一种考虑三级行业划分的电量预测方法.pdf

上传人：r5

文档编号：4685072

上传时间：2018-10-27

格式：PDF

页数：13

大小：1,001.19KB

《一种考虑三级行业划分的电量预测方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种考虑三级行业划分的电量预测方法.pdf（13页完整版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 104268641 A (43)申请公布日 2015.01.07 CN 104268641 A (21)申请号 201410469439.9 (22)申请日 2014.09.15 G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (71)申请人华南理工大学地址 510640 广东省广州市天河区五山路 381 号 (72)发明人欧阳森冯天瑞 (74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司 44245 代理人蔡茂略 (54) 发明名称一种考虑三级行业划分的电量预测方法 (57) 摘要一种考虑三级行业划分的电量预测方法，。

2、包括以下顺序的步骤： (1) 进行用电行业的三级行业划分； (2) 输入电量历史数据； (3) 对第 3 级行业电量进行预测； (4) 对第 2 级行业电量进行预测； (5) 对第 1 级行业电量进行预测； (6) 得到各级行业未来季度电量预测值。本发明的方法，能有效结合电网各级行业用户的用电特点，对各级行业电量进行自下而上的逆向预测，预测结果精度好。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页说明书 8 页附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书2页说明书8页附图2页 (10)申请公布号 CN 10426。

3、8641 A CN 104268641 A 1/2 页 2 1. 一种考虑三级行业划分的电量预测方法，其特征在于，包含以下顺序的步骤： S1.进行用电行业的三级行业划分：第1级行业为待预测地区全体；第2级行业为大工业、非工业与普通工业、居民住宅、商业，是对第 1 级行业的细分；对占第 1 级行业电量比例大于 40的第 2 级行业进行细分，得到第 3 级行业； S2. 对第 3 级行业电量进行预测：输入第 3 级行业电量季度数据，分别通过季节水平模型、季节趋势模型、季节环比模型、时间序列分解法、时间序列 AR 模型进行计算， 5 个计算值的平均。

4、值为第 3 级行业的电量预测值； S3. 对第 2 级行业电量进行预测： S31. 通过 GM(1,N) 模型对进行第 3 级行业细分的第 2 级行业电量进行预测，其中 N m+1， m 为该第 2 级行业所划分的第 3 级行业数量， n 为需要进行第 3 级行业划分的第 2 级行业总数，该模型的输入量为此类第 2 级行业电量历史数据； S32. 对未进行第 3 级行业细分的第 2 级行业电量进行预测：预测方法同步骤 S2 相同，输入量为此类第 2 级行业电量季度数据； S4. 将步骤 S31、 S32 所得结果相加即得第 1 级行业电量的预测值。 2.根据权利要求1所述的虑。

5、三级行业划分的电量预测方法，其特征在于，步骤S1中，所述的第 3 级行业还要进行筛选：由用电量占其所属 2 级行业电量比例超过 60的行业来组成第 3 级行业。 3. 根据权利要求 1 所述的虑三级行业划分的电量预测方法，其特征在于，具体包含以下顺序的步骤： (1) 进行用电行业的三级行业划分： (1-1)1 级行业即为待预测地区全体，其电量即为待预测地区总电量； (1-2) 第 2 级行业为对第 1 级行业的细分； (1-3) 第 3 级行业为对第 2 级行业中个别行业的细分；仅对 2 级行业中占 1 级行业电量超过 40的行业进行 3 级细分；即当第。

6、 i 个 2 级行业电量满足下式要求时，再对其进行 3 级行业划分：其中 q2i表示第 i 个 2 级行业用户的用电量， n 为 2 级行业总数量， q1表示 1 级行业总电量； (2) 输入电量历史数据：包括 3 级行业电量季度数据及未进行第 3 级行业细分的 2 级行业电量季度数据； (3) 对第 3 级行业电量进行预测： (3-1) 选用季节水平模型、季节趋势模型、季节环比模型、时间序列分解法、时间序列 AR 模型分别对其进行预测； (3-2)对以上5种单一预测模型所得预测结果求取其平均值，作为该行业未来4个季度电量预测结果； (3-3) 据此可得到各。

7、 3 级行业电量预测值 Q3i，其中 i 1,2,m,m 为所需采集的 3 级行业的总数量；权利要求书 CN 104268641 A 2 2/2 页 3 (4) 对第 2 级行业进行电量预测；对 2 级行业的电量预测分为两类，进行 3 级行业划分的 2 级行业以及未进行 3 级行业划分的 2 级行业； (4-1) 对进行 3 级行业划分的 2 级行业的预测；对这类 2 级行业，使用 GM(1,N) 模型进行电量预测；输入量为该2级行业电量历史数据，以及其划分的3级行业电量的历史数据及未来 4 个季度电量的预测值； Q2i GM(1,N) 其中 i 1,。

