基于灰色理论的地级市电网规划中电量预测研究

杨钦超　黄俊臣　王记伟（.国网河南省电力公司三门峡供电公司，河南三门峡 47000；.河南豫电电力建设监理有限公司，河南郑州 450000）

基于灰色理论的地级市电网规划中电量预测研究

杨钦超1黄俊臣2王记伟2
（1.国网河南省电力公司三门峡供电公司，河南三门峡 472000；2.河南豫电电力建设监理有限公司，河南郑州 450000）

电力负荷预测在地区电网规划和安全运行中扮演着重要的角色，随着电力市场的不断发展，影响电力负荷的因素变得具有不确定性、复杂性等特点，所以，提高电网负荷预测准确率成为电网运行的重要研究课题。本文结合灰色预测理论知识和地市近几年的用电量情况，建立了合理的电量预测模型，并经过认真计算得出结果，对模型的精度进行了检验，结果表明：所建立的灰色预测模型适合该地区的电量预测。

灰色理论 GM（1，1） 电量预测 电网规划

1　引言

对于地级市供电系统规划而言，进行地区中长期电量负荷预测有极其重要的意义，因为要布置地市未来变电站数量、容量大小都需要该地区的电量或者用电负荷来决定。负荷预测的准确与否，直接关系到用电需求平衡、供电可靠性以及地区电力系统的社会和经济效益。为此，人们运用许多理论提出了多种负荷预测方法，有产值单耗法、大用户法、弹性系数法、一元线性回归法、灰色模型预测法、RBF神经网络法等，这些负荷预测方法各有优缺点和适用范围，对于不同的地区负荷类型应该选用合适的方法模型［1］。本文选用基于灰色理论的GM（1，1）模型，对地市级的电量预测进行研究。

2　灰色预测模型

2.1灰色理论概述

灰色系统是客观世界普遍存在的一种物质运动形式，它和运动性一样，是物质存在的一种根本属性。

灰色系统是指“部分信息已知，部分信息未知”的“小样本”，“贫信息”的不确定性系统，它通过对“部分”已知信息的生成、开发去了解、认识现实世界，实现对系统运行行为和演化规律的正确把握和描述［2］。

灰色数列预测是指利用动态GM模型，对系统的时间序列进行数量大小的预测，即对系统的主行为特征量或某项指标，发展变化到未来特定时刻出现的数值进行预测。

2.2GM（1，1）模型

GM（1，1）的白微分方程模型为

2.3模型检验

模型选定之后，一定要经过检验才能判定其是否合理，只有通过检验的模型才能用作预测，灰色模型的检验一般有三种方法：相对误差大小检验法、关联度检验法、后验差检验法。本文主要讨论后验差检验法。

指标c和p是后验差检验的两个重要指标，指标c越小越好，C越小表示S1大而S2越小；S1大表示原始数据方差大，即原始数据离散程度大；S2小表示残方差小，即残差离散程度小；C小就表明尽管原始数据很离散，而模型所得值与实际值之差并不太离散。

指标p越大越好，p越大，表明残差与残差平均值之差小于给定值0.6745S1的点较多，即拟合值（或预测值）分布比较均匀。

3　电量预测模型

本文以中部某地级市的05到14年的电量作为原始数据进行灰色建模，根据上文GM（1，1）模型，可以得到该地级市的电量预测模型（表1）。

表1　中部某地级市2005—2014实际用电量　单位：年，亿千瓦时

利用灰色理论GM（1，1）模型可得该地区的电量预测模型为：

经计算，后验差比值为C= 0.11<0.35；小误差概率为p=1> 0.95；所以，此电量GM（1，1）预测模型精度属于1级（好）。

4　结语

由本文的实验表明，运用GM（1，1）模型可以较准确的预测地区的中长期电力电量负荷，可以为地区电力规划提供必要的理论依据，确保地区电力供应与电力需求平衡，保证电网规划顺利进行。

［1］杨腾栋，彭志炜.电力负荷预测常用方法的分析及应用［J］.交流与探讨主，2006（9）.

［2］刘思峰，杨英杰，吴利丰，等.灰色系统理论及其应用（第七版）［M］.北京：科学出版社，2014-06-01.

［3］吴义纯，李瑞君，李淼.基于Matlab的县网中长期负荷预测的实现与应用［J］.计算机技术与发展，2012（12）.

［4］徐金明.Matlab实用教程［M］.北京：清华大学出版社，2005.