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1、參與市場(chǎng)化交易的購(gòu)電客戶(hù)用電需求預(yù)測(cè)輔助分析研究
楊泓 張思路 張雪蕊 白楓
[摘 要] 隨著電力市場(chǎng)化交易工作的推進(jìn),參與市場(chǎng)化交易的用戶(hù)逐年增加,由于用戶(hù)管理水平和對(duì)交易過(guò)程有較大偏差,特別是對(duì)于預(yù)測(cè)用電量和實(shí)際用電量間準(zhǔn)確率較低,同時(shí)電能量當(dāng)前無(wú)法有效存儲(chǔ),預(yù)測(cè)用電量偏差對(duì)用戶(hù)、發(fā)電企業(yè)、售電公司和電網(wǎng)企業(yè)都在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上帶來(lái)一定影響,未來(lái)隨著參與交易用戶(hù)數(shù)量的增加,預(yù)測(cè)用電量不準(zhǔn)確的問(wèn)題,將給企業(yè)和電網(wǎng)帶來(lái)嚴(yán)重影響,本文通過(guò)大數(shù)據(jù)分析可有效提高用電量預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性,實(shí)踐中有較好的效果和推廣價(jià)值。
[關(guān)鍵詞] 電力大數(shù)據(jù);電量預(yù)測(cè);電力市場(chǎng)化交易
doi : 10 . 3969
2、 / j . issn . 1673 - 0194 . 2018. 13. 045
[中圖分類(lèi)號(hào)] F274;F426.61 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194(2018)13- 0096- 03
1 前 言
2015 年國(guó)家發(fā)展改革委在云南、貴州、安徽、寧夏、湖北五?。▍^(qū))開(kāi)展輸配電價(jià)改革,云南成為試點(diǎn)地區(qū)之一。為了落實(shí)電價(jià)改革,云南省制定落實(shí)了一套相關(guān)政策法規(guī),在遵守國(guó)家方針策略的基礎(chǔ)上,從自身既定的情況出發(fā),進(jìn)行配套改革以推動(dòng)電力市場(chǎng)化交易。這一嘗試性的改革,其作用主要表現(xiàn)在兩個(gè)層面。首先,從社會(huì)層面來(lái)說(shuō),降低企業(yè)的用電成本。電價(jià)通過(guò)直接的電力市場(chǎng)交易降價(jià),即
3、擁有選擇權(quán)的電力用戶(hù)與發(fā)電企業(yè)直接交易,企業(yè)的用電成本得到實(shí)質(zhì)性的降低。根據(jù)統(tǒng)計(jì),2015年云南省參與市場(chǎng)化交易的 320 億電量綜合平均下來(lái),每千瓦時(shí)電價(jià)降低 1 毛8 厘,為參與交易的企業(yè)減輕負(fù)擔(dān)達(dá) 35 億。其次,從價(jià)格層面來(lái)說(shuō),通過(guò)市場(chǎng)化交易價(jià)格信號(hào),及時(shí)向兩端進(jìn)行傳遞,發(fā)揮價(jià)格調(diào)解供需作用,有利于促進(jìn)電力的生產(chǎn)和消費(fèi),使生產(chǎn)和消費(fèi)都能夠健康發(fā)展。傳導(dǎo)到電源建設(shè)中,有利于控制建設(shè)成本。
為了使改革的成果更多地惠及廣大用電戶(hù),《2017年云南電力市場(chǎng)化交易實(shí)施方案》明確提出:根據(jù)市場(chǎng)需求及技術(shù)條件成熟度將從執(zhí)行大工業(yè)電價(jià)的電量(專(zhuān)變工業(yè)用戶(hù))逐步支持一般工商業(yè)參與市場(chǎng)化交易。當(dāng)前電量交