8、2,n ； Q2i 即为需进行 3 级行业划分的 2 级电量未来 4 个季度电量预测值， N m+1， m 为该 2 级行业所划分的 3 级行业数量， n 为需要进行 3 级行业划分的 2 级行业总数； (4-2) 对未进行 3 级行业划分的 2 级行业的预测；对这类 2 级行业，使用 (3) 中所述的预测方法进行预测，得到该 2 级行业未来 4 个季度电量的预测值， Q2i (i 1,2,n-n) 为未进行 3 级行业划分的 2 级行业电量未来 4 个季度电量预测值， n 为 2 级行业总数量， n 为需要进行 3 级行业划分的 2 级行业总数； (4-3) 将 Q2i 和。

9、Q2i组合即可得到各 2 级行业电量预测值 Q2i(i 1,2,n,n 为 2 级行业总数量 ) ； (5) 对第 1 级行业进行电量预测；将各 2 级电量预测结果进行加和，得到 1 级电量预测结果；即：其中， i 1,2,n ； Q1即为 1 级行业电量预测值， Q2i为 n 个 2 级行业电量预测值； (6) 将 Q1、 Q2i、 Q3i输出，即得到各级行业未来季度电量预测值。 4. 根据权利要求 3 所述的虑三级行业划分的电量预测方法，其特征在于，步骤 (1) 中，所述的第 3 级行业还要进行筛选：将 3 级行业电量按照由大到小排序，按此排序对每个行业的用。

10、电量进行采集，满足以下条件即可：式中， i 1,2,m ； j 1,2,n ； q3i表示第 i 个 3 级行业的用户的用电量， m 表示 3 级行业总数量； q2j表示该 3 级行业所对应的 2 级行业的用电总量；当满足上式时， m 即为所需采集的 3 级行业的总数量， n 为需要进行 3 级行业划分的 2 级行业总数。权利要求书 CN 104268641 A 3 1/8 页 4 一种考虑三级行业划分的电量预测方法技术领域 0001 本发明涉及电网数据处理领域，特别涉及一种考虑三级行业划分的电量预测方法。背景技术 0002 受经济转型、产业结构调整等因素的。

11、影响，电网的总用电量也相应发生变化。电量预测是电力市场中的一项基本工作，其中行业电量能保留总电量最原始的特征。故在对总电量进行预测时，需要结合行业用电特点，以此为供电企业提供营销决策支持，对电网的安全经济运行以及电力市场的建设和发展都具有十分重要的意义。 0003 行业用电是电网用电量的基础，其保留了总电量最原始的特征。不同行业的用电变化趋势，对电网电量的影响不同，甚至某个行业的用电趋势可以主导电网电量的变化趋势。 0004 目前，电量和负荷预测方法主要呈现以下两点问题，一是追求对电网总电量原始数据的拟合精度，二是追求基于大容量样本前提的复杂算法，而忽视了。

12、电网用户和行业特点。在电量预测工作中，由于行业众多，导致不同行业的用电趋势也存在较大差异，如果一味追求数据的拟合精度，会降低预测方法的泛化性；如果过于追求复杂算法，则会由于数据需求量太大而降低可操作性。发明内容 0005 本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种考虑三级行业划分的电量预测方法。 0006 本发明的目的通过以下的技术方案实现： 0007 一种考虑三级行业划分的电量预测方法，包含以下顺序的步骤： 0008 S1.进行用电行业的三级行业划分：第1级行业为待预测地区全体；第2级行业为大工业、非工业与普通工业、居民住宅、商业，是。

13、对第 1 级行业的细分；对占第 1 级行业电量比例大于 40的第 2 级行业进行细分，得到第 3 级行业； 0009 S2. 对第 3 级行业电量进行预测：输入第 3 级行业电量季度数据，分别通过季节水平模型、季节趋势模型、季节环比模型、时间序列分解法、时间序列 AR 模型进行计算， 5 个计算值的平均值为第 3 级行业的电量预测值； 0010 S3. 对第 2 级行业电量进行预测： 0011 S31. 通过 GM(1,N) 模型对进行第 3 级行业细分的第 2 级行业电量进行预测，其中 N m+1， m 为该第 2 级行业所划分的第 3 级行业数量， n 为。

14、需要进行第 3 级行业划分的第 2 级行业总数，该模型的输入量为此类第 2 级行业电量历史数据； 0012 S32.对未进行第3级行业细分的第2级行业电量进行预测：预测方法同步骤S2相同，输入量为此类第 2 级行业电量季度数据； 0013 S4. 将步骤 S31、 S32 所得结果相加即得第 1 级行业电量的预测值。说明书 CN 104268641 A 4 2/8 页 5 0014 步骤 S1 中，所述的第 3 级行业还要进行筛选：由用电量占其所属 2 级行业电量比例超过 60的行业来组成第 3 级行业。这样能够简化数据收集工作。 0015 一种考虑三级行业划分的。

