[發(fā)明專利]基于最大信息熵的協(xié)同負(fù)荷預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910068790.6
• 申請(qǐng)日: 2009-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101556664A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖峻;林立鵬;王成山;羅鳳章
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06Q10/00
• 分類(lèi)號(hào): G06Q10/00;G06Q50/00;H02J3/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所
• 代理人: 江鎮(zhèn)華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于配電系統(tǒng)規(guī)劃中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)以及配電系統(tǒng)運(yùn)行短期負(fù)荷預(yù)測(cè)領(lǐng)域，涉 及一種協(xié)同負(fù)荷預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)

負(fù)荷預(yù)測(cè)是城市電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)工作，傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)方式正逐漸被多部門(mén)分工異步協(xié) 同預(yù)測(cè)的工作方式所取代。協(xié)同預(yù)測(cè)能夠充分解析多級(jí)信息，降低隨機(jī)性誤差對(duì)預(yù)測(cè)值 的影響，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷預(yù)測(cè)精細(xì)化。多部門(mén)分工異步協(xié)同預(yù)測(cè)的工作方式需要借助城市高中 壓電網(wǎng)綜合規(guī)劃信息平臺(tái)完成，步驟如下：

(1)各下級(jí)單位分別進(jìn)行預(yù)測(cè)并上傳預(yù)測(cè)結(jié)果；

(2)同時(shí)上級(jí)單位負(fù)責(zé)總量預(yù)測(cè)并上傳預(yù)測(cè)結(jié)果；

(3)上級(jí)單位匯總各下級(jí)部門(mén)的預(yù)測(cè)結(jié)果，平衡上級(jí)部門(mén)總量預(yù)測(cè)結(jié)果與匯總后的 下級(jí)部門(mén)預(yù)測(cè)結(jié)果，并最終確定唯一的預(yù)測(cè)結(jié)果；

(4)最后，基層單位根據(jù)總量預(yù)測(cè)結(jié)果調(diào)整各自的結(jié)果。

可以看出，協(xié)同負(fù)荷預(yù)測(cè)具有多部門(mén)協(xié)同、多路徑協(xié)同、多方案協(xié)同的特點(diǎn)：

多部門(mén)協(xié)同：預(yù)測(cè)過(guò)程中包含上級(jí)部門(mén)以及多個(gè)下級(jí)部門(mén)參與；

多路徑協(xié)同：預(yù)測(cè)過(guò)程中需要針對(duì)上級(jí)與下級(jí)兩條路徑的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行平衡；

多方案協(xié)同：預(yù)測(cè)過(guò)程中，依據(jù)城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則的要求，各級(jí)部門(mén)提交的 預(yù)測(cè)結(jié)果通常包含2-3個(gè)預(yù)測(cè)方案(高、中、低方案)。

預(yù)測(cè)方式的變革帶來(lái)了嶄新的問(wèn)題，在預(yù)測(cè)過(guò)程中，由于多級(jí)部門(mén)參與、原始數(shù)據(jù) 質(zhì)量、算法篩選、人工干預(yù)等各環(huán)節(jié)存在的差異，出現(xiàn)了上級(jí)部門(mén)總量預(yù)測(cè)結(jié)果與下級(jí) 部門(mén)匯總預(yù)測(cè)結(jié)果不一致的情況，現(xiàn)將這種情況定義為上下級(jí)電網(wǎng)協(xié)同數(shù)據(jù)沖突。整體 的電網(wǎng)規(guī)劃工作都是基于唯一的預(yù)測(cè)結(jié)果展開(kāi)，如何通過(guò)多部門(mén)、多路徑以及多方案的 信息綜合解決上下級(jí)部門(mén)的數(shù)據(jù)沖突問(wèn)題，確定唯一合理、客觀的預(yù)測(cè)結(jié)果，是解決協(xié) 同負(fù)荷預(yù)測(cè)的關(guān)鍵。在電網(wǎng)規(guī)劃的諸多領(lǐng)域都存在類(lèi)似的數(shù)據(jù)沖突問(wèn)題，如何有效解決 這些問(wèn)題是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)多部門(mén)協(xié)同規(guī)劃、規(guī)劃精細(xì)化的關(guān)鍵。

