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1、湖南大学硕士学位论文电力市场环境下的电力系统扩展短期负荷预测研究姓名：张芳明申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：毛弋20090410电力市场环境下的电力系统扩展短期负荷预测研究摘要近2 0 年来，电力工业的结构己经开始了一个意义深远的变革，它们从不同的目的出发，以不同的模式进行改革，但均趋向同一方向：在传统垄断的电力工业体制中引入竞争机制一电力市场。电力工业通过逐步解除管制、引入竞争，实现提高发电、输电、配电经济效益的目的。随着我国社会主义市场经济体制建设的深入，我国电力工业市场化改革也稳步推进。短期负荷预测是电力市场技术支持系统的一个重要模块，对电力系统可靠、安全和经济运行具
2、有重要作用。电力系统的运行、调度和经济负荷分配都需要快速、准确的负荷预测。在电力市场运营中，快速、准确的负荷预测有助于经济合理的安排电网内部发电机组的启停，维持电网运行的安全稳定，合理安排机组的检修计划。同时，发电企业可以依据预测数据，合理调整报价策略，有效的降低发电成本；电网运营企业也可在电力市场中以较便宜的电价购电。因此，准确、快速的负荷预测可以实现电力资源的最优化。在电力市场下，电力部门提前1 天完成日短期负荷预测，确定次日发电计划，其后监视当日计划的执行情况，在原计划与实际负荷发生较大偏离(大于3)时，及时进行该日剩余时段负荷的重新预测和计划调整，称为滚动发电计划。现有的短期负荷预测注
3、重1 日至几日的负荷曲线预测，超短期负荷预测完成l 小时内的负荷预测。显然，超短期负荷预测及短期负荷预测并不能满足滚动修改发电计划的要求。鉴于滚动发电计划的制定，本文提出了扩展短期负荷预测，其主要思路是：利用当前可以获得的最新信息(包括负荷信息、气象信息等)，预测当日当前时刻以后几小时的负荷。研究表明，由于该方法利用了当日的已知信息进行当日剩余点的负荷预测，其预测精度明显高于常规的日负荷预测。因此，准确的扩展短期负荷预测是制定滚动发电计划的基础。本文提出了三种方法进行扩展短期负荷预测：1、基于动态支持向量机的扩展短期负荷预测；2、基于相似日权重的扩展短期负荷预测；3、扩展短期组合负荷预测。实例
4、验证结果较为满意，能够满足实际生产的要求。关键词：电力市场；扩展短期负荷预测：支持向量机；相似日：权重；组合预测硕十学位论文A b s t r a c tI nt h er e c e n t2 0y e a r s，t h e r eh a sb e e nas i g n i f i c a n tr e f o r mt a k e np l a c ei nt h ep o w e ri n d u s t r y A l t h o u g ht h eg o a l sa n dt h em o d e so ft h e i rr e f b r m sa r ed i f f
5、e r e n t，t h e i rd i r e c t i o n sa r ea l m o s tt h es a m e：i n t r o d u c i n gc o m p e t i t i V em e c h a n i s mi n t ot h ec o n V e n t i o n a lm o n o p o l i s t i cs y s t e mo fp o w e ri n d u s t r y e l e c t r i c i t ym a r k e t T h ep u r p o s eo fe n h a n c i n ge c o
6、n o m i cp e r f o r m a n c eo fg e n e r a t i o n，t r a n s m i s s i o na n dd i s t r i b u t i o no fe l e c t r i c i t yc a nb ea c h i e V e db ym e a n so fd e r e g u l a t i o na n di n t r o d u c t i o no fc o n l p e t i t i o n A 1 0 n gw i t ht h ec o n s t r u c t i o no fo u rn a
