地区电网负荷预测与优化模式理论及应用研究

论文摘要

随着我国电力工业逐渐步入电力市场,发电厂的产权多元化,电力供需矛盾不断突出,电力调度部门如何制定发电调度计划,实现电力生产的经济调度确保电网获得最大的经济效益,对电力企业而言,负荷预测已成为电力系统管理现代化的重要内容之一,对电网负荷预测问题的研究已经成为现代电力系统科学中一个重要的领域。负荷预测受人口增长、经济发展速度、产业结构变化、气象条件等因素的影响,除尽量选用可靠的分析方法外,预测精度还取决于预测者的判断能力。对负荷进行预测已经有几十年的历史,因此用于解决负荷预测问题的基础理论和实践方法很多,但随着电力系统的不断发展、电网复杂性的加大和电力市场的建立都需要对负荷预测不断地进行研究,用新理论和新的数学手段去研究新的预测方法。因此论文的核心是用信息处理中新的数学手段——人工免疫模型建立精度更高的地区电网负荷预测的新方法。在对电力系统构成、电力工业特点和电网负荷预测的应用现状进行分析后,归纳总结出当前供电形势的变化特点,并系统全面地对现有电网负荷预测的各种方法进行研究、分析和评价,在此基础上结合地区电网负荷预测特点,确立基于人工免疫系统对电网负荷预测进行研究的新方向,并进行了实地调研和具体实践。运用免疫系统生理学原理及信息处理特征,采用对比的方法对免疫系统与ANN和GA进行技术区分,首次建立基于人工免疫算法的电网负荷预测模型,分析误差产生的原因。针对阜新地区电网运行的实际情况,在电网负荷历史数据的基础上对阜新市电力市场的电网负荷情况进行预测,包括未来5年需求量和未来10年社会用电量和最高负荷。以负荷预测为出发点对城区电网设备优化进行优化设计,提出ETA（Equipment-target assignment, ETA）问题并给出数学描述和解决方法,在此过程中对人工免疫算法进行有益的改进。免疫系统在进化过程中能够提高搜索能力,因此可以设计一个特别的免疫系统来提高蚂蚁算法在局部搜索时的效率。把上述的免疫思想引入到蚂蚁算法中,构成改进人工免疫优化算法,这种算法综合了蚂蚁和免疫系

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 国外电力市场改革与运作模式
• 1.1.2 国内电力市场改革进程与现状分析
• 1.2 国内外研究文献综述与评价
• 1.2.1 国内外研究文献综述
• 1.2.2 研究现状评价
• 1.3 研究的目标和意义
• 1.4 研究框架、技术路线和主要内容
• 1.5 论文预期创新
• 第2章 电网负荷预测理论方法与应用概况
• 2.1 电力系统构成与电力工业的特点
• 2.2 电力系统负荷类型
• 2.2.1 负荷用户分类
• 2.2.2 负荷系统分类
• 2.2.3 负荷时间分类
• 2.2.4 负荷曲线
• 2.3 电网负荷的描述
• 2.4 负荷预测的原理
• 2.5 负荷预测的重要作用
• 2.6 负荷预测的应用状况分析
• 2.7 当前电网负荷变化特点
• 第3章 人工免疫系统（AIS）理论基础
• 3.1 人工免疫系统（AIS）原理提出与发展简述
• 3.2 人工免疫系统原理分析
• 3.2.1 免疫系统生理学原理及信息处理特性
• 3.2.2 免疫系统与ANN 和GA 生理学基础的主要区别
• 3.3 人工免疫系统基本应用
• 3.4 人工免疫系统与人工免疫网络
• 3.5 其他模拟人工免疫部分功能的主要模型
• 第4章 基于人工免疫算法的电网负荷预测模型
• 4.1 人工免疫算法基本原理
• 4.2 基本步骤
• 4.3 模型的实现
• 4.4 电网负荷预测实例分析
• 4.5 预测误差分析指标
• 4.6 地区电网负荷预测软件包的开发
• 第5章 基于AIS 的地区电网负荷预测研究
• 5.1 阜新电网运行概况
• 5.1.1 阜新电网运行状况介绍
• 5.1.2 阜新电网运行中存在的主要问题分析
• 5.1.3 重大工程管理与行风建设
• 5.1.4 产业结构对负荷变化的影响
• 5.1.5 企业集约化发展、内部模拟市场与建立激励机制建立
• 5.2 阜新农村电网工作与县城电网改造
• 5.2.1 农村电网市场模式与可持续发展
• 5.2.2 县网改造范围与技术支持
• 5.2.3 指标完成情况与技术经济特征体现
• 5.3 发电侧经济运行与阜新电网负荷预测
• 5.3.1 基于负荷持续曲线（LDC）的投资模型
• 5.3.2 负荷持续曲线计算与对发电侧的影响
• 5.4 阜新地区电力负荷量化预测
• 5.4.1 未来5 年阜新地区电力负荷量化预测
• 5.4.2 未来10 年阜新地区社会用电量和最高负荷预测
• 第6章 基于负荷预测的电网优化设计
• 6.1 改进人工免疫算法的应用
• 6.1.1 蚂蚁算法（Ant Algorithm）基本原理
• 6.1.2 人工免疫与AA 思想的引入
• 6.2 ETA 问题
• 6.3 改进算法的求解流程
• 6.4 在ETA 问题中的应用
• 6.4.1 改进算法仿真
• 6.4.2 与其他算法的对比
• 6.5 地区电网负荷预测与城市区域电网规划的关系
• 6.6 城市电网规划的内容
• 6.7 负荷预测下的配电主网长期最优设计
• 6.7.1 城区小区域负荷预测的特点
• 6.7.2 小区域负荷变化
• 6.8 负荷预测在城市区域电网规划中的应用
• 6.8.1 负荷平均密度计算
• 6.8.2 变电所选址规划
• 6.8.3 网络流模型
• 第7章 负荷预测与电力市场的发展研究
• 7.1 我国宏观经济发展对用电需求的带动
• 7.2 电力市场开拓与电力负荷管理
• 7.2.1 地区电力市场的作用与预测
• 7.2.2 发电能力和供电水平
• 7.2.3 市场化的竞争机制与电网的发展
• 7.2.4 开展电力需求侧管理工作的必要性
• 7.3 电力市场拓展与电网负荷预测
• 7.3.1 优化发供电能力
• 7.3.2 提高电网可靠性
• 7.3.3 电力市场下AGC 容量需求预测
• 7.4 负荷预测与能量管理系统EMS
• 7.5 阜新电力市场需求分析
• 7.5.1 电力市场发展新形式、新特点
• 7.5.2 居民用电需求变化的前景
• 7.5.3 产业用电需求变化的前景
• 7.6 阜新电力市场需求变化的结论
• 第8章 负荷预测系统分析与评价
• 8.1 影响评价的经济发展因素
• 8.2 负荷预测评价的层次分析结构
• 8.3 负荷预测与金融风险评估
• 8.4 负荷预测误差对购电成本的影响
• 第9 章结论与展望
• 9.1 研究成果和结论
• 9.2 进一步研究工作的展望和建议
• 参考文献
• 作者简介与攻读博士学位期间的主要科研成果
• 致谢