15、电量预测方法，具体包含以下顺序的步骤： 0016 (1) 进行用电行业的三级行业划分： 0017 (1-1)1 级行业即为待预测地区全体，其电量即为待预测地区总电量； 0018 (1-2) 第 2 级行业为对第 1 级行业的细分； 0019 (1-3) 第 3 级行业为对第 2 级行业中个别行业的细分；考虑方法的简便性、可操作性及准确性，仅对 2 级行业中占 1 级行业电量超过 40的行业进行 3 级细分；考虑到目前我国各大城市的现状，大工业用电量占地区总电量比例较大，故 3 级行业可视为对大工业的细分，即各单独工业部门； 0020 即当第 i 个 2 级。

16、行业电量满足下式要求时，再对其进行 3 级行业划分： 0021 0022 其中 q2i表示第 i 个 2 级行业用户的用电量， n 为 2 级行业总数量， q1表示 1 级行业总电量； 0023 (2)输入电量历史数据：包括3级行业电量季度数据及未进行第3级行业细分的2 级行业电量季度数据； 0024 (3) 对第 3 级行业电量进行预测： 0025 (3-1) 因 3 级行业电量输入为季度电量数据，数据量较大且数据具有周期性，故选用季节水平模型、季节趋势模型、季节环比模型、时间序列分解法、时间序列 AR 模型分别对其进行预测； 0026 (3-2)对以上5种。

17、单一预测模型所得预测结果求取其平均值，作为该行业未来4个季度电量预测结果； 0027 (3-3)据此可得到各3级行业电量预测值Q3i，其中i1,2,m,m为所需采集的 3 级行业的总数量； 0028 (4) 对第 2 级行业进行电量预测；对 2 级行业的电量预测分为两类，进行 3 级行业划分的 2 级行业以及未进行 3 级行业划分的 2 级行业； 0029 (4-1) 对进行 3 级行业划分的 2 级行业的预测；对这类 2 级行业，使用 GM(1,N) 模型进行电量预测；输入量为该2级行业电量历史数据，以及其划分的3级行业电量的历史数据及未来 4 个季度电。

18、量的预测值； 0030 Q2i GM(1,N),i 1,2,n 0031 其中 Q2i 即为需进行 3 级行业划分的 2 级电量未来 4 个季度电量预测值， N m+1， m 为该 2 级行业所划分的 3 级行业数量， n 为需要进行 3 级行业划分的 2 级行业总数； 0032 (4-2) 对未进行 3 级行业划分的 2 级行业的预测；对这类 2 级行业，使用 (3) 中所述的预测方法进行预测，得到该 2 级行业未来 4 个季度电量的预测值， Q2i (i 1,2, ,n-n) 为未进行 3 级行业划分的 2 级行业电量未来 4 个季度电量预测值， n 为 2 级行业总数量。

19、， n 为需要进行 3 级行业划分的 2 级行业总数； 0033 (4-3)将Q2i和Q2i组合即可得到各2级行业电量预测值Q2i(i1,2,n,n为说明书 CN 104268641 A 5 3/8 页 6 2 级行业总数量 ) ； 0034 (5) 对第 1 级行业进行电量预测； 0035 将各 2 级电量预测结果进行加和，得到 1 级电量预测结果；即： 0036 0037 其中， Q1即为 1 级行业电量预测值， Q2i为 n 个 2 级行业电量预测值； 0038 (6) 将 Q1、 Q2i、 Q3i输出，即得到各级行业未来季度电量预测值。 0039 步骤 (1) 中。

20、，所述的第 3 级行业还要进行筛选： 0040 将 3 级行业电量按照由大到小排序，按此排序对每个行业的用电量进行采集，满足以下条件即可： 0041 0042 式中， q3i表示第 i 个 3 级行业的用户的用电量， m 表示 3 级行业总数量； q2j表示该 3 级行业所对应的 2 级行业的用电总量；当满足上式时， m 即为所需采集的 3 级行业的总数量， n 为需要进行 3 级行业划分的 2 级行业总数。 0043 本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果： 0044 1、通过行业划分，可以把握电量发展最原始的规律，提取出与电网电量关系密切的主导行业，。

21、大大降低用于建立数学模型的数据样本，实现了利用小样本数据对电网电量的预测，方法简单准确，容易推广，可应于供电企业的电量预测工作中。 0045 2、通过行业划分及对各行业的用电量分析 , 可以更好的把握每类行业的电量增长趋势及经济增长趋势，为供电企业更有针对性的进行制定营销计划和进行电网规划提供重要依据。附图说明 0046 图 1 为本发明的三级行业划分示意图； 0047 图 2 为本发明实施例的三级行业划分示意图； 0048 图 3 为本发明所述的一种考虑三级行业划分的电量预测方法的流程图。具体实施方式 0049 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但。

