電力市場的短期電價預(yù)測范文

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1基于電力市場BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中不同用戶電量差異進行短期電價預(yù)測分析

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生于上個世紀(jì)中期，其主要是通過非常廣泛的鏈接將無數(shù)的處理單元組成自適用性非常強的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，由此可見它并不是線性系統(tǒng)，所以對于復(fù)雜變化有處理的可能，現(xiàn)階段短期電價預(yù)測所使用的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中前向型種類的分支，其具有三層以上的單向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在層與層之間實現(xiàn)全連接，但層次內(nèi)部并無連接，這樣就可以對電價原始數(shù)據(jù)中必然存在的非線性數(shù)據(jù)進行處理，而且舍去建立數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜程序，網(wǎng)絡(luò)可以直接通過學(xué)習(xí)訓(xùn)練為所提供的數(shù)據(jù)選擇映射關(guān)系，由于不同用電戶的生產(chǎn)生活用電需求不同，而且之間并不存在必然的聯(lián)系，所以在假設(shè)電價不變的情況下，其用電量就會隨著生產(chǎn)的狀態(tài)進行調(diào)整，例如農(nóng)民群體的用電高峰期在6~8月，主要是用于農(nóng)作物的灌溉，從事生產(chǎn)經(jīng)營的用戶，其用電量主要在白天，而居民用戶生活用電由于其不可變動性，基本集中于晚上，而且變化的幅度并不明顯，除此之外受到節(jié)日、氣溫等影響，用電量也會發(fā)生變化，例如在春節(jié)，用電量將會大幅度上漲，冬天12月~1月受到氣溫的影響，用電量也會達到高峰，而夏季7~8月，用電量同樣大幅度增加，以安徽省安慶市為例，其主要經(jīng)濟支柱為水泥制造業(yè)，化工行業(yè)也占據(jù)財政收入的主要部分，如果有其4月份不同用戶的用電量情況，就可以對其5、6月用電量進行判斷，從而確定電價，結(jié)果如表1所示，由此可見通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法可以對電價進行預(yù)測，而且可以將誤差控制在10%左右。

2基于電力市場時間序列分解和供求關(guān)系的短期電價預(yù)測分析

通過大量電價歷史數(shù)據(jù)分析對比發(fā)現(xiàn)在工作日用戶電量明顯大于休息日，電價的變化幅度也會受到其影響，所以將電價的時間系列依照此規(guī)律劃分成工作日電價和休息日電價，然后從趨勢分量、周期分量、隨機分量三個部分分別展開分析，趨勢分量的分析方法主要是通過移動而去除時間系列自身的不規(guī)則變動，即移動平均法，利用移動平均法可以得到原始數(shù)據(jù)平滑移動的模型，而不同的多項平均數(shù)又可以得到一個新的數(shù)列，新數(shù)列的波動性明顯低于原數(shù)列，這樣其特征就更加明顯；周期分量的分析主要依靠可以將序列形式轉(zhuǎn)換為由振幅、相位、頻率均不同的正弦信號重合的新序列的傅里葉分析法，這樣就可以從大量數(shù)據(jù)中得到隱藏的周期分量；在趨勢分量和周期分量的基礎(chǔ)上就可以得出數(shù)據(jù)的隨機分量，三種分量得出后就可以對電價進行預(yù)測，由于不同季節(jié)、不同日期、甚至不同時段戶電量都會發(fā)生變化，所以電價受到供求關(guān)系的變化，而會產(chǎn)生波動，所以時間序列分解也是在融入供求關(guān)系即戶電量和最大負(fù)荷變化的影響的基礎(chǔ)上進行的，所以在此方法中必須對戶電量和最大負(fù)荷進行預(yù)測[3]。