7、t i o n ss o c i a l i s tm a r k e te c o n o m i cs y s t e m，t h em a r k e t o r i e n t e dr e f o r mh a sb e e nm o V i n gf o r w a r ds t e a d i l y S h o r t t e r ml o a df o r e c a s t i n gi sa ni m p o r t a n tc o m p o n e n to ft e c h n i c a ls u p p o r ts y s t e mo fe l e c t
8、 r i c i t ym a r k e t，w h i c hi so fV i t a li m p o r t a n c et ot h er e l i a b l e，s a f ea n de c o n o m i c a lo p e r a t i o no fp o w e rs y s t e m H i g h-s p e e da n da c c u r a t el o a df o r e c a s t i n gi sr e q u i r e di nt h eo p e r a t i o n，d i s p a t c ha n de c o n
9、o m i c a l1 0 a dd i s p a t c h i n go fp o w e rs y s t e m I nt h eo p e r a t i o no fe l e c t l-i c i t ym a r k e t，h i g h-s p e e da n da c c u r a t e1 0 a df o r e c a s t i n gi sh e l p f U lt oa r r a n g et h eo p e r a t i o na n dt h er e p a i rs c h e d u l e o fg e n e r a t i n
10、 gu n i t se c o n o m i c a l l ya n dp r o p e r l ya n di sa l s oo fg r e a th e l pt 0t h es a f e t ya n ds t a b i l i t yo fe l e c t r i c a ln e t w o r k M e a n w h i l e，e l e c t r i c i t yp o w e re n t e r p r i s e sc a na d【j u s tt h e i ro f f 色r sp r o p e r l ya n dr e d u c e
11、g e n e r a t i n gc o s to nt h eb a s eo fp r e d i c t i o nd a t a；e l e c t r i c i t yp o w e ro p e r a t i o ne n t e r p r i s e sc a nb u ye l e c t r i c i t yw i t ha1 0 w e rp r i z ei ne l e c t r i c i t ym a r k e t T h e r e f o r e，r a p i da n da c c u r a t el o a df o r e c a s
12、t i n gc a nm a x i m i z et h ee l e c t r i c a lp o w e rr e S o U r C e S I nt h ee l e c t r i c i t ym a r k e te n V i r o n m e n t，e l e c t r i c i t yd e p a r t m e n ta c c o m p l i s h e ss h o r t-t e r ml o a df I o r e c a s t i n go n ed a ya h e a da n dc o n f i r m st h eg e n