22、本发明的实施方式不限于此。 0050 如图 1、 2、 3 所示，以某市某区为例，本实施例基于三级行业划分的电网电量预测方法，包括以下步骤： 0051 (1) 进行用电行业的三级行业划分； 0052 (1-1)1 级行业即为待预测地区全体，其电量即为待预测地区总电量； 0053 (1-2)2 级行业为对 1 级行业的细分：分为大工业、非工业与普通工业、居民住宅、商业；说明书 CN 104268641 A 6 4/8 页 7 0054 (1-3)3 级行业为对 2 级行业中个别行业的细分：考虑方法的简便性、可操作性及准确性，仅对 2 级行业中占 1 。

23、级行业电量超过 40的行业进行 3 级细分；该区大工业用电量占地区总电量比例为 90左右，满足下式： 0055 0056 其中 q2i表示第 i 个 2 级行业用户的用电量， n 为 2 级行业总数量， q1表示 1 级行业总电量，需要进行 3 级行业划分的 2 级行业总数为 n ； 0057 故仅对大工业进行 3 级行业细分； 0058 (1-4) 为简化数据收集工作，对 3 级行业的划分做如下简化： 0059 将 3 级行业电量按照由大到小排序，按此排序对每个行业的用电量进行采集，满足以下条件即可： 0060 0061 式中， q3i表示第 i 个 3 级行业的。

24、用户的用电量， m 表示 3 级行业总数量； q2j表示该 3 级行业所对应的 2 级行业的用电总量；当满足上式时， m 即为所需采集的 3 级行业的总数量， n 为需要进行 3 级行业划分的 2 级行业总数； 0062 根据以上判据，本实施例将大工业划分为金属行业、汽车行业、电子行业、食品药品行业以及轻工日化行业共 5 个 3 级行业； 0063 (2) 输入电量历史数据： 0064 本方法需要输入的数据为 3 级行业电量季度数据及未进行第 3 级行业细分的 2 级行业电量季度数据； 0065 3 级行业电量季度数据如表 1 所示： 0066 表 1 0067。

25、单位：亿 kWh 0068 说明书 CN 104268641 A 7 5/8 页 8 0069 0070 未进行第 3 级行业细分的 2 级行业电量季度数据如表 2 所示： 0071 表 2 0072 单位：亿 kWh 0073 0074 (3) 对第 3 级行业电量进行预测： 0075 (3-1) 因 3 级行业电量输入为季度电量数据，数据量较大且数据具有周期性，故选说明书 CN 104268641 A 8 6/8 页 9 用以下 5 种单一预测模型对其进行预测，见表 3 所示： 0076 表 3 0077 序号单一预测模型 1季节水平模型 2季节趋势模型 3。

26、季节环比模型 4时间序列分解法 5时间序列 AR 模型 0078 (3-2)对以上5种单一预测模型所得预测结果求取其平均值，作为该行业未来4个季度电量预测结果； 0079 (3-3) 据此可得到各 3 级行业 2013 年电量预测值 Q3i(i 1,2,m,m 为所需采集的 3 级行业的总数量 ) ；各 3 级行业 2013 年电量预测结果如表 4 所示： 0080 表 4 0081 单位：亿 kWh 0082 季度汽车电子食品药品金属加工轻工日化 10.6513.9830.8983.9892.632 20.8335.0341.2154.0093.102 31.0375.288。

27、1.4034.0833.245 40.8214.4020.9634.1652.939 0083 (4) 对第 2 级行业进行电量预测：对 2 级行业的电量预测分为两类，进行 3 级行业划分的 2 级行业 ( 大工业 ) 以及未进行 3 级行业划分的 2 级行业 ( 非工业与普通工业、居民住宅、商业 ) ； 0084 (4-1) 对进行 3 级行业划分的 2 级行业的预测：对这类 2 级行业，使用 GM(1,N) 模型进行电量预测；输入量为该2级行业电量历史数据，以及其划分的3级行业电量的历史数据及未来 4 个季度电量的预测值； 0085 Q2i GM(1,N)(。

28、i 1,2,n) 0086 其中 Q2i 即为需进行 3 级行业划分的 2 级电量未来 4 个季度电量预测值， N m+1， m 为该 2 级行业所划分的 3 级行业数量， n 为需要进行 3 级行业划分的 2 级行业总数； 0087 (4-2) 对未进行 3 级行业划分的 2 级行业的预测：对这类 2 级行业，使用 (3) 中所说明书 CN 104268641 A 9 7/8 页 10 述的预测方法进行预测，得到该 2 级行业未来 4 个季度电量的预测值， Q2i (i 1,2, ,n-n) 为未进行 3 级行业划分的 2 级行业电量未来 4 个季度电量预测值， n 为 2。

29、级行业总数量， n 为需要进行 3 级行业划分的 2 级行业总数； 0088 (4-3)将Q2i和Q2i组合即可得到各2级行业电量预测值Q2i(i1,2,n,n为 2 级行业总数量 ) ； 0089 各 2 级行业 2013 年电量预测结果见表 5 所示： 0090 表 5 0091 单位：亿 kWh 0092 季度1234 大工业15.06517.74719.17716.940 非工业普通工业0.9271.2711.5011.174 商业0.2930.4660.6100.419 居民住宅0.7250.8581.1950.801 0093 (5) 对第 1 级行业进行电量预测：。

