一种含多源电网中长期负荷预测方法技术

本发明专利技术属于电力系统中长期负荷预测领域，特别涉及一种含多源电网中长期负荷预测装置及方法。它是在装置箱内设有双CPU单元、GPRS通信单元、存储单元、人机交互单元和电源单元；其中，双CPU单元分别与GPRS通信单元、人机交互单元、电源单元、存储单元相连接；并通过电源单元供电。本发明专利技术能客观地反映各因素与预测结果的关系，建立高维特征空间；从中提取并组合优化出最具有判别能力的低维特征，最大化避免产生过度学习，提高算法效率，使负荷预测过程更加快速有效，利于提高含多源电网中长期负荷预测准确度，进而调整该电网中各个发电区域的配合，进行电网潮流调度，使该地区电网的总体发电水平能够支撑未来地区负荷的总体需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统中长期负荷预测领域，特别涉及一种含多源电网中长期负荷预测装置及方法。
技术介绍
目前，我国处于大力发展新能源阶段，网架处于快速发展建设期，电网负荷需求总量是城市电网规划的基础工作,它决定了未来城市对电力的需求量和未来城市电网的供电容量,其精度的高低直接影响着电网规划质量的优劣。因此，负荷需求总量的预测成为电网建设中的主要环节之一。现有技术多采用基于学习训练的预测方法来预测电网在某一时期的负荷需求总量，然而，目前所采用的方法普遍存在预测不准确的问题。这一类预测方法中，核心环节是学习器的训练，为了保证预测的计算速度，多采用弱分类的方法构造学习器，而弱分类器对于样本特征的分类可能存在错误的判断，造成错误学习。由于中长期负荷需求受到电网运行方式、电源组成、负荷类型、地区经济发展程度、行政规划等等诸多因素影响，其因素特征普遍缺乏显著性与规律性，导致目前的诸多预测方法错误学习情况比较严重，并不能准确地适用于中长期负荷需求预测问题。截止目前，对于中长期负荷预测问题主要采用智能学习算法、灰色系统理论、专家系统、支持向量机等方法，没有针对考虑大量新能源接入电网的预测方法和独立装置，仅仅将大量历史数据进行无差别化输入计算，没有对指定电网(含多源电网)中中长期负荷预测影响因素进行分析甄选，结果误差大，可信度低。同时，由于中长期负荷预测计算所需基础数据量大，电网规划部门获取预测结果工作量繁重，因此设计出针对考虑大量新能源接入电网的含多源电网中长期负荷预测方法和装置的工作显得极其重要。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种含多源电网中长期负荷预测装置及方法。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种含多源电网中长期负荷预测装置，是在装置箱内设有双CPU单元、GPRS通信单元、存储单元、人机交互单元和电源单元；其中，双CPU单元分别与GPRS通信单元、人机交互单元、电源单元、存储单元相连接；并通过电源单元供电。所述的人机交互单元：用于获取地区经济类数据和气象数据，其中，经济类数据包括： 人口总数、第二产业总值、国民生产总值、居民消费水平和平均电价；气象数据包括：年平均日照时间，年平均风速；所述的双CPU单元：用于将总人口数、第二产业总值、国民生产总值、居民消费水平、平均电价、新能源实际投产量、新能源新增投产量、年平均日照时间、年平均风速、当年负荷峰值、当年负荷谷值、全年用电总量这些地区因素进行影响强度分析，挖掘不同年份、不同类型的数据之间的关系，对当年的某地区电网的全年负荷需求总值进行预测；所述的GPRS通信单元：用于从调度中心获取新能源投机投产量、新能源新增投产量、当年负荷峰值、当年负荷谷值、全年用电总量这些运行数据，并输入至双CPU单元进行计算；所述的调度中心，即电网调度中心数据服务器，为预测装置提供新能源实际投产量、新能源新增投产量、当年负荷峰值、当年负荷谷值、全年用电总量这些电网运行历史数据，并获取该地区负荷预测结果数据；所述的存储单元：用于将总人口数、第二产业总值、国民生产总值、居民消费水平、平均电价、新能源实际投产量、新能源新增投产量、年平均日照时间、年平均风速、当年负荷峰值、当年负荷谷值、全年用电总量这些地区因素历史数据和地区负荷预测结果数据进行归总编辑，制作数据报表。