參與市場化交易的購電客戶用電需求預(yù)測輔助分析研究

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1、參與市場化交易的購電客戶用電需求預(yù)測輔助分析研究 楊泓 張思路 張雪蕊 白楓 [摘 要] 隨著電力市場化交易工作的推進，參與市場化交易的用戶逐年增加，由于用戶管理水平和對交易過程有較大偏差，特別是對于預(yù)測用電量和實際用電量間準確率較低，同時電能量當前無法有效存儲，預(yù)測用電量偏差對用戶、發(fā)電企業(yè)、售電公司和電網(wǎng)企業(yè)都在經(jīng)濟和技術(shù)上帶來一定影響，未來隨著參與交易用戶數(shù)量的增加，預(yù)測用電量不準確的問題，將給企業(yè)和電網(wǎng)帶來嚴重影響，本文通過大數(shù)據(jù)分析可有效提高用電量預(yù)測準確性，實踐中有較好的效果和推廣價值。 [關(guān)鍵詞] 電力大數(shù)據(jù)；電量預(yù)測；電力市場化交易 doi ： 10 . 3969

2、 / j . issn . 1673 - 0194 . 2018. 13. 045 [中圖分類號] F274；F426.61 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2018）13- 0096- 03 1 前 言 2015 年國家發(fā)展改革委在云南、貴州、安徽、寧夏、湖北五省（區(qū)）開展輸配電價改革，云南成為試點地區(qū)之一。為了落實電價改革，云南省制定落實了一套相關(guān)政策法規(guī)，在遵守國家方針策略的基礎(chǔ)上，從自身既定的情況出發(fā)，進行配套改革以推動電力市場化交易。這一嘗試性的改革，其作用主要表現(xiàn)在兩個層面。首先，從社會層面來說，降低企業(yè)的用電成本。電價通過直接的電力市場交易降價，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)的用電成本得到實質(zhì)性的降低。根據(jù)統(tǒng)計，2015年云南省參與市場化交易的 320 億電量綜合平均下來，每千瓦時電價降低 1 毛8 厘，為參與交易的企業(yè)減輕負擔達 35 億。其次，從價格層面來說，通過市場化交易價格信號，及時向兩端進行傳遞，發(fā)揮價格調(diào)解供需作用，有利于促進電力的生產(chǎn)和消費，使生產(chǎn)和消費都能夠健康發(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年云南電力市場化交易實施方案》明確提出：根據(jù)市場需求及技術(shù)條件成熟度將從執(zhí)行大工業(yè)電價的電量（專變工業(yè)用戶）逐步支持一般工商業(yè)參與市場化交易。當前電量交

4、易主要是通過用電需求預(yù)測進行申報和交易，分為年度交易、月度交易和日前交易三種，然而在實際交易，由于用戶管理水平的差異和對交易過程的理解偏差，預(yù)測用電量和實際用電量間存在著一定的偏差，由于電能量當前無法有效存儲的屬性，該偏差值對用戶、發(fā)電企業(yè)、售電公司和電網(wǎng)企業(yè)都在經(jīng)濟和技術(shù)上帶來一定影響。以用戶為例，如預(yù)購量大于實際用量，需支付未使用電量90%的費用，如購電量小于實際用量則該部分無法享受優(yōu)惠。未來隨著參與交易用戶數(shù)量的增加，預(yù)測用電量不準確的問題，將對企業(yè)和電網(wǎng)帶來嚴重影響，因此當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)測準確性。 2 研究目標 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題。用戶是電網(wǎng)企業(yè)的服務(wù)對象和生存基礎(chǔ)，利用大數(shù)據(jù)來分析提高用電量預(yù)測準確性，可以為市場交易提供技術(shù)支持，夯實改革成果。 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展用電量預(yù)測工作，為交易用戶開展年度交易、月度交易和日前交易提供依據(jù)，通過本次研究，了解參與市場化交易的購電用戶用電情況，為用戶用電需求預(yù)測提供輔助分析，為市場交易用戶提供強有力的信息化支撐工具。 3 研究內(nèi)容 通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用構(gòu)建用戶用電情況分析和預(yù)測模型，實現(xiàn)用戶用電負荷曲線分析和預(yù)測，可對用戶

6、負荷進行預(yù)停電信息的實時獲取、分析、預(yù)測、展示，指導(dǎo)用戶的市場化交易行為，提高用電量預(yù)測準確性，為市場交易提供技術(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，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：對單個用戶或多個用戶進行負荷曲線分析和預(yù)測，基于歷史的負荷曲線，可以對用戶負荷進行預(yù)測。 （2）構(gòu)建信息系統(tǒng)開展電力市場分析：利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對電力交易市場的過程進行分析，包括成交情況、成交價格等維度。 （3）構(gòu)建信息系統(tǒng)開展用戶節(jié)省成本分析：對用戶的成交電量、成交電價，結(jié)合用戶的目錄電價進行用戶費用節(jié)省成本的分析。 （4）構(gòu)建信息系統(tǒng)開展用戶成交結(jié)果分析

7、：為用戶提供用戶的各個時段電量交易結(jié)果，按照交易周期、交易方式等進行展示和查詢。 4 數(shù)據(jù)建模 方法一：時間序列模型（適用小用戶） 用電結(jié)構(gòu)和趨勢分析，技術(shù)上主要使用線性回歸技術(shù)進行建模和大數(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中利用時間序列模型針對小用戶的電力負荷優(yōu)化預(yù)測模型的開發(fā)和編碼，并實現(xiàn)對4萬用戶的試算，負荷預(yù)測準確率平均達95%以上。大用戶由于分布特性行業(yè)差別度較高當前準確度還待提高。 方法二：負荷曲線特征分析（適用于大用戶） 模擬用戶負荷曲線生成工具，利用時間序列和信號分析原理，構(gòu)造用戶負荷曲線基本模式的生成工具，并對這些基本模式疊加生產(chǎn)各種類型

8、的用戶負荷曲線。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)，對模擬數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練，進行特征學(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，目前正在開展模型訓(xùn)練和調(diào)參工作，識別正確率已經(jīng)達到70%。 5 系統(tǒng)功能框架 市場化交易的購電用戶用電情況和用電需求預(yù)測輔助分析系統(tǒng)主要包括權(quán)限管理、購電用戶用電情況分析和用電需求預(yù)測3大模塊，主要功能如下：角色管理、角色功能管理、組織機構(gòu)管理、崗位管理、人員管理、人員角色管理、用電量趨勢分析、市場化交易電價電費分析、基本費結(jié)算比較分析、電價構(gòu)成比較分析、電費構(gòu)成比較分析、線路負荷預(yù)測、變壓器負荷預(yù)測、用戶用電趨勢預(yù)測、

9、年度交易分析預(yù)測、月度交易分析預(yù)測、日交易分析預(yù)測、最佳交易分析預(yù)測等。如右圖所示。 6 結(jié) 語 通過項目研究和系統(tǒng)建設(shè)可以為用戶提供用電量預(yù)測，輔助用戶開展年度交易、月度交易和日前交易；為電網(wǎng)重點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，未來通過系統(tǒng)功能優(yōu)化通過云計算平臺和互聯(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)，以會員服務(wù)或單次付費的形式提供用電量預(yù)測服務(wù)。 主要參考文獻 [1]施麗，李沛霖，洪鋒，等.大數(shù)據(jù)在營銷渠道運營和應(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）.