13、e r a t i n gs c h e d u l eo ft h ef o l l o w i n gd a y，s u b s e q u e n t l ym o n i t o r st h ei m p l e m e n t a t i o no ft h es c h e d u l e W h e nt h e r ei sar e l a t i V e l yl a r g ed e V i a t i o nb e t w e e nt h eo r i g i n a lp l a na n da c t u a l1 0 a d(1 a r g e rt h a n
14、3)，t i m e l yr e-f o r e c a s t i n ga n da d ju s t m e n to ft h ep l a no ft h er e m a i n i n gp e r i o do ft i m ed u r i n gt h a td a yi sr e q u i r e d，w h i c hi sc a l l e dr o l l i n gg e n e r a t i n gs c h e d u l e N o w a d a y s，s h o r t t e r m1 0 a df l o r e c a s t i n gf
15、 l o c u s e so nt h el o a dc u r v ef o r e c a s t i n go n ed a yo rs e V e r a ld a y sa h e a d S u p e rs h o r t t e r ml o a df 1 0 r e c a s t i n gf-o c u s e so nt h ep r e d i c t i o no n eh o u ra h e a d A p p a r e n t l y，s u p e rs h o r t t e r ml o a df o r e c a s t i n ga n ds
16、 h o r t t e r ml o a df o r e c a s t i n gc a nn o tm e e tt h er e q u i r e m e n to fm o d i n c a t i o no fr o l l i n gg e n e r a t i n gs c h e d u l e I nV i e wo ft h ee s t a b l i s h m e n to fr o l l i n gg e n e r a t i n gs c h e d u l e，e x t e n d e ds h o r t t e r mI I I1 0 a d
17、t o r e c a s t l n gi sp r e s e n t e di nt h i sp a p er T h em a i ni d e ao ft h i sm e t h o di s：p r e d i c tt h el o a do 士t h em o m e n ta n daf e wh o u r sl a t e ru s i n gt h ea V a i l a b l el a t e s ti n f o r m a t i o n(1 n c I u d l n gl o a di n f o r m a t i o n，m e t e o r o
18、 l o g i c a li n f o r m a t i o na n de t c)R e s e a r c h e sh a v el n d l c：a t e dt h a t：A sar e s u l to fa c c o m p l i s h i n gt h eI o a df o r e c a s t i n go ft h er e m a i n i n gp e n o do ft l m eu s i n gt h ek n o w ni n f o 彻a t i o n，t h ep r e d i c t a b lea c c u r a c yo
