[00650601]大规模复杂电网电力负荷预测理论与系统

华北电力大学教授、博士生和博士后导师，入选教育部新世纪优秀人才。2012年获聘长江学者，兼任中国技术经济学会常务理事、国际能源经济学会(IAEE)中国委员会常务理事、管理科学与工程学会常务理事、中国商业统计学会常务理事、中国“双法”研究会能源经济与管理研究分会常务理事、中国电机工程学会电力工程经济专委会委员、中国科学技术协会决策咨询专家、中国管理现代化研究会营销管理专业委员会委员、河北省技术经济与管理现代化研究会副理事长、10个国内外学术期刊的编委和理事。获省部级科技成果奖9项，出版著作6部，发表论文182篇。其中国外刊登的期刊论文45篇，被SCI收录论文25篇，一组在国际上发表的论文被《nature》网站和《nature》的专业期刊《natureclimatechange》专文评论并获得良好评价。电力工程方面负责项目46项，其成果获得重大经济效益。主持和被特邀参加国际会议10次，其中5次担任国际学术大会主席。近年来，牛东晓教授致力于复杂电网电力负荷预测与规划、电力技术经济分析与评价、电力危机预警管理、能源低碳发展等研究工作，取得重要成果。在复杂电网电力负荷预测方面提出KEQQI方法论在复杂电网电力负荷预测方面提出自适应拟境智能定性与定量综合优化预测核心思想，以定性与定量综合技术为工具，将知识挖掘算法、环境模拟算法、定性转化算法、定量预测模型群和人工智能综合影响优化算法相结合，在国际电力工业领域首次提出、创立和应用一种新的能够处理定性与定量综合影响的复杂电力系统负荷预测的研究方法论-KEQQI方法论(即Knowledgemining+Environment+Qualitativeanalysis+Quantitativeforecast+Intelligentalgorithms)。在KEQQI方法论框架下，可构造电网调度，计划和规划所需的各种不同的超短、短、中、长期具体电力负荷预测方法。这一新的研究方法论是电力负荷预测理论研究中的一个重要的方法体系突破。《电力负荷预测技术及其应用》一书是该成果的总结，出版后深受欢迎，至今已8次印刷，被引用488次，培训电力系统人员2000多人次。基于KEQQI方法论体系，分别构造了短期和中期二类新的电力负荷预测模型，研发了负荷预测系统，在国内广泛使用并获重大效益⑴建立了电力日负荷曲线预测模型，开发了短期智能日负荷预测系统为了进一步提高预测精度，需要运用协同综合方法提取各类影响精度的知识，包括显性和隐性的影响知识，为此创建了“电力市场与自然环境中定性与定量多类型因素综合影响下的电力负荷预测理论方法”，包括：①提出对日负荷曲线有一定影响作用的各类知识文本的标准、结构和规范化描述。②建立推理规则库和经验知识库。③提出基于协同知识挖掘复杂影响因素的建模预处理技术。④提出基于协同知识挖掘的自组织变结构优化神经网络负荷预测模型方法。⑤提出根据隐性经验知识和推理规则知识的后干预校正方法。有关预测模型达到国际先进水平，在北京、河北、辽宁、广东、江苏、山西、天津、内蒙古等11个省市使用，已获得重大经济效益。⑵建立了电网规划与用电计划中的智能交叉自适应优选组合中期负荷预测模型及系统建立了“电网规划与用电计划中的智能交叉自适应优选组合中期负荷预测模型”。该模型考虑电网在受气象、经济等因素的影响下，其各类负荷和电量指标曲线出现变化规律不同，即使同一条曲线自身规律亦经常改变。针对这一难题，建立了“交叉自适应优选组合中期负荷预测模型”，给出了优选预设负荷预测模型库方法，解决了软件编程对于固定式预测模型无法经常修改程序的难题。这个预测模型已考虑了横向一年连续多时刻数据建模和连续多年同一时刻数据建模的交叉组合负荷预测模型的方法从而形成交叉自适应优选组合负荷预测模型。该方法已突破了以前电网预测时只考虑负荷变化曲线的局限。同时通过在预测模型中建立的智能专家系统，广泛考虑了重要影响因素及电网变化的关系，专家系统既能对模型库进行专家评价决策，又能对预测结果进行专家知识修正，有效地提高了负荷预测及评价的精度水平。建立了中国碳排放计量模型并提出了减排发展路径情景预测方法研究了中国的碳排放与其主要影响因素的数量关系及未来的发展趋势问题。该成果以STIRPAT模型为基本框架，采用PLS方法进行参数估计，建立相对稳定的中国碳排放对人口、富裕程度及技术水平的计量模型。采用特异样本点检验技术总结了碳排放控制的一些重要经验，并以此为基础设计了6种发展情景，用以预测分析中国十二五期间可能的6种碳排放发展路径进的情景预测方法，并探讨了国际环境变化和国内地方保护主义对碳排放的影响及碳排放控制与经济发展成本的关系等。相关成果在《Energy》、《EnergyPolicy》等国际著名刊物上发表，《nature》网站和《natureclimatechange》发表专文评论和肯定。相关研究报告已被国务院采用。