所述的双CPU单元包括ARM嵌入式微控制器和DSP处理器；所述的GPRS通信单元采用两路RS485电路，以SP485R芯片作为收发器；所述的GPRS通信单元中还设置有滤波分压抗扰电路，所述的滤波分压抗扰电路进一步包括：由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、构成的抗扰整流桥电路；二极管D1和二极管D2的连接点，与二极管D3和二极管D4的连接点之间并联连接滤波电感L1、滤波电容C3；分压电阻R7、分压电阻R8和稳压电容C1呈角型连接，且分压电阻R8和稳压电容C1的连接点处与二极管D2、二极管D4的连接点处相连；分压电阻R7和稳压电容C1的连接点处串联二极管D5和共模电感滤波器ZJYS51；二极管D5和ZJYS51之间连接电阻C4的一端，电阻C4的另一端接地；分压电阻R7、分压电阻R8的连接点处串联连接分压电阻R9，同时在分压电阻R9上并联稳压电容C2。所述的ARM嵌入式微控制器的输入输出端连接人机交互单元，其输出端连接DSP处理器；所述的人机交互单元包括按键和液晶显示屏；所述的按键连接ARM嵌入式微控制器的第一输入输出端，所述的液晶显示屏连接ARM嵌入式微控制器的第二输入输出端。一种含多源电网中长期负荷预测方法，利用权利要求1所述的一种含多源电网中长期负荷预测装置实现，包括如下步骤：步骤1，按年份选取地区因素历史数据以及电网负荷需求实测值作为数据样本；步骤2：结合步骤1中的数据，通过挖掘不同年份、不同类型的数据之间关系，寻找地区 因素样本对于负荷需求实测值的样本权重，用于确定不同年份的地区因素对于电网负荷需求的影响程度；步骤3：采用基于线性映射的预测算法，用于对当年的某地区电网的全年负荷需求总值进行预测；步骤4：根据实际区域电网的地区因数，利用步骤3确定的回归方程，计算该区域电网的负荷需求总值，利用该复合需求总值，来调整该电网中各个发电区域的配合，进行电网潮流调度，使该地区电网的总体发电水平能够支撑未来地区负荷的总体需要。所述的步骤1，按年份选取地区因素历史数据以及电网负荷需求实测值作为数据样本；首先，确定要预测电网负荷需求的年份；然后，在确定了该年份之后，选取在该年份之前、至少5年内各个年份中该区域因素的历史数据以及与该年、该地区对应的电网负荷需求实测值；所述的地区因素历史数据包括如下12项数据：总人口数，第二产业总值，国民生产总值，居民消费水平，平均电价，新能源实际投产量，新能源新增投产量，年平均日照时间，年平均风速，当年负荷峰值，当年负荷谷值，全年用电总量。所述的步骤2：结合步骤1中的12项数据，通过挖掘不同年份、不同类型的数据之间关系，寻找地区因素样本对于负荷需求实测值的样本权重，用于确定不同年份的地区因素对于电网负荷需求的影响程度；其中对权重的计算，具体步骤如下：(1)构建层次结构，所述的层次结构由三层组成，具体为：目标层：为该地区待预测电网负荷需求年份之前、至少5年内各个年份对应的电网负荷需求实测值；不同年份分别设立目标层；准则层：以目标层的年份为基础，取该年份之前、至少3年的年份，形成样本权重年份；各目标层确定各自的样本权重年份，分别构成各自的准则层；方案层：根据准则层确定的年份，计算在该年份下各个地区因素历史数据在相同负荷需求实测值变化下的变化灵敏度；各方案层确定不同地区因素各自的变化灵敏度，分别构成方案层；(2)对不同的层次内的数据进行规范化处理，具体为：目标层：目标层代表要解决的问题，其数据不需规范化处理；准则层：采用标度量化准则进行规范化处理；方案层：首先，对于方案层的各项按照准则层所确定的不同年份分别进行规范化处理，即归一化处理；然后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含多源电网中长期负荷预测装置，其特征在于：装置箱内设有双CPU单元(1)、GPRS通信单元(2)、存储单元(3)、人机交互单元(4)和电源单元；其中，双CPU单元分别与GPRS通信单元、人机交互单元、电源单元、存储单元相连接；并通过电源单元供电。

【技术特征摘要】
