（电力系统及其自动化专业论文）电力需求预测后评价模型和方法研究.pdf

华北电力大学硕士学位论文 摘要 针对电力需求预测具有复杂性、阶段性等特点，论文构建了电力需求预测后评 价指标体系，根据指标预测偏差的大小确定评价等级，并在此基础上运用增量法确 定各评价等级的隶属函数；以各层指标预测准确度为基础建立的电力需求预测分层 后评价模型，通过引入调整系数，兼顾了电力需求预测和滚动调整预测对电力发展 的不同指导意义，并较好地解决了综合评价模型无法获得各层指标评价结果的局限 性问题；针对五年电力发展规划需求预测后评价中待评价年个数较少而影响因素较多的 特点，在一般多因素客观权重分配方法的基础上，提出了加权互信息量的概念，同时引 入相对强度熵，得到了一种影响电力需求预测各因素的客观权重分配方法；最后通过计 算实例证明了论文模型及方法的有效性和实用性。 关键词：电力需求预测，分层后评价模型，加权互信息量，客观权重分配方法 a b s t r a c t a c c o r d i n gt ot h ec o m p l e x i t ya n ds t a g eo fe l e c t r i cp o w e rd e m a n df o r e c a s t i n g ，t h i sp a p e r e s t a b l i s h e dt h ei n d e xs y s t e mf o re l e c t r i cp o w e rd e m a n df o r e c a s t i n gp o s t - e v a l u a t i o n a f t e r m a k i n ge v a l u a t i o ng r a d e sr e f e r r i n gt ot h ed e v i a t i o no fi n d e x ，t h em e m b e r s h i pf u n c t i o no f e a c h g r a d ew a so b t a i n e db yi n c r e m e n t a lm e t h o d i n t r o d u c i n gt h em o d i f i c a t i o nf a c t o ra n dg i v i n g a t t e n t i o nt ot h ep o w e rd e m a n df o r e c a s t i n ga n da d j u s t m e n tf o r e c a s t i n g sg r e a ts i g n i f i c a n c ea n d e f f e c t ，t h i sp a p e re s t a b l i s h e dt h eh i e r a r c h i c a lp o s te v a l u a t i o nm o d e lb ye v a l u a t i n gt h e f o r e c a s t i n gp r e c i s i o n so fi n d i c a t o r si ne a c hl a y e r , w h i c hc o u l da c q u i r ee v a l u a t i o nr e s u l t si n e a c hl a y e r b e s i d e s ，a st h e r ew e r eo n l yf e wc a s e so fp o s t e v a l u a t i o nf o r5 - y e a rd e m a n d f o r e c a s t i n gi ne l e c t r i cp o w e ri n d u s t r y , a n dm a n yf a c t o r sa f f e c t i n gt h ed e m a n df o r e c a s t i n g ，t h i s p a p e ri n t r o d u c e dac o n c e p to fw e i g h t e dm u t u a li n f o r m a t i o nc o n t e n t t h u sa r ta p p r o a c ht o a l l o c a t ei m p e r s o n a lw e i g h t so ff a c t o r sa f f e c t i n ge l e c t r i cp o w e rd e m a n df o r e c a s t i n gw a so b t a i n e d c a s es t u d yr e s u l t ss h o w e dt h a tt h ee s t a b l i s h e dm o d e la n dp r o p o s e da p p r o a c hw e r ee f f e c t i v ea n d p r a c t i c a b l e w a