前言

隨著我國電力行業(yè)的快速發(fā)展，電力用戶負(fù)荷模式識(shí)別系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)也成為了重點(diǎn)工作，所以，進(jìn)一步研究電力用戶負(fù)荷模式識(shí)別系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)也是極為重要的。

1、電力用戶負(fù)荷特性概述

1.1負(fù)荷特性

電力負(fù)荷從電力系統(tǒng)的電源吸取的有功功率和無功功率隨負(fù)荷端點(diǎn)的電壓及系統(tǒng)頻率變化而改變的規(guī)律。

電力負(fù)荷是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它作為電能的消耗者對(duì)電力系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)與控制有著重要影響幾十年來，人們提出了大量的負(fù)荷模型，包括靜態(tài)負(fù)荷模型、機(jī)理動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型、非機(jī)理動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型。同時(shí)，也不斷積累了不少實(shí)測參數(shù)。建立一個(gè)負(fù)荷特性數(shù)據(jù)庫，能夠很方便地對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行各種查詢以及調(diào)用，便于從一個(gè)整體、長期的范圍來對(duì)負(fù)荷特性進(jìn)行比較、分析、綜合和應(yīng)用。

1.2特性分類

負(fù)荷功率隨負(fù)荷點(diǎn)端電壓變動(dòng)而變化的規(guī)律，稱為負(fù)荷的電壓特性;負(fù)荷功率隨電力系統(tǒng)頻率改變而變化的規(guī)律，稱為負(fù)荷的頻率特性;負(fù)荷功率隨時(shí)間變化的規(guī)律，稱負(fù)荷的時(shí)間特性。但一般習(xí)慣上把負(fù)荷的時(shí)間特性稱為負(fù)荷曲線(有日負(fù)荷曲線、年負(fù)荷曲線等)而把負(fù)荷的電壓特性和負(fù)荷的頻率特性統(tǒng)稱為負(fù)荷特性。

1.3模擬方法

在電力系統(tǒng)的分析計(jì)算中，模擬負(fù)荷特性的方法一般有以下4種。

①用恒定阻抗(或恒定功率、恒定電流)模擬負(fù)荷。這是最粗略的模擬方法，因而只適合某些近似計(jì)算。但因?yàn)檫@種方法比較簡單，所以應(yīng)用較為廣泛。

②用負(fù)荷的靜態(tài)特性模擬負(fù)荷。這種方法比用恒定阻抗(或恒定功率、恒定電流)模擬負(fù)荷要精確一些。它實(shí)質(zhì)上是恒定阻抗、恒定電流、恒定功率3種簡單形態(tài)按一定比例的組合。一般在動(dòng)態(tài)穩(wěn)定和潮流計(jì)算中可以采用這種模擬方法。

③考慮感應(yīng)電動(dòng)機(jī)機(jī)械暫態(tài)過程的典型綜合負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性的負(fù)荷模型。因?yàn)楦袘?yīng)電動(dòng)機(jī)(見異步電動(dòng)機(jī))是電力系統(tǒng)負(fù)荷的主要成分，因此在暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算中，往往采用這種負(fù)荷模型考慮感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在暫態(tài)過程中其滑差變化對(duì)穩(wěn)態(tài)等值電路阻抗值的影響。

④考慮感應(yīng)電動(dòng)機(jī)機(jī)電暫態(tài)過程的典型綜合負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性的負(fù)荷模型。這是比較精確的負(fù)荷模型。它既考慮感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械暫態(tài)過程，又考慮電動(dòng)機(jī)的電磁暫態(tài)過程。

2、負(fù)荷預(yù)測的基本原理

①可知性原理。即預(yù)測對(duì)象的發(fā)展趨勢和狀況可以被人們知道，客觀世界是可以被認(rèn)知的，不但可以知道其過去和現(xiàn)在，而且可以通過總結(jié)它的過去和現(xiàn)在來推測未來。②可能性原理。由于事物的發(fā)展是多種因素導(dǎo)致的，所以事物發(fā)展會(huì)有多種可能。對(duì)某一指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測，往往需要按照發(fā)展變化的規(guī)律，進(jìn)行多方案預(yù)測。③連續(xù)性原理。強(qiáng)調(diào)事物總是從過去發(fā)展到現(xiàn)在，有現(xiàn)在發(fā)展到未來，而在這個(gè)發(fā)展過程中某些原有的特征或趨勢將會(huì)延續(xù)下去。④相似性原理。預(yù)測對(duì)象現(xiàn)在的發(fā)展過程和狀況可能和其它事物過去的某一階段類似，這時(shí)人們可以根據(jù)后一事物的已知狀況，來對(duì)預(yù)測對(duì)象未來發(fā)展進(jìn)行預(yù)測。⑤反饋性原理。反饋就是把輸出返回到輸入端，在調(diào)節(jié)輸出結(jié)果。運(yùn)用反饋性原理是為了提高預(yù)測的準(zhǔn)確性。當(dāng)預(yù)測結(jié)果就與實(shí)踐中實(shí)際值存在偏差時(shí)，首先分析偏差產(chǎn)生的原因，然后根據(jù)查明的原因適當(dāng)改變輸入數(shù)據(jù)，是預(yù)測結(jié)果更好。⑥系統(tǒng)性原理。此原理認(rèn)為預(yù)測對(duì)象是一個(gè)完整的系統(tǒng)，其本身有內(nèi)在的系統(tǒng)，而它與外界聯(lián)系有形成了外在系統(tǒng)。系統(tǒng)性原理強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)整體最佳，系統(tǒng)整體最佳才稱得上高水平的預(yù)測。