19、 ft h ep r o p o s e dm e t h o dl sa p p a r e n t l yh i g h e rt h a nc o n V e n t i o n a lo n e s T h e r e f o r e，a c c u r a t ee x t e n d e ds h o r t t e r ml o a df o r e c a s t i n gi sf u n d a m e n t a lt op l a nt h er o l l i n gg e n e r a t i n gs c h e d u l e Jn r e em e t h
20、o d sa r ep r o p o s e di nt h i sp a p e r t h e ya r ea sf o l I o w s：1 e x t e n d e ds h o r t t e r mI o a d士o r e c a s t i n gb a s e do nd y n a m i c a ls u p p o r t e dv e c t o rm a c h i n e 2 e x t e n d e ds n o n t e r ml o a df o r e c a s t i n gb a s e do ns i m il a rd a y sw e
21、 适h t 3 c o m b i n e de x t e n d e ds h o r t。t e r ml o a df-0 r e c a s t i n g T h es i m u l a t i o nr e s u l ti ss a t i s f a c t o r y，a n dc a nm e e tt h ed e m a n do fa c t u a Ip r o d u c t i o n K e yw。r d s：e l e c t r i c i t ym a r k e t；e x t e n d e ds h。r t-t e r ml o a df o
22、r e c a s t i n g；s u p p。r t e dV e c t o rm a c h i n e；s i m i l a rd a y s；w e i g h t；c o m b i n e df o r e c a s t i n gI V屯力市场环境下的电力系统扩展短期负荷预测研究插图索引图2 1 传统负荷预测的分类1 5图2 2 引入新内容后的负荷预测时序分类18图3 1 动态S V M 预测具体流程图3 4图3 22 4 时点预测误差(3 1 天绝对平均)3 7图3 33 1 天预测误差(2 4 时点绝对平均)3 7图4 1 负荷水平变化规律示意图4 l图4 2 日负
23、荷形状相似曲线示意图4 l图4 3 日实际特征量与日负荷水平趋势相似度间的人工神经网络模型示意图4 3图4 4 前趋势相似度与(后)趋势相似度对应关系示意图4 4图4 5 基于相似日权重的扩展短期负荷预测的具体流程图一5 0图5 12 0 0 7 年湖南某市6 月2 0 日1 0：0 0 前负荷运行曲线5 5图5 22 0 0 7 年湖南某市6 月2 0 日扩展短期负荷预测结果5 6图6 1 通道坏数据及畸变坏数据示例5 9图6 2 模拟历史负荷坏数据修正图示6 1硕士学位论文附表索引表2 1 不同期限预测问题的对比1 6表2 2 引入新内容后预测问题及其意义和作用1 8表3 1 备选的负荷影
24、响因素3 4表3 2 模型预测结果对比3 6表4 1 各方法预测结果比较51表5 1 扩展短期负荷预测均方误差统计表5 6表5 2 当天已知负荷数据不同时的扩展短期负荷预测结果5 7表6 1 修正结果和实际负荷与正常负荷对比6 1I X湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者硌张豸留月吼。哆年歹月立7 日学位论文版权使用授权书本学位论文
25、作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密团。(请在以上相应方框内打“)作者签名：欷豸明日期：2 蛐Z 年歹月二7 日导师签名：秒戈日期：矽哆年j 月玉矿日硕士学位论文第1 章绪论1 1 研究的背景和意义电力系统是由电力网和电力用户组成，其作用是尽可能经济地为各类用户提供可靠且合乎标准要求的电能。由于电能的生产、输送、分配和