n gq i a n ( p o w e rs y s t e ma n di t sa u t o m a t i o n ) d i r e c t e db yp r of z h a n gl i z i k e yw o r d s ：e l e c t r i cp o w e rd e m a n df o r e c a s t i n g ，h i e r a r c h i c a lp o s t - e v a l u a t i o nm o d e l ， w e i g h t e dm u t u a li n f o r m a t i o nc o n t e n t ，a p p r o a c ht oa l l o c a t ei m p e r s o n a lw e i g h t s i - 声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文电力需求预测后评价模型和方法研 究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得 的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：墨蕉日期： 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为 目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学 位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名： 导师签名： 日期： 华北电力大学硕士学位论文 第一章引言 1 1论文提出的背景及意义 电力工业是为国民经济和社会发展提供能源的重要基础产业，也是关系国计民 生的公用事业。电力在经济发展和社会进步中越来越成为不可缺少的物质资料和生 活资料，电气化程度也已经成为一个国家现代化程度的标志。 1 1 1研究背景 电力发展规划工作是一项非常复杂的系统工程，其复杂性突出表现在其具有规 模大、不确定和不精细因素多以及涉及部门和专业领域广的特点。电力规划工作不 仅需要大量有关社会经济发展的历史数据，还需对现状进行深入的分析，同时亦要 对社会未来发展有比较全面的了解。 作为电力发展规划的重要组成部分之一，电力需求预测是确定电源发展规模、 电网布局方案的基础和依据，在整个地区电力发展规划中起着先导性的基础作用。 高质量的电力需求预测与发展规划是国民经济与电力工业协调发展的前提，其精度 的高低直接影响着整个规划工作的优劣【l 弓】。 “十五”期间，在经济快速增长的推动下，我国的电力生产和消费均实现了高 速增长，电力供需矛盾加剧，全国拉闸限电的地区、范围和电力电量缺口均明显增 加【4 】，不同的电力需求预测与实际情况均存在不同程度的差异。由此可见，根据实 际发展情况及时对电力需求预测进行修改和调整，科学合理地评价电力需求预测的 准确度，分析影响需求预测偏差各因素的影响程度，既是保证电力发展规划准确制 定的前提，也是适应社会经济发展需求的必要条件。 目前国内外在电力建设项目方面展开了不少评价工作，形成了比较成熟的电力 建设项目后评价理论，建立起了比较完善的电力建设项目后评价机制，但这些均是 针对单个的具体项目进行后评价，而对于电力需求预测的后评价从未进行全面、系 统和比较深入的专项研究。在对新的电力发展规划进行制定和滚动调整之前，从后 评价的角度对原电力需求预测进行总结，将会为今后的电力需求预测工作提供借鉴 和帮助，具有极其重要的现实意义。 1 1 2 论文研究的意义 本论文进行电力需求预测后评价模型和方法研究，将通过电力需求实际与规划 的比较对电力需求预测中各类指标的准确性进行分层次评价，并对各个影响因素的 华北电力大学硕士学位论文 影响程度进行分析。通过总结以往预测成功的经验和失败的教训，不仅可以寻找原 电力需求预测各环节中存在的问题和不足，而且还可以发现其中出现的新问题和新 趋势，为电力发展规划的滚动调整提供依据，提高滚动调整规划对未来电力发展规 划的宏观指导和超前决策作用，进而促使电力发展更好地为国民经济发展服务。 1 2国内外研究概况 1 2 1国外研究概况 后评价最早产生于美国2 0 世纪三十年代【5 】，主要服务于由罗斯福总统班子提出 的一些重要的社会计划，此后有较大发展，于2 0 世纪六、七十年代趋于成熟，当 时世界银行和欧美各国开始向发展中国家投放大量项目基金【6 ，7 】，为保证项目基金的 效益，后评价作为一种有力的监督方式被广泛采用，从而掀起一股后评价工作的热 潮，建立起一整套科学的后评价理论与方法，即前后对比法、有无对比法、逻辑框 架法和数据收集法等。从2 0 世纪八十年代开始，后评价才得到发展中国家的重视 i s , 9 ，印度、菲律宾和马来西亚等发展中国家开始建立起比较完善的后评价制度。 发达国家的后评价主要是对国家的预算、计划和项目进行评价，美国是后评价 做得比较好的国家之一。为促进社会和经济的发展，美国曾对两次主要由政府控制 的投资计划进行过后评价。