟（4)中，具體方法為：負(fù)荷數(shù)據(jù)歸一化是指根據(jù)節(jié)點(diǎn)負(fù)荷歷史記錄絕對 值的最大值屮|_對數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，根據(jù)式（1)將負(fù)荷樣本數(shù)據(jù)歸一化到（〇, 1)區(qū) 間，可表達(dá)為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種計(jì)及電網(wǎng)拓?fù)浼s束的節(jié)點(diǎn)負(fù)荷預(yù)測方法，其特征是；包括w下步驟： (1) 根據(jù)電壓等級和運(yùn)行方式對電網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)，劃分預(yù)測層區(qū)； (2) 根據(jù)劃分的預(yù)測層區(qū)，表征所有節(jié)點(diǎn)量測，選擇狀態(tài)變量； (3) 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，補(bǔ)充量測不完善的數(shù)據(jù)，剔除不良數(shù)據(jù)，形成有效的節(jié)點(diǎn)負(fù)荷時(shí)間 序列，并確定小域節(jié)點(diǎn)； (4) 對節(jié)點(diǎn)負(fù)荷歷史樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理