本發明涉及一種基于業擴報裝大數據的電量預測方法，屬于電力營銷智能應用技術領域。

背景技術：

工業用電量與經濟發展的關系緊密，在全社會用電量中的比重較大。通過對工業用電量進行研判、預測，可以在很大程度上了解未來經濟的發展趨勢，也可以對全社會用電量的發展形勢做出判斷。在對工業用電量的預測中，業擴報裝容量是不可忽視的直接影響因素，而且是具有先行意義的指標。近年來，受國內外經濟形勢影響，業擴報裝容量增長率波動較為明顯，對省用電量增長間接造成一定影響。業擴報裝與未來的負荷走勢存在一定的影響關系，目前已有研究人員利用業擴信息開展負荷預測相關研究。但是目前尚未建立工業用電量與工業業擴報裝之間的預測模型，所以不能準確預測出工業用電量。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種基于業擴報裝大數據的電量預測方法，運用先進的大數據思想，構建具備自我學習功能的業擴影響模型，實現基于業擴報裝大數據的電量預測。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于業擴報裝大數據的電量預測方法，包括以下步驟：

1)構建業擴影響模型，分析不同地區、行業、不同類型業擴情況發生后一段時間內業擴造成的容量變化導致的負荷利用率變化，建立負荷利用率變化值與月用電量變化、月容量變化之間的表達式；

2)通過業擴影響模型進行電量預測，是指把統計分析時間段、預測時間段、地區、行業、業擴類型作為參數傳入電量預測公式，利用電量預測公式以及業擴報裝數據，業擴影響模型計算出業擴影響電量。

前述的構建業擴影響模型包括以下步驟：

1-1).進行數據清洗，對海量的業擴報裝數據進行清洗，確保分析時采用的業擴報裝數據在用戶后續的電費發票中有體現，剔除因為雙路電源、供電線路變更原因申請的業擴報裝數據；

1-2).對數據進行預處理，由于用戶業擴報裝的申請時間不同，分析時需要對數據進行時間歸一化處理，把業擴報裝申請時間置為起始時間，業擴報裝發生的當月設為第0月，之后每個月電量時間設置為1—18個月，同時將1個月內發生多次業擴報裝的用戶剔除；

1-3).剔除影響因素，利用氣象與用電量變化關系以及節日與用電量變化關系來剔除氣象與節日對負荷利用率變化值的影響；

1-4).計算業擴負荷利用率變化值，利用已經時間歸一化處理后的用戶業擴報裝數據以及剔除氣象、節假日影響后18個月的電量變化值計算業擴負荷利用率變化值，

計算公式如下：

其中：F(·)表示業擴的月負荷利用率變化值，T_ind表示行業類型，M_period表示業擴申請月份與統計月份之間的間隔，K_Type表示業擴類型，K_Type＝1時為新裝或增容業擴類型，K_Type＝2時為減容或銷戶業擴類型，S表示該行業下業擴申請的所有用戶，A_i為該行業下第i個業擴申請用戶的月增加/減少的用電量，P_i表示該行業下第i個業擴申請用戶增加/減少的容量。

前述的通過業擴影響模型進行電量預測，包括以下步驟：

2-1)根據分地區、業擴類型、行業參數，統計業擴統計月份的業擴數據；

2-2)循環業擴統計月份，計算業擴統計月份與業擴申請月份的間隔，結合分地區下的行業類型、業擴類型、間隔月份利用公式(1)計算月負荷利用率變化值；

2-3)利用月負荷利用率變化值*業擴申請月份的業擴統計容量計算業擴影響電量；

2-4)累加所有地區、統計月份下業擴對業擴申請月份的業擴影響電量，計算公式如下：

其中，P_expan為業擴統計月份對業擴申請月份的業擴影響電量，M_start和M_end分別表示業擴統計的起始月份和結束月份，M_effect表示業擴申請月份，S表示該行業下業擴申請的所有用戶，j表示該行業下的第j個業擴申請用戶，P_j表示該行業下第j個業擴申請用戶增加/減少的容量，F(·)為業擴對應的月負荷利用率變化值計算函數。

本發明所達到的有益效果：

本發明提出了一種業擴–電量影響模型，可視化定義電量公式，將其用于典型行業的電量預測，該電量預測方法簡單易行，效果明顯，可以作為典型行業電量預測的主要方法和電力系統電量預測的輔助修正方法；同時該方法提高電量預測精確度，為電網調度提供更加準確的數據支持，使調度部門能夠提前合理、經濟地安排未來的運行方式，從而提高電網的運行經濟性，為電力公司帶來更高的利潤，為電網穩定運行提供更堅實的保障。

附圖說明

圖1是本發明的業擴影響模型構建流程圖；

圖2是本發明的電量預測模型圖；

圖3是實施例中典型行業業擴電量預測曲線；

圖4是實施例中居民業擴電量預測曲線。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。

業擴報裝包含新裝、增容、減容和銷戶四種類型。針對增容、減容類業務，客戶在完成報裝后并不能完成容量的變更，需要經歷一個接電周期，而且客戶的用電量也不會在接電以后就達到穩定用電狀態，這段時期的電量波動，會影響電量預測的準確度。

由于不同用戶的業擴申請時間并不一致，業擴數據呈現出碎片化，在模型的構建過程中需考慮不同地區、業擴類型、行業、容量下的業擴報裝從申請到送電階段具有不同的特性，將數據進行分類處理，同時，考慮考慮氣象、節假日、經濟因素對電量的影響，才可以構建較為準確的業擴報裝與負荷利用率變化值的模型，從而提高電量預測準確度。

