第 1 章 绪 论
1.1 课题背景及意义
在应对电力供给紧张局面的同时，电力投资的高速扩张也受到了人们的关注。根据统计，2003年我国投入到电力建设的总资金超过了2000亿元，是2001年和2002年两年投入资金的总和。而2004年全国在“电力、热力的生产与供应业”的固定投资资产达到了4808.97亿元，比2003年增长了45.5%[4]。虽然增加了电力投资，仍然没有解决电力供应紧张的问题，这就说明缺电问题不是简单地供给不足问题，因此，我们要深入的分析缺电原因，从根本上解决缺电问题通过对电力持续负荷统计进行分析，可以得知我国的负荷特性近年来发生了很大变化，出现了很多问题，如：电力系统整体效益降低，电网的负荷峰谷差值日益增大，发电设备电能利用小时数少，电网实际负荷率总体偏低等。2003年全年超过九层的时间里，负荷率都在90%以下，甚至尖峰负荷率略等于1的时间仅仅只有几个小时。从用电侧看，许多用户用电方式粗放，用电设备技术含量低，电能使用效率不高。如我国中小型电动机设计的平均效率仅为87%，风机、水泵设计平均效率为75%，均比国际先进水平低3~5个百分点，实际运行效率甚至会低将近20%。
据悉，我国万元GDP的能耗是世界平均水平的两倍，是发达国家的近十倍，我国每年浪费的电能价值在800亿元左右。面对我国的电力供应紧张和能源利用效率水平低的紧张局面，必须要加强电力需求侧管理工作。电力需求侧管理是指通过提高设备用电效率、优化和改善用户用电方式等手段，实现节约电力能源和保护环境的目的，促进经济的协调发展。同时它也是我国电力系统安全稳定运行的重要保障，是减少社会资源投入和自然资源消耗，合理配置电力资源，提高电网设备能源利用效率，保证电网安全、稳定、经济运行，减少和延缓电网建设的投资方式之一。
1.1.2 研究意义
20 世纪 90 年代我国引入了电力需求侧管理的概念，旨在政府机关、电力公司及用户的共同努力下，可以提高电能的利用效率，优化电力资源合理配置，保障正常用电秩序，实现科学有序用电和节能减排目标[9,10]。在缺电最严重的季节和地区，通过电力需求侧管理手段掌握气候、气温、产业调整等因素对符合影响的规律，充分发挥电力系统联网特性，削峰填谷，改善电网运行的经济性和稳定性，保证社会生活秩序的安定。有专家预测：如果我国能借鉴国外电力需求侧管理经验并且付诸实践，就可节约大量的宝贵资源。据统计，用于节约电量的投资仅占同等电量发电成本的40%。另外，我国国土面积大，人口分配不均，各个地区发电用电不平衡，因此节电和削峰的潜力巨大。
据预测如果我国长期有效地实施电力需求侧管理，每年就可以节省电力5%，即：降低高峰负荷5%，每年还可发掘大约2000亿千瓦时的终端用电潜力；预计到2020年，全国有望减少1亿千瓦左右的电力装机容量，节约电力建设投资约8000-10000亿元，不仅可以减小资源和环境给发电造成的压力，还能带来巨大的社会经济效益。可见，对电力需求侧管理的研究具有重要的理论价值和现实意义。其意义主要表现在以下几个方面：
(1)降低电力生产成本。降低的电力生产成本主要包括通过推迟装机、减少装机容量等方式降低的建设成本以及通过移峰填谷等技术手段降低的运行成本；
(2)通过需求侧管理能改善用户用电方式，指引用户通过合理用电来降低电费支出，从而达到节约资源的目的；
(3)提高终端用电效率，从整体上提高电能效率和电力各方的经济效益；
(4)实施需求侧管理，能提高能源利用效率，缓和能源紧张，还能减少对环境的污染，维持生态平衡；
(5)对于完善电力系统运行理论和电力市场理论有很大促进作用。
第 2 章 电力需求侧管理概述
电力需求侧管理(Power Demand-Side Management，简称为DSM)，又称为电力负荷管理。它是在20世纪80年代初，由美国电力研究院(EPRI)的副院长Clark W Gellings为了应对世界能源危机而提出的，指电力公司通过采取适当的激励和诱导措施，使用户能与电力公司共同协力为了提高电力资源利用效率、改进用电方式、实现科学、节约、有序的用电所进行的管理活动。电力需求侧管理涉及到政府、电网企业、发电企业、节能服务公司及电力用户等多个参与者，涵盖了电力系统、技术经济、环境保护、法律法规等多方面的大量数据和信息。它重视用户的参与，是一种全新的管理方法。它是在现代电力系统和电力市场条件下的一次管理创新，也是一次技术上的飞跃
2.1 电力需求侧管理
2.1.1 电力需求侧管理内容
