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考虑温度累积效应的短期地区负荷预测研究

考虑温度累积效应的短期地区负荷预测研究

作者：谢文龙重庆理工大学

学位级别：硕士

电力系统短期负荷预测对于确保电力系统的安全、经济和可靠运行至关重要。作为电力系统规划与运行的基础,准确的短期负荷预测能够为电力调度提供重要依据,有助于实现电能的供需平衡,降低系统的备用容量需求,从而提高电力系统的经济性。... 详细信息

电力系统短期负荷预测对于确保电力系统的安全、经济和可靠运行至关重要。作为电力系统规划与运行的基础,准确的短期负荷预测能够为电力调度提供重要依据,有助于实现电能的供需平衡,降低系统的备用容量需求,从而提高电力系统的经济性。同时,精确的负荷预测还能够及时发现潜在的电力短缺风险,为采取相应措施提供充足的时间窗口,从而确保电力系统的安全稳定运行。因此,深入研究电力系统短期负荷预测方法,提高预测精度和可靠性,对于保障电力系统的安全、经济和可靠运行具有十分重要的意义。如果对于负荷数据处理、气象特征影响、预测模型性能以及对模型可解释性分析的研究不足,将会极大影响负荷预测的预测精度和可靠性。鉴于此,本文从数据处理和模型优化两个层面展开研究,提出针对性解决办法,提高预测方法的预测精度和可靠性。主要进行了以下几方面的研究。（1）在数据预处理层面,针对电力负荷数据的复杂性和不确定性,提出了基于变分模态分解、排列熵和考虑温度累积效应的数据处理方法。首先,考虑到不同的季节负荷变化之间有差异,将电力负荷等分成四个季节的数据集;其次,通过引入变分模态分解（variational mode decomposition,VMD）算法,将复杂的负荷数据分解为多个相对简单的模态,降低了数据的非线性程度;随后,计算排列熵（permutation entropy,PE）对模态进行合并与重组,进一步挖掘了负荷数据中的隐藏信息,并降低预测建模难度;然后,使用皮尔逊相关性系数和最大互信息系数共同分析,从10项气象特征里筛选得到与负荷关联最大的三个特征;同时,考虑到温度累积效应对电力负荷的显著影响,提出了相应的温度修正方法并替换真实温度形成输入特征集。最后,将处理后的负荷序列和所选输入特征代入基础的预测模型进行对比实验。实验结果表明,相比于未处理过负荷序列以及未考虑温度累积效应的输入特征,本文所提出的数据处理方法在其余基础预测模型的对比中取得了最好的预测效果。（2）在预测模型层面,本文针对负荷数据复杂、非线性度高等特点以及预测模型参数选择困难、机器学习可解释性差等问题,提出了基于改进鹈鹕优化算法（improved pelican optimization algorithm,IPOA）优化的XGBoost可解释负荷预测模型。通过引入Logistic混沌映射、融合柯西变异和反向学习等策略,成功提升了IPOA算法的全局寻优能力和收敛速度。将优化后的IPOA算法与XGBoost模型相结合,显著提高了预测模型的精度和稳定性。经本文提出数据处理方法的负荷序列以及输入特征代入IPOA-XGBoost预测模型与其他优化算法优化的XGBoost预测模型进行对比实验。实验结果表明,本文所提出的预测模型效果最好,其误差小,E 接近1,拟合精度高。其中,夏季期间与鲸鱼优化算法优化的XGBoost模型相比,本文方法的E和E分别下降了56.0%和161.275k W。此外,为解决模型的黑箱性质问题,本文还引入了沙普利（shapley additive explanations,SHAP）模型,该方法能够清晰量化特征对负荷预测的影响,为预测结果提供了可靠的解释性。同时,SHAP模型的应用进一步增强了预测结果的可解释性,为决策者和操作人员提供了更为直观和全面的信息支持。

关键词：短期负荷预测变分模态分解改进鹈鹕优化算法温度累积效应极限梯度提升沙普利可解释性分析

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燃气日负荷预测中温度累积效应的分析

煤气与热力 2024年第7期44卷 1-6页

作者：徐鹏张飞龙杜景勃郑小兵北京建筑大学供热、供燃气、通风及空调工程北京市重点实验室北京100044 北京建筑大学燃气研究中心北京100044 北京市设备安装工程集团有限公司北京100023

分析历史燃气日负荷与气温之间的关系,研究温度累积效应影响燃气日负荷的特点。基于温度累积效应提出了用于燃气日负荷预测的气温修正模型。根据相关性原理,提出界限温度和最大影响累积时间的求解方法,通过求解温度累积效应系数,对气温... 详细信息

分析历史燃气日负荷与气温之间的关系,研究温度累积效应影响燃气日负荷的特点。基于温度累积效应提出了用于燃气日负荷预测的气温修正模型。根据相关性原理,提出界限温度和最大影响累积时间的求解方法,通过求解温度累积效应系数,对气温进行修正。经过气温修正,预测日负荷与实际燃气日负荷的最大相对误差降低,平均绝对百分比误差也降低,说明基于温度累积效应对气温进行修正的方法能够有效提高燃气日负荷预测精度。