26、消费是同时完成的，难以大量储存，这就要求系统发电出力随时紧跟系统负荷的变化以达到动态平衡，否则就会影响供用电的质量，重则危及电力系统的安全与稳定。因此，电力系统负荷预测【l】已成为电力系统中的一项重要课题，也是电力系统自动化领域中的一项重要内容。电力负荷预测在电力系统规划、计划、调度等部门都有应用，它不仅直接关系着电力系统的规划设计和稳定、安全、经济运行，也关系到用电工作的顺利开展。电力负荷的变化越来越受到电力部门的重视，同时随着电力企业改革的深入和电力市场化进程的推进，它又被赋予了新的内涵。电力负荷预测已经成为实现电力系统管理现代化的重要内容之一。系统内的可用发电容量，在正常运行条件下，任何
27、时候都应当能够满足系统内负荷的要求。假如系统内发电容量不够，则应当采取必要的措施来增加发电容量，例如新增发电机组或从邻网输入必要的容量；反之，若发电容量过剩，则应采取必要的措施，如有选择的停机(如计划检修)或者向邻网输出多余的功率。因此未来中长期或短期负荷变化的趋势与特点，是一个规划设计部门和电网调度部门所必须拥有的基本信息之一，所以对电力系统未来的负荷变化趋势进行预测十分必要。随着全球电力市场化大趋势的到来，电力行业逐渐由垄断经营走向竞争。世界各国纷纷通过电力市场化解除长期以来由于垄断经营而渐渐失去活力的电力企业，电力市场化在电力工业内部引入竞争机制的同时，也给电力系统各部门赋予了新的任务，
28、预测负荷成为电力交易中重要的数据源，为电力公司制定发电计划、检修计划、电价报价及电网规划提供依据，其准确性直接影响到电力企业的经济效益，由此对电力负荷预测的科学性和准确性提出了更高的要求，如何使预测手段及预测结果满足电力市场经济化的发展要求，又为预测人员提出了新的课题。我国电力体制改革的深化，促进了大容量发电机组的投入运行以及超高压输电和直流输电混合电网的建设。西电东送、南北互供和全国电网互联工程的逐步展开，未来以三峡电网为中心的全国性电力系统的形成，我国电网必将发生巨大的变化。19 9 8 年，我国的发电装机容量和发电量跃居世界第二位，预计2 0 1 4 年前后，我电力市场环境下的l 迫力系
29、统扩展如期负待预测研究国将赶超美国居世界第一。截止2 0 0 8 年年底，我国的装机容量达到7 9 亿千瓦。据预测，到2 0 10 年，全国装机容量将达到9 2 亿千瓦，2 0 2 0 年将预计达到1 6 5亿千瓦。随着电力系统规模的不断扩大，电网的结构和运行方式变得越来越复杂。国民经济和社会发展对电力的需求已经能够基本满足，因此，有效的提高和保证电力系统的安全可靠性、供电质量以及运行的经济性已成为电力系统发展的一个重要目标，负荷预测的重要性越来越突出。另外，我国开始的电力市场化改革，也对负荷预测提出了更高的要求。如何实现准确可靠的短期负荷预测，已经成为一个普遍性的难题【2 1。大规模电力系统
30、可以合理地使用燃料、降低电力系统煤耗和网损，并能在系统发生事故时提高其抗扰动能力，但是它在给人们带来巨大利益的同时，也带来了潜在的威胁，即电网的运行增加了更多的不可预知性，电网运行在稳定极限边缘的可能性也大为增加。自6 0 年代以来，在世界范围内己发生了多起重大电力系统事故，造成了巨大的经济损失和不良的社会影响。其中最为显著的是2 0 0 3 年8月14 曰以北美五大湖为中心的地区大停电事故，包括美国东部的纽约、密歇、俄亥俄、马萨诸塞、康涅狄格、新泽西州北部和新英格兰部分地区，以及加拿大的安大略等地区。这是北美有史以来最大规模的停电事故。停电涉及美国整个东部互联电网，lO O 多个发电厂(包括
31、2 2 个核电厂)、几十条高压输电线停运，损失负荷达6 18 G W h，停电持续时间为2 9 h，波及地域约2 4 0 0 0k m 2。受停电影响的人口约5 0 0 0 万，经济损失达3 0 0 亿美元。这是一起由电网局部故障，扩大到电网稳定破坏，电压崩溃，最后造成电网瓦解，引起大面积停电的严重恶性事故【3】。这些大面积停电多是由非预计负荷而引起的，由于切负荷不果断而扩大。电力系统安全是全局性的问题，涉及到各电压等级的电网，任何局部问题都有可能引起全网性问题。电力系统安全又是全过程的问题，涉及规划、计划、设计、建设和生产运行等各个环节，任何环节中产生的问题，最后都有可能成为事故隐患。我国的
