电力系统灰色理论负荷预测阐述

摘 要 电力负荷的预测是电力系统研究中的重要项目之一。要想对电网的安全运行具有实际意义，电力负荷的预测就要精准，正确。本文中论述了负荷预测的目的和意义，国际研究形式，并对负荷预测的方法进行阐述，主要是灰色预测这种方法。针对这种方法的基本理论，这种方法在短期中的意义和中长期中的意义做了简单的阐述。

关键词 灰色理论；负荷预测；灰色预测；基本理论

中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）20-0175-01

1 负荷预测的目的和意义

电力系统的重要工作之一，就是负荷预测。其预测的准确与否对于电力市场的建立具有重要的意义，这主要表现在如下几个方面：：1）准确的负荷预测是电力系统经济运行的主要依据。它可以使调度部门经济地安排、调整机组运行方式和电网购电计划等。2）准确的负荷预测是电力系统安全分析的基础。它可使安全分析得出的结论更接近真实，及时发现系统临界状态，确保电力系统运行的安全性和稳定性。3）准确的负荷预测是合理安排电网运行的基本要求。为了确保电网的可靠性运行，各种发电设备和供电设备都要在运行一段时间后检修，而准确的负荷预测可以使调度部门合理安排设备检修和机组的启停，以充分保证发电备用容量的充足和电网运行环境的可靠。通过上面的论述可知，对于电厂内部发电机组的经济合理的投入和停用，始终保持电网安全可靠地运行，降低不必要的并网容量，检修计划的合理安排，发电成本的降低，经济效益的提高和社会的稳步发展，电力负荷的准确预测都是至关重要的。

2 国内外对于电力负荷研究的现状

电力负荷的预测是近几十年发展起来的科学预测技术，这种负荷预测的技术在国外开始研究的较早。并且在实际的工作当中，将这种技术逐步的应用。通过漫长的认识过程，我国才开始重视负荷预测。在新的市场体制下，电力网高速的发展推动下，迫使负荷预测被提到了一个新的高度。多年以来，无论是国内学术界，还是国外学术界，都对电力系统的负荷预测进行了大量而充分的研究。截止到目前，已经有上百种方法被提出用于负荷预测。但是，大多数还处于研究阶段，并未得到实际的应用。

从20世纪六、七十年代开始至今，对于负荷预测，大体上可以分成两个阶段：第一个阶段，这一个阶段，还在沿用传统的方法进行负荷预测。也就是，在这个阶段，沿用了在经济领域使用的预测技术。对于负荷序列本身的规律的研究，是这一阶段研究的重点。通过对负荷的历史状况与其他相关因素之间的关系，完善并建立了统计模型。在第一阶段中，使用的预测方法主要有以下几种：回归分析法、时间序列法、趋势外推法。第二个阶段，在这个阶段，一些智能化的预测手段被提出，如：通过建立专家系统模型，人工神经网络模型等，对负荷进行预测。与此同时，灰色系统理论、非线性系统理论、小波分析理论等技术方法被提出。

3 灰色系统的基本理论

使用电力负荷的历史数值和现在数值，来预测出未来数值，是负荷预测的一大特点。因此，研究人员需要通过科学合理的预测手段，才能对所研究的随机不确定事件做出准确地分析预测，进而获得负荷的未来发展趋势及可能出现的状况。但是，对于电力负荷的未来，其发展又是不确定的，一定会受到来自各个方面的影响，例如：人类的生产活动，复杂多变的气候等等。并且，来自各个方面的影响又不是确定不变的，是在时刻变化发展的，无形当中又增加了预测的难度。对于复杂多变的外部影响，有些是人们根据经验可以预先判断的，而有些是无法预见到的，再有一些临时的突况，就会直接影响到预测的准确性。作为一门新兴的科学预测手段，灰色理论是通过对不完全确知的信息进行研究，通过对现在已经掌握的部分信息进行提取，整理，生成有价值的信息，从而形成对未来发展的有效控制。介于黑色系统和白色系统之间的系统，既是灰色系统。而信息不完全的系统是，对于信息只是掌握了一部分的系统。严格意义上来说，相对于黑色系统与白色系统，灰色系统是绝对的。相应的，我们可以使用“黑”和“白”来分别表示信息的未知和信息的完全明确，使用“灰”来表示一部分信息已知，一部分信息未知。所以，可以对于信息不知的系统定义为黑色系统，对于信息已知的系统定义为白色系统，一部分信息已知、一部分未知的系统定义为灰色系统。由此可知，灰色系统的一大特征就是信息的不完全性。灰色系统理论又与数据统计有根本上的区别，前者是对于未来科学规律的研讨，而后者是对于历史规律的研讨。灰色系统理论又与模糊数学存在本质区别，在于对内涵和外延处理的方式不同。前者体现在着重外延的明确性，后者体现在着重内涵的明确性上。从分析的手段上来看，灰色系统又与传统的方法一致，即整体化、优化、模型化原则。灰色系统分析法较比传统的数理统计又存在几大优点：对于不确定量，使之量化，利用灰色数学来处理不确定量，使之量化，进而知道事物在任何时刻的运动规律；不是把对数据的观测过程作为研究手段，而是通过累加或者累减来使变化的灰色量逐渐白化作为预测手段。从以上所介绍的负荷预测理论相关知识可以看出，不确定因素始终贯穿于整个灰色预测的全过程，同时也受到来自外界的不断变化的诸多因素的影响。据此，由于误差的存在，无论使用哪一种预测的方法，都直接影响到预测的准确性，误差小，能够达到高准确性，误差大，就会降低准确性。

4 灰色预测在短期和中长期负荷预测中的意义

作为电力部门，负荷预测是一项常规的日常工作。无论对于用户来说，还是对于电力企业本身来说，预测结果的准确与否，都直接关系到用户或者企业的利益。正确的预测电力负荷，既能保证为人民日常生活提供充足的电力，也为全国电力规划的编制提供了充分的依据。综上，准确的电力负荷预测，既能保证工业的正常运作，又能促进国民经济的快速发展。

5 结论

目前，负荷预测从开始的研究提出，到现在的广泛应用，至今仍在发展。至今，从负荷预测的方法、负荷预测的技术，以及分析思路上都在继续不断创新。同时，也是指导我们进行负荷预测研究的指南针。

参考文献

[1]张霞，等.基于灰色理论的电力系统负荷预测模型[J].计算机辅助工程，2007（04）

[2]徐建辉.灰色理论在电力系统负荷预测中的应用[J].江西水利科技，2002（04）.