在2 0 世纪7 0 8 0 年代，某些公益性项目的决策由美国联 邦政府下放到州政府或地方政府，后评价的过程也相应扩展到地方。目前，公众日 益关注项目效益的趋势，要求增加国家对各级政府管理的透明度，对政府是否“尽 职 方面提出质疑。在经济衰退和预算紧缩时期更增加了对后评价的要求，预算来 源的挑战也对评价起到了推动作用。在私营体系中，也有增强后评价的趋势。发达 国家在国家预算中都有一部分资金用于向第三世界投资，为了保证资金使用的合理 性和效益性，一般设立一个相对独立的办公室，专门从事海外援助项目的后评价。 2 0 世纪7 0 年代以来，越来越多的国际金融组织依靠评价来检查其投资活动的结果。 全世界2 4 个多边金融机构的评价系统，包括8 个国际银行和1 2 个联合国机构中， 评价均是一种全新的并正在迅速发展的活动。 1 2 2国内研究概况 我国的后评价工作始于2 0 世纪八十年代，1 9 8 6 年国家计委外经局与世行后评 价局在北京开办了后评价学习班；1 9 8 8 年国家计委下发“计外资 1 9 8 8 】9 3 3 号”文 件一一“关于委托进行利用国外贷款项目后评价工作的通知 ，确定了首批进行后 评价的9 个项目；1 9 9 0 年1 月，国家计委以计建设 1 9 9 0 1 5 4 号文件下达了关于展 开1 9 9 0 年国家重点建设项目后评价工作的通知，随后部署了1 4 个后评价项目， 从此我国后评价工作开始发展起来。 - 2 - ： 华北电力大学硕士学位论文 与此同时，我国电力建设评价工作也随之开展1 0 j 7 】： 1 、1 9 9 0 年9 月1 7 日，水利水电规划设计总院根据国家计委计标 1 9 8 7 1 3 5 9 号文件印发的建设项目经济评价方法与参数和原水利电力部( 8 8 ) 水电计字第 3 6 号文件的要求，编制了水电建设项目经济评价实施细则( 试行) ( 水规规字 【1 9 9 0 1 1 号) ； 2 、1 9 9 4 年6 月1 4 日，水利水电规划设计总院根据国家计委计投资f 1 9 9 3 1 5 3 0 号文件印发的建设项目经济评价方法与参数( 第二版) 及当时国家的财税规定， 组织编制了水电建设项目财务评价暂行规定( 试行) ( 水规规 1 9 9 4 0 0 2 6 号) ； 3 、2 0 0 1 年，国电公司为规范输电网安全性评价工作的实施，保证科学、客观、 真实地反映输电网安全水平，制定了输电网安全性评价实施办法( 国电发 2 0 0 1 1 3 9 号) ； 4 、2 0 0 2 年7 月，为全面提高电力工程项目管理水平，为电力建设项目的决策 提供科学依据，国家电力公司发出关于开展电力建设项目后评价工作的通知( 国 电电源 2 0 0 2 1 3 7 8 号) ； 5 、2 0 0 3 年1 0 月8 日，国家电网公司为了促进电网的安全管理，确保电网安 全、稳定、优质、经济运行，组织编制了输电网安全性评价( 国家电网生 2 0 0 3 1 4 0 4 号) ； 6 、2 0 0 4 年9 月2 2 日，为进一步规范电力建设工程参建各方的安全管理工作， 全面提高公司系统建设工程的安全生产管理水平，依据国家有关安全生产法律、法 规和电力行业有关安全工作规定，以及公司的安全管理制度，国家电网公司组织制 定了电力建设工程安全健康环境评价管理办法( 试行) ( 国家电网i 2 0 0 4 1 4 8 8 号) ； 7 、2 0 0 5 年1 0 月4 日，为加强国家电网公司投资管理，提高投资决策水平， 完善投资决策机制，规范投资项目后评价工作，根据国资委印发的中央企业固定 资产投资项目后评价工作指南( 国资发规划 2 0 0 5 1 9 2 号) ，国家电网公司组织制定 了国家电网公司固定资产投资项目后评价实施细则( 试行) ( 国家电网发展 【2 0 0 5 1 6 5 6 号) ； 8 、2 0 0 6 年7 月3 日，为适应社会主义市场经济的发展，加强建设项目经济评 价工作，根据国务院关于投资体制改革的决定精神，国家发展和改革委员会、 建设部联合下发了建设项目经济评价方法与参数的通知( 发改投资【2 0 0 6 1 3 2 5 号) 。 近年来，国内一些学者将后评价的相关理论与方法引入到电能质量【1 8 之0 1 、电网 规划项目 2 1 , 2 2 1 及其它具体的电力建设项目 2 3 - 2 8 1 等的评价中，取得了很好的效果，但 是很少有对电力需求预测后评价进行全面、系统和比较深入的专项研究。 华北电力大学硕士学位论文 1 3论文的研究内容 评价电力需求预测的准确度，不仅需要得到综合评价结果，而且应当对各个指 标的准确度依次进行评价，并确定影响电力需求预测各因素的影响程度，进而为今 后的电力需求预测工作提供借鉴。论文研究的主要内容包括以下几个方面： 1 、遵循指标选取的原则，构建电力需求预测后评价的指标体系，根据指标预 测偏差的大小确定评价等级以及相应的评价标准； 2 、 在分别运用增量法确定各评价等级的隶属函数和层次分析法确定各层次 指标权重的基础上，建立电力需求预测分层后评价模型； 3 、运用粗糙集理论、信息熵和模糊聚类分析相结合的方法，定量分析影响电 力需求预测偏差各个因素的影响程度： 4 、 以我国某地区“十五电力行业规划为例，运用电力需求预测分层后评价 模型进行实例分析，得到各层指标评价结果和综合评价结果，同时定量分析各影响 因素的影响程度，为今后的电力发展规划制定提供参考； 5 、 对论文进行总结并做进一步展望。 