32、电力系统发展的规模仅次于美国，但电网要相对薄弱得多。目前我国经济高速发展，对电力工业的依赖也只益增加，如何有效加强电力系统的安全稳定运行工作，避免恶性事故的发生是当前的主要任务【4 l。电力系统负荷的变化是影响电力系统安全运行的因素之一，负荷的突然大幅度增加或减少都会对电力系统的安全运行带来不良的影响，严重时，将危及系统的安全运行p J。在一定的规划期内，电力系统的负荷水平决定了电力系统发展的规模与速度。这同时也是负荷预测的意义之所在：(1)电能不能大量储存，电能的生产、输送、分配、消费都是同时进行的。进行负荷预测有助于系统人员高效地预估电能的生产、输送、分配以及消费情况，制定经济合理的方案。
33、硕上学位论文(2)负荷预测能够为电网提供电能交换的信息。比如，根据对负荷的预测，确定增加或减少发电容量，从而确定应该从邻网输入容量还是向邻网输出多余的容量。(3)短期负荷预测能对运行中的发电厂的出力要求提出预告，从而可以对发电机组出力变化的情况事先得以估计。(4)对于一个大电网，根据短期负荷预测提供的信息，可以经济合理的安排网内的发电机组的启动与停机，从而可以在要求的安全范围内，保持最小的旋转储备容量。(5)当电网进行计算机在线控制时，根据短期负荷预测提供的信息，还可以实现发电容量的合理调度，满足给定的运行要求，同时使发电成本最小。负荷预测在现代电力系统的安全和经济运行中起着重要作用，是能量管
34、理系统的一个重要模块，也是电力市场技术支持系统的重要组成部分，提高负荷预测技术水平，有利于保持电力系统的安全稳定性；有利于合理安排电网运行方式和机组检修计划；有利于制定合理的电源建设规划；有利于提高电力系统的经济效益和社会效益。其预测水平已经成为衡量一个电力企业是否走向现代化的显著标志之一。尤其在我国电力事业空前发展的今天，电力负荷预测问题的解决已经成为面临的重要而艰巨的任务。对电力应用(如机组最优组合、经济调度、最优潮流)而言，它是非常有用的基础工具，同时也是调度部门每日必需进行的重要工作之一。因此有必要进行有效的负荷预测，在线跟踪负荷的变化情况，以保证能够及时采取必要的措施，来消除负荷变化
35、对电力系统安全的负面影响【6】。电力负荷预测一般可分为长期、中期、短期和超短期四种，它们各有其预测目的和意义。负荷预测又可分为离线预测和在线预测。这主要是对短期和超短期负荷预测而言的。离线预测主要预测几个小时后或者几天的负荷，用于制定系统的开停机计划和机组的发电曲线。在线预测是系统实时运行中可以随时进行的几分钟或者几十分钟内的负荷预测，其目的是在负荷变化时，随时进行机组的经济负荷再分配，也可以用于系统的实时安全稳定分析，以保证系统的安全性【7】。在电力市场环境下，为了更好地满足电力系统运行的需求，保证电力系统稳定、安全、经济地运行，一些新的负荷预测内容逐渐被引入，连续多日负荷曲线预测和扩展短期
36、负荷预测【I，8】逐渐被电力系统研究人员所重视，并开展了积极地研究，同时也取得了显著的成果，逐步走向成熟。在电力市场运营模式下，电力部门不但需要提前一天或多天完成日短期负荷预测，确立日前用电计划(包括购电计划及发电计划)，还需要监视当日负荷计划的执行情况，并在原计划与实际负荷发生严重偏离(3)的情况下，及时完成该日剩余时段负荷的重新预测和计划调整。然而，电力市场下，实时发电计划调整一般需要留2 h 的时间裕度，即电力部门最早只能调整当前时间2 h 后各时间段屯力市场环境下的I U 力系统扩展短期负荷预测研究的负荷计划，因此，调整日负荷计划的需求无法通过超短期负荷预测来完成。短期负荷预测可预测未
37、来1 7 日的负荷，用于水火电分配、水火电协调、机组经济组合、变换功率计划等；超短期负荷预测可预测未来1 6 0 m i n 的负荷，主要用于负荷频率控制、安全监视、预防控制、紧急状态处理等；短期负荷预测和超短期负荷预测都不能满足滚动发电计划所要求的重新预测当日剩余时段负荷的要求，而扩展短期负荷预测方法正好可以满足这种需求。扩展短期负荷预测的主要思想是：利用当前可以获得的最新信息(包括负荷信息、气象信息等)，预测当日当前时刻以后多个小时的负荷。研究表明，由于该方法利用了当日的已知信息进行当天剩余时刻点的负荷预测，其预测精度明显高于常规的日负荷预测。扩展短期负荷预测已成为滚动修改当日发电计划的基
38、础。是滚动发电计划制定的最优负荷预测方法，对未来电力市场发展具有非常重要的作用和意义。扩展短期负荷预测是值得研究和探索的新型负荷预测方法，它的研究对未来电力市场环境下电力系统稳定、安全、经济运行具有深远的意义和作用。1 2 电力市场的研究现状自2 0 世纪8 0 年代以来，世界各国的电力产业掀起了市场化改革浪潮。改革主要内容包括放松对电力企业的管制，并进行产业重构，将传统垂直一体化运行的电力产业分解为发电、输电、配电三个环节，在具有竞争潜质的环节中引人市场机制形成可竞争市场，以期通过市场竞争来实现资源的优化配置，促进电力工业长期持续稳定发展。电力的生产输送有着明显区别于其他工业生产的独特特点。