最大負(fù)荷功率又稱峰值符荷，現(xiàn)階段其預(yù)測方法主要分為三種，分別是直接預(yù)測法、電量負(fù)荷率法和負(fù)荷曲線法，其中使用最為廣泛的是電量負(fù)荷率法，這種方法需要建立在預(yù)算出戶電量的基礎(chǔ)之上，不論是電網(wǎng)還是用戶其電量數(shù)據(jù)通常不會因為經(jīng)濟條件變化而出現(xiàn)明顯的浮動，具有相對穩(wěn)定性，所以其數(shù)據(jù)基本完整，利用現(xiàn)代計算手段和容易對其進行統(tǒng)計，得到其明顯的變化規(guī)律，從而構(gòu)建出其預(yù)測的模型，峰值負(fù)荷作為電量在不同時間坐標(biāo)上的分布值，具有很強的隨機性，所以進行直接預(yù)測和負(fù)荷曲線預(yù)測都會忽視其隨機性的特點，得到片面的數(shù)據(jù)，從而應(yīng)先預(yù)測的準(zhǔn)確性，而電量負(fù)荷率法考慮到隨機變化因素所以相對更為準(zhǔn)確[4]。此方法分為針對用戶側(cè)和電源側(cè)兩種，其預(yù)測方法主要分為典型曲線負(fù)荷疊加法、行業(yè)同時率法和年最大負(fù)荷利用小時數(shù)法三種，典型曲線負(fù)荷疊加法是指將各類用戶中具有典型的日負(fù)荷曲線進行機械式重疊，從而直接讀取最大負(fù)荷，通過對所選擇的各類用戶的用電量和一年中最大的負(fù)荷利用小時數(shù)確定各類用戶的年最大負(fù)荷，由于冬季的用電量在平均值上明顯高于夏季，所以通常選擇冬季中有代表的日子的負(fù)荷曲線進行絕對值計算，從而得出所選取各類用戶的日負(fù)荷曲線，將所有得到的日負(fù)荷曲線進行疊加就可以得到電力系統(tǒng)的綜合負(fù)荷值的最高指標(biāo)[5]。行業(yè)同時率法是考慮到各類用戶最大負(fù)荷不可能同時出現(xiàn)，所以電力系統(tǒng)的最大負(fù)荷可以在電量負(fù)荷率法所得的數(shù)值的合理范圍內(nèi)；年最大負(fù)荷利用小時數(shù)主要針對最大負(fù)荷功率和用電量之間的關(guān)系進行，以日、月、季度、年為單位確定用戶和電力系統(tǒng)的最大負(fù)荷，從供求關(guān)系角度，利用供需變化幅度進行電價預(yù)測，通過此種方法可以對同一用戶在同一天不同時間段的用電量進行預(yù)測（如圖1）。

以上兩種方法，都是在預(yù)測電價不變的情況下，受供求關(guān)系和用戶生產(chǎn)經(jīng)營活動變化影響，導(dǎo)致用戶用電量發(fā)生較大變動，從而對電量價格造成波動性影響的角度展開研究，方法一主要考慮的是長時間的經(jīng)營活動規(guī)律性變化，而方法二考慮的是在一天中同一用戶不同時間段的用電需求變化，兩種辦法共同運用，對短期電價的預(yù)測效果會更加理想。

3結(jié)論

在市場競爭中，電價作為調(diào)節(jié)供需的主要杠桿，是電力市場順利發(fā)展的核心，準(zhǔn)確的預(yù)測短期內(nèi)電價可以為所有電力市場參與者提供參考的依據(jù)，使其能夠為實現(xiàn)各自的目的而對電力供需情況做出及時準(zhǔn)確的調(diào)整，發(fā)電商可以降低市場風(fēng)險，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化；電力用戶也可以根據(jù)電價在時間上的變化，合理安排用電情況，在避免浪費的同時降低生活成本，而電力市場監(jiān)管人員也可以根據(jù)預(yù)測數(shù)據(jù)有效的遏制電力市場投機行為，保障其正常運行。

作者：汪敏霞 單位：國網(wǎng)安徽省電力公司安慶供電公司