华北电力大学硕士学位论文 第二章电力需求预测后评价的指标体系及标准 2 1电力发展规划后评价的基本原理 2 1 1电力发展规划后评价的含义 后评价是指通过对已实施项目、规划或政策的效果进行分析和总结，吸取成败 的经验和教训，为将来同类项目的决策、实施或规划、政策的制定提供参考依据。 电力发展规划后评价是指对已经执行完成的电力发展规划方案在规划目的、内 容、执行过程、效益、作用和影响等方面所进行的系统的、客观的分析；通过对规 划实践的检查总结，确定规划预期的目标是否达到，规划是否合理有效，规划的主 要效益指标是否实现；通过分析评价找出规划成败的原因，总结经验教训；并通过 及时有效的信息反馈，为未来电力行业规划的决策和提高完善规划决策管理水平提 出建议，同时也为规划项目实施过程中出现的问题提出改进建议，从而达到提高电 力发展规划科学有效性的目的。 2 1 2电力发展规划后评价的特点 相对于一般的建设项目后评价，电力发展规划后评价十分复杂，涉及到经济发 展、产业结构调整、资源状况等国民经济发展的全部领域，并将对国民经济发展产 生极其重要的影响。电力发展规划后评价的主要特点有： 1 、复杂性。电力发展规划主要是由电力需求预测、节能分析、能源与资源、 电力供需平衡、电源规划、电网规划、环境及社会影响分析、投融资规划、电价预 测分析等方面的内容组成，而且各方面内容之间相互连接、相互影响、相互关联， 构成一个复杂的系统，这使得电力发展规划后评价的整个过程比一般的项目后评价 更为复杂。 2 、可信性。这主要是指电力发展规划后评价过程中所采用的数据、资料必须 是真实的、可靠的。 3 、阶段性。电力发展规划的年限较长，一般分为五年电力发展规划( 简称五 年规划) ，电力发展中期规划( 简称中期规划，时间为5 1 5 年) 和电力发展长期规 划( 简称长期规划，时间为1 5 年以上) 。同时，电力发展规划必须实行动态管理， 五年规划应每年修订一次，中期规划应每三年修订一次，长期规划应每五年修订一 次，有重大变化时应及时修改、调整。这使得电力发展规划不像一般的项目设计一 样有一个完整的实施过程，而是实施到一定程度就会被新的规划调整方案所取代， 因此电力发展规划后评价应根据规划调整情况分阶段进行，这样才能得到比较可靠 华北电力大学硕士学位论文 的评价结论。 4 、反馈性。电力发展规划后评价的目的是将各个阶段的规划情况与实际情况 进行对比，得到后评价结论，并将结论反馈到规划制定部门，为新的发展规划提供 依据和借鉴。 2 1 3电力发展规划后评价的内容 电力发展规划后评价的目的是想通过电力发展规划与规划实际实施结果间差 异的对比分析，明确电力发展规划的合理性及有效程度，为以后电力发展规划的编 制提供参考依据。为达到这一目的，只有通过对电力发展规划的各个环节进行对比 分析，才可得出比较全面的评价结论。因此，根据电力发展规划的先后顺序，电力 发展规划后评价的内容可以分为电力需求预测后评价、电源规划后评价、电网规划 后评价三个部分，各部分的具体内容如下： 1 、电力需求预测后评价。电力需求预测包括经济发展预测、电量预测、电力 负荷预测三个部分，它们的预测结果是确定电源发展规模、电网布局方案的基础和 依据，在整个电力发展规划中起着先导性的基础作用。电力需求预测后评价是指通 过对规划预测结果与其实际发展结果间偏差的对比分析来明确电力需求预测的可 信程度，总结电力需求预测中存在的问题与规律，为以后电力需求预测可靠性的提 高提供依据。 2 、电源规划后评价。电源规划应考虑环境保护和资源永续利用，坚持规模经 济，加快电源结构的调整和改造。合理的电源布局和结构应满足：能源流向合理， 系统安全可靠、经济合理，系统装机容量得到充分利用，水电电量充分利用，满足 调峰要求，保护生态，节约能源，减少污染的要求。电源规划后评价是指将规划中 的电源发展与电源的实际发展相比较，通过二者的差异来评价原来电源规划的合理 性，并分析其原因，总结其规律，为以后的电源发展规划提供借鉴。 3 、电网规划后评价。电网是电力市场的载体，电网规划必须满足电力市场发 展的需要并适当超前。电网规划必须坚持统一规划，以安全可靠为基础、突出整体 经济效益、满足环境保护要求，加强电网结构，统筹考虑城网和农网规划，研究跨 区送电、跨区联网、全国联网和周边国家联网，提出合理的电网方案；同时，应重 点研究目标网架，论证目标网架的最高电压、输电方式、供电规模，优化结构，进 行稳定评价。电网规划后评价是指将规划中的电网发展与实际进行比较，分析它们 的相同点和不同点，评价原来电网规划的合理性，总结电网规划的经验与教训，提 高今后电网规划的科学性与合理性。 在上述三部分内容中，由于电力需求预测在整个电力发展规划中起着先导性的 基础作用，因此本论文重点讨论和研究电力需求预测后评价。 