电力市场的负荷预测与电价预测.ppt

,第六讲 电力市场的负荷预测和电价预测,授课： 高亚静 电力工程系 电力教研室 E-mail： ,第六章 电力市场的负荷预测与电价预测,1. 电力市场下的负荷预测,2. 电力市场电价预测方法概述,负荷及负荷预测的种类 负荷预测的特点及步骤 负荷预测的方法 影响负荷预测的主要因素,6.1 电力市场的负荷预测,负荷可指电力需求量或用电量 需求量是指能量的时间变化率，即发电厂、供电地区或电网在某一瞬间所承担的工作负荷 对用户来说，用电负荷是指连接在电网的用户所有用电设备在某一瞬间所消耗的功率之和 电力系统的任务是给广大用户不间断的提供优质电能，满足各类负荷的需求。负荷按其物理性能可以分为有功负荷和无功负荷按电能的产、供、销过程又可分为发电负荷、供电负荷和用电负荷；按时间还可以分为年、月、日、时、分负荷。,电力系统负荷,一类负荷：中断供电将造成人身伤亡、设备发生故障、产生废品、致使生产长期混乱，甚至造成环境的严重污染或重大经济损失。 二类负荷：中断供电将影响大量产品的生产，导致交通运输停顿，造成较大经济损失。 三类负荷：凡不属于一、二类负荷者均为三类负荷。,电力系统负荷,用电设备主要有异步电动机、同步电动机、电热装置、整流设备和照明设备等。用电负荷也可按照用户的性质分为工业负荷、农业负荷、交通运输业负荷和生活用电负荷等；工业负荷又可以按行业分为纺织工业、化学工业、机械加工工业、冶金工业等等。在这些不同种类的负荷中，上述各类用电设备所占的比重是不同的，因而负荷变化特征也有所不同。,电力系统负荷,1.2.5 台湾地区的认证要求,台湾“标准检验局”（BSMI）为了岛内电子、电机产品的电磁辐射干扰，于1995年5月公布商品电磁兼容性管理办法 并于1996年7月正式公告自1997年1月1日起管制复印机等产品的电磁兼容性能 之后陆续管制信息周边产品、家电与广播音响产品。 而“标准检验局”也依据CISPR与IEC的EMC标准，逐渐修订岛内相应标准CNS，例如CNS13438就是信息类产品的标准。 岛内申请厂商其产品符合了EMC要求后，便可以依检验单位提供的产品电磁兼容型式试验报告正本一份（含外观及内部结构照片） 并加附下列资料：中文使用手册及规格，登录号码（ID）标示位置及式样说明，电路方框图，对策元件及干扰源一览表。 再填具申请书后，向所在地检验机构申请，由检验机构核发检磁号码证书。,1.2.4 新西兰与澳大利亚的认证要求,新西兰与澳大利亚的电磁兼容管理主要是依据1992年公告的无线电波法（Radio Communication Act）。 该法于1996年1月1日生效，并于1997年1月1日起强制实施。 对信息技术设备产品需符合AS/NZS 3548电磁辐射干扰规定。 澳洲在EMC方面管制的架构与欧盟CE-Marking大致雷同，均采用自我认证的方式。 依产品标准执行且通过测试后，签署一自我宣告书（DOC）即可。 所不同的是宣告书必须由澳洲境内的进口商、供货商或制造商签署宣告。 另澳洲政府还要求每一澳洲本地的供货商或进口商必须向其执行单位ACA(Australian Communications Authority)登录。 按规定做成C-Tick标记，贴于产品适当位置。,负荷预测指的是，在充分考虑一些重要的系统运行特性、增容决策、自然因素与社会影响的条件下，研究或利用一套系统来处理过去与未来负荷的数学方法，在满足一定精度要求的前提下，确定未来某特定时刻的负荷数值。 负荷预测从预测的时间范围上可以分为长期、中期、短期和超短期预测,负荷预测定义分类,负荷预测分类,长期预测一般指十年以上并以年为单位的预测 中期预测指在五年左右以年为单位的预测 中长期负荷预测主要是用于制定电力系统的扩建规划，包括装容量的大小、形式、地点、时间和电网的增容扩建，它为所在地区或电网的电力发展速度、电力建设规模、电力工业布局、能源资源平衡、地区间的电力余缺调剂、电网资金和人力资源的需求平衡提供了可靠的依据,负荷预测分类,短期预测指一年内以月为单位的负荷预测，还指以周、天、小时为单位的负荷预测，通常预测未来一个月、未来一周、未来一天的负荷指标，也预测未来一天每小时的负荷 短期负荷预测对电力企业的日常运营起到指导和调节作用，有利于合理安排电力日生产计划；超短期负荷预测指未来1h、0.5h,甚至10min的预测，其意义在于对电网进行计算机在线控制，实现发电容量的合理调度，满足给定运行要求，同时使发电成本最小。