負(fù)荷預(yù)測可按周期、社會(huì)用電情況，負(fù)荷特性、地理位置等多種方式進(jìn)行分類。其中按周期分類是最普遍的一種預(yù)測方式，預(yù)測的周期可以分為:長期預(yù)測。時(shí)間一般為一年以上，甚至幾十年，預(yù)測的基木單位是年，主要用于為電源電網(wǎng)規(guī)劃提供決策依據(jù)。中期預(yù)測。一月以上，預(yù)測的基本時(shí)間單位是月，主要為檢修，水庫調(diào)度、期貨交易，燃料計(jì)劃提供決策依據(jù)。節(jié)假日預(yù)測。一般情況下需要提前1-15天預(yù)測節(jié)假日期間的用電負(fù)荷負(fù)荷，需要根據(jù)節(jié)假日的特點(diǎn)以及國家相關(guān)政策進(jìn)行。短期預(yù)測。預(yù)測時(shí)間為1天-1周，預(yù)測的基本時(shí)間單位是小時(shí)或半小時(shí)，主要為現(xiàn)貨交易(預(yù)調(diào)度計(jì)劃)提供決策依據(jù)。超短期預(yù)測。預(yù)測時(shí)間5分鐘-60分鐘，預(yù)測的基本時(shí)間單位是5分鐘，主要為實(shí)時(shí)調(diào)度、實(shí)時(shí)電價(jià)預(yù)測提供決策依據(jù)。

負(fù)荷預(yù)測對(duì)于電力系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃，安全經(jīng)濟(jì)調(diào)度，起到極為重要的作用。高質(zhì)量的對(duì)于有利于合理安排發(fā)電計(jì)劃，機(jī)組檢修，減少熱備用，從而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)型，節(jié)約能源。要得到高質(zhì)量的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果需要按照正確的步驟，并根據(jù)預(yù)測負(fù)荷的特點(diǎn)采用合理的方法進(jìn)行

3、電力用戶負(fù)荷模式識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)

針對(duì)負(fù)蘅模式提取工作的步驟和流程，從以下四個(gè)方磁對(duì)電力黑戶負(fù)荷模式識(shí)別系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

3.1在負(fù)荷數(shù)據(jù)方面，系統(tǒng)應(yīng)具備數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)訪問的功能。系統(tǒng)可以獲取數(shù)據(jù)(讀入數(shù)據(jù))可以保存已訓(xùn)練好的樣本歷史負(fù)荷模式數(shù)據(jù)和規(guī)則，還可以存儲(chǔ)以沒有的新的負(fù)旖模式信息;使用人員通過該系統(tǒng)還可以查詢需要了解的用戶(或行業(yè))的負(fù)荷模式信息。

3.2在數(shù)據(jù)預(yù)處理方面，由于通過自動(dòng)抄表系統(tǒng)獲取的用戶負(fù)荷數(shù)據(jù)，在傳輸過程中難免會(huì)受網(wǎng)絡(luò)等問題的影#囊，使數(shù)據(jù)有遺失值秘異常點(diǎn)。因此，系統(tǒng)應(yīng)具備數(shù)據(jù)清理功能，對(duì)失真數(shù)據(jù)進(jìn)行辨別從而使提取的典型曲線更具代表性，更有說服力，使得挖掘信息更可信。由于用戶的原始負(fù)荷行業(yè)性質(zhì)的不同，用電量數(shù)據(jù)值的大小可能相差懸殊，在聚類過程中負(fù)荷值較小的數(shù)據(jù)可能會(huì)受到數(shù)據(jù)較大值的影響甚至?xí)讳螞]，從而使本身應(yīng)有的作用得不到體現(xiàn)。為了保證各用戶的負(fù)荷數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)集中有相同的地位，就勢必要對(duì)用戶的負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，因此系統(tǒng)需要具備數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的功能。

3.3從典型負(fù)荷模式的提取與存儲(chǔ)方蔥分析，系統(tǒng)利耀聚類算法提取電力用戶的負(fù)荷模式，得到用戶(或行業(yè))的典型負(fù)荷代表曲線，為了使用戶充分了解負(fù)荷模式信息，系統(tǒng)可以讓用戶自行選擇聚類算法，設(shè)置聚類參數(shù)，通過比較各種方法所獲取的負(fù)荷模式，來選擇最典型、最具代表性的負(fù)荷模式，并且可以將提敬的負(fù)荷模式按照一定的順序保存起來，便于使用時(shí)隨時(shí)調(diào)用。

3.4從可視化方面分析，為了便于使用者對(duì)聚類結(jié)果一目了然，需要將負(fù)荷曲線的聚類結(jié)果顯示給使用人員，因此系統(tǒng)應(yīng)具備良好的可視化功能。綜合以上罌個(gè)方蘧的分橇，將電力用戶負(fù)荷模式識(shí)別系統(tǒng)分為四個(gè)功能模塊，即負(fù)荷數(shù)據(jù)獲取模塊、負(fù)荷數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、負(fù)荷模式提取模塊、負(fù)荷模式存儲(chǔ)與識(shí)別模塊。

4、結(jié)束語

綜上所述，只有明確了電力用戶負(fù)荷模式識(shí)別系統(tǒng)的要求和設(shè)計(jì)的方法，才能夠提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量。本文總結(jié)電力用戶負(fù)荷模式識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，明確了設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，可供今后參考。

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