浅谈灰色理论短期负荷预测王进

浅谈灰色理论短期负荷预测王进

王进李磊朱骏亮

国网安徽省铜陵供电公司244000

摘要：近些年以来，随着电力系统的逐步发展，负荷预测也越来越显得重要。文中就灰色模型进行了简单的阐述，由于普通的GM（1，1）模型在预测方面的缺陷，所以对其进行了改进。改进的方法主要是通过对历史数据的平滑处理，这样使得数据变化率减小并且又保持了自身的特性；参数的修改使得模型的精度得到了进一步的提升。

关键词：负荷预测；电力系统；灰色系统理论；短期负荷预测

结论

随着电力系统的发展，成为了世界上每个国家提供能源的巨大网络。电力系统的作用就是给社会和企业等提供优质良好的电能（电压，频率，高次谐波少的电力），从而保证社会的稳定和经济的发展。由于电能不能储存的特殊性，导致了发电，输电，配电和用电都必须同步进行。这也就说系统内的发电量必须满足系统中负荷的要求，保持一个动态的平衡。

1、灰色系统理论的综述与方法

灰色系统理论是我国著名学者邓聚龙在1982年所创立的，是一种研究贫数据、少数据等不确定的问题的一种新型方法。灰色系统理论主要以“部分已知，部分未知”的“小型样本”的不确定信息作为研究对象。自灰色系统创立以来，越发受到各个领域的专家学者的关注和研究，现在它广泛的应用与农业、气象、地质以及电力等相关领域。

利用灰色系统的理论和方法进行灰色预测，也就是利用GM模型对灰色系统进行一个预测。其中GM（1，1）的微分方程用的最为广泛，主要应用与灾变预测、拓扑预测、数列预测等，相对于电力系统来说，灰色预测属于数列预测。

灰色系统的体系结构如图1所示：

2灰色模型的方法

利用较少的或者一些不确定的因素为原始数据序列进行灰色系统的建模，建立一个微分方程。

灰色理论中把这种随机过程称之为一种灰色过程，离乱上可以认为这个过程的表征数据的变化尽管比较复杂、无序、离散，但是它整体上面的数据变化还是有一定的规律。灰色系统的建模本质就是对原始数据序列的处理，减弱它数据变化的随即性质，并且找到一定的规律，利用GM模型使得原始数据生成的序列按照指数规律变化，并且和典型的指数曲线拟合。

2.1灰色生成

灰色生成就是把原始数据按照一定的要求进行一个转换处理的过程。灰色理论中对灰处理，主要是用生成的方法得到弱化的随机性，从而强化了规律性的新型数列的一个处理过程。使用生成数建模是灰色理论的非常重要的特点。

在灰色系统中主要灰色生成方法有以下四种：

（1）累加生成（AGO）

累加生成可以说是代表灰色理论的标志性见解。累加生成是将灰色向着白色转变的过程和方法，是灰色理论中一个非常重要的方法。数据的摆动和非摆动在通过累加转换后都成了递增的数列。通过这种方法得到的序列数的随机性被明显的削弱了，规律性被明显增强了。假设为原始序

2.2灰色微分方程

大部分的学者和研究者认为可以利用微分方程在表达事物发展的本质。在一些微分方程的深度解析下，灰色系统定义了序列的灰导数，这样就使得近似微分方程的模型可以利用离散的数据序列建立[35][36][37][38]。

可以假设微分方程为：

2.3GM（1，1）模型

GM（1，1）模型是灰色模型中使用最多的一种模型。GM（1，1）模型是由一个一阶微分方程构建的，并且这个方程只包涵了一个变量。做为负荷预测的一种非常有效的模型结构，GM（1，1）是GM（1，n）模型的一种特例[39][40][41]。

3结语

针对电力市场需求方面来分析，电力系统短期负荷预测有着重要的作用，预测值的大小的精度对供电区售电的收益情况是一个至关重要的一点，对能否充分利用资源；是否会造成投资浪费等效益的下降都有着潜移默化的关系。

随着电力系统的不断完善，对短期负荷预测也越来越重视，从而加强了短期负荷的预测研究和发展。灰色模型GM（1，1）由于需要的历史数据少，并且运算速度快，可以检验等优点并且容易执行可以很好的对短期的负荷进行预测。

参考文献：

[1]康重庆，夏清，张伯明.《电力系统负荷预测研究综述与发展方向的探讨》[J].电力系统自动化，第2004，9，10，Vol28，No.17

[2]陈霞，灰色预测模型及其在电力负荷预测中的应用研究[D]：南昌，南昌大学，2007

[3]李小燕，基于灰色理论的电力负荷预测[D]：武汉；华中科技大学，2007