一種基于模糊規(guī)則的空間負(fù)荷預(yù)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種基于模糊規(guī)則的空間負(fù)荷預(yù)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 配電網(wǎng)規(guī)劃需要確定變電站的位置、容量和饋線的走向及類型，所以配電網(wǎng)負(fù)荷 預(yù)測(cè)時(shí)，不僅要包含對(duì)未來負(fù)荷容量的估計(jì)，而且包括對(duì)負(fù)荷類型、地理分布等要求的預(yù) 測(cè)。配電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)是配電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)，為整個(gè)規(guī)劃指明了目標(biāo)，負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度的 高低，將直接影響到規(guī)劃的效果和可行性。配電網(wǎng)規(guī)劃涉及到大量的地理位置有關(guān)的信息， 負(fù)荷的地理分布將直接影響到規(guī)劃的結(jié)果，因此，在配電網(wǎng)規(guī)劃中，對(duì)空間負(fù)荷的預(yù)測(cè)必不 可少。
[0003] 對(duì)負(fù)荷的地理分布進(jìn)行預(yù)測(cè)，一般將未來供電范圍分為一些區(qū)域集合，以預(yù)測(cè)各 區(qū)負(fù)荷增長(zhǎng)情況。大多數(shù)現(xiàn)代區(qū)域負(fù)荷預(yù)報(bào)法大都采用趨勢(shì)外推法，即用曲線擬合或者其 他方法外推歷史負(fù)荷高峰，但趨勢(shì)外推法雖然能夠得到各處的峰荷密度，但其對(duì)數(shù)據(jù)精確 性要求較高而預(yù)測(cè)精度較低，且由于用地用途、城市改造等實(shí)際情況，用地規(guī)則往往難以確 定，為實(shí)際規(guī)劃帶來困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種采用降低對(duì)精確數(shù)據(jù)的需求、能 夠滿足目前規(guī)劃的實(shí)際情況、更適用于現(xiàn)代電力系統(tǒng)規(guī)劃的基于模糊規(guī)則運(yùn)算的空間負(fù)荷 預(yù)測(cè)方法。
[0005] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0006] 一種基于模糊規(guī)則運(yùn)算的空間負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，其特征在于：包括如下步驟：
[0007] S1 :獲取待預(yù)測(cè)區(qū)域的小區(qū)劃分信息、各類計(jì)算定義表、各小區(qū)空間數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)生 成模糊規(guī)則表；
[0008] S2:通過分別對(duì)各小區(qū)的小區(qū)空間數(shù)據(jù)模糊化、模糊推理及反模糊化計(jì)算對(duì)各小 區(qū)進(jìn)行模糊評(píng)價(jià)，得到各小區(qū)發(fā)展各類型用地的綜合評(píng)價(jià)表，并根據(jù)該綜合評(píng)價(jià)表按比例 分配各小區(qū)發(fā)展各類型用地的面積；
[0009] S3:根據(jù)各類型用地的負(fù)荷密度變化函數(shù)以及各小區(qū)發(fā)展各類型用地的面積，可 得出該待測(cè)區(qū)域各小區(qū)的負(fù)荷增長(zhǎng)情況，將各小區(qū)的負(fù)荷增長(zhǎng)情況累加后即可得出待預(yù)測(cè) 區(qū)域的空間負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果。
[0010] 進(jìn)一步的，所述各類計(jì)算定義表包括各小區(qū)的用地類型定義表、空間屬性定義表、 隸屬函數(shù)定義表、各類型用地的負(fù)荷密度定義表；
[0011] 所述用地類型定義表中定義了居住用地、商業(yè)用地、工業(yè)用地三類用地類型；
[0012] 所述空間屬性定義表包括空間屬性大類表及空間屬性小類表，所述空間屬性大類 表定義了空間屬性的大類以及各個(gè)大類相對(duì)于發(fā)展各類型用地的權(quán)重系數(shù)，所述空間屬性 小類表定義了各空間屬性大類包含的空間屬性小類、各空間屬性小類與空間屬性大類的關(guān) 系、各空間屬性小類的權(quán)重系數(shù)。
[0013] 所述隸屬函數(shù)定義表根據(jù)實(shí)際情況定義隸屬函數(shù)形式；
[0014] 所述各類型用地的負(fù)荷密度定義表定義了各類型用地的負(fù)荷密度變化函數(shù)，所述 負(fù)荷密度變化函數(shù)如式（1)所示：
[0015]
(1)