华北电力大学硕士学位论文 2 2电力需求预测后评价的指标体系 2 2 1电力需求预测的内容 预测是指根据事物发展的历史特点和数据资料，采用科学的方法分析事物未来 的发展趋势及其发展状态。在电力发展规划中，电力需求预测是了解未来经济发展、 电量和电力负荷需求状况，制订电力发展规划的基础依据，具有重要的地位。电力 需求预测的指标有很多，根据各预测指标所反映的内容、性质及其在电力需求预测 中的作用，将电力需求预测分为经济发展预测、电量预测、电力负荷预测三类： 1 、经济发展预测 社会经济发展预测是指在国家和地方经济发展政策的指导下，通过对经济发展 历史及其发展现状的调查研究，寻找经济发展的有关规律，预测在规划各年( 或水 平年) 的经济发展水平，常用的预测指标有国内生产总值、国民收入、工农业总产 值和年末总人口等。因为经济活动是产生电力需求的最根本原因，从整体上把握未 来经济活动的发展水平是预测未来电力需求的基础，是电力发展规划中不可缺少的 重要内容。 2 、电量预测 电量预测主要包括：( 包括各省或地区) 在各年( 或水平年) 的发电量、用电 量；第一、二、三产业和居民生活需电量；各行业需电量。 3 、电力负荷预测 电力负荷预测主要包括：( 包括各省或地区) 在各年( 或水平年) 的最大负荷； 代表月份的日负荷曲线、周负荷曲线；年时序负荷曲线、年负荷曲线；负荷特性和 参数，如平均负荷率、最小负荷率、最大峰谷差、最大负荷利用小时数等。 2 2 2后评价指标选取原则 为达到后评价的目的，必须根据上述电力需求预测各部分内容的特点，选取一 套合理的评价指标体系来衡量或测定电力需求预测的合理性。指标选择对后评价来 说是非常重要的，指标选择合理与否，不仅会影响后评价整体工作量的大小，而且 还会对后评价结论的可靠性产生影响，构建电力需求预测后评价指标体系时应遵循 的原则有： 1 、可比性原则 电力需求预测后评价中所选择的指标在原电力发展规划需求预测中被采用过， 或通过一定的运算可以从原来规划结果中间接获得，并且对同一指标，预测值与实 际值的前后含义要求相同，对应的空间范围也应一致，这样才能通过差异比较、分 析得出合理、可靠的结论。 一一一一 竺! ! 皇垄奎兰塑主兰垡笙奎 一一一 _ _ _ i l - _ i _ _ _ _ _ - _ - _ - _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ - _ - _ - - _ _ - - - _ _ - _ _ - _ - _ - _ _ _ _ _ - _ - _ - - - _ - _ _ i - 一一 一 2 、全面性原则 指构造的指标体系中，应包含电力需求预测后评价研究的全部内容，全面评价 电力需求预测中经济发展预测、电量预测、电力负荷预测的准确性。 3 、代表性原则 在对电力需求预测的某项工作进行后评价时，可能有很多相互关联的指标供以 选择，这种情况下应遵从代表性原则从中选取一些意义明确，能说明问题，而且对 电力发展规划结果有较大影响的指标进行分析，以提高评价结果的可靠性、减少评 价的工作量。 2 。2 。3后评价指标体系构建 参考电力发展规划需求预测中所采用的指标，根据上节所述的指标选取原则， 结合各指标相对应的内容在电力发展规划中的地位和作用，选取包含，1 个省区的地 区电力需求预测后评价指标体系如图2 i 所示。 e 层b 层 g d p 增长率 ( c 0 入均收入增 长率( c 2 ) 城镇( d 3 ) 农村( d 4 ) 地区入m ( c 3 ) h 地区人口( d 5 ) 发电量( c 4 ) 用电量( c 5 ) 日负荷特性 ( c 6 ) 年负荷特性 ( c 7 ) 周负荷特性 ( c 8 ) 发电量( d 6 ) = = = = = = = = = = = = = 各省区( d 7 ) = = = = = = = = = = = = = 各产业( d 8 ) 省区1 ( u i i ) ( i = 2 , - - - , 7 ) 省区2 ( u i 2 ) ( i _ 2 ，7 ) 省区n 【u i 。) ( i = 2 ，7 ) 第一产业( u 8 1 ) 第二产业( u 8 2 ) 第三产业( u 8 3 ) = = ：= = = = = = = = = = ：= = = = = = = = ：= 居民生活( u s 4 ) 最大负荷( u j 1 ) 0 - - - 9 ，1 0 ，11 ) 日负荷率( u j a ) 0 - - - 9 ，1 0 ，1 1 ) c 层d 层u 层 图2 1电力需求预测后评价指标体系 - 8 她页蛳一瓦虹丽堑页虹页“ 经济发展h二电量也二 电力负荷b 电力需求预测后评价 华北电力大学硕士学位论文 2 2 4 指标解释 ： 1 、国内生产总值( g d p ) 指一个地区所有常住单位在一定时期内生产活动的最终成果。国内生产总值有 三种表现形态，即价值形态、收入形态和产品形态。从价值形态看，它是所有常住 单位在一定时期内生产的全部货物和服务价值超过同期中间投入的全部非固定资 产货物和服务价值的差额，即所有常住单位的增加值之和；从收入形态看，它是所 有常住单位在一定时期内创造并分配给常住单位和非常住单位的初次收入分配之 和；从产品形态看，它是所有常住单位在一定时期内最终使用的货物和服务价值与 货物和服务净出口价值之和。