考虑路径跟踪和灾情风险评判的台风日短期负荷预测方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑路径跟踪和灾情风险评判的台风日短期负荷预测方法，包括如下步骤：1.通过通讯网络采集台风日短期负荷预测所需的台风实时信息和调度区域内各市的历史负荷数据及气象数据；2.判断城市电网是否受到台风影响；3.若受到台风影响，则构建台风灾情风险评估模型对台风灾情强度进行定级；根据台风灾情强度级数的评判结果，构建台风负荷预测模型；4.构建各市电网的基础负荷预测模型；5.叠加得到台风期间最终负荷预测结果；6.进行校正和修正得到最终台风期间96点负荷预测曲线；7.实时更新修正台风相关信息和气象数据，实时修正96点负荷预测曲线。本发明专利技术通过研究受到台风影响城市的负荷损失量，提高台风负荷预测的准确率。

Short term load forecasting method of typhoon based on path tracking and disaster risk assessment

The invention discloses a prediction method considering the path tracking and disaster risk assessment of Typhoon on short-term load, which comprises the following steps: Typhoon real-time information and scheduling region 1. through the communication network acquisition on short-term load forecasting of typhoon to cities in the historical load data and meteorological data; judging whether the 2. city power grid affected by the typhoon; 3. if the affected by the typhoon, the typhoon disaster risk assessment model is built for grading on the strength of the typhoon disaster; according to the intensity of the typhoon disaster series evaluation results, build prediction model of typhoon load; 4. cities power grid construction based on load prediction model; 5. superposition during typhoon ultimate load forecasting results; 6. were corrected and modified to obtain the final period of typhoon 96 point load forecasting curve; real time update 7. typhoon related information and meteorological data, real time correction of 96 negative points Load forecasting curve. The present invention improves the accuracy of typhoon load forecasting by studying the load loss of cities affected by typhoon.