30、0094 将各 2 级电量预测结果进行加和，得到 1 级电量预测结果，即： 0095 0096 其中， Q1即为 1 级行业电量预测值， Q2i为 n 个 2 级行业电量预测值； 0097 1 级行业电量 2013 年电量预测值见表 6 所示： 0098 表 6 0099 单位：亿 kWh 0100 季度1234 电量预测值16.96820.34122.4219.384 0101 (6) 将 Q1、 Q2i、 Q3i输出，即得到各级行业未来季度电量预测值。 0102 对电量预测结果进行误差分析，由于大工业电量占 1 级行业电量的 90左右，故仅对 2 级行业中的大工业电量。

31、进行误差分析。 0103 1、 2 级行业 2013 年电量预测结果误差分析见表 7 所示： 0104 表 7 0105 单位：亿 kWh， 0106 说明书 CN 104268641 A 10 8/8 页 11 0107 由表 7 可知，一种考虑三级行业划分的电量预测方法具有较高的预测精度。 0108 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。说明书 CN 104268641 A 11 1/2 页 12 图 1 图 2 说明书附图 CN 104268641 A 12 2/2 页 13 图 3 说明书附图 CN 104268641 A 13 。

摘要
申请专利号：	CN201410469439.9	申请日：	2014.09.15
公开号：	CN104268641A	公开日：	2015.01.07
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G06Q 10/04申请公布日:20150107\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):G06Q 10/04申请日:20140915\|\|\|公开
IPC分类号：	G06Q10/04(2012.01)I; G06Q50/06(2012.01)I	主分类号：	G06Q10/04
申请人：	华南理工大学
发明人：	欧阳森; 冯天瑞
地址：	510640 广东省广州市天河区五山路381号
优先权：
专利代理机构：	广州市华学知识产权代理有限公司 44245	代理人：	蔡茂略
PDF完整版下载：	PDF下载

内容摘要

一种考虑三级行业划分的电量预测方法，包括以下顺序的步骤：(1)进行用电行业的三级行业划分；(2)输入电量历史数据；(3)对第3级行业电量进行预测；(4)对第2级行业电量进行预测；(5)对第1级行业电量进行预测；(6)得到各级行业未来季度电量预测值。本发明的方法，能有效结合电网各级行业用户的用电特点，对各级行业电量进行自下而上的逆向预测，预测结果精度好。

权利要求书

权利要求书
1.  一种考虑三级行业划分的电量预测方法，其特征在于，包含以下顺序的步骤：
S1.进行用电行业的三级行业划分：第1级行业为待预测地区全体；第2级行业为大工业、非工业与普通工业、居民住宅、商业，是对第1级行业的细分；对占第1级行业电量比例大于40％的第2级行业进行细分，得到第3级行业；
S2.对第3级行业电量进行预测：输入第3级行业电量季度数据，分别通过季节水平模型、季节趋势模型、季节环比模型、时间序列分解法、时间序列AR模型进行计算，5个计算值的平均值为第3级行业的电量预测值；
S3.对第2级行业电量进行预测：
S31.通过GM(1,N)模型对进行第3级行业细分的第2级行业电量进行预测，其中N＝m'+1，m'为该第2级行业所划分的第3级行业数量，n'为需要进行第3级行业划分的第2级行业总数，该模型的输入量为此类第2级行业电量历史数据；
S32.对未进行第3级行业细分的第2级行业电量进行预测：预测方法同步骤S2相同，输入量为此类第2级行业电量季度数据；
S4.将步骤S31、S32所得结果相加即得第1级行业电量的预测值。

2.  根据权利要求1所述的虑三级行业划分的电量预测方法，其特征在于，步骤S1中，所述的第3级行业还要进行筛选：由用电量占其所属2级行业电量比例超过60％的行业来组成第3级行业。