在实际核算中，国内生产总值有三种计算方法，即生 产法、收入法和支出法，三种方法分别从不同的方面反映国内生产总值及其构成。 2 、三次产业 第一产业是指农、林、牧、渔业； 第二产业是指采矿业，制造业，电力、燃气及水的生产和供应业，建筑业； 第三产业是指除第一、二产业以外的其他行业。第三产业包括：交通运输、仓 储和邮政业，信息传输、计算机服务和软件业，批发和零售业，住宿和餐饮业，金 融业，房地产业，租赁和商务服务业，科学研究、技术服务和地质勘查业，水利、 环境和公共设施管理业，居民服务和其他服务业，教育，卫生、社会保障和社会福 利业，文化、体育和娱乐业，公共管理和社会组织，国际组织。 3 、城镇居民实际人均可支配收入 指城镇居民实际人均得到可用于最终消费支出和其它非义务性支出以及储蓄 的总和，即城镇居民实际人均可以用来自由支配的收入，其是城镇居民实际人均收 入扣除交纳的所得税、社会保障支出以及记帐补贴后的收入。计算公式为： 城镇居民实际人均可支配收入= 城镇居民实际人均收入 一所得税一社会保障支出一记帐补贴 4 、农村居民实际人均纯收入 纯收入是指农村住户当年从各个来源得到的总收入相应地扣除所发生的费用 后的收入总和。计算方法： 纯收入= 总收入一家庭经营费用支出一税费支出一 生产性固定资产折旧一调查补贴一赠送农村外部亲友支出 农村居民实际入均纯收入反映的是一个地区或一个农户农村居民的平均收入 水平。 5 、发电量 电力系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和。 6 、用电量 华北电力人学硕士学位论文 所有用电负荷所消耗电能的数量。 7 、日最大负荷 冬、夏典型日( 或最大负荷日) 内记录的负荷值中，数值最大的负荷值。 8 、日负荷率 冬、夏典型日( 或最大负荷日) 中日平均负荷与日最大负荷的比率，计算公式 为： 日负荷率( ) = 髻勰1 0 。 9 、日最小负荷率 冬、夏典型日( 或最大负荷日) 中日最小负荷与日最大负荷的比率，计算公式 为： 日最小负荷率( ) = 罟羹美勰1 。 1 0 、年负荷率 全年平均负荷与全年最大负荷的比率，计算公式为： 年负荷率c ，= 篆差姜黜。 1 1 、年最小负荷率 全年最小负荷与全年最大负荷的比率，计算公式为： 年最小负荷率( ) = 荤差类勰。 1 2 、月不均衡负荷率 月内平均负荷与月内最大负荷日平均负荷的比值，它表示月内负荷变化的不均 衡性，计算公式为： 月不均衡负荷率c ，= 万两 昌皂羔舞霎翥貉。 1 3 、季不均衡负荷率 全年各月最大负荷平均值与年最大负荷的比值，它表示一年内月最大负荷变化 的不均衡性，计算公式为： 季不均衡负荷率c ，= 全竺鱼辱盏套善嘌芋铲。平取八j 1 j 、k v v 1 4 、最大负荷利用小时数 全年用电量与年最大负荷的比值，计算公式为： 最大负荷利用小时数c h ) = 差墓茎葛揣 1 5 、周平均负荷率 周平均负荷与周最大负荷的比值，计算公式为： 华北电力大学硕：上学位论文 周平均负荷率c ) = 名薹姜躲。 1 6 、周最小负荷率 周最小负荷与周最大负荷的比值，计算公式为： 周最小负荷率( ，= 篙耄碧船。 2 3电力需求预测后评价标准 2 3 1评价等级划分 为了准确描述电力需求预测的准确程度，得出一个直观的整体结论，在对电力 需求预测的各项指标进行定量分析的基础上，应对电力需求预测的各项工作及其整 体的准确程度进行评价。 按照各指标的性质及其在电力需求预测中的地位和作用，根据其指标预测偏差 的大小可以将电力需求预测的相关工作分成很准确、准确、一般、不准确和很不准 确五个评价等级，其论域为v = v iv 2 ，v 3 ，k ，v 5 ) = 很准确，准确，一般，不准确，很 不准确，各等级的划分标准如下： 1 、很准确：规划值与实际值之间几乎不存在偏差，不影响电力发展规划工作 的整体合理性与可靠性； 2 、准确：规划值与实际值之间存在较小的偏差，对电力发展规划工作的整体 合理性与可靠性有较小的影响，但影响较小； 3 、一般：规划值与实际值之间存在一定的偏差，对电力发展规划工作的整体合 理性与可靠性有一定的影响，但影响不大； 4 、不准确：规划值与实际值之间存在较大的偏差，在较大程度上会影响电力 发展规划工作的整体合理性与可靠性； 5 、很不准确：规划值与实际值之间存在很大的偏差，严重影响电力发展规划工 作的整体合理性与可靠性，使其与地区相关实际偏离严重，电力发展规划失去其应 有的指导意义。其中， 指标“，的预测偏差值= l 材，的实际值一“，的预测值i 指标，的预测偏差率= 塑磊警腊1 。； 指标u “的调整偏差值( 率) 计算亦如此。 2 3 2 评价标准的确定方法 确定电力需求预测的后评价标准，实际上是要求根据对电力需求预测中各项工 华北电力大学硕士学位论文 作的理解及其复杂程度，确定其后评价指标的偏差在各个评价等级上对应的变化范 围。 