尹碩+燕景+王江波+鄧方釗+趙文杰+華遠(yuǎn)鵬+朱全勝
【摘 要】 近年來(lái),受經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的影響,區(qū)域業(yè)擴(kuò)報(bào)裝容量增長(zhǎng)率呈現(xiàn)出波動(dòng)性趨勢(shì),不僅對(duì)區(qū)域用電量造成一定影響,而且影響到電網(wǎng)調(diào)度以及運(yùn)行的安全。本文構(gòu)建了基于業(yè)擴(kuò)報(bào)裝大數(shù)據(jù)計(jì)量方法的區(qū)域用電量預(yù)測(cè)模型,對(duì)傳統(tǒng)的業(yè)擴(kuò)報(bào)裝預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了優(yōu)化。
【關(guān)鍵詞】 大數(shù)據(jù) 業(yè)擴(kuò)報(bào)裝 用電量 預(yù)測(cè)模型
用電量預(yù)測(cè)對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和電力系統(tǒng)供需平衡至關(guān)重要。本文基于對(duì)區(qū)域業(yè)擴(kuò)報(bào)裝增量大數(shù)據(jù)的挖掘,借助ARMA、DID等計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)模擬分析方法,在構(gòu)建基于業(yè)擴(kuò)報(bào)裝大數(shù)據(jù)支持的電力需求預(yù)測(cè)模型的期初上,分行業(yè)研究業(yè)擴(kuò)報(bào)裝情況、運(yùn)行容量、負(fù)荷利用率、用電需求之間的關(guān)系,優(yōu)化區(qū)域用電量預(yù)測(cè)模型。
1.數(shù)據(jù)清洗
基于營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)業(yè)擴(kuò)報(bào)裝工單對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗,在數(shù)據(jù)清洗過(guò)程中,重點(diǎn)剔除非生產(chǎn)用電需要申請(qǐng)的業(yè)擴(kuò)信息,清洗后的業(yè)擴(kuò)數(shù)據(jù)在報(bào)裝完成后用戶(hù)的電量數(shù)據(jù)有相應(yīng)體現(xiàn),確保采用的業(yè)擴(kuò)數(shù)據(jù)在用戶(hù)完成報(bào)裝后的電費(fèi)發(fā)票中有所體現(xiàn)。重點(diǎn)剔除數(shù)據(jù)包括:供電線路變更申請(qǐng)的業(yè)擴(kuò)報(bào)裝數(shù)據(jù)、雙路電源接入申請(qǐng)的業(yè)擴(kuò)報(bào)裝數(shù)據(jù)、短時(shí)間內(nèi)多次重復(fù)提報(bào)申請(qǐng)的業(yè)擴(kuò)報(bào)裝數(shù)據(jù)。
2.剔除非業(yè)擴(kuò)因素影響
將用電量的影響分為業(yè)擴(kuò)影響電量和非業(yè)擴(kuò)影響電量,非業(yè)擴(kuò)影響電量為剔除業(yè)擴(kuò)影響電量外的用電量總和,通過(guò)ARMA非業(yè)擴(kuò)電量預(yù)測(cè)方法進(jìn)行打包預(yù)測(cè)非業(yè)擴(kuò)電量綜合自然增長(zhǎng)率。
自回歸移動(dòng)平均過(guò)程ARMA, 如果Y兼有AR和MA的特性,則是ARMA過(guò)程。Y可以寫(xiě)成:,其中是不同于的常數(shù),是具有零均值和恒定方差的隨機(jī)誤差項(xiàng)。在ARMA非業(yè)擴(kuò)電量預(yù)測(cè)模型中,有1個(gè)自回歸項(xiàng)和1個(gè)移動(dòng)平均項(xiàng)(本文中時(shí)間序列數(shù)據(jù)為30期,滿足p=1,q=1),是ARMA(1,1)過(guò)程。根據(jù)ARMA模型可滾動(dòng)預(yù)測(cè)t+1期的非業(yè)擴(kuò)電量。
3.分行業(yè)業(yè)擴(kuò)接電周期計(jì)算