39、电能不能大量储存，电力的产、供、销、用过程必须同时实现；电力网作为统一不可分割的系统，在整个电力生产经营环节需要保持电网的稳定安全可靠。所以，电力产业如何进行市场化改革，如何构建电力市场的问题，具有十分独特的特点和复杂的过程，有许多具体的问题世界各国至今都还在研究与解决之中，电力市场的研究还处在一个不断探索和发展的阶段。电力市场的本质是竞争，通过竞争实现整个电力工业的资源优化配置。在电力市场竞争的环境中，发电商、电网公司、用户将成为公平交易的平等市场成员，电力及其服务成为商品。这与长期以来形成的一些传统观念，如由于发电、输电、配电、用电同时瞬间完成，电力工业必须垄断经营，无法引入竞争以及电力是
40、公用事业，其产品不具备商品特性等观点形成了鲜明的对照，给现有的电力工业体制及变革带来巨大的冲击与挑战。在我国，电力市场化研究的重点一直在厂网分离、电力企业重组、竞价上网等问题上，对于电力商品特殊性对电力市场制度及其设计的影响、中国电力产业市场化发展路径以及电力市场的规制问题的研究相对较少。因此，对这些问题进硕J：学位论文行深人分析研究是十分必要的。1 我国电力市场的现状(1)厂网分开的现状。我国的电力工业一直以来都由国家垂直一体化垄断经营。2 0 0 2 年1 2 月，国家电力公司被拆分为两大电网公司(国家电网和南方电网)和五大发电集团(即国电、华电、华能、大唐和中电投)，实现了“厂网分开，其
41、目的是把发电环节从整个系统中分离出来，成为独立的发电公司。各发电公司通过竞价上网的方式向用户提供电力产品，改变了以往核定电价的发电定价方式，使得上网电价由发电侧市场决定，形成各发电公司在发电侧市场竞争售电的局面。(2)区域电力市场建设的现状。由于电力市场覆盖范围过大，市场成员众多，因而倾向于建立分层分区的电力市场。2 0 0 3 年8 月，电监会颁发了关于区域电力市场建设的指导意见，选择在东北率先进行试点。并计划用三年左右的时间，初步形成华北、东北、华东、华中、西北、南方等6 大区域电力市场。时至今日，进展并不顺利。其中东北区域电力市场选择两部制上网电价(1 3 的容量电价由国家价格主管部门调
42、整和制定，2 3 的电量电价由市场竞争形成)全电量竞争模式于2 0 0 4 年1 月进入模拟运行，2 0 0 5 年5 月试运行，最后由于平衡账户资金亏损较多而被叫停；华东区域电力市场选择部分电量竞争模式于2 0 0 4 年5 月模拟运行，尽管只模拟不结算，仍然出现了购电成本增高，电网企业亏空的模拟结果。建立统一、开放、竞争、有序的电力市场，是当前电力体制改革的目标。目前我国实施的电力体制改革的政策给电力部门带来强烈的竞争机制，电力部门开始在自身挖潜革新，提高其效率和效益，增强生存和发展能力，同时，使电力用户得到充足、可靠和优质的电力服务，使电价在竞争中尽可能降低，最终使电力用户、电力企业(包
43、括电力投资企业)和社会在电力工业市场化改革的进程中均能获益。1 3 国内外负荷预测的研究现状与发展我国对负荷预测的重视程度经历了一个较长的认识过程：19 7 0 年以来，我国持续面临缺电局面，由于控制用电、控制报装等客观原因，拉闸限电现象严重，同时在计划体制下，负荷预测工作没有受到应有的重视，造成负荷预测的准确度不高，并且对新方法的应用力度不够。进入“九五 以后，随着我国电力市场供需矛盾缓解以及用电结构的变化，拉闸限电明显减少，电力需求增长开始明显放慢，逐步由卖方市场进入了买方市场，局部地区供大于求，甚至出现了供电负增长，电力发展由资源约束转向了需求约束。19 9 8 年，全社会用电同比增长只
44、有2 8。19 9 9 年，用电增长呈恢复态势，主要是由于工业用电的强劲恢复。从2 0 0 3电力市场环境下的电力系统扩展短期负荷预测研究年开始，随着我国经济的迅猛发展，开始出现一定程度的缺电现象。在市场机制下，对负荷预测的重要性和迫切性提到了新的高度，同时也对负荷预测的精度提出了更高的要求。从发展的角度来看，负荷预测也是我国实现电力市场的必备条件，具有重要的理论意义和实用价值。由于电力系统短期负荷预测在电力系统调度自动化系统中的重要地位，所以一直是工程技术人员的研究重点之一。在长期的实践中，为了找到使用方便、计算精度高、计算速度快的预测方法，国内外许多学者对负荷预测问题进行了深入广泛的研究，