电力需求侧管理作为一项系统工程，包含大量数据和信息，包括以下几个方面内容：
(1) 对资源进行调查。资源调查是电力需求侧管理的基础性工作，只有深入细致地对资源进行调查，才能确保电力需求侧管理工作的有效开展。资源主要包括供应侧资源和需求侧资源。供应侧资源就是指电力企业能提供给客户的资源，包括常规能源电厂、新型能源的电站，以及老电厂的扩建增容、外购电和电力系统中生产、传输、供电效率提高所节约的电力和电量等资源；需求侧资源是指电力客户的节电资源，包括通过提高设备用电效率、改变用电方式、采用能源替代等方式所节约和减少的电力和电量。实际上，对于某一地区，在规划期内能有条件纳入综合资源规划的供应侧资源是很有限的，而需求侧资源由于类型比较多，因此情况也比较复杂，要有针对性的进行具体选择。
第3章 需求侧管理数据采集..........................22-33
3.1 需求侧管理数据采集.......................... 22-25
3.1.1 数据采集.......................... 22-23
3.1.2 数据采集技术..........................23-25
3.2 需求侧管理数据处理.......................... 25-32
3.3 本章小结 ..........................32-33
第4章 负荷数据的预处理.......................... 33-49
4.1 灰色系统理论.......................... 33-37
4.2 基于灰色理论的数据..........................37-40
4.2.1 负荷数据预处理.......................... 37-39
4.2.2 影响因素分析 ..........................39-40
4.3 神经网络 ..........................40-43
4.4 基于 Elman 神经网络..........................43-45
4.5 仿真研究 ..........................45-47
4.6 本章小结 ..........................47-49
第5章 需求侧管理数据采集 ..........................49-64
5.1 数据采集与处理软件 .......................... 49-51
5.2 需求侧管理数据采集 .......................... 51-53
5.3 链接 FTP ..........................53-55
5.4 电力需求侧管理分时电价 .......................... 55-58
5.5 电力需求侧管理网络信息 .......................... 58-60
5.6 电力需求侧管理查询功能 .......................... 60-62
5.7 本章小结 .......................... 62-64
结论
电力需求侧管理的主要任务就是数据的采集及处理，因此，本文的主要工作重点是对电力需求侧管理数据采集与数据处理进行分析与研究。首先从电力需求测管理的概念、内容、特点、目的等方面进行分析，并针对需求侧管理数据采集与数据处理的具体问题进行具体研究。本文的主要成果如下：
(1)在电力需求侧管理数据采集方面，应用到数据挖掘技术和网页元抽取技术实现对需求侧管理的数据采集；在电力需求侧管理数据处理方面，对大量需求侧管理数据进行数据分类，用层群码分类法对需求侧管理数据编码，建立相关需求侧管理的数据库，研究了分时电价的制定原理和分时电价的意义。
(2)给出了一种基于灰色理论和 Elman 神经网络相结合的新方法对电力系统负荷数据的预处理与预测进行仿真分析，实现对负荷数据的处理，建立了电力负荷预测模型，并以秦皇岛地区电力负荷为对象，对预测模型进行了验证。
(3)利用 Visual C++建立了电力需求侧管理数据采集与处理软件平台，实现了与需求侧管理相关的 FTP 链接、电力需求侧管理电价显示、需求侧管理网络信息及采集、需求侧管理查询功能以及对负荷预测数据的直观显示，可以为电力管理方和用户方提供可视化的、便捷的数据平台，便于管理者制定合理的生产计划，便于用户合理的用电。