考虑爬坡特性与预测区间优化的电热水器集群功率区间预测

余 洋，权 丽，贾雨龙，米增强，范 辉

（1. 河北省分布式储能与微网重点实验室（华北电力大学）,河北省保定市071003；2. 新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学）,河北省保定市071003；3. 国网河北省电力有限公司,河北省石家庄市050000）

0 引言

需求响应（demand response,DR）被认为是当下缓解电力供需矛盾、提高电网运行效率的有效措施之一［1］。作为柔性负荷重要一类的电热水器（electric water heater,EWH）,在与电网互动时具有储能容量大、响应快速等独特优势［2］。为了让EWH更好地参与需求响应调节,需准确预测未来一定时间段内的EWH 集群功率,以合理确定EWH 集群的中断时刻以及时长。

当前,关于EWH 集群功率的研究主要集中于建模、仿真与控制上［3-5］,对其进行预测的研究较为少见。研究发现［6-7］,用户使用EWH 具有一定的规律,而且EWH 集群参与需求响应运行一般是通过调整EWH 的温度限定值来实现,因此,EWH 集群功率在一定时间范围内会产生较大的波动,出现类似于风电功率的“爬坡”特性［8］,这给EWH 集群功率预测带来了巨大挑战。

传统电力负荷的点预测方法已较为成熟,预测精度不断提高［9］。负荷功率的单点预测仅能提供确定的预测值,而区间预测可进一步提供负荷波动风险预测信息［10］,构建有效的区间预测模型对EWH集群功率的不确定性度量更为必要。按照是否以点预测为基础,区间预测方法可分为以下2 类［11-13］。

1）基于点预测结果,采用人工智能或统计学等方法建立预测区间（prediction interval,PI）,此类方法区间预测精度在很大程度上取决于点预测的精度。……