本發明的基于業擴報裝大數據的電量預測方法包括構建業擴影響模型和通過業擴影響模型進行電量預測兩部分內容。

構建業擴影響模型具體過程為：分析不同地區、行業、不同類型業擴情況發生后一段時間內業擴造成的容量變化導致的負荷利用率變化情況。如圖1所示，包括以下步驟：

1-1).數據清洗。對海量的業擴報裝數據進行清洗，分析的歷史業擴報裝必須是為了真正生產用電服務，業擴報裝完成后用戶的電量需要有相應表現，確保采用的業擴報裝數據在用戶后續的電費發票中有體現，剔除因為雙路電源、供電線路變更等原因申請的業擴報裝數據。

1-2).數據預處理。由于用戶業擴報裝的申請時間不同，分析時需要對數據進行時間歸一化處理。把業擴報裝申請時間置為起始時間，業擴報裝發生的當月設為第0月，之后每個月電量時間設置為1—18個月，同時1個月內發生多次業擴報裝的用戶，由于不能區分電量的變化是由哪次業擴導致的，所以此類用戶也需要剔除。

1-3).剔除其他影響因數。業擴發生后的電量變化可能會受到氣象、節假日等外部因素的影響，例如一般工商業客戶平均負荷利用率在冬、夏兩季受空調負荷增長影響會有明顯波動，大工業客戶在節假日電量波動比較大，所以分析業擴對電量的影響時，需要利用氣象與用電量變化關系以及節日與用電量變化關系來剔除其他因素對負荷利用率的影響。

1-4).模型構建計算。利用已經時間歸一化處理后的用戶業擴報裝數據以及剔除氣象、節假日等外部因素后18個月的電量變化值構建業擴負荷利用率變化值模型。

負荷利用率變化值＝當月電量變化量/(業擴容量*24*月實際天數)

對于新裝、增容類型的業擴，電量是逐漸增長的，所以當月電量變化量為正數，負荷利用率變化值也為正數，并隨著時間的增長而變大，并最終趨于穩定。相反，減容、銷戶類型的業擴，由于電量是逐漸減少，當月電量變化量為負數，所以負荷利用率變化值也是一個負數，隨著時間的增長而變大，并最終趨于穩定。

業擴負荷利用率變化值的計算公式如下：

其中：F(·)表示業擴的月負荷利用率變化值；T_ind表示行業類型；M_period表示業擴申請月份與統計月份之間的間隔，以月份為單位；K_Type表示業擴類型，K_Type＝1時為新裝或增容業擴類型，K_Type＝2時為減容或銷戶業擴類型；S表示該行業下業擴申請的所有用戶，A_i為該行業下第i個業擴申請用戶的月增加/減少的用電量，P_i表示該行業下第i個業擴申請用戶增加/減少的容量(注：K_Type＝1時為正數，K_Type＝2為負值)。

參見圖2，通過業擴影響模型進行電量預測是指把需要分析的時間段、預測時間段、地區、行業、業擴類型作為參數傳入電量預測公式，利用電量預測公式以及業擴報裝數據，業擴影響模型計算出業擴影響電量。

預測步驟如下：

2-1)根據分地區、業擴類型、行業等參數，統計業擴統計月份的業擴數據；

2-2)循環業擴統計月份，計算業擴統計月份與業擴申請月份的間隔，結合分地區下的行業類型、業擴類型、間隔月份計算月負荷利用率變化值；

2-3)利用月負荷利用率變化值*業擴申請月份的業擴統計容量計算業擴影響電量；

2-4)累加所有地區、統計月份下業擴對業擴申請月份的業擴影響電量。

以下是計算M_start～M_end月份業擴對業擴申請月份M_effect的業擴影響電量計算公式：

其中：P_expan為業擴統計月份對業擴申請月份的業擴影響電量，M_start和M_end分別表示業擴統計的起始月份和結束月份，M_effect表示業擴申請月份，S表示該行業下業擴申請的所有用戶，j表示該行業下的第j個業擴申請用戶，P_j表示該行業下第j個業擴申請用戶增加/減少的容量，F(·)為業擴對應的月負荷利用率變化值計算函數。

以江蘇省2014年二季度業擴情況分析對四季度的電量影響為例說明，4、5、6月份為業擴統計月份，對應M_start＝4，M_end＝6，10、11、12月份為業擴申請月份，即M_effect為10或11或12，電量預測步驟如下：

A、根據分地區、業擴類型、行業等參數，統計4、5、6三個月的業擴數據；

B、循環4、5、6三個月業擴數據，計算業擴統計月份與業擴申請月份的間隔，以4月為例，相對10月份間隔6個月，相對11月份間隔7個月，相對12月份間隔8個月，通過分地區下的行業類型，業擴類型，間隔月份利用公式(1)計算負荷利用率變化值；

C、根據獲取的負荷利用率變化值*業擴申請月份的業擴統計容量計算業擴影響電量；

D、累加所有地區、月份下業擴對四季度的業擴影響電量。

如圖3所示，為本發明的典型行業業擴影響模型，圖中顯示的為某一輕工業業擴電量預測曲線，構建了用戶在新裝，增容，減容后用電量在一段時間內的變化，為電量與負荷預測中對業擴因素的分析提供了數據依據圖中，三條曲線從上到下依次為增容，新裝，減容。

如圖4所示，為本發明的居民業擴電量預測曲線，橫坐標表示申請業擴后的月份，縱坐標表明電量增長占業擴容量的百分比，構建了新裝用戶用電量在一段時間內的變化，可以明顯看出在未來的一段時間內電量穩定增長，符合居民用電特性。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發明的保護范圍。