指数平滑法在电力系统负荷预测中的应用

吉博文　吴张傲

摘 要：电力负荷预测是电力部门的重要工作之一，它对电力系统的规划、建设和运行起重要作用。文章用指数平滑方法进行中期电力负荷预测，所得结果对实际工作有积极作用。

关键词：电力系统；负荷预测；指数平滑预测模型

中图分类号：TM715 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）30-0173-02

Abstract： Power load forecasting is one of the most important work in power sector， which plays an important role in the planning， construction and operation of power system. In this paper， the exponential smoothing method is used for medium term power load forecasting， and the result has positive effect on the practical work.

Keywords： power system； load forecasting； exponential smoothing forecasting model

1 概述

电能的生产和消费对社会经济的发展有重要作用，电能通过电力网进行传输和分配。发电机组、电力传输网、电力用户或电气设备在某一时间点或时间范围需要承担或者消耗的电功率以及电能量被称为电力负荷，简称为负荷。负荷预测，对保证社会的用电需求、提高电力企业经济效益和社会效益有重要意义，还对未来电力网的发展起决定性作用。

负荷预测是电力部门的重要工作之一。负荷预测的原则包括：（1）可知行原则。人们对于预测对象的过去、现在和将来的发展趋势是有所了解的，可以根据事物发展情况，对未来进行预测。（2）相似性原则。人们可以把已经经历过的事物的发展情况的过程和变化规律作为参照，再对另一相同事物的发展情况按照这一规律进行预测。（3）惯性原则。任何一件事物的发展都具有连续与统一的特点，通过历史负荷数据找到其变化规律，便可以对未来进行预测。（4）回馈性原则。将预测结果返回到输出端，对模型和参数进行修正，再进行预测。（5）系统性原则。预测对象为完整的系统，结果受系统的各个因素相互影响和作用。

负荷预测包括长期预测（时间一般为10年或15年以上，以年为单位）、中期预测（时间一般是指3-5年左右，以年为单位）、短期预测（时间为一年以内以月为单位，或指以周、天或小时为单位）、超短期预测（时间以30分钟或10分钟为单位）。本文用指数平滑方法对电网负荷进行中期预测。

2 指数平滑法

指数平滑法是经济预测中应用最广的方法之一，是趋势外推法中的一种重要方法，广泛应用于中长期电力负荷预测中。在使用指数平滑法进行预测时，平滑系数？琢的确定非常重要，通常可根据经验确定。

2.1 一次指数平滑法

一次指数平滑法是一种由简单移动平均法发展而来的预测方法。设某一负荷序列为Y1，Y2，…，Yn其一次指数平滑模型为：

2.2 二次指数平滑法

二次指数平滑法实质就是对已经得到的一次平滑值再进行一次平滑处理。二次指数平滑模型为：

2.3 三次指数平滑法

三次指数平滑法，是对已经进行二次平滑运算的平滑值，再一次进行平滑计算。三次指数平滑模型为：

3 指数平滑预测方法的应用

某地近期10年的用电量数据如表1所示，用三次指数平滑模型建模，取平滑系数？琢=0.64，可得模型拟合结果（模型值）如表1所示。

从表1结果可见，后5年模型拟合误差为2.814%，说明模型的拟合精度较高。用所建模型外推，可得该地未來连续5年负荷预测结果i为：112.13亿kWh，127.21亿kWh、143.75亿kWh、152.11亿kWh、167.65亿kWh。这一结果，可为电力部门进行电网运行和建设提供重要依据。

参考文献：

[1]康重庆，夏清.电力系统负荷预测（第二版）[M].北京：中国电力出版社，2017.

[2]蒋惠凤.中长期电力负荷预测技术与应用（第二版）[M].南京：东南大学出版社，2016.

[3]贺辉.电力负荷预测和负荷管理[M].北京：中国电力出版社，2013.