一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法
专利汇可以提供一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法，根据 电网 结构对负荷 节点 进行区域划分；各个负荷节点对上下层 电压 等级设备功率分别进行预测；对负荷节点内部上下层的预测结果进行协调；对负荷节点间的预测结果进行协调；判断全网预测协调是否完成；输出协调后的全网节点负荷预测结果。本发明所述方法以线路量测数据为 基础 使用 支持向量机 方法进行预测，首先通过节点内部上下层负荷预测结果之间进行协调，其次通过节点间关键信息交互对输电支路预测结果进行协调，在提高预测 精度 的同时可以实现上下层节点负荷预测结果的协调，可以为电 力 系统运行与调度提供技术 支撑 。，下面是一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法专利的具体信息内容。
1.一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法，其特征是：包括以下步骤：
(1)根据电网结构对负荷节点进行区域划分，确定负荷预测结果的协调范围；
(2)各个负荷节点提取本节点上层电压等级输电支路历史功率数据，并基于历史功率数据预测本节点所有上层电压等级输电支路的末端功率，作为其子预测结果；
(3)各个负荷节点提取本节点下层电压等级发电设备、直接负荷和输电支路历史功率数据，并基于历史功率数据预测本节点所有下层电压等级发电设备输出功率、直接负荷吸收功率和输电支路首端功率，作为其子预测结果；
(4)依次计算各个负荷节点内部上下层负荷预测结果，对各预测结果的可信度进行估计，作为协调权重，根据可信度信息对节点内部上下层的负荷预测结果进行协调处理，根据节点负荷预测结果的调整量对各子预测结果进行修正；
(5)依次计算各负荷节点交换输电支路预测结果及可信度信息，对负荷节点的输电支路预测结果进行线损补偿处理，根据两侧节点提供的可信度信息对连接两侧节点的输电支路预测结果进行协调处理，根据各输电支路协调后的预测结果重新计算各负荷节点的上下层负荷预测结果；
(6)判断全网预测协调是否完成，若没有完成，则按照步骤(4)～(5)依次迭代协调，直至设置的判据收敛；
(7)输出协调后的全网节点负荷预测结果。
2.如权利要求1所述的一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法，其特征是：所述步骤(2)中，使用最小二乘支持向量机算法进行预测各个节点所有上层电压等级输电支路的末端功率。
3.如权利要求2所述的一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法，其特征是：基于支路量测数据的最小二乘支持向量机预测模型如下：
其中xi为输入数据，包含输电支路的历史功率数据、天气数据和典型日数据；yi为输出数据，包含输电支路的末端功率预测值；p为状态变量的数量；ωj表示不同状态变量下，支持向量机预测模型待求的参数；n为训练样本的数量；C为支持向量机预测模型的超参数；ξi为松弛变量；A为代表支路连接关系的关联矩阵；φ(·)为将输入数据投射到高维空间的核函数；ω和b是支持向量机预测模型待求的参数。
4.如权利要求1所述的一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法，其特征是：所述步骤(3)中，使用最小二乘支持向量机算法进行预测各个节点所有下层电压等级发电设备输出功率、直接负荷吸收功率和输电支路首端功率。
5.如权利要求4所述的一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法，其特征是：节点下层各待预测量的最小二乘支持向量机预测模型具体如下：
其中xi为输入数据，包含发电设备、直接负荷、输电支路的历史功率数据、天气数据和典型日数据；yi为输出数据，包含发电设备输出功率、直接负荷吸收功率和输电支路的首端功率预测值；p为状态变量的数量；n为训练样本的数量；C为支持向量机预测模型的超参数；ξi为松弛变量；A为代表支路连接关系的关联矩阵；φ(·)为将输入数据投射到高维空间的核函数；ω和b是支持向量机预测模型待求的参数。
6.如权利要求1所述的一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法，其特征是：所述步骤(4)中，负荷节点内部上层负荷预测结果计算方法如下：
其中，Piu为i节点上层的节点负荷预测结果，Ku为i节点连接的上层电压等级输电支路的数量，Pik为输电支路k末端功率的预测结果。
7.如权利要求1所述的一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法，其特征是：所述步骤(4)中，负荷节点内部下层负荷预测结果计算方法如下：
其中，Pid为i节点下层的节点负荷预测结果，G为i节点连接的下层电压等级发电设备的数量，Pig为发电设备g输出功率的预测结果，L为i节点连接的下层电压等级直接负荷的数量，Pil为直接负荷l吸收功率的预测结果，Kd为i节点连接的下层电压等级输电支路的数量，Pik为输电支路k首端功率的预测结果。
8.如权利要求1所述的一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法，其特征是：所述步骤(4)中，各预测结果可信度估计过程如下：
选取预测结果的均方根误差作为预测结果的可信度，计算方法如下：
其中，Rt为实际功率，Pt为预测功率，N为选取的样本数量。
9.如权利要求1所述的一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法，其特征是：所述步骤(4)中，根据可信度信息对节点内部上下层的负荷预测结果进行协调处理的具体方法如下：