4、易主要是通過(guò)用電需求預(yù)測(cè)進(jìn)行申報(bào)和交易,分為年度交易、月度交易和日前交易三種,然而在實(shí)際交易,由于用戶(hù)管理水平的差異和對(duì)交易過(guò)程的理解偏差,預(yù)測(cè)用電量和實(shí)際用電量間存在著一定的偏差,由于電能量當(dāng)前無(wú)法有效存儲(chǔ)的屬性,該偏差值對(duì)用戶(hù)、發(fā)電企業(yè)、售電公司和電網(wǎng)企業(yè)都在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上帶來(lái)一定影響。以用戶(hù)為例,如預(yù)購(gòu)量大于實(shí)際用量,需支付未使用電量90%的費(fèi)用,如購(gòu)電量小于實(shí)際用量則該部分無(wú)法享受優(yōu)惠。未來(lái)隨著參與交易用戶(hù)數(shù)量的增加,預(yù)測(cè)用電量不準(zhǔn)確的問(wèn)題,將對(duì)企業(yè)和電網(wǎng)帶來(lái)嚴(yán)重影響,因此當(dāng)前急需找到適合的技術(shù)手段幫助企業(yè)提高用電量預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。
2 研究目標(biāo)
隨著電網(wǎng)信息化水平的提升,各業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的
5、數(shù)據(jù)量越來(lái)越大,如何從海量數(shù)據(jù)中挖掘出想要的信息,充分發(fā)揮電網(wǎng)數(shù)據(jù)資產(chǎn)的價(jià)值,是電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用和數(shù)據(jù)分析需要解決的核心問(wèn)題。用戶(hù)是電網(wǎng)企業(yè)的服務(wù)對(duì)象和生存基礎(chǔ),利用大數(shù)據(jù)來(lái)分析提高用電量預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性,可以為市場(chǎng)交易提供技術(shù)支持,夯實(shí)改革成果。
本文利用大數(shù)據(jù)技術(shù)為用戶(hù)用電情況提供分析并開(kāi)展用電量預(yù)測(cè)工作,為交易用戶(hù)開(kāi)展年度交易、月度交易和日前交易提供依據(jù),通過(guò)本次研究,了解參與市場(chǎng)化交易的購(gòu)電用戶(hù)用電情況,為用戶(hù)用電需求預(yù)測(cè)提供輔助分析,為市場(chǎng)交易用戶(hù)提供強(qiáng)有力的信息化支撐工具。
3 研究?jī)?nèi)容
通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用構(gòu)建用戶(hù)用電情況分析和預(yù)測(cè)模型,實(shí)現(xiàn)用戶(hù)用電負(fù)荷曲線分析和預(yù)測(cè),可對(duì)用戶(hù)
6、負(fù)荷進(jìn)行預(yù)停電信息的實(shí)時(shí)獲取、分析、預(yù)測(cè)、展示,指導(dǎo)用戶(hù)的市場(chǎng)化交易行為,提高用電量預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性,為市場(chǎng)交易提供技術(shù)支持,提升優(yōu)化客戶(hù)服務(wù),發(fā)揮電網(wǎng)數(shù)據(jù)資產(chǎn)的優(yōu)勢(shì),服務(wù)于用電用戶(hù)、發(fā)電企業(yè)、售電公司和電網(wǎng)企業(yè)。
(1)用戶(hù)用電量情況跟蹤:對(duì)單個(gè)用戶(hù)或多個(gè)用戶(hù)進(jìn)行負(fù)荷曲線分析和預(yù)測(cè),基于歷史的負(fù)荷曲線,可以對(duì)用戶(hù)負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)。
(2)構(gòu)建信息系統(tǒng)開(kāi)展電力市場(chǎng)分析:利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)電力交易市場(chǎng)的過(guò)程進(jìn)行分析,包括成交情況、成交價(jià)格等維度。
(3)構(gòu)建信息系統(tǒng)開(kāi)展用戶(hù)節(jié)省成本分析:對(duì)用戶(hù)的成交電量、成交電價(jià),結(jié)合用戶(hù)的目錄電價(jià)進(jìn)行用戶(hù)費(fèi)用節(jié)省成本的分析。