業(yè)擴(kuò)報(bào)裝發(fā)生后,需要經(jīng)歷一定的接電周期,才能在用電量上完全得以體現(xiàn)。本文考慮后續(xù)12個(gè)月內(nèi)新裝增容和永久性減容銷(xiāo)戶(hù)情況。根據(jù)業(yè)擴(kuò)報(bào)裝的申請(qǐng)、送電時(shí)間,分別從用戶(hù)電量表中獲取后續(xù)12個(gè)月的電量,業(yè)擴(kuò)報(bào)裝發(fā)生當(dāng)月設(shè)置為基準(zhǔn)月份(0月),之后每個(gè)月的電量設(shè)置為1-12月。本文通過(guò)業(yè)擴(kuò)報(bào)裝發(fā)生之后負(fù)荷率趨于平穩(wěn)的月份與基準(zhǔn)月份的周期差值作為接電周期,通過(guò)計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)斷點(diǎn)回歸法確定負(fù)荷率發(fā)生結(jié)構(gòu)性變化并趨于平穩(wěn)的節(jié)點(diǎn)月份。
假定節(jié)點(diǎn)月份之前有n個(gè)月,節(jié)點(diǎn)月份之后有m個(gè)月。其中:n=12-m,檢驗(yàn)公式如下:
,其中,n為節(jié)點(diǎn)前月數(shù),m為節(jié)點(diǎn)后月數(shù),k為自由度,通過(guò)F值是否顯著(p統(tǒng)計(jì)量是否大于0.5來(lái)判斷,若大于0.5則不是負(fù)荷率平穩(wěn)節(jié)點(diǎn),若小于0.5,則是負(fù)荷率平穩(wěn)節(jié)點(diǎn))來(lái)判斷負(fù)荷率是否在節(jié)點(diǎn)月份趨于平穩(wěn)。
4.業(yè)擴(kuò)報(bào)裝負(fù)荷率變化值計(jì)算
由于行業(yè)特性不同,各行業(yè)業(yè)擴(kuò)報(bào)裝負(fù)荷率變化并不一致,本文從行業(yè)細(xì)分的視角,根據(jù)52個(gè)行業(yè)所有用戶(hù)的業(yè)擴(kuò)報(bào)裝數(shù)據(jù),計(jì)算各行業(yè)的業(yè)擴(kuò)報(bào)裝負(fù)荷率:
其中,LR為業(yè)擴(kuò)負(fù)荷率變化值,IND為行業(yè)類(lèi)型;MON表示行業(yè)接電周期;TYP表示業(yè)擴(kuò)申請(qǐng)類(lèi)型;j=1為新裝、增容,j=0為銷(xiāo)戶(hù)、減容;E為用戶(hù)的月用電量增加/減少值,i表示該行業(yè)第i個(gè)用戶(hù),A為用戶(hù)申請(qǐng)?jiān)黾?減少的容量(TYP為1時(shí)為正數(shù),TYP為0時(shí)為負(fù)數(shù))
5.業(yè)擴(kuò)-電量傳導(dǎo)
(1)預(yù)測(cè)分行業(yè)業(yè)擴(kuò)電量:
LEi=LRi×Ai 其中,LEi為i行業(yè)業(yè)擴(kuò)電量,i=1,2…s, LRi為i行業(yè)業(yè)擴(kuò)負(fù)荷率變化值,Ai為業(yè)擴(kuò)統(tǒng)計(jì)容量。
(2)預(yù)測(cè)全行業(yè)業(yè)擴(kuò)電量
其中,為ALE為全行業(yè)業(yè)擴(kuò)電量,i=1,2…s。
(3)預(yù)測(cè)居民用電量,由于業(yè)擴(kuò)報(bào)裝對(duì)居民電量影響較小,所以,分析業(yè)擴(kuò)報(bào)裝對(duì)用電量的影響時(shí)將居民電量單列。居民用電量由歷史居民月度用電量結(jié)合自然增長(zhǎng)率得出,其中,自然增長(zhǎng)率部分仍然通過(guò)ARMA模型預(yù)測(cè)得出。
(4)綜上可得業(yè)擴(kuò)-電量傳導(dǎo)預(yù)測(cè)月度用電量預(yù)測(cè)公式:
月度用電量=居民用電量+全行業(yè)業(yè)擴(kuò)影響電量+非業(yè)擴(kuò)影響電量
總結(jié)
本文基于對(duì)區(qū)域業(yè)擴(kuò)報(bào)裝增量大數(shù)據(jù)的挖掘,借助ARMA、DID等計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)方法,分行業(yè)研究業(yè)擴(kuò)報(bào)裝情況、運(yùn)行容量、負(fù)荷利用率、用電需求之間的關(guān)系,構(gòu)建了基于業(yè)擴(kuò)報(bào)裝大數(shù)據(jù)計(jì)量方法的區(qū)域用電量預(yù)測(cè)模型,對(duì)傳統(tǒng)的業(yè)擴(kuò)報(bào)裝預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了優(yōu)化。
【參考文獻(xiàn)】
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作者簡(jiǎn)介:尹碩(1985.11-),男,河南焦作,國(guó)網(wǎng)河南省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院,博士,研究方向:能源經(jīng)濟(jì)與電力市場(chǎng)。endprint