3.  根据权利要求1所述的虑三级行业划分的电量预测方法，其特征在于，具体包含以下顺序的步骤：
(1)进行用电行业的三级行业划分：
(1-1)1级行业即为待预测地区全体，其电量即为待预测地区总电量；
(1-2)第2级行业为对第1级行业的细分；
(1-3)第3级行业为对第2级行业中个别行业的细分；仅对2级行业中占1级行业电量超过40％的行业进行3级细分；即当第i个2级行业电量满足下式要求时，再对其进行3级行业划分：
q2iq1&GreaterEqual;40%,i=1,2,...,n]]>
其中q2i表示第i个2级行业用户的用电量，n为2级行业总数量，q1表示1级行业总电量；
(2)输入电量历史数据：包括3级行业电量季度数据及未进行第3级行业细分的2级行业电量季度数据；
(3)对第3级行业电量进行预测：
(3-1)选用季节水平模型、季节趋势模型、季节环比模型、时间序列分解法、时间序列AR模型分别对其进行预测；
(3-2)对以上5种单一预测模型所得预测结果求取其平均值，作为该行业未来4个季度电量预测结果；
(3-3)据此可得到各3级行业电量预测值Q3i，其中i＝1,2,…,m',m'为所需采集的3级行业的总数量；
(4)对第2级行业进行电量预测；对2级行业的电量预测分为两类，进行3级行业划分的2级行业以及未进行3级行业划分的2级行业；
(4-1)对进行3级行业划分的2级行业的预测；对这类2级行业，使用GM(1,N)模型进行电量预测；输入量为该2级行业电量历史数据，以及其划分的3级行业电量的历史数据及未来4个季度电量的预测值；
Q2i'＝GM(1,N)
其中i＝1,2,…,n'；Q2i'即为需进行3级行业划分的2级电量未来4个季度电量预测值，N＝m'+1，m'为该2级行业所划分的3级行业数量，n'为需要进行3级行业划分的2级行业总数；
(4-2)对未进行3级行业划分的2级行业的预测；对这类2级行业，使用(3)中所述的预测方法进行预测，得到该2级行业未来4个季度电量的预测值，Q2i″(i＝1,2,…,n-n')为未进行3级行业划分的2级行业电量未来4个季度电量预测值，n为2级行业总数量，n'为需要进行3级行业划分的2级行业总数；
(4-3)将Q2i'和Q2i″组合即可得到各2级行业电量预测值Q2i(i＝1,2,…,n,n为2级行业总数量)；
(5)对第1级行业进行电量预测；
将各2级电量预测结果进行加和，得到1级电量预测结果；即：
Q1=Σi=1nQ2i]]>
其中，i＝1,2,…,n；Q1即为1级行业电量预测值，Q2i为n个2级行业电量预测值；
(6)将Q1、Q2i、Q3i输出，即得到各级行业未来季度电量预测值。

4.  根据权利要求3所述的虑三级行业划分的电量预测方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的第3级行业还要进行筛选：
将3级行业电量按照由大到小排序，按此排序对每个行业的用电量进行采集，满足以下条件即可：
Σi=1m′q3iq2j&GreaterEqual;60%]]>
式中，i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n'；q3i表示第i个3级行业的用户的用电量，m表示3级行业总数量；q2j表示该3级行业所对应的2级行业的用电总量；当满足上式时，m'即为所需采集的3级行业的总数量，n'为需要进行3级行业划分的2级行业总数。