協(xié)同負(fù)荷預(yù)測(cè)的目標(biāo)是選定唯一的預(yù)測(cè)結(jié)果作為城網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。因此，在協(xié) 同預(yù)測(cè)過(guò)程中，需要充分解析上級(jí)、下級(jí)預(yù)測(cè)結(jié)果，將各種途徑得到的預(yù)測(cè)結(jié)果的統(tǒng)計(jì) 特征作為約束信息，通過(guò)再預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可靠性、完整性、準(zhǔn)確性的還原，對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果 做出最客觀的推斷，從而實(shí)現(xiàn)多部門(mén)、多路徑、多方案的信息綜合。

目前的規(guī)劃理論、方法和輔助決策工具都是基于傳統(tǒng)獨(dú)立規(guī)劃方式建立起來(lái)的，目 前的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法在一定程度上能夠提高預(yù)測(cè)精度，卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)上下級(jí)預(yù)測(cè)方案的信息 綜合。在協(xié)同負(fù)荷預(yù)測(cè)過(guò)程中，上下級(jí)電網(wǎng)預(yù)測(cè)結(jié)果(通常各自都包含高、中、低方案) 往往不一致，稱為數(shù)據(jù)沖突問(wèn)題，目前主要依靠規(guī)劃人員的經(jīng)驗(yàn)人工干預(yù)解決。這種思 路缺乏理論依據(jù)，影響規(guī)劃精度，無(wú)法滿足規(guī)劃精細(xì)化的需求。

信息理論發(fā)展迅速，其中最大信息熵原理為解決上述問(wèn)題提供了很好的思路。最大 信息熵原理是指在所有相容的分布中，挑選在滿足某些約束條件下使得信息熵達(dá)到極大 值的分布作為系統(tǒng)的分布。該原理應(yīng)用廣泛，在通信領(lǐng)域用于通信系統(tǒng)脆性風(fēng)險(xiǎn)分析等 研究；在交通領(lǐng)域用于停車(chē)場(chǎng)選址、公共交通需求預(yù)測(cè)等研究；在氣象領(lǐng)域用于地震頻 度-震級(jí)關(guān)系、海浪波高分布等研究。目前，在電力系統(tǒng)領(lǐng)域該原理在中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)、 短期負(fù)荷預(yù)測(cè)、電壓暫將評(píng)估等方面得到了應(yīng)用。例如張慶寶，程浩忠等的論文“基于最 大熵原理的中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)綜合模型的研究”(出處：繼電器，2006，34(3)：24-27)和朱成 騏，孫宏斌等的論文“基于最大信息熵原理的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)綜合模型”(出處：中國(guó)電機(jī)工 程學(xué)報(bào)，2005，25(19)：1-6)。該兩篇文獻(xiàn)的思路為將各種單一預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果以及歷史 預(yù)測(cè)誤差分布作為約束信息，利用最大信息熵原理得到預(yù)測(cè)結(jié)果的分布。上述文獻(xiàn)將最 大信息熵原理應(yīng)用于傳統(tǒng)的電網(wǎng)獨(dú)立規(guī)劃領(lǐng)域，提出的綜合模型適用于單一部門(mén)獨(dú)立負(fù) 荷預(yù)測(cè)，能夠處理負(fù)荷變化的不確定性問(wèn)題，能夠有效提高預(yù)測(cè)結(jié)果的精度，但卻無(wú)法 適應(yīng)電網(wǎng)協(xié)同規(guī)劃領(lǐng)域中上下級(jí)協(xié)同負(fù)荷預(yù)測(cè)的工作方式，無(wú)法有效解決多部門(mén)協(xié)同預(yù) 測(cè)過(guò)程中的數(shù)據(jù)沖突問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，將最大信息熵原理應(yīng)用于電網(wǎng)協(xié)同規(guī)劃 領(lǐng)域中協(xié)同負(fù)荷預(yù)測(cè)的理論研究，提供一種能夠自動(dòng)得到置信水平最合理的預(yù)測(cè)方案的 協(xié)同負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，本發(fā)明提出的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)多部門(mén)、多路徑、多方案的信息綜合， 有效解決上下級(jí)電網(wǎng)數(shù)據(jù)沖突問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)上、下級(jí)電網(wǎng)協(xié)同負(fù)荷預(yù)測(cè)，為配電系統(tǒng)規(guī)劃 與運(yùn)行提供參考依據(jù)。