由于我国对于电力需求预测后评价的各个评价等级并无明确的规定进行划分， 且各个评价等级本身都是模糊概念，无法在数轴上用一个统一的数值客观地将两个 相邻评价等级所对应的变化范围区分开来，但可以用一个区间来表示各相邻评价等 级之间的临界值的大致范围，所以电力需求预测后评价标准的确定具有很大的不确 定性、随机性和模糊性。为了减少不确定性与模糊性及主观性在电力需求预测后评 价标准确定过程中的影响，提高评价标准的客观性，本文根据指标预测偏差的大小 确定电力需求预测后评价中各评价指标相邻评价等级之间的临界值，从而确定电力 需求预测的后评价标准。 2 3 2 1 经济发展指标 中国社会科学院数量经济与技术经济研究所和国务院发展研究中心一般会在每 年的1 2 月份对下一年的经济发展指标进行预测，且两者的预测数值相差不大，因 此本论文采用前者的预测数据进行分析。 表2 - 11 9 9 2 2 0 0 4 年全国g d p 增长率偏差值 注：数据来源于经济蓝皮书：中国经济形势分析与预测( 1 9 9 2 - - 2 0 0 5 ) 。 通过上表可以看出，2 0 0 3 年、2 0 0 4 年的偏差值与平均值基本一致，因此认为“十 五”期间的g d p 增长率偏差值不大于1 5 的预测是准确的，同时考虑到五年电力 华北电力大学硕士学位论文 年份 城镇居民实际人均可支配收入增长率农村居民实际人均纯收入增长率 实际值( ) 预测值( ) 偏差值( ) 实际值( ) 预测值( ) 偏差值( ) 注：数据来源于经济蓝皮书：中国经济形势分析与预测( 1 9 9 2 2 0 0 5 ) 。 同样地，根据表2 2 可以确定“十五 期间城镇居民实际人均可支配收入增长 率预测准确的临界值为3 ，农村居民实际入均纯收入增长率预测准确的临界值为 1 5 ，详见表2 3 。 由于各年人口数量变动较小，因此设定其预测准确的偏差率临界值为1 ，详 见表2 3 。 2 3 2 2 电量和电力负荷指标 目前国家尚未出台统一的标准对各个评价指标相邻评价等级之间临界值进行划 分。一般来说，不同的负荷与电量预测对准确性的要求不同，长期的负荷预测甚至 容许误差达到1 0 ，而短期的日负荷预测的误差一般不能超过3 纠2 9 1 。 据此，论文设定发电量、用电量预测准确的偏差率临界值为5 ，日最大、周 华北电力大学硕士学位论文 最大、周最小负荷预测准确的偏差率临界值为5 ，日( 年) ( 最小) 负荷率预测准 确的偏差值临界值为2 ，详见表2 3 。 2 3 3 后评价标准 根据上述方法，可整理得电力需求预测各项工作的后评价标准( 参考值) 如表 2 3 所示。 表2 3电力需求预测各项工作的后评价标准( 参考值) 注：以上标准为参考值，由于各个省区的经济发展速度、产业结构、典型日负荷特性等均有所差异， 故相应的评价标准应当在上述标准的基础上进行适当调整。( i = 6 ，7 ；j = 9 ，1 0 ，1 1 ) 2 4小结 本章首先探讨了电力发展规划后评价的含义、特点与内容，为后面研究工作的 展开提供基础；其次，为达到电力需求预测后评价的目的，本章根据电力需求预测 各部分内容的特点，构建了相应的后评价指标体系；最后，为了描述电力需求预测 的准确程度，得出一个直观的整体结论，在对电力需求预测的各项指标进行定量分 析的基础上，确定电力需求预测后评价等级以及相应的评价标准。由于目前我国对 于电力需求预测后评价的各个评价等级并无明确的规定进行划分，因此本章根据指 标预测偏差的大小来确定电力需求预测后评价中各评价指标相邻评价等级之间的 临界值，从而确定电力需求预测的后评价标准( 参考值) 。 华北电力大学硕士学位论文 第三章电力需求预测分层后评价模型 3 1模糊综合评价方法概述 3 1 1模糊数学的相关理论 人们对于客观世界的认识具有大量的模糊性。例如，关于地震的烈度、飓风强 度、对某些质量的评定以及生活中区分青年、中年和老年等。由于评定事物的标准 或事物本身的定义没有明确的边界，从而构成不确定性。 3 1 1 1 模糊性的概念 从集合论的观点来看，由于模糊性导致的不确定性是因为某些因素的排中律被 破坏而造成的。简单地说，在普通集合中，任一元素或者属于该集合，或者不属于 该集合，两者必居其一，而且只居其一。也就是说，各元素具有非此即彼的性质。 但对一模糊集合，例如“中年”这一集合，我们很难明确回答3 5 岁的人是否属于 中年这一集合，因为从青年到中年是逐步过渡的，而不应以某一年龄将他截然分开， 比较合理的回答应当是3 5 岁的人既有一定程度的“青年成份”，也有某种程度的“中 年成份 ，这就是事物的模糊性。 3 1 1 2 模糊子集的概念 除普通集合的子集外，还有另外一种子集，它们没有明确的“边界”。例如，前 面提到的“中年”这一子集，因为3 5 岁的人既可以属于也可以不属于中年这一子 集，即它不是绝对地属于该子集。模糊数学中用隶属度表现某一元素与模糊子集的 关系。对论域的每一个元素雎，在闭区间【o ，1 】中给它一个对应的数字指标，用以表 明以对于模糊子集的隶属程度，并用j ( 以) 表示，称为元素肛对模糊子集a 的隶属 度。所有隶属度均满足0 j ( 鸬) l ，显然，j 魄) 值愈大，表示以对彳的隶属程度 愈高；心( 以) = 1 时，表示肛肯定属于j ；心( 以) = o 时，表示以肯定不属于j 。