[0016] 其中，α和β為跟預(yù)測(cè)年份及用地類型有關(guān)的系數(shù)，S(t)表示負(fù)荷密度函數(shù)，t 表示預(yù)測(cè)年份，該函數(shù)表示了負(fù)荷密度隨時(shí)間的變化。
[0017] 進(jìn)一步的，所述模糊規(guī)則表定義為以空間屬性小類為條件，以發(fā)展某用地類型的 適應(yīng)度為結(jié)果的表格，所述模糊規(guī)則表可通過常識(shí)、一般性規(guī)律、調(diào)查結(jié)果、規(guī)劃人員的知 識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來建立，并可以根據(jù)實(shí)際情況的變化進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
[0018] 進(jìn)一步的，所述模糊評(píng)價(jià)為二級(jí)模糊評(píng)價(jià)，所述二級(jí)模糊評(píng)價(jià)首先根據(jù)在某空間 屬性大類包括的各空間屬性小類因素下對(duì)待預(yù)測(cè)區(qū)域發(fā)展某用地類型的適應(yīng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)， 再根據(jù)所述評(píng)價(jià)結(jié)果得出在該空間屬性大類因素下待預(yù)測(cè)區(qū)域發(fā)展某用地類型的適應(yīng)度 評(píng)價(jià)。
[0019] 進(jìn)一步的，所述步驟S1包括如下步驟：
[0020] S11 :借助地理信息系統(tǒng)獲取待測(cè)區(qū)域的小區(qū)劃分信息，待測(cè)區(qū)域劃分為η個(gè)小 區(qū)，進(jìn)入步驟S12 ;
[0021] S12:根據(jù)實(shí)際需要判斷是否選擇典型模式，若是，進(jìn)入步驟S13,所述典型模式指 將各計(jì)算定義表按照順序編號(hào)的編號(hào)規(guī)則存儲(chǔ)在典型模板庫中，需要進(jìn)行空間負(fù)荷預(yù)測(cè) 時(shí)，可直接從典型模板庫中找到并導(dǎo)出相應(yīng)計(jì)算定義表，若否，則選擇自定義模式，進(jìn)入步 驟S14,所述自定義模式指每次進(jìn)行空間預(yù)測(cè)時(shí)，都對(duì)各類計(jì)算定義表進(jìn)行新的定義；
[0022] S13 :從典型模板庫中導(dǎo)出各類計(jì)算定義表；
[0023] S14:借助地理信息系統(tǒng)及實(shí)際情況自定義各類計(jì)算定義表，并將定義好的各類計(jì) 算定義表裝載入典型模板庫中，進(jìn)入步驟S15 ;
[0024] S15:根據(jù)所述待預(yù)測(cè)區(qū)域的用地類型定義表及空間屬性小類定義表，動(dòng)態(tài)生成模 糊規(guī)則表；
[0025] S16 :利用地理信息系統(tǒng)獲取各小區(qū)的空間數(shù)據(jù)，生成空間數(shù)據(jù)表；
[0026] 其中，η為整數(shù)且η彡1。
[0027] 進(jìn)一步的，所述步驟S2包括如下步驟：
[0028] S21 :判斷所有小區(qū)是否都已經(jīng)計(jì)算完畢，若是，進(jìn)入步驟S34,若否，進(jìn)入步驟 S22 ；
[0029] S22 :根據(jù)隸屬函數(shù)定義表中定義的隸屬函數(shù)將第i小區(qū)的空間數(shù)據(jù)表中的空間 數(shù)據(jù)模糊化；
[0030] S23 :采用Mamdani推理原貝lj，結(jié)合模糊規(guī)則表及二級(jí)模糊評(píng)價(jià)，得出第i小區(qū)發(fā)展 某種用地類型的模糊規(guī)則集合G(x)，所述模糊規(guī)則集合G(x)將空間屬性小類作為推理?xiàng)l 件，第i小區(qū)發(fā)展某種用地類型的適應(yīng)度作為推理結(jié)果；
[0031] S24 :結(jié)合隸屬函數(shù)定義表及模糊規(guī)則集合G(x)，采用如式（2)所示的反模糊化公 式，對(duì)第i小區(qū)的模糊化數(shù)據(jù)進(jìn)行反模糊化，得到第i小區(qū)在每條模糊規(guī)則下發(fā)展各類型用 地的適應(yīng)麼評(píng)價(jià)分佶，
[0032]
CD
[0033] 其中，Z= {εε2,ΛεJ，εε2,Λε及別為第一個(gè)空間屬性小類、第二個(gè)空 間屬性小類、…、第m個(gè)空間屬性小類對(duì)距離隸屬函數(shù)ydls(Z)的隸屬度，ySP(Z)、//v 表示不同適應(yīng)度的隸屬函數(shù)，m為整數(shù)且m多1 ;
[0034]S25 :第i小區(qū)在各個(gè)空間屬性大類因素下，依據(jù)各條模糊規(guī)則所計(jì)算的//S/,U) 的最大值即為發(fā)展各用地類型的適應(yīng)度評(píng)價(jià)分值，將該評(píng)價(jià)分值及各空間屬性大類相對(duì)各 用地類型的權(quán)重系數(shù)填入屬性評(píng)價(jià)表中；