45、相继提出了很多种有效的预测算法，这些传统的方法大致可分为两大类：一类是以时间序列法为代表的预测方法，另一类是以人工神经网络为代表的人工智能方法。第一种方法中主要有时间序列法、多元线性回归法及傅立叶展开法等，又可以细分为参数与非参数两个类别。人工智能方法中主要有专家系统法、模糊逻辑法、人工神经网络法、小波分析法及支持向量机法等j。随着电力系统对国民经济影响的日益加深，预测精度已经渐渐的不能够满足要求，各种基本预测方法的不足之处也越发明显，于是多种基于不同预测原理的改进预测方法相继出现，例如：改进的神经网络模型、改进的卡尔曼滤波法等。这些方法在一定程度上改善了原有方法的弊端，使预测精度有了不同程度
46、的提高，但是由于其算法本身的限制，在精度方面仍然有待提高。组合预测方法也在近年来迅速发展，在负荷预测中得到了广泛的使用，出现了多种不同预测方法的组合预测方法，并在实际应用中取得了很好的效果。组合预测方法是建立在最大信息利用基础上，它集结了多种单一模型所包含的各部分信息，进行最优组合。因此，在大多数情况下，通过组合预测可以达到改善预测结果的目的。负荷预测在经历了开始、应用和发展各阶段直到今天，形成了现代的负荷预测分析思路、现代的负荷预测方法和技术等较为成熟的负荷预测经验和负荷预测方向，也就是说，形成了现代负荷预测的特征。了解和掌握这些特征，对研究和应用负荷预测技术很有帮助。现代负荷预测有以下几个
47、明显的特征1 9】：(1)预测定量化的特征当前电力负荷预测的结果越来越要求定量化表示，这就要求在未来的负荷预测中，不仅给出概括性的描述，更重要的是给出详细的数字化量级说明。信息时代的到来，电力行业对未来的关心，已远远不满足于定性的了解，更加要求有确切的数量和时间的概念，即要求负荷预测的数量化。另外，定量化的负荷预测越来越多地借助于数学方法，这是信息时代决定的准确量化的要求I l。(2)面对数据分析的特征从预测的发展趋势看，今后的预测方法会越来越多地建立在拥有大量的信息数据的基础上。这包含两方面内容：一方面是信息时代的发展，数据通信和采集硕上学位论文手段的现代化，使得负荷信息数据量大；另一方面，
48、由于信息不全面或其它因素，使得许多数据的可靠性和正确性值得怀疑，而数学模型首先要求初始的信息数据必须正确，这使得必须首先对负荷数据进行必要的分析和处理，然后再使用。(3)定量与定性预测结合的特征由于电力负荷预测变化的复杂性，有时候仅使用定量分析难于进行全面的预测，当预测结果与实际情况接近时，定量预测可以起到良好的效果，但当预测结果与实际情况差别较大而所用的模型方法又正确时，就必须对负荷预测做定性分析，必要时对原始数据进行分析处理，然后进行定量预测。进行负荷预测，必须进行定性与定量的两种预测分析，二者缺一不可。(4)重视预测效益和质量的特征预测效益是指通过负荷预测可能带来的效益，预测质量即通常所
49、说的预测效果。重视预测效益和质量也是现代负荷预测的一个重要特征，是电力进入市场和社会发展的动力。(5)动态特征动态预测特征指的是预测的短期化、经常化和模型自适应化。预测期越短，精度越高，越有利于模型的动态特征。经常化和模型自适应化是相互联系的，一方面人们充分认识到了负荷预测的重要特征，需要频繁地做预测分析；另一方面，不断吸收新的信息数据可以及时发现预测方法或模型的不足之处并加以调整。(6)组合预测的特征组合预测是指两种以上模型和方法的运用，包括定性与定量的两种方法的组合。由于各种预测方法都有它的适应范围和局限，组合预测兼有多种方法的长处，因而可以得到较为可靠和精确的预测结果，对于较为复杂的预测
50、项目或对象，采用组合预测的方法可以取得意想不到的成果。(7)应用非线性预测的特征现代负荷预测的一个基本问题是对非线性动态复杂系统的探索。负荷预测系统中包含大量的元素，呈现多层次结构，内部相互关联，与外界环境相互制约，形成开放性系统，输入输出之间并不满足许多一般方法中的线性关系。人工神经网络方法的应用，神经网络所具有的非线性变化和高度的并行处理能力，对呈现非线性动态关系的系统预测提供了帮助。(8)向智能化预测技术发展的特征由于计算机软硬件技术的发展和成熟，负荷预测技术也向着智能化的方向发展，这也是目前预测技术研究的前沿课题。智能化的预测技术包括两方面的内容：一是预测方法选取的智能化；二是预测过程