显然， j 完全可由其隶属函数i ( ) 来描述。 3 1 1 3 模糊矩阵 若矩阵孟= ( ) 满足勺【o ，1 】，i - 1 ，2 ，m ；j = l ，2 ，靠。则称它为模糊矩阵，简 称f 矩阵。 当论域x = “，而，) 、】，= ，y 2 ，y 。) 皆为有限集时，设尺是从z 到】，的f 关系，对任何( 蕾，咒) x y ，记 = 尺( 毛，y j ) 华北电力大学硕士学位论文 则f 关系j f i 可用如下f 矩阵 ，i 眨。 r m l 名2 表示，并记作r = ( 珞) 。 3 1 2模糊综合评价法的原理 模糊集理论 3 0 - 3 3 】最先是由美国控制论专家l a z a d e h 于1 9 6 5 年在信息与控制 杂志上发表的论文模糊集合中提出的，模糊综合评价是在此基础上发展起来的。 从众多的单一评价中获得对某个或某类现象的整体评价，称为综合评价。在实际应 用中，评价的对象往往受各种不确定性因素的影响，其中模糊性是最主要的。 模糊综合评价法【3 4 , 3 5 主要利用模糊集和隶属函数等概念，应用模糊变化原理， 从多个方面对事物隶属等级状况进行整体的评价。 3 1 3 模糊综合评价法的步骤 1 、确定评语集v = v i ，吃，v 卅) ； 2 、确定因素集u = u iu 2 ，u 。) ； 3 、进行单因素评判。对每一个因素u i u 给出评语，即让每一个u i 对应y 上的 一个f 集。这相当于给出某个f 映射 【厂专，( y ) u i f ( u f ) = ( l ，；2 ，) 由f 可诱导出一个f 关系r i f ( u xv ) ，使v ( u ，v j ) u x v 有 髟( 珥，) = f ( u ，) ( ) = 勺 r = ( ) 叫做评判矩阵。 4 、综合评判 一般来说，各因素对综合评判所起的作用是不相同的，综合评判结果不仅与各 因素的评价有关，而且在很大程度上还依赖于各因素对综合评判所起的作用。这就 需要确定一个各因素间的权重分配a = ( 口。，a s ，吒) ，它是因素集上的一个f 集。 由上述的f 关系r 可诱导出一个f 变换 t ：f ( 矽) 专f ( y ) 彳专丁( 彳) = a r 由此排序择优，就完成综合评判工作。 华北电力大学硕士学位论文 3 2电力需求预测后评价模型 3 2 1综合后评价模型 由于我国对于电力需求预测的合理或成功程度并无明确的规定，那么规划和预 测结果的合理或成功程度本身是一个模糊概念。鉴于此，本节运用模糊综合评价法， 通过建立后评价模型达到评价电力需求预测准确度的目的。 以含有n 个省区的五年电力发展规划需求预测后评价为例，评价指标集为 u = u 1 , “2 ，u 坼2 5 ) = u i , i ，u l ，2 ，嘶 3 ，u 1 4 ，l ，u 1 4 。2 ) ，评价的评语论域为v = “，v 2 ，v 3 ，心，v 5 分别代表很准确、准确、一般、不准确和很不准确，考虑到每年的预测准确度均有 所差异，同时兼顾电力需求预测和滚动调整预测对电力发展具有不同的指导意义和 影响，构建综合后评价模型如下： e = 彳 墨+ r + t z ( b + 蜀+ 足) + ( 1 一口) ( g + 毯+ 毯) 口( o ，0 5 ) ( 3 - 1 ) 其中，a = 如。，a 2 , - - - , a 6 m 5 ) 为指标的权重向量集； r f ( u xy ) 为一个从第k ( 后= 1 ，2 ，3 ，4 ，5 ) 年指标集u 到论语集y 的 ( 6 n + 2 5 ) x 5 阶模糊评价矩阵，其元素，表示第k 年第i 项指标u l 的预测偏差属于第， 项评语1 ，的隶属度结果； 群f ( u xy ) 同样为一个从第k ( k = 3 ，4 ，5 ) 年指标集u 到论语集y 的 ( 6 ，z + 2 5 ) x 5 阶模糊评价矩阵，其元素巧表示第k 年第i 项指标u i 的调整偏差属于第， 项评语1 ，的隶属度结果； 指标“。的预测偏差值= l 于旨标掰，的实际值一指标酶的预测值l ； 指标“，的调整偏差值= l 指标“，的实际值一指标“肋调整值i 指标嘶的预测偏差率= 生鲨堕堂雩誊黧嘉磊曼掣o o ； 指标吩的调整偏差率= 生鲨堕堂芎雾雾篆蕞笋。 若电力发展规划对于第f 项指标u i 的预测值并未做出滚动调整，则可以认为指 标晦的调整值与指标u i 的预测值相等，那么r = ，( k = 3 ，4 ，5 ) 。 上述评价模型虽然能够很好地对电力需求预测进行模糊综合后评价，达到后评 价的目的，但同时不可否认的是在计算过程中存在以下两个弊端： l 、评价模型中的a 为l x ( 6 n + 2 5 ) 阶矩阵、民，均为( 6 n + 2 5 ) x5 阶矩阵，运算 工作量非常大，而且对计算的准确度要求也非常高； 2 、仅能够得到最终的预测准确度结果，不能够得到各层指标的准确度结果， 即无法确定产生较大偏差的具体指标和年份。 华北电力人学硕士学位论文 3 2 2 分层后评价模型 针对综合后评价模型的弊端，并结合电力发展规划需求预测后评价多内容、多 层次和模糊性的特点，本节对综合后评价模型做了进一步改进，得到各指标分层