说明书

说明书一种考虑三级行业划分的电量预测方法
技术领域
本发明涉及电网数据处理领域，特别涉及一种考虑三级行业划分的电量预测方法。
背景技术
受经济转型、产业结构调整等因素的影响，电网的总用电量也相应发生变化。电量预测是电力市场中的一项基本工作，其中行业电量能保留总电量最原始的特征。故在对总电量进行预测时，需要结合行业用电特点，以此为供电企业提供营销决策支持，对电网的安全经济运行以及电力市场的建设和发展都具有十分重要的意义。
行业用电是电网用电量的基础，其保留了总电量最原始的特征。不同行业的用电变化趋势，对电网电量的影响不同，甚至某个行业的用电趋势可以主导电网电量的变化趋势。
目前，电量和负荷预测方法主要呈现以下两点问题，一是追求对电网总电量原始数据的拟合精度，二是追求基于大容量样本前提的复杂算法，而忽视了电网用户和行业特点。在电量预测工作中，由于行业众多，导致不同行业的用电趋势也存在较大差异，如果一味追求数据的拟合精度，会降低预测方法的泛化性；如果过于追求复杂算法，则会由于数据需求量太大而降低可操作性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种考虑三级行业划分的电量预测方法。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：
一种考虑三级行业划分的电量预测方法，包含以下顺序的步骤：
S1.进行用电行业的三级行业划分：第1级行业为待预测地区全体；第2级行业为大工业、非工业与普通工业、居民住宅、商业，是对第1级行业的细分；对占第1级行业电量比例大于40％的第2级行业进行细分，得到第3级行业；
S2.对第3级行业电量进行预测：输入第3级行业电量季度数据，分别通过季节水平模型、季节趋势模型、季节环比模型、时间序列分解法、时间序列AR 模型进行计算，5个计算值的平均值为第3级行业的电量预测值；
S3.对第2级行业电量进行预测：
S31.通过GM(1,N)模型对进行第3级行业细分的第2级行业电量进行预测，其中N＝m'+1，m'为该第2级行业所划分的第3级行业数量，n'为需要进行第3级行业划分的第2级行业总数，该模型的输入量为此类第2级行业电量历史数据；
S32.对未进行第3级行业细分的第2级行业电量进行预测：预测方法同步骤S2相同，输入量为此类第2级行业电量季度数据；
S4.将步骤S31、S32所得结果相加即得第1级行业电量的预测值。
步骤S1中，所述的第3级行业还要进行筛选：由用电量占其所属2级行业电量比例超过60％的行业来组成第3级行业。这样能够简化数据收集工作。
一种考虑三级行业划分的电量预测方法，具体包含以下顺序的步骤：
(1)进行用电行业的三级行业划分：
(1-1)1级行业即为待预测地区全体，其电量即为待预测地区总电量；
(1-2)第2级行业为对第1级行业的细分；
(1-3)第3级行业为对第2级行业中个别行业的细分；考虑方法的简便性、可操作性及准确性，仅对2级行业中占1级行业电量超过40％的行业进行3级细分；考虑到目前我国各大城市的现状，大工业用电量占地区总电量比例较大，故3级行业可视为对大工业的细分，即各单独工业部门；
即当第i个2级行业电量满足下式要求时，再对其进行3级行业划分：
q2iq1&GreaterEqual;40%,i=1,2,...,n]]>
其中q2i表示第i个2级行业用户的用电量，n为2级行业总数量，q1表示1级行业总电量；
(2)输入电量历史数据：包括3级行业电量季度数据及未进行第3级行业细分的2级行业电量季度数据；
(3)对第3级行业电量进行预测：
(3-1)因3级行业电量输入为季度电量数据，数据量较大且数据具有周期性，故选用季节水平模型、季节趋势模型、季节环比模型、时间序列分解法、时间序列AR模型分别对其进行预测；
(3-2)对以上5种单一预测模型所得预测结果求取其平均值，作为该行业未来4个季度电量预测结果；
(3-3)据此可得到各3级行业电量预测值Q3i，其中i＝1,2,…,m',m'为所需采集的3级行业的总数量；
(4)对第2级行业进行电量预测；对2级行业的电量预测分为两类，进行3级行业划分的2级行业以及未进行3级行业划分的2级行业；
(4-1)对进行3级行业划分的2级行业的预测；对这类2级行业，使用GM(1,N)模型进行电量预测；输入量为该2级行业电量历史数据，以及其划分的3级行业电量的历史数据及未来4个季度电量的预测值；
Q2i'＝GM(1,N),i＝1,2,…,n'
其中Q2i'即为需进行3级行业划分的2级电量未来4个季度电量预测值，N＝m'+1，m'为该2级行业所划分的3级行业数量，n'为需要进行3级行业划分的2级行业总数；
(4-2)对未进行3级行业划分的2级行业的预测；对这类2级行业，使用(3)中所述的预测方法进行预测，得到该2级行业未来4个季度电量的预测值，Q2i″(i＝1,2,…,n-n')为未进行3级行业划分的2级行业电量未来4个季度电量预测值，n为2级行业总数量，n'为需要进行3级行业划分的2级行业总数；
(4-3)将Q2i'和Q2i″组合即可得到各2级行业电量预测值Q2i(i＝1,2,…,n,n为2级行业总数量)；
(5)对第1级行业进行电量预测；
将各2级电量预测结果进行加和，得到1级电量预测结果；即：
Q1=Σi=1nQ2i(i=1,2,...,n)]]>
其中，Q1即为1级行业电量预测值，Q2i为n个2级行业电量预测值；
(6)将Q1、Q2i、Q3i输出，即得到各级行业未来季度电量预测值。
步骤(1)中，所述的第3级行业还要进行筛选：
将3级行业电量按照由大到小排序，按此排序对每个行业的用电量进行采集，满足以下条件即可：
Σi=1m′q3iq2j&GreaterEqual;60%(i=1,2,...,m;j=1,2,...,n′)]]>
式中，q3i表示第i个3级行业的用户的用电量，m表示3级行业总数量；q2j表示该3级行业所对应的2级行业的用电总量；当满足上式时，m'即为所需采集的3级行业的总数量，n'为需要进行3级行业划分的2级行业总数。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、通过行业划分，可以把握电量发展最原始的规律，提取出与电网电量关系密切的主导行业，大大降低用于建立数学模型的数据样本，实现了利用小样本数据对电网电量的预测，方法简单准确，容易推广，可应于供电企业的电量预测工作中。
2、通过行业划分及对各行业的用电量分析,可以更好的把握每类行业的电量增长趋势及经济增长趋势，为供电企业更有针对性的进行制定营销计划和进行电网规划提供重要依据。
附图说明
图1为本发明的三级行业划分示意图；
图2为本发明实施例的三级行业划分示意图；
图3为本发明所述的一种考虑三级行业划分的电量预测方法的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1、2、3所示，以某市某区为例，本实施例基于三级行业划分的电网电量预测方法，包括以下步骤：
(1)进行用电行业的三级行业划分；
(1-1)1级行业即为待预测地区全体，其电量即为待预测地区总电量；
(1-2)2级行业为对1级行业的细分：分为大工业、非工业与普通工业、居民住宅、商业；
(1-3)3级行业为对2级行业中个别行业的细分：考虑方法的简便性、可操作性及准确性，仅对2级行业中占1级行业电量超过40％的行业进行3级细分；该区大工业用电量占地区总电量比例为90％左右，满足下式：
q2iq1&GreaterEqual;40%(i=1,2,...,n)]]>
其中q2i表示第i个2级行业用户的用电量，n为2级行业总数量，q1表示1级行业总电量，需要进行3级行业划分的2级行业总数为n'；
故仅对大工业进行3级行业细分；
(1-4)为简化数据收集工作，对3级行业的划分做如下简化：
将3级行业电量按照由大到小排序，按此排序对每个行业的用电量进行采集，满足以下条件即可：
Σi=1m′q3iq2j&GreaterEqual;60%(i=1,2,...,m;j=1,2,...,n′)]]>
式中，q3i表示第i个3级行业的用户的用电量，m表示3级行业总数量；q2j表示该3级行业所对应的2级行业的用电总量；当满足上式时，m'即为所需采集的3级行业的总数量，n'为需要进行3级行业划分的2级行业总数；
根据以上判据，本实施例将大工业划分为金属行业、汽车行业、电子行业、食品药品行业以及轻工日化行业共5个3级行业；
(2)输入电量历史数据：
本方法需要输入的数据为3级行业电量季度数据及未进行第3级行业细分的2级行业电量季度数据；
3级行业电量季度数据如表1所示：
表1
                                        单位：亿kWh