关键词：温度累积效应短期负荷预测燃气日负荷预测修正温度 BP神经网络

基于温度累积效应的湖北省负荷及电量对气温的敏感性分析

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湖北电力 2015年第10期39卷 29-32页

作者：童雅芳丁珩黄泽琦周小兵国网湖北省电力公司经济技术研究院湖北武汉430077 国网湖北省电力公司电力科学研究院湖北武汉430077

本文分析了湖北电网2014年夏季气温与最大负荷及日用电量之间的关系,在阐述温度累积效应成因基础上,提出温度累积效应修正公式,计算2014年修正后一度温升负荷差及电量差。实例表明:所提出的温度累积修正公式有助于还原温度与负荷及日用... 详细信息

本文分析了湖北电网2014年夏季气温与最大负荷及日用电量之间的关系,在阐述温度累积效应成因基础上,提出温度累积效应修正公式,计算2014年修正后一度温升负荷差及电量差。实例表明:所提出的温度累积修正公式有助于还原温度与负荷及日用电量的真实相关性,可为负荷预测提供更为有价值的参考。

关键词：敏感性分析温度累积效应日用电量负荷预测相关系数

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基于改进回归模型的电网降温负荷预测

控制工程 2023年第3期30卷 513-519页

作者：张航杨靖李昊霖贵州大学电气工程学院贵州贵阳550025

随着科技的发展,人们的生活质量不断提高,与此同时对用电的需求也越来越高。空调等降温设备的大量使用,使降温负荷对电力系统安全经济运行的影响更加明显。以安阳市区配电网的历史负荷和气温数据为基础,利用灰色系统GM(1,1)模型预测出... 详细信息

随着科技的发展,人们的生活质量不断提高,与此同时对用电的需求也越来越高。空调等降温设备的大量使用,使降温负荷对电力系统安全经济运行的影响更加明显。以安阳市区配电网的历史负荷和气温数据为基础,利用灰色系统GM(1,1)模型预测出电网夏季的日基准负荷曲线。建立了日降温负荷与温度之间关系的一次回归模型、二次回归模型和分段回归模型,进行日降温负荷预测。考虑到温度累积效应的影响,对分段回归模型进行了修正和改进。经过验证优化后的模型进一步提高了预测精度,为准确预测夏季日高峰负荷提供了依据。

关键词：降温负荷 GM(1 1) 温度回归模型温度累积效应

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激光直接制造金属零件过程的闭环控制研究

应用激光 2002年第2期22卷 172-176页

作者：宁国庆钟敏霖杨林刘文今陈艳霞李凤生清华大学机械系激光加工研究中心

对激光直接制造金属零件过程中熔池温度和熔覆层厚度的变化进行了研究,指出对确定的材料,当激光功率增大到一定值时,熔池内的金属溶液大多已达到了热饱和,温度累积效应并不显著,熔池温度基本保持平稳,而在制造过程中若零件由于工艺不稳... 详细信息

对激光直接制造金属零件过程中熔池温度和熔覆层厚度的变化进行了研究,指出对确定的材料,当激光功率增大到一定值时,熔池内的金属溶液大多已达到了热饱和,温度累积效应并不显著,熔池温度基本保持平稳,而在制造过程中若零件由于工艺不稳定而产生凹凸点,在多次层叠制造后,凹处越凹、凸处越凸,严重影响零件的制造精度。所以通过传感器来直接监测金属零件的熔覆高度,进而通过控制送粉量来保证制造过程中熔覆高度的稳定性比起温度控制来更具有实际意义。提出了熔覆高度的检测方案,并对送粉量的闭环控制系统进行了研究,对送粉量的时间延迟提出了相应的对策。结果表明对熔覆层高度的检测和对送粉量的调节能够提高激光直接制造过程的稳定性和制造精度。

关键词：激光直接制造温度累积效应熔覆高度闭环控制系统金属零件

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夏季日最大降温负荷的估算和预测方法

电力系统保护与控制 2016年第5期44卷 75-81页

作者：刘思捷张海鹏林舜江刘明波李嘉龙王一孙谦广东电网公司电力调度控制中心广东广州510600 华南理工大学电力学院广东广州510640

随着空调等降温设备的大量使用,降温负荷对电力系统安全经济运行的影响越来越显著。以广州市的历史负荷和气温数据为基础,分析了广州市夏季降温负荷与气温之间相关性。首先,考虑到夏季基准负荷逐日的增长量,提出利用灰色系统GM(1,1)模... 详细信息

随着空调等降温设备的大量使用,降温负荷对电力系统安全经济运行的影响越来越显著。以广州市的历史负荷和气温数据为基础,分析了广州市夏季降温负荷与气温之间相关性。首先,考虑到夏季基准负荷逐日的增长量,提出利用灰色系统GM(1,1)模型预测出电网夏季的日基准负荷曲线,进而准确剥离出夏季的日降温负荷曲线,并分析了日降温负荷曲线的"W"型变化特征。其次,基于日最大降温负荷与日最高温度的相关性分析,建立了日最大降温负荷与日最高温度之间关系的分段回归模型,并对日最大降温负荷进行预测。最后考虑温度累积效应的影响,对分段回归模型进行了修正,进一步提高了预测精度,从而为准确预测电网夏季日高峰负荷提供依据。

