參與市場(chǎng)化交易的購(gòu)電客戶用電需求預(yù)測(cè)輔助分析研究

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1、參與市場(chǎng)化交易的購(gòu)電客戶用電需求預(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)化交易的用戶逐年增加，由于用戶管理水平和對(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、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、湖北五省（區(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，《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（專變工業(yè)用戶）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、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)電用戶用電情況，為用戶用電需求預(yù)測(cè)提供輔助分析，為市場(chǎng)交易用戶提供強(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)建用戶用電情況分析和預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)用戶用電負(fù)荷曲線分析和預(yù)測(cè)，可對(duì)用戶

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、發(fā)電企業(yè)、售電公司和電網(wǎng)企業(yè)。 （1）用戶用電量情況跟蹤：對(duì)單個(gè)用戶或多個(gè)用戶進(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)展用戶節(jié)省成本分析：對(duì)用戶的成交電量、成交電價(jià)，結(jié)合用戶的目錄電價(jià)進(jìn)行用戶費(fèi)用節(jié)省成本的分析。 （4）構(gòu)建信息系統(tǒng)開(kāi)展用戶成交結(jié)果分析

7、：為用戶提供用戶的各個(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。 4 數(shù)據(jù)建模 方法一：時(shí)間序列模型（適用小用戶） 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為研究樣本，利用Python中利用時(shí)間序列模型針對(duì)小用戶的電力負(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)用戶的試算，負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率平均達(dá)95%以上。大用戶由于分布特性行業(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） 模擬用戶負(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)各種類型

8、的用戶負(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)可以為用戶提供用電量預(yù)測(cè)，輔助用戶開(kāi)展年度交易、月度交易和日前交易；為電網(wǎng)重點(diǎn)用戶提供差異化服務(wù)，如：用戶節(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、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) [1]施麗，李沛霖，洪鋒，等.大數(shù)據(jù)在營(yíng)銷渠道運(yùn)營(yíng)和應(yīng)用研究和分析[J].信息通訊，2018（1）：265-266. [2]易培琳.拓展服務(wù)渠道優(yōu)質(zhì)服務(wù)更貼心[J].云南電業(yè)，2016（4）.