[0035]S26 :按照式（3)所示的公式，對(duì)步驟S26的結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，得到第i小區(qū)的各類型 用地的綜合評(píng)價(jià)衷，所沭綜合評(píng)價(jià)表中包括第i小區(qū)發(fā)展各用地類型的綜合評(píng)分值：
[0036]
(3)
[0037] 其中，P為發(fā)展某用地類型的綜合評(píng)分值，r為空間屬性大類相對(duì)某用地類型的權(quán) 重系數(shù)，X為空間屬性大類因素下，發(fā)展某用地類型的適應(yīng)度評(píng)價(jià)分值；
[0038]S27 :根據(jù)所述綜合評(píng)價(jià)表中各用地類型的綜合評(píng)分值，按比例分配第i小區(qū)發(fā) 展各類型用地的面積；
[0039] 其中，i為小區(qū)編號(hào)，1彡i彡η。
[0040] 進(jìn)一步的，步驟S3包括以下步驟：
[0041]S31 :從統(tǒng)計(jì)部門獲得第一個(gè)預(yù)測(cè)年份的負(fù)荷密度初始值S0、負(fù)荷密度變化函數(shù) 的系數(shù)α和β在不同預(yù)測(cè)年份下的數(shù)值；
[0042]S32 :對(duì)第一個(gè)預(yù)測(cè)年份，將第i小區(qū)發(fā)展各類型用地的面積乘以負(fù)荷密度變化函 數(shù)，對(duì)相乘結(jié)果進(jìn)行積分，初始值取S0,系數(shù)α和β取第一個(gè)預(yù)測(cè)年份下對(duì)應(yīng)的值，并將積 分結(jié)果作為下一個(gè)預(yù)測(cè)年份的負(fù)荷密度的初始值；
[0043]S33 :重復(fù)步驟S32,直到所有預(yù)測(cè)年份都計(jì)算完成，即得到第i小區(qū)的負(fù)荷變化情 況，進(jìn)入步驟S21;
[0044]S34 :將各小區(qū)的負(fù)荷增長(zhǎng)情況進(jìn)行累加，即可得出待預(yù)測(cè)區(qū)域的空間負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié) 果。
[0045] 本發(fā)明具有如下有益效果：
[0046] 1、本發(fā)明在負(fù)荷預(yù)測(cè)過程中，結(jié)合模糊規(guī)則運(yùn)算，在降低了對(duì)精確數(shù)據(jù)的需求的 情況下，能夠滿足目前規(guī)劃的實(shí)際情況，更適于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的規(guī)劃。
[0047] 2、本發(fā)明根據(jù)待預(yù)測(cè)區(qū)域空間屬性及實(shí)際用地類型動(dòng)態(tài)生成模糊規(guī)則表，更符合 實(shí)際且通用性強(qiáng)；
[0048] 3、本發(fā)明在計(jì)算過程中，采用二級(jí)模糊評(píng)價(jià)的方法，將較為復(fù)雜的推理規(guī)則分為 二級(jí)進(jìn)行推理，降低每一級(jí)評(píng)價(jià)的復(fù)雜度，減小了負(fù)荷預(yù)測(cè)的難度；
[0049] 4、本發(fā)明在動(dòng)態(tài)生成模糊規(guī)則表時(shí)，針對(duì)每一個(gè)空間屬性大類生成單獨(dú)的一張模 糊規(guī)則表并按照一定的規(guī)律進(jìn)行命名保存，降低了計(jì)算的復(fù)雜性、提高了效率。
【附圖說明】
[0050] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0051] 圖1為本發(fā)明的步驟流程圖。
[0052] 圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中的距離隸屬函數(shù)。
[0053] 圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中的適應(yīng)度隸屬函數(shù)。
[0054] 圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中A小區(qū)的空間負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0055] 如圖1所示為本發(fā)明的步驟流程圖，在本發(fā)明中，首先從地理信息系統(tǒng)獲取待預(yù) 測(cè)區(qū)域的小區(qū)劃分信息，待預(yù)測(cè)區(qū)域被劃分為η個(gè)小區(qū)，再分別對(duì)每個(gè)小區(qū)進(jìn)行空間負(fù)荷 預(yù)測(cè)，將每個(gè)小區(qū)的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行累加，即為待預(yù)測(cè)區(qū)域的空間負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，其中，η為整 數(shù)且η彡1。