(4)構(gòu)建信息系統(tǒng)開(kāi)展用戶(hù)成交結(jié)果分析
7、:為用戶(hù)提供用戶(hù)的各個(gè)時(shí)段電量交易結(jié)果,按照交易周期、交易方式等進(jìn)行展示和查詢(xún)。
4 數(shù)據(jù)建模
方法一:時(shí)間序列模型(適用小用戶(hù))
用電結(jié)構(gòu)和趨勢(shì)分析,技術(shù)上主要使用線性回歸技術(shù)進(jìn)行建模和大數(shù)據(jù)分析,以昆明供電局所有用電用戶(hù)為研究樣本,利用Python中利用時(shí)間序列模型針對(duì)小用戶(hù)的電力負(fù)荷優(yōu)化預(yù)測(cè)模型的開(kāi)發(fā)和編碼,并實(shí)現(xiàn)對(duì)4萬(wàn)用戶(hù)的試算,負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率平均達(dá)95%以上。大用戶(hù)由于分布特性行業(yè)差別度較高當(dāng)前準(zhǔn)確度還待提高。
方法二:負(fù)荷曲線特征分析(適用于大用戶(hù))
模擬用戶(hù)負(fù)荷曲線生成工具,利用時(shí)間序列和信號(hào)分析原理,構(gòu)造用戶(hù)負(fù)荷曲線基本模式的生成工具,并對(duì)這些基本模式疊加生產(chǎn)各種類(lèi)型
8、的用戶(hù)負(fù)荷曲線。此部分工作已經(jīng)完成。
利用tensorflow框架,建立深度學(xué)習(xí)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),對(duì)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練,進(jìn)行特征學(xué)習(xí),本部分工作已完成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的編寫(xiě)和搭建,目前正在開(kāi)展模型訓(xùn)練和調(diào)參工作,識(shí)別正確率已經(jīng)達(dá)到70%。
5 系統(tǒng)功能框架
市場(chǎng)化交易的購(gòu)電用戶(hù)用電情況和用電需求預(yù)測(cè)輔助分析系統(tǒng)主要包括權(quán)限管理、購(gòu)電用戶(hù)用電情況分析和用電需求預(yù)測(cè)3大模塊,主要功能如下:角色管理、角色功能管理、組織機(jī)構(gòu)管理、崗位管理、人員管理、人員角色管理、用電量趨勢(shì)分析、市場(chǎng)化交易電價(jià)電費(fèi)分析、基本費(fèi)結(jié)算比較分析、電價(jià)構(gòu)成比較分析、電費(fèi)構(gòu)成比較分析、線路負(fù)荷預(yù)測(cè)、變壓器負(fù)荷預(yù)測(cè)、用戶(hù)用電趨勢(shì)預(yù)測(cè)、
9、年度交易分析預(yù)測(cè)、月度交易分析預(yù)測(cè)、日交易分析預(yù)測(cè)、最佳交易分析預(yù)測(cè)等。如右圖所示。
6 結(jié) 語(yǔ)
通過(guò)項(xiàng)目研究和系統(tǒng)建設(shè)可以為用戶(hù)提供用電量預(yù)測(cè),輔助用戶(hù)開(kāi)展年度交易、月度交易和日前交易;為電網(wǎng)重點(diǎn)用戶(hù)提供差異化服務(wù),如:用戶(hù)節(jié)省成本分析、成交情況和成交價(jià)格分析、歷史成交曲線等;隨著參與交易的用戶(hù)數(shù)據(jù)量的增加,未來(lái)通過(guò)系統(tǒng)功能優(yōu)化通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)和互聯(lián)網(wǎng)可為普通用戶(hù)、售電公司、發(fā)電企業(yè)及其他企業(yè),以會(huì)員服務(wù)或單次付費(fèi)的形式提供用電量預(yù)測(cè)服務(wù)。
主要參考文獻(xiàn)
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