,负荷预测分类,负荷预测从用途上又可以分为发电部门预测和供电部门预测。 前者从整体上预测负荷的变化，根据负荷特性和负荷趋势来进行预测，称为趋势预测 而后者则往往利用由底向上的方法，根据负荷的结构和性分别预测、统一汇总，称为因子预测,负荷预测分类,电力系统负荷预测是电力系统调度、用电、计划和规划等管理部门的重要工作之一。 准确的负荷预测，有利于经济合理的安排电网内部发电机组的启停，保持电网运行的安全稳定，减少不必要的旋转储备容量； 有利于用电管理，合理的安排电网运行方式和机组检修计划，保证社会的正常生产和生活； 有利于节煤、节油和降低发电成本，提高电力系统的经济效益和社会效益；,负荷预测的意义,有利于制定合理的电源建设规划，决定未来新发电机组的安装及装机容量的大小、时间和地点； 有利于合理的安排电网的增容和改建、决定电网的建设和发展。 未来电网内负荷变化的趋势与特点，是一个电网调度部门和规划部门所必须具有的基本信息之一。,负荷预测的意义,不准确性 电力负荷未来的发展是不确定的，受到多种多样复杂因素的影响，而且各种影响因素也随时发展变化。对这些发展变化，有的可以预先估计，有的却很难事先预见，再加上一些临时情况发生变化的影响这样就导致了预测结果的不准确性或不完全准确性。 时间性 各种负荷预测都有一定的时间范围。负荷预测属于科学预测，因此，要求有比较确切的数量概念，往往需要确切的指明预测的时间。,负荷预测的特点,条件性 各种负荷预测都是在一定的条件限制的前提下作出的。对于这些条件限制，又可以分为必然条件和假设条件，如果负荷预测的工作人员真正掌握了电力负荷的本质规律，那么预测条件就是必然条件，所作出的预测往往也是比较可靠的。但是在很多情况下，由于负荷未来发展的不确定性，所以就需要一些假设条件。 多方案性 由于预测的不准确性和条件性，所以有时要对负荷在各种情况下可能的发展状况进行预测，这样就会得到各种条件下不同的负荷预测方案。,负荷预测的特点,专家预测法 通过召集专家开会，面对面的讨论问题，每个专家能充分发表意见，并听取其他专家的意见。这种方法的主要缺点在于：参加会议的人数有限，影响代表性；权威者的意见可能起到主导作用，并影响其他人的意见。 单耗法 需要做大量细致的统计调查准备工作，近期预测效果比较好。但是，实际中很难对所有产品都较准确的求出其用电单耗，而且工作量也非常大。,负荷预测的方法,负荷密度法 负荷密度预测法是从某地区人口或土地面积的平均耗电量出发，对用电量进行预测 比例系数增长法 比例系数增长法假定今后的电力负荷与过去的电力负荷有相同的增长比例，用历史数据求出比例系数，按比例预测未来的发展。 弹性系数法 多元回归模型 负荷用说明天气的函数和天气变量来表示，影响变量是在负荷相关分析基础上来认定的，它们的重要性是由统计检验来决定的。,负荷预测的方法,一般指数平滑模型 这个方法的优点是不但可用在在线预测还可用在离线预测，不足之处在于没有考虑相关的天气因素，所以它不能说明天气相关负荷的变化。 时间序列预测技术 神经网络预测技术 小波分析方法 灰色预测技术 模糊逻辑技术 组合预测,负荷预测的方法,空间电网负荷预测，又称小区负荷预测，其定义为在未来电力供电范围内，根据规划的城市电网电压水平不同，将城市用地按照一定的原则划分为相应大小的规则和不规则的小区（或网格)，并通过分析和预测规划年城市小区土地利用特征和发展规律，预测小区中电力用户及负荷分布的位置和数等 目前，空间负荷预测方法主要有多变量法、趋势法和用地仿真法。,空间负荷预测,电价预测的重要性 电价预测的主要方法及其进展,6.2 电力市场电价预测方法概述,电力市场下的预测问题,超短期预测,扩展短期,短期预测,连续多日曲线预测,中期预测,长期预测,0,1小时,1天,1周,1月,1年,预测周期,？,？,相关因素的考虑,短期预测中，常见的影响是温度，在缺少温度等相关因素时，某文献中甚至提出自主的气温预测方法（典型的是美国电科院EPRI的ANNSTLF），进而应用于负荷预测。 此外，湿度、风力、天气类型、工作日/休息日及节假日类型等因素都被纳入考虑范围，所使用的方法主要有神经网络、ARMA、模糊预测等。