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2025-04-19
引 言
用电负荷预测对配电网规划、新能源接入、需求响应潜力挖掘等诸多业务起着重要的支撑作用。精准的用电负荷预测有助于深入剖析地区、行业、不同用户的用电特性,提升对应业务的决策能力。
由于新型电力系统运行形态变化愈发快速、储能和充电桩等源荷一体化终端的大量投入等,现有用电负荷预测模型普遍存在稳定性和适应性不足。一是面对持续变化的用电负荷影响因素,模型预测结果难以维持稳定的准确性,需要定期开展模型迭代训练等,以重新识别影响因素,导致训练成本加剧;二是模型在跨地区、跨对象使用时,自适应能力弱,需要投入较多成本开展模型日常运营,且预测结果的准确性难以保障。因此,亟需提升负荷预测模型在复杂影响因素下的灵活性与适应性,保障模型预测结果准确性以及降低模型迭代训练工作量。
方案构建以时序预测大模型为基座、小模型分段预测智能修正的“大、小模型融合”预测框架。
大模型自适应预测
利用大模型的自注意力机制,更准确捕捉负荷数据短期局部波动显著及长期依赖的特性;利用其自监督学习能力,提升模型泛化能力,提高不同场合下模型的适用性;以地区、行业、台区为对象,通过数据预处理、自监督表示学习、模型训练与优化、模型准确性跟踪评估等完成主模型训练。
小模型自动修正预测
由于极端天气对电量影响的非线性特征明显且极端天气是小概率事件、春节假期时间不同步等因素,引发样本少、不同样本间特性差异较大,导致模型较难从有限数据中学习完整模式。针对此类特殊现象,通过构建小模型的方式进行修正,并由大模型自动识别异动情况进行调用。
该框架充分利用大模型的自学习能力以及独立学习效率、处理运行效率高等特点,保障了模型可面向地区、行业、台区等不同主体的适用性,降低了模型迭代训练、调整的工作量。同时,利用自动识别异动、触发小模型,极大程度解决极端情况下的负荷预测准确性受扰动的问题,持续保障预测结果的准确性。
*大、小模型融合的电量预测整体框架
某省电力公司作为智慧配电网示范区建设单位,其供电范围覆盖了众多不同类型的区域,用电客户群体庞大且用电需求极为复杂多样。以往,该单位主要采用时间序列法和回归分析法等负荷预测方法,主要存在以下问题:时间序列法过于依赖历史数据规律,在当地产业结构变动、新兴产业兴起时,难以察觉其用电模式的关键转变,导致部分结果偏差显著;回归分析法虽考虑部分因素建模,但因无法涵盖全部复杂因素及精确量化因素交互关系,在极端天气或重大节假日等特殊情境下,预测精准度大幅降低。
佰聆数据支撑该公司开展负荷预测项目,配套构建了模型动态评估和联动应用等机制。一是按月、周常态化开展负荷预测工作,生成预测报告和负荷分析报告;二是不定期精算偏差率,剖析根源,并训练大模型进一步优化相关能力,按需开展小模型的迭代优化;三是借助各地市对当地产业布局与企业运营深度认知的优势,结合各地市差异化影响因素分析,将预测准确率纳入考核,激励各地市深挖本地用电负荷影响因素。
截至2024年12月,地区负荷周预测平均绝对百分比误差降至1.3%,月度负荷预测平均绝对百分比误差降至2.4%,为调度、财务、市场等部门的负荷预测应用提供持续可靠、可用的预测数据支撑。