1.一种含多源电网中长期负荷预测装置，其特征在于：装置箱内设有双CPU单元(1)、GPRS通信单元(2)、存储单元(3)、人机交互单元(4)和电源单元；其中，双CPU单元分别与GPRS通信单元、人机交互单元、电源单元、存储单元相连接；并通过电源单元供电。
2.根据权利要求1所述的一种含多源电网中长期负荷预测装置，其特征在于：所述的人机交互单元(4)：用于获取地区经济类数据和气象数据，其中，经济类数据包括：人口总数、第二产业总值、国民生产总值、居民消费水平和平均电价；气象数据包括：年平均日照时间，年平均风速；
所述的双CPU单元(1)：用于将总人口数、第二产业总值、国民生产总值、居民消费水平、平均电价、新能源实际投产量、新能源新增投产量、年平均日照时间、年平均风速、当年负荷峰值、当年负荷谷值、全年用电总量这些地区因素进行影响强度分析，挖掘不同年份、不同类型的数据之间的关系，对当年的某地区电网的全年负荷需求总值进行预测；
所述的GPRS通信单元(2)：用于从调度中心获取新能源投机投产量、新能源新增投产量、当年负荷峰值、当年负荷谷值、全年用电总量这些运行数据，并输入至双CPU单元进行计算；所述的调度中心，即电网调度中心数据服务器，为预测装置提供新能源实际投产量、新能源新增投产量、当年负荷峰值、当年负荷谷值、全年用电总量这些电网运行历史数据，并获取该地区负荷预测结果数据；
所述的存储单元(3)：用于将总人口数、第二产业总值、国民生产总值、居民消费水平、平均电价、新能源实际投产量、新能源新增投产量、年平均日照时间、年平均风速、当年负荷峰值、当年负荷谷值、全年用电总量这些地区因素历史数据和地区负荷预测结果数据进行归总编辑，制作数据报表。
3.根据权利要求1所述的一种含多源电网中长期负荷预测装置，其特征在于：所述的双CPU单元包括ARM嵌入式微控制器和DSP处理器；所述的GPRS通信单元(2)采用两路RS485电路(7)，以SP485R芯片作为收发器；所述的GPRS通信单元中还设置有滤波分压抗扰电路，所述的滤波分压抗扰电路进一步包括：由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、构成的抗扰整流桥电路；二极管D1和二极管D2的连接点，与二极管D3和二极管D4的连接点之间并联连接滤波电感L1、滤波电容C3；
分压电阻R7、分压电阻R8和稳压电容C1呈角型连接，且分压电阻R8和稳压电容C1的连接点处与二极管D2、二极管D4的连接点处相连；
分压电阻R7和稳压电容C1的连接点处串联二极管D5和共模电感滤波器ZJYS51；
二极管D5和ZJYS51之间连接电阻C4的一端，电阻C4的另一端接地；
分压电阻R7、分压电阻R8的连接点处串联连接分压电阻R9，同时在分压电阻R9上并联稳 压电容C2。
4.根据权利要求1所述的一种含多源电网中长期负荷预测装置，其特征在于：所述的ARM嵌入式微控制器的输入输出端连接人机交互单元，其输出端连接DSP处理器；
所述的人机交互单元包括按键和液晶显示屏；所述的按键连接ARM嵌入式微控制器的第一输入输出端，所述的液晶显示屏连接ARM嵌入式微控制器的第二输入输出端。
5.一种含多源电网中长期负荷预测方法，利用权利要求1所述的一种含多源电网中长期负荷预测装置实现，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1，按年份选取地区因素历史数据以及电网负荷需求实测值作为数据样本；
步骤2：结合步骤1中的数据，通过挖掘不同年份、不同类型的数据之间关系，寻找地区因素样本对于负荷需求实测值的样本权重，用于确定不同年份的地区因素对于电网负荷需求的影响程度；
步骤3：采用基于线性映射的预测算法，用于对当年的某地区电网的全年负荷需求总值进行预测；
步骤4：根据实际区域电网的地区因数，利用步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明理，吴冠男，徐建源，张子信，宋卓然，梁毅，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11