,相关因素的考虑,电力市场中，预测方法应与实际相结合，尤其注重气候条件、电价弹性、市场环境、负荷构成等对预测具有重要影响的因素的细致研究。 传统的负荷预测就是利用已知的负荷历史数据及影响负荷变化的各种因素（温度、湿度、重大事件等）的信息，采用各种预测方法，建立负荷预测模型。,相关因素的考虑,在电力市场中，负荷预测模型必须考虑负荷对电价的响应。而电价随时间和电网运行状况的改变而改变，用户相应地对电价做出反应，从而产生负荷的涨落, 即要考虑负荷电价弹性系数。（P196-197）,预测软件的规范、升级 组建权威的预测管理机构 建立用于测试预测效果的标准例题库 预测部门的整合,对我国预测工作的建议,为了适应电力系统的发展，国外的预测软件在不断地改进和升级。例如：北美地区广为使用的ANNSTLF软件。在美国EPRI的支持下，该软件从1992年开发，到1998年升级到第三代，用户数（电力公司）达35个。 我国目前见诸文献报道的预测软件也是五花八门，探索适合电力市场的预测软件的规范，是当务之急。区分中长期预测与短期预测，分别提出软件的功能规范和预测精度要求，对提高我国各地的预测水平具有重要的意义。,预测软件的规范、升级,目前我国电力系统中，规划/计划/用电营销/调度等部门均有预测需求，各自设立专门的预测人员，但是信息共享不够，工作内容往往有交叠，不利于提高总体的工作效率。 因此，整合预测工作人员，组建跨部门的预测机构，是一个行之有效的途径。据报道，我国福建省电力部门已经组建了负荷预测管理中心，试图将电力系统各部门的预测职能集合在一起，这种思路值得推广。,电力系统内预测机构的整合,借鉴国外经验，由预测管理机构牵头，负责建立一组预测效果的考核标准和考核例题库，其作用是： 对现有主要方法进行比较和推荐 对各开发方的预测软件进行统一的测评和比较，向各地区推荐较好的预测软件 对新提出的预测方法进行预测效果的检验，要求预测结果可以重现,建立用于测试预测效果的标准例题库,借鉴国外经验，由预测管理机构牵头，负责建立一组预测效果的考核标准和考核例题库，其作用是： 全面评价预测的研究动向和应用效果，包括： 在外界扰动情况下各种预测方法的鲁棒性评价 各种预测方法的准确性评价 各种预测方法的有效性评价 为完成预测而采取的数据准备与处理措施评价 预测系统的在线能力与性能评价,建立用于测试预测效果的标准例题库,组建权威的预测管理机构,欧洲所建立的智能预测体系（Intelligent Forecasting Systems，IFS）着眼于众多学者、科研机构、企业用户的联合。IFS尝试建立一个遍及欧洲甚至全球性的以智能预测为主题的工作网络，应用于电力系统及其他系统。,组建权威的预测管理机构,预测机构的主要目标与职责是： 负责起草预测的有关标准和考核评价办法 负责建立标准化的预测比较题目 实现标准的预测演示程序 以Internet为媒介，在研究机构和工业界之间建立一个高效的信息交互渠道 对世界范围内最新的预测研究动向及时进行总结与交流，在网上及时公布 及时报道最新预测产品、工具和其他研究进展 促进最新预测技术从大学、研究机构向工业界转化和使用 组织培训高级预测人员,组建权威的预测管理机构,预测机构应提供如下服务： 建立专用的WWW服务器，供参与者浏览信息 建立专用的ftp服务器，供参与者上载、下载各种电子出版物 提供现有的预测产品的功能描述、使用方法及其应用介绍 提供预测相关的学术会议、展览会、工作组、出版物的总览，供参与者查询和使用 在网上寻求预测项目的合作 建立基于Internet的预测新闻版，供所有参与者随时提问、寻求联系,市场环境下多日负荷曲线预测,理由：负荷曲线预测是市场分析与评估系统的基础。在未来多日负荷曲线下进行电力市场的模拟交易，可以发现市场中可能出现的电力供应紧张和富裕时段，为电厂的报价、机组检修安排等提供参考依据。在进行电力市场合同分解、合同评估时，连续多日负荷曲线的预测结果也是重要决策依据。 现状： 短期负荷预测:实现一天至几天的曲线预测 中长期负荷预测:日典型负荷曲线的预测,扩展短期预测,现状： 短期负荷预测: 实现一天至几天的曲线预测 超短期负荷预测: 几个小时内的负荷预测 理由： 电力市场运营模式下，电力部门提前一天完成日短期负荷预测，确立次日发电计划，其后监视当日计划的执行情况，在原计划与实际负荷发生严重偏离（3%）的情况下，及时完成该日剩余时段负荷的重新预测和计划调整，称为滚动