关键词：降温负荷 GM(1,1)模型相关性分析分段回归模型温度累积效应

考虑温度-负荷相关性的调温负荷曲线拟合方法研究

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电网与清洁能源 2021年第4期37卷 8-14页

作者：刘文霞胡江吴方权何向刚唐学用贵州电网有限责任公司电网规划研究中心贵州贵阳550003 贵州电网有限责任公司信息中心贵州贵阳550003

根据调温负荷与温度的相关性,分别采用一元二次函数、一元三次函数进行温度-调温负荷曲线拟合,并采用二元二次函数拟合调温曲线以分析考虑温度累积效应后采暖电负荷受气温影响的情况。最后提出了温度-调温负荷灵敏度量化温度对调温负荷... 详细信息

根据调温负荷与温度的相关性,分别采用一元二次函数、一元三次函数进行温度-调温负荷曲线拟合,并采用二元二次函数拟合调温曲线以分析考虑温度累积效应后采暖电负荷受气温影响的情况。最后提出了温度-调温负荷灵敏度量化温度对调温负荷的影响程度。以贵州省多年历史负荷数据及气温数据为样本,计算调温负荷曲线,拟合该地区温度-调温负荷曲线,为电网规划及调度运行提供负荷特性、负荷预测计算工程实用方法。

关键词：调温负荷温度-负荷相关度多元非线性回归温度-调温负荷灵敏度温度累积效应

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考虑实时气象因素的短期负荷预测

考虑实时气象因素的短期负荷预测

作者：胡长洪浙江大学

学位级别：硕士

电力系统短期负荷预测是电力系统运行调度中一项非常重要的内容,是电力市场的重要组成部分,是电力系统安全、经济、可靠运行的前提和基础。负荷预测精度会直接影响到电力系统的经济效应,因此,如何提高负荷预测水平一直是国内外研究的热... 详细信息

电力系统短期负荷预测是电力系统运行调度中一项非常重要的内容,是电力市场的重要组成部分,是电力系统安全、经济、可靠运行的前提和基础。负荷预测精度会直接影响到电力系统的经济效应,因此,如何提高负荷预测水平一直是国内外研究的热点。研究表明,在众多影响因素中,气象因素对电力负荷的影响最为显著。因此,研究气象因素对负荷的影响规律,建立合适的预测模型是提高预测精度的关键。本文首先对杭州地区的负荷特性进行分析,研究了负荷的周期性变化规律,并初步探讨了实时温度、湿度因素对电力负荷影响。接着本文通过对人工神经网络的研究分析,分别以各气象因素、人体舒适度指数和温湿指数为输入,建立了三个BP神经网络模型,并且采用三种优化改进算法进行负荷预测。通过比较,最终选择了以温湿指数作为输入,采用有动量和自适应学习速率的梯度下降法建立预测模型。通过预测实例,证明了该方法的高精度性和快速性。在以上研究的基础上,通过对夏季高温期气象敏感负荷与实时温度、湿度的相关性分析,本文提出将温度累积效应对负荷的影响,分为日内温度累积效应和多日温度累积效应两部分进行处理的新思路。并结合对神经网络拟合的气象敏感负荷与温度、湿度的关系曲线的研究分析,建立了基于温度累积效应修正和湿度修正的多元回归预测模型。最后通过对杭州地区2007年8月份的负荷进行预测,证明了该方法能够有效提高预测精度。

关键词：短期负荷预测实时气象因素温度累积效应气象敏感负荷人工神经网络

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夏季城市负荷的特性分析及负荷分类研究

电工电气 2012年第8期 5-9页

作者：吉露露武彦浩吴允清顾慧彬东南大学电气工程学院江苏南京210096 寿宁县供电公司福建宁德352100 南京磐能电力科技股份有限公司江苏南京210061

通过负荷实测数据研究其负荷特性,并进一步进行负荷分类是开展负荷模型实用化研究的首要问题。根据南京市32个变电站7月份的实测数据,以莫愁湖变跟殷巷变作为典型负荷,研究夏季高温时负荷对于气温的敏感度。考虑温度累计效应,建立了更... 详细信息

通过负荷实测数据研究其负荷特性,并进一步进行负荷分类是开展负荷模型实用化研究的首要问题。根据南京市32个变电站7月份的实测数据,以莫愁湖变跟殷巷变作为典型负荷,研究夏季高温时负荷对于气温的敏感度。考虑温度累计效应,建立了更加精确的模型,在此基础上,以32个变电站各自的负荷随温度波动性为其负荷特性,利用模糊C均值聚类算法对其进行分类。结果表明该算法具有较好的聚类性能,具有重要的理论和应用价值。

关键词：负荷特性相关性分析温度累积效应模糊C均值聚类