一種典型日負荷曲線生成方法、系統、設備及介質與流程

本發明涉及電力系統負荷分析，尤其涉及一種典型日負荷曲線生成方法、系統、設備及介質。

背景技術：

1、在電力系統負荷分析領域，典型日負荷曲線是對全年負荷曲線的有效概括，能夠直觀展示歷史及預測期的負荷特性及其變化趨勢，在實踐中得到了廣泛應用。近年來，在新分時電價的引導下，以需求側響應、虛擬電廠、用戶自發響應為主要影響方式，電力負荷的午晚峰最大值及比值、最大峰谷差率等關鍵指標正發生劇烈變化，對典型日負荷曲線提出了更高的要求。

2、目前典型日負荷曲線的生成方法主要基于聚類算法或正態分布算法，這些算法能夠有效保留樣本的整體特性，但也因此丟失了個體的部分特性，存在得出的負荷曲線與真實值不完全一致的現象，特別是實踐中關注的部分，如午晚峰最大值及其鄰近時段負荷的實際發生值；這極大限制了它們的應用。因此，亟需一種能夠同時呈現午峰最大值、晚峰最大值、最大峰谷差率等關鍵負荷特征、并盡量與實際數據吻合、同時曲線形狀不失真的典型日負荷曲線生成方法。

技術實現思路

1、本發明提供了一種典型日負荷曲線生成方法、系統、設備及介質，用以解決現有的基于聚類算法或正態分布算法的典型日負荷曲線的生成方法存在的缺陷。

2、一方面，本發明提供了一種典型日負荷曲線生成方法，所述方法包括以下步驟：獲取并分析年歷史負荷曲線；基于所述年歷史負荷曲線，利用特征負荷鄰域和hermite插值的方法計算生成四季典型日歷史負荷曲線；基于所述四季典型日歷史負荷曲線，生成四季典型日基準負荷曲線；基于所述四季典型日基準負荷曲線，利用特征負荷鄰域和hermite插值的方法計算生成四季典型日預測負荷曲線。

3、在本發明的一種實現方式中，所述年歷史負荷曲線的表示形式如下式：

4、；

5、其中，t代表一天中的小時，d表示一年中的某一天，y表示負荷數據所屬的年份。

6、在本發明的一種實現方式中，所述獲取并分析年歷史負荷曲線之后，所述方法還包括：

7、基于如下公式確定每個季節的日午峰最大值日：

8、；

9、其中，s為季節，表示y年s季節日午峰最大值日，表示s季節中天數d的集合，取決于年份和季節的定義；表示y年d日的午峰最大負荷，表示為：

10、；

11、其中，表示日午峰時刻的集合，可根據當地負荷變化規律綜合確定；

12、確定每個季節的日晚峰最大值日，表示為：

13、，

14、其中，，表示日晚峰時刻的集合，可根據當地日落時間等因素綜合確定；

15、基于如下公式，確定每個季節的日最大峰谷差率日，表示為：

16、；

17、其中，；

18、；

19、。

20、在本發明的一種實現方式中，所述獲取并分析年歷史負荷曲線，具體包括：

21、確定任意一個季節典型日歷史負荷曲線的日午峰最大值及其鄰域，如下式表示：

22、；

23、其中，表示y年s季節典型日負荷曲線t時刻的負荷，表示午峰最大值鄰域的時刻集合，根據負荷特性由專家經驗確定；

24、確定該季節典型日歷史負荷曲線的日晚峰最大值及其鄰域，如下式表示：；

25、其中，表示晚峰最大值鄰域的時刻集合，根據負荷特性由專家經驗確定；

26、基于如下公式確定該季節典型日歷史負荷曲線的日最小負荷及其鄰域：

27、；

28、其中，是修正系數，用于修正季日最大峰谷差率日的最小負荷及其鄰域負荷，以保證生成的季典型日負荷曲線的最大峰谷差率與真實數據保持一致，由下式給出：，其中，表示s季節日最大峰谷差率日的最小負荷發生時刻的負荷、即最小負荷，表示y年s季節的日最大峰谷差率，由下式給出：

