[发明专利]一种基于系统动力学的中长期电力负荷预测方法及系统

说明书

本发明提供一种基于系统动力学的中长期电力负荷预测方法及系统，包括：基于系统动力学原理，根据改进的IPAT方程分解社会用电量系统，将用电量分解为人口数量、人均GDP、社会能源强度以及社会能源结构四个模块；基于系统动力学累积效应和历史数据确定未来中长期各年份内的人口数量和未来中长期各年份内的人均GDP；基于系统动力学的累积效应和因果关系、历史数据以及偏最小二乘法拟合确定未来中长期各年份内的社会能源强度和未来中长期各年份内的社会能源结构；将未来中长期各年份内的人口数量、人均GDP、社会能源强度以及社会能源结构代入改进的IPAT方程中，预测在未来中长期各年份内的社会用电量。本发明研究不同的典型情景下未来负荷需求变化。

技术领域

本发明属于电力负荷预测领域，更具体地，涉及一种基于系统动力学的 中长期电力负荷预测方法及系统。

背景技术

准确的中长期负荷预测对电源、电网规划具有重要的指导意义，能有效 提升电力系统规划的经济性，保障电力系统安全稳定运行。当前，中长期负 荷预测方法大致可分为三类：经典预测方法、传统预测方法和现代预测方法。 经典预测方法主要包括产值单耗法、电力弹性系数法、负荷密度法等；传统 预测方法有时序趋势外推预测方法、回归模型预测方法、灰色模型预测方法； 现代预测方法主要有人工神经网络预测法和组合预测方法。

针对常用的中长期负荷预测方法存在的参数物理意义不清楚、模型不 易调整改进且未能综合体现影响负荷的多方面因素等不足，一些学者将系 统动力学方法引入电力系统中的中长期负荷需求预测领域。系统动力学是 根据系统内部组成要素互为因果的反馈特点，从系统的内部结构来寻找问 题发生的根源，研究事物发展的一门学科。它的理论基础有因果关系、反馈 理论、积累原理等。

在现有的基于系统动力学的中长期负荷预测方法中，文献“基于系统动 力学的山东省电力需求预测”将社会用电量分为第一产业、第二产业、第三 产业和生活用电量，考虑了经济因素、用电结构、能源消耗、技术革新、政 策导向及自然因素对用电量的影响，对各产业用电量分别建模预测，最后叠 加得到总用电量预测值。

文献“中长期负荷预测的计量经济学与系统动力学组合模型”将社会用 电量分为第一产业、第二产业、第三产业和生活用电量，采用相关性检验方 法筛选影响因素，建立各产业用电量的回归方程，最后叠加得到总用电量预 测值。

文献“Urban long term electricity demand forecast method based onsystem dynamics of the new economic normal：The case of Tianjin”将社会用电量分为第一产业、第二产业、第三产业和生活用电量，并进一步将第二产业细分 为采矿业、制造业、建筑业以及电力、热力、燃气和水生产和供应业4个部 分，将第三产业划分为商业、交通运输、仓储和邮政业、信息传输、软件和 信息技术服务业和其他服务业4个部分。根据所预测地区的经济发展阶段， 该文献针对不同行业选取相应的影响因素，对各行业用电量分别预测，最后 叠加得到总用电量预测值。

上述文献均未见系统动力学与改进IPAT方程结合的模型，均没有综合 考虑未来发展情景中的新能源发展、科技进步、环保政策等因素，也未对未 来负荷变化的驱动因素进行定量分析。

综上，目前已有的基于系统动力学的中长期负荷预测方法存在以下不 足：

1)模型结构比较传统，一般将总用电量划分为各个行业的用电量分别 进行预测，最后通过叠加得到总用电量，但无法获知更多用电量驱动因素变 化信息，且各个行业的影响因素各异，需要搜集众多影响因素的数据，工作 量较大；

2)考虑的因素相对传统，没有综合考虑未来发展情景中新能源、技术 进步、环保政策等新因素的影响；

3)注重预测方法和结果，缺乏对负荷需求驱动因素的分析。

发明内容