其中，Piu和Pid为i节点上下层的节点负荷预测结果；Eiu为i节点上层负荷预测结果的可信度估计，Eid为i节点下层负荷预测结果的可信度估计，Piu′和Pid′为i节点上下层负荷预测结果协调处理后的预测值。
10.如权利要求1所述的一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法，其特征是：
所述步骤(4)中，每个节点协调处理后，根据节点上层和下层负荷预测结果的调整量分别对节点所有上层电压等级输电支路预测结果和节点下层电压等级发电设备、直接负荷和输电支路预测结果进行修正。
11.如权利要求10所述的一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法，其特征是：
上层预测结果修正具体方法如下：
ΔPiu＝Piu′-Piu (7)
Pik′＝Pik+ΔPik (9)
其中，Piu为i节点上层的节点负荷预测结果；Piu′为i节点上层负荷预测结果协调处理后的预测值；ΔPiu为i节点上层负荷预测结果的调整量，ΔPik为i节点上层电压等级输电支路k预测结果的调整量，Eik为i节点上层电压等级输电支路k预测结果的可信度估计，Pik为输电支路k末端功率的预测结果；Pik′为i节点上层电压等级输电支路k预测结果的修正值；Ku为i节点连接的上层电压等级输电支路的数量。
12.如权利要求1所述的一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法，其特征是：
所述步骤(4)中，下层预测结果修正具体方法如下：
ΔPid＝Pid′-Pid (10)
Pig′＝Pig+ΔPig,Pil′＝Pil+ΔPil,Pik′＝Pik+ΔPik (13)
其中，Pid为i节点下层的节点负荷预测结果，Pid′为i节点下层负荷预测结果协调处理后的预测值，G为i节点连接的下层电压等级发电设备的数量，L为i节点连接的下层电压等级直接负荷的数量，Kd为i节点连接的下层电压等级输电支路的数量，Pig为发电设备g输出功率的预测结果，Pil为直接负荷l吸收功率的预测结果，Pik为输电支路k首端功率的预测结果，ΔPid为i节点下层负荷预测结果的调整量，∑Eis为节点下层各子预测结果可信度估计之和，Eig、Eil和Eik分别为i节点下层电压等级发电设备g、直接负荷l和输电支路k预测结果的可信度估计，ΔPig、ΔPil和ΔPik为i节点下层电压等级发电设备g、直接负荷l和输电支路k预测结果的调整量，Pig′、Pil′和Pik′为i节点下层电压等级发电设备g、直接负荷l和输电支路k预测结果的修正值。
13.如权利要求1所述的一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法，其特征是：
所述步骤(5)中，对输电支路预测结果进行线损补偿处理的具体方法如下：
(5-1)利用最小二乘支持向量机得出的输电支路预测结果存在正负，分别表示输电支路上的潮流方向，对于负荷节点，预测结果为正时潮流流入节点，预测结果为负时潮流流出节点；
(5-2)取输电支路历史数据中与预测结果最相近的多个样本计算样本线损值并取平均作为预测线损值，对预测结果进行补偿。
14.如权利要求13所述的一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法，其特征是：
所述步骤(5-2)为：
Pik″＝Pik′+ΔPkC (15)
其中，ΔPkC为线损估计值，N为样本数量，In为支路相电流，R为支路电阻，Pik′为输电支路k在i节点内部协调后的预测结果，Pik″为输电支路k线损补偿处理后的预测结果。
15.如权利要求1所述的一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法，其特征是：
所述步骤(5)中，根据可信度对支路预测结果进行协调处理的具体方法如下：
其中，Pik″为i节点对输电支路k线损补偿处理后的预测结果，Pjk′为输电支路k在j节点内部协调后的预测结果，Eik为i节点对输电支路k预测结果的可信度估计，Ejk为j节点对输电支路k预测结果的可信度估计，Pik″′和Pjk″为节点对支路预测结果协调处理后的预测值。
16.如权利要求1所述的一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法，其特征是：
所述步骤(5)中，协调处理后，根据各输电支路协调后的预测结果重新计算各负荷节点的上下层负荷预测结果；
重新计算节点上层负荷预测结果方法如下：
其中，Piu″为重新计算后的节点上层负荷预测结果，Ku为i节点连接的上层电压等级输电支路的数量，Pik″′为节点对线路预测结果协调处理后的预测值；
重新计算节点下层负荷预测结果方法如下：
其中，Pid″为重新计算后的节点下层负荷预测结果，G为i节点连接的下层电压等级发电设备的数量,L为i节点连接的下层电压等级直接负荷的数量，Kd为i节点连接的下层电压等级输电支路的数量,Pig′、Pil′为i节点下层电压等级发电设备g、直接负荷l预测结果的修正值，Pik″′为节点对线路预测结果协调处理后的预测值。
17.如权利要求1所述的一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法，其特征是：
所述步骤(6)中，判断全网协调是否完成，具体判别式如下：
其中，I为全网负荷节点的数量，ε为选定的判定阈值，ΔPiu为i节点上层负荷预测结果的调整量，ΔPid为i节点下层负荷预测结果的调整量，ΔPig为i节点下层电压等级发电设备g预测结果的调整量、ΔPil为i节点下层电压等级直接负荷l预测结果的调整量，ΔPik为i节点上层、下层电压等级输电支路k预测结果的调整量，G为i节点连接的下层电压等级发电设备的数量，L为i节点连接的下层电压等级直接负荷的数量，Ku为i节点连接的上层电压等级输电支路的数量，Kd为i节点连接的下层电压等级输电支路的数量。
一种计及支路量测数据的短期负荷协调预测方法
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