【技术实现步骤摘要】
考虑路径跟踪和灾情风险评判的台风日短期负荷预测方法
本专利技术属于电力系统中遭受异常天气影响的短期负荷预测领域，具体涉及一种考虑路径跟踪和灾情风险评判的台风日短期负荷预测方法。
技术介绍
台风期间负荷预测是电网调度部门一项重要的工作内容。短期负荷预测是基于周期性的预测模式，负荷水平基本趋于平稳，负荷曲线也遵循着相同的变化规律。但在台风的影响下，气象状况变幻莫测，负荷的周期性规律被打破，同时负荷水平剧烈下降，电网构架受到重创地区甚至可能失去大部分负荷，机组调度安排困难，对电力系统的安全、稳定运行造成直接危害。台风期间电力负荷水平一般较低，容易受到各种因素的影响，使得传统负荷预测模型得到的准确度有明显恶化的趋势。台风对电网的影响有较大的随机性，往往是距离登陆点越近，负荷下降比例越大；在台风登陆前后，气象会经历三段式较明显的变化，致使负荷水平相应波动；台风登陆时间、地点、所属性质的不同，对电网的影响也会有差异。这些性质均使得台风负荷预测面临着挑战。目前国内外专门针对台风负荷的预测还缺乏比较系统的研究。究其主要原因在于：第一，每年登陆我国的台风数量有限，缺乏相关的历史材料；第二，台风期间异常的气象变化以及台风的破坏力给负荷预测带来困难。台风日负荷预测是全天候负荷预测的一部分，对电力系统的有效运行起着至关重要的作用。而台风登陆的时间、地点、强度、台风中心的移动的方向和速度对地区电网的负荷造成的影响均有差异，因此通过通讯网络实时跟踪台风路径，采集受台风影响的城市相关气象数据。以此对地级市电网的灾情风险进行评估，选择适宜的负荷预测方法也就具备必要性和紧迫性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中的上述问题，提供一种考虑路径跟踪和灾情风险评判的台风日短期负荷预测方法，通过研究受到台风影响城市的负荷损失量，提高台风负荷预测的准确率，为台风影响期间电网的调度安排提供较为准确数据支持。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下技术方案：1.考虑路径跟踪和灾情风险评判的台风日短期负荷预测方法，包括如下步骤：一、通过通讯网络采集台风日短期负荷预测所需的台风实时信息和调度区域内各市的历史负荷数据及气象数据；二、判断城市电网是否受到台风影响；计算各城市中心点到台风移动路径之间的最短距离，若台风中心的风圈半径大于城市中心到台风移动路径之间的最短距离，则认定该市电网受到台风影响，转至执行步骤三；若台风中心的风圈半径小于或等于地级市中心到台风移动路径之间的最短距离，则认定该市电网没有受到台风影响，转至执行步骤四；三、构建台风灾情风险评估模型对台风灾情强度进行定级，通过定级结果选择台风负荷预测模型；(1)构建台风灾情风险评估模型对台风灾情强度进行定级；受台风影响n天，气象的标幺特征向量有m个气象因子；第i天气象的标幺特征向量为：ωi＝[ωi1,ωi2,…,ωim]；式中：ωi1,ωi2,…,ωim分别为受台风影响第i天的第1,2…,m个气象因子的标幺值，i＝1,2,…,n；选取基准日，基准日的选取原则为：天气状况相对平稳，且为一般工作日；基准日的气象因子的标幺特征向量为：ω0＝[ω01,ω02,…,ω0m]；式中：ω01,ω02,…,ω0m分别为基准日的第1,2…,m个气象因子的标幺值；台风影响期间气象因子与基准日气象因子的余弦相似度为：取台风影响n天内，与基准日相比气象状况变化最明显的一天来评判台风灾情风险级数，即利用最大余弦相似度cosθ来评判：cosθ＝max(cosθi)；若0≤cosθ＜0.3，则台风灾情强度为1级；若0.3≤cosθ＜0.8，则台风灾情强度为2级；若0.8≤cosθ≤1，则台风灾情强度为3级；(2)根据台风灾情强度级数的评判结果，构建如下台风负荷预测模型：①若台风灾情强度为1级，则认定为破坏性台风；计算受到台风影响的城市电网在台风期间与基准日相比下降的负荷比例值，求解公式为：式中：PB为各市月负荷水平基准值，r为最高温度在设定区间内的天数，Pi为基准值区间的负荷值，P0为受到台风影响城市电网的负荷水平值，k为受到台风影响城市电网在台风期间与基准日相比下降的负荷比例值；建立受到台风影响城市电网负荷变化比例系数模型：K＝x1V2+x2V+x3；式中：V为城市在台风期间的最大风速；x1、x2、x3为比例系数模型中二次回归系数；②若台风灾情强度为2级和3级，则认定为一般性台风；建立受到台风影响城市负荷损失量预测模型：f(V,rain,P0)；即各市电网受台风影响所造成的负荷变化值为：ΔLmax.x＝f(V,rain,P0)；建立二次模型，求解二次模型相应系数：式中：c、a1～a9为二次模型中未知参数相对应系数，△Lmax.x为各市电网受台风影响所造成的负荷变化值，rain为降雨量，P0为台风预测城市电网的负荷水平；四、构建各市电网的基础负荷预测模型；(1)对受到台风影响城市利用多气象策略函数进行信息粒还原，当做无台风属性建模；对未受到台风影响的城市当做普通降温降雨处理；对受到台风影响的各市电网的每一个台风都选取一个基准日，基准日的选取原则为：天气状况相对平稳，且为一般工作日；则多气象策略函数为：Yj＝min{|yB-yj|}j∈[j,j-n]；式中：yB为月气象数据水平基准值；j为气象信息满足基准值选取准则的天数；yj为基准值区间的气象值；n为受到台风影响的天数；Yj为与基准值气象信息最为接近，且台风到来之前的连续平缓的气象数据；(2)根据一般工作日数据构建各市电网的基础负荷预测模型，并计算未受台风影响城市电网的基础预测负荷值Lweek.x；各市电网的基础负荷预测模型为:Lweek.x＝L0+ΔPT；式中：ΔPT为温差对应的负荷变化量，L0为基准日负荷值，△T为预测日温度Tr与基准日温度T0的温度差，基准日取待预测日前2天；为单位温差的负荷变化量；六、根据步骤三和步骤四的预测结果，计算台风期间最终负荷预测结果；(1)当城市受到破坏性台风影响，则台风期间最终负荷预测结果L为：式中：Lweek.xp为第p个城市电网的基础预测负荷值；ΔPp为受台风影响第p个城市电网的负荷损失值；P0p为受台风影响第p个市城电网的负荷水平，即负荷的基准值，kp为受台风影响第p个城市电网在台风期间与基准日相比下降的负荷比例值，P1p为受台风影响第p个城市电网的负荷预测值，g为地区电网总的城市数量，e为受到台风影响的城市数量；(2)当城市受到一般性台风影响，则台风期间最终负荷预测结果L为：式中：ΔLmax.xp为第p个城市电网受台风影响所造成的负荷变化值；六、综合地区电网各市的台风期间最终负荷预测结果，进行校正和修正得到最终台风期间96点负荷预测曲线；七、实时更新修正台风相关信息和气象数据，实时修正96点负荷预测曲线。上述步骤二中所述计算各城市中心点到台风移动路径之间的最短距离的方法包括如下步骤：将经纬度由弧度转化为度：a°b′d″＝[a+(b/60)+(d/3600)]°；式中，a、b、c分别为经纬度的度、分、秒；计算城市中心点到台风移动路径之间的最短距离Δ，其计算公式为：式中，为城市中心点的纬度，λ1为城市中心点的经度，为城市中心到台风移动路径最短距离的切点的纬度，λ2为城市中心到台风移动路径最短距离的切点的经度。上述步骤一中所述台风本文档来自技高网...