未进行第3级行业细分的2级行业电量季度数据如表2所示：
表2
                                        单位：亿kWh

(3)对第3级行业电量进行预测：
(3-1)因3级行业电量输入为季度电量数据，数据量较大且数据具有周期性，故选用以下5种单一预测模型对其进行预测，见表3所示：
表3
序号单一预测模型1季节水平模型2季节趋势模型3季节环比模型4时间序列分解法5时间序列AR模型
(3-2)对以上5种单一预测模型所得预测结果求取其平均值，作为该行业未来4个季度电量预测结果；
(3-3)据此可得到各3级行业2013年电量预测值Q3i(i＝1,2,…,m',m'为所需采集的3级行业的总数量)；各3级行业2013年电量预测结果如表4所示：
表4
                                        单位：亿kWh
季度汽车电子食品药品金属加工轻工日化10.6513.9830.8983.9892.63220.8335.0341.2154.0093.10231.0375.2881.4034.0833.24540.8214.4020.9634.1652.939
(4)对第2级行业进行电量预测：对2级行业的电量预测分为两类，进行3级行业划分的2级行业(大工业)以及未进行3级行业划分的2级行业(非工业与普通工业、居民住宅、商业)；
(4-1)对进行3级行业划分的2级行业的预测：对这类2级行业，使用GM(1,N)模型进行电量预测；输入量为该2级行业电量历史数据，以及其划分的3级行业电量的历史数据及未来4个季度电量的预测值；
Q2i'＝GM(1,N)(i＝1,2,…,n')
其中Q2i'即为需进行3级行业划分的2级电量未来4个季度电量预测值，N＝m'+1，m'为该2级行业所划分的3级行业数量，n'为需要进行3级行业划分的2级行业总数；
(4-2)对未进行3级行业划分的2级行业的预测：对这类2级行业，使用(3)中所述的预测方法进行预测，得到该2级行业未来4个季度电量的预测值，Q2i″(i＝1,2,…,n-n')为未进行3级行业划分的2级行业电量未来4个季度电量预测值，n为2级行业总数量，n'为需要进行3级行业划分的2级行业总数；
(4-3)将Q2i'和Q2i″组合即可得到各2级行业电量预测值Q2i(i＝1,2,…,n,n为2级行业总数量)；
各2级行业2013年电量预测结果见表5所示：
表5
                                        单位：亿kWh
季度1234大工业15.06517.74719.17716.940非工业普通工业0.9271.2711.5011.174商业0.2930.4660.6100.419居民住宅0.7250.8581.1950.801
(5)对第1级行业进行电量预测：
将各2级电量预测结果进行加和，得到1级电量预测结果，即：
Q1=Σi=1nQ2i(i=1,2,...,n)]]>
其中，Q1即为1级行业电量预测值，Q2i为n个2级行业电量预测值；
1级行业电量2013年电量预测值见表6所示：
表6
                                        单位：亿kWh
季度1234电量预测值16.96820.34122.4219.384
(6)将Q1、Q2i、Q3i输出，即得到各级行业未来季度电量预测值。
对电量预测结果进行误差分析，由于大工业电量占1级行业电量的90％左右，故仅对2级行业中的大工业电量进行误差分析。
1、2级行业2013年电量预测结果误差分析见表7所示：
表7
                                        单位：亿kWh，％

由表7可知，一种考虑三级行业划分的电量预测方法具有较高的预测精度。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。