29、

30、表示日最小值鄰域的時刻集合，根據負荷特性由專家經驗。

31、在本發明的一種實現方式中，所述生成四季典型日歷史負荷曲線，具體包括：

32、基于hermite插值函數，確定最小負荷鄰域與日午峰鄰域之間的負荷值；

33、基于hermite插值函數，確定日午峰鄰域與日晚峰鄰域之間的負荷值；

34、生成四季典型日歷史負荷曲線。

35、在本發明的一種實現方式中，所述確定最小負荷鄰域與日午峰鄰域之間的負荷值，具體包括：

36、基于下式確定典型日負荷曲線最小負荷鄰域結束時刻的斜率，

37、

38、其中，表示 s季節典型日負荷曲線最小負荷鄰域結束時刻對應的負荷值，表示前一時刻對應的負荷值；

39、用、、分別表示s季節典型日負荷曲線的午峰負荷鄰域的開始時刻、對應的負荷值以及斜率，斜率通過及其后一時刻的負荷值的差分確定，具體如下式：

40、；

41、確定最小負荷鄰域與日午峰鄰域之間的hermite插值函數，具體如下式：

42、

43、其中，

44、

45、

46、

47、

48、

49、針對最小負荷鄰域與日午峰鄰域之間的某個待求時刻t，將t帶入公式，得到t時刻的負荷值。

50、在本發明的一種實現方式中，所述生成四季典型日預測負荷曲線，具體為：

51、確定任意一個季節的典型日預測負荷曲線的午峰最大值及其鄰域、晚峰最大值及其鄰域、最小值及其鄰域；

52、確定任意一個季節的典型日預測負荷曲線的最小負荷領域與日午峰鄰域之間的負荷值、日午峰鄰域與日晚峰鄰域之間的負荷值；

53、生成該季節的典型日預測負荷曲線。

54、本發明還提供了一種典型日負荷曲線生成系統，所述系統包括：年歷史負荷曲線分析模塊，用于獲取并分析年歷史負荷曲線；四季典型日歷史負荷曲線生成模塊，用于基于所述年歷史負荷曲線，利用特征負荷鄰域和hermite插值的方法計算生成四季典型日歷史負荷曲線；四季典型日基準負荷曲線生成模塊，用于基于所述四季典型日歷史負荷曲線，生成四季典型日基準負荷曲線；四季典型日預測負荷曲線生成模塊，用于基于所述四季典型日基準負荷曲線，利用特征負荷鄰域和hermite插值的方法計算生成四季典型日預測負荷曲線。

55、本發明還提供了一種典型日負荷曲線生成設備，所述設備包括：至少一個處理器；以及與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執行的指令，所述指令被所述至少一個處理器執行，以使所述至少一個處理器能夠完成前述的一種典型日負荷曲線生成方法。

56、本發明還提供了一種典型日負荷曲線生成的非易失性計算機存儲介質，存儲有計算機可執行指令，所述計算機可執行指令被處理器執行以用于實現前述的一種典型日負荷曲線生成方法。

57、本發明提供的一種典型日負荷曲線生成方法、系統、設備及介質，具有以下有益效果：

58、（1）、提出了一種基于特征負荷鄰域和hermite插值的典型日歷史負荷曲線生成方法，生成的歷史典型日負荷曲線有效保留了午峰最大值、晚峰最大值、最大峰谷差率等關鍵時刻負荷及其鄰近時刻負荷數據的真實性，同時確保了曲線形狀的合理性；

59、（2）、基于歷史典型日負荷曲線，生成了更真實完備的典型日基準負荷曲線，并提出了一種基于特征負荷鄰域和hermite插值的典型日預測負荷曲線生成方法，能夠同時呈現午峰最大值、晚峰最大值、最大峰谷差率等關鍵指標，同時確保了曲線形狀的合理性。