【技术保护点】
考虑路径跟踪和灾情风险评判的台风日短期负荷预测方法，其特征在于，包括如下步骤：一、通过通讯网络采集台风日短期负荷预测所需的台风实时信息和调度区域内各市的历史负荷数据及气象数据；二、判断城市电网是否受到台风影响；计算各城市中心点到台风移动路径之间的最短距离，若台风中心的风圈半径大于城市中心到台风移动路径之间的最短距离，则认定该市电网受到台风影响，转至执行步骤三；若台风中心的风圈半径小于或等于地级市中心到台风移动路径之间的最短距离，则认定该市电网没有受到台风影响，转至执行步骤四；三、构建台风灾情风险评估模型对台风灾情强度进行定级，通过定级结果选择台风负荷预测模型；(1)构建台风灾情风险评估模型对台风灾情强度进行定级；受台风影响n天，气象的标幺特征向量有m个气象因子；第i天气象的标幺特征向量为：ωi＝[ωi1,ωi2,…,ωim]；式中：ωi1,ωi2,…,ωim分别为受台风影响第i天的第1,2…,m个气象因子的标幺值，i＝1,2,…,n；选取基准日，基准日的选取原则为：天气状况相对平稳，且为一般工作日；基准日的气象因子的标幺特征向量为：ω0＝[ω01,ω02,…,ω0m]；式中：ω01,ω02,…,ω0m分别为基准日的第1,2…,m个气象因子的标幺值；台风影响期间气象因子与基准日气象因子的余弦相似度为：...

【技术特征摘要】
1.考虑路径跟踪和灾情风险评判的台风日短期负荷预测方法，其特征在于，包括如下步骤：一、通过通讯网络采集台风日短期负荷预测所需的台风实时信息和调度区域内各市的历史负荷数据及气象数据；二、判断城市电网是否受到台风影响；计算各城市中心点到台风移动路径之间的最短距离，若台风中心的风圈半径大于城市中心到台风移动路径之间的最短距离，则认定该市电网受到台风影响，转至执行步骤三；若台风中心的风圈半径小于或等于地级市中心到台风移动路径之间的最短距离，则认定该市电网没有受到台风影响，转至执行步骤四；三、构建台风灾情风险评估模型对台风灾情强度进行定级，通过定级结果选择台风负荷预测模型；(1)构建台风灾情风险评估模型对台风灾情强度进行定级；受台风影响n天，气象的标幺特征向量有m个气象因子；第i天气象的标幺特征向量为：ωi＝[ωi1,ωi2,…,ωim]；式中：ωi1,ωi2,…,ωim分别为受台风影响第i天的第1,2…,m个气象因子的标幺值，i＝1,2,…,n；选取基准日，基准日的选取原则为：天气状况相对平稳，且为一般工作日；基准日的气象因子的标幺特征向量为：ω0＝[ω01,ω02,…,ω0m]；式中：ω01,ω02,…,ω0m分别为基准日的第1,2…,m个气象因子的标幺值；台风影响期间气象因子与基准日气象因子的余弦相似度为：取台风影响n天内，与基准日相比气象状况变化最明显的一天来评判台风灾情风险级数，即利用最大余弦相似度cosθ来评判：cosθ＝max(cosθi)；若0≤cosθ＜0.3，则台风灾情强度为1级；若0.3≤cosθ＜0.8，则台风灾情强度为2级；若0.8≤cosθ≤1，则台风灾情强度为3级；(2)根据台风灾情强度级数的评判结果，构建如下台风负荷预测模型：①若台风灾情强度为1级，则认定为破坏性台风；计算受到台风影响的城市电网在台风期间与基准日相比下降的负荷比例值，求解公式为：1式中：PB为各市月负荷水平基准值，r为最高温度在设定区间内的天数，Pi为基准值区间的负荷值，P0为受到台风影响城市电网的负荷水平值，k为受到台风影响城市电网在台风期间与基准日相比下降的负荷比例值；建立受到台风影响城市电网负荷变化比例系数模型：K＝x1V2+x2V+x3；式中：V为城市在台风期间的最大风速；x1、x2、x3为比例系数模型中二次回归系数；②若台风灾情强度为2级和3级，则认定为一般性台风；建立受到台风影响城市负荷损失量预测模型：f(V,rain,P0)；即各市电网受台风影响所造成的负荷变化值为：ΔLmax.x＝f(V,rain,P0)；建立二次模型，求解二次模型相应系数：式中：c、a1～a9为二次模型中未知参数相对应系数，△Lmax.x为各市电网受台风影响所造成的负荷变化值，rain为降雨量，P0为台风预...

【专利技术属性】
技术研发人员：李滨，黄佳，阳育德，李倍存，陈碧云，白晓清，覃芳璐，李佩杰，韦化，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西,45