導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇數(shù)學(xué)建模如何進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

[關(guān)鍵詞]高職院校 數(shù)學(xué)選修課程 課程體系

[作者簡(jiǎn)介]田忠（1981- ），男，江蘇泗洪人，南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)科學(xué)部，講師，研究方向?yàn)閿?shù)學(xué)建模。（江蘇 南京 210048）

[中圖分類號(hào)]G712 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1004-3985（2013）29

步入21世紀(jì)的中國(guó)，高等職業(yè)技術(shù)教育迅速發(fā)展，從數(shù)量上看目前已經(jīng)占據(jù)了高等教育的半壁江山。隨著規(guī)模的擴(kuò)張到位，絕大部分高職院校都把工作重心轉(zhuǎn)移到內(nèi)涵建設(shè)上來(lái)，課程教學(xué)改革是其中的核心環(huán)節(jié)。數(shù)學(xué)作為公共基礎(chǔ)課程，幾乎所有的高職院校都主動(dòng)或被動(dòng)地對(duì)課程進(jìn)行了調(diào)整和改革，從目前來(lái)看，改革的重點(diǎn)一般都放在了數(shù)學(xué)必修課程上，對(duì)于數(shù)學(xué)選修課程體系的建設(shè)關(guān)注不夠，本文將對(duì)此進(jìn)行研究，探討高職數(shù)學(xué)選修課程體系的構(gòu)建，以期能為數(shù)學(xué)課程更好地服務(wù)學(xué)生、服務(wù)專業(yè)盡自己的綿薄之力。

一、高職數(shù)學(xué)選修課程是實(shí)現(xiàn)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的必要補(bǔ)充

經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐與探索，高職院校在數(shù)學(xué)課程改革方面在近兩年終于基本達(dá)成共識(shí)，一方面強(qiáng)調(diào)基本數(shù)學(xué)知識(shí)與數(shù)學(xué)素質(zhì)教育，一方面強(qiáng)調(diào)與專業(yè)緊密結(jié)合的專業(yè)應(yīng)用能力教育，形成了以“高等數(shù)學(xué)”和“專業(yè)應(yīng)用類數(shù)學(xué)課程”為主干課程的高職數(shù)學(xué)課程體系，一定程度上滿足了當(dāng)前高職院人才培養(yǎng)目標(biāo)對(duì)數(shù)學(xué)課程提出的要求。

但由于近年來(lái)受實(shí)用主義教育教學(xué)觀的影響，現(xiàn)在高職院校數(shù)學(xué)課程總課時(shí)被大幅縮減，伴隨著生源數(shù)學(xué)能力的下降，數(shù)學(xué)主干課程的教學(xué)能涉及的知識(shí)非常有限，用于數(shù)學(xué)素質(zhì)和數(shù)學(xué)應(yīng)用能力方面的教學(xué)更是嚴(yán)重不足。這樣的教學(xué)內(nèi)容一定程度上阻礙和限制了學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。部分同學(xué)有參加“專轉(zhuǎn)本”或“專升本”考試的要求，現(xiàn)實(shí)情況是常規(guī)數(shù)學(xué)主干課程的教學(xué)不能滿足這部分同學(xué)的升學(xué)需求；部分同學(xué)客觀上數(shù)學(xué)基礎(chǔ)比較薄弱，數(shù)學(xué)素質(zhì)不過(guò)關(guān)，比如空間想象能力、邏輯推理能力等，現(xiàn)實(shí)的數(shù)學(xué)主干課程關(guān)注不夠，這直接限制了學(xué)生的進(jìn)一步發(fā)展；另外還有一批比較優(yōu)秀的同學(xué)在未來(lái)有可能從事產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作，需要一定的數(shù)學(xué)應(yīng)用和研究能力，目前我們的主干課程的教學(xué)內(nèi)容也是照顧不到的。所以，我們需要構(gòu)建常規(guī)教學(xué)之外的數(shù)學(xué)選修課程體系，來(lái)彌補(bǔ)主干數(shù)學(xué)課程教學(xué)時(shí)間以及教學(xué)廣度、深度的不足，拓展數(shù)學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容，豐富學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)，提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)和數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，為他們的可持續(xù)發(fā)展奠定數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

二、高職數(shù)學(xué)選修課程體系的構(gòu)建

為了更好地服務(wù)于學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展，我們針對(duì)學(xué)生的現(xiàn)實(shí)需求構(gòu)建了三類數(shù)學(xué)選修課程：數(shù)學(xué)知識(shí)提升類、數(shù)學(xué)思維提升類和數(shù)學(xué)應(yīng)用能力提升類。

（一）數(shù)學(xué)知識(shí)提升類

1.開(kāi)設(shè)課程。數(shù)學(xué)知識(shí)提升類的課程涉及“專轉(zhuǎn)本數(shù)學(xué)”“自學(xué)考試數(shù)學(xué)”。

2.課程目標(biāo)。這兩門(mén)課程主要是滿足學(xué)生的升學(xué)需要，通過(guò)教學(xué)幫助學(xué)生達(dá)到“專轉(zhuǎn)本”和“自學(xué)考試”中對(duì)數(shù)學(xué)的考試要求。

3.教學(xué)內(nèi)容安排及參考教材?！秾＾D(zhuǎn)本數(shù)學(xué)》教學(xué)內(nèi)容緊扣江蘇省“專轉(zhuǎn)本”考試大綱，包括一元函數(shù)微積分、多元函數(shù)微積分、空間解析幾何、級(jí)數(shù)與常微分方程。本?！蹲詫W(xué)考試數(shù)學(xué)》已經(jīng)開(kāi)設(shè)的部分主要是針對(duì)江蘇省自考本科《高等數(shù)學(xué)一》的考試內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容與《專轉(zhuǎn)本數(shù)學(xué)》教學(xué)內(nèi)容類似，教學(xué)難度比專轉(zhuǎn)本要小，當(dāng)然各學(xué)?？筛鶕?jù)自己學(xué)生結(jié)構(gòu)開(kāi)設(shè)更多的工科類和經(jīng)管類數(shù)學(xué)自考課程。

《專轉(zhuǎn)本數(shù)學(xué)》使用的是教師自編內(nèi)部講義，根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)參考多版本經(jīng)典輔導(dǎo)教材編寫(xiě)而成，《自學(xué)考試數(shù)學(xué)》使用的則是自考機(jī)構(gòu)指定教材。

4.教學(xué)模式。這兩門(mén)數(shù)學(xué)課程主要是應(yīng)對(duì)考試，屬于傳統(tǒng)理論教學(xué)課程，主要采用講練結(jié)合的教學(xué)模式，因課堂時(shí)間有限，所以教學(xué)以教師講授為主，輔以討論、練習(xí)、師生互動(dòng)等教學(xué)方法。

5.考核方式?？己瞬捎脗鹘y(tǒng)百分制閉卷筆試形式，完全參考兩類考試的考試大綱，考核難度與知識(shí)點(diǎn)的分布與升學(xué)考試一致。

（二）數(shù)學(xué)思維提升類

1.開(kāi)設(shè)課程。數(shù)學(xué)思維提升類的課程涉及“圖形漫游”“數(shù)學(xué)游戲”“邏輯推理”三門(mén)課程。

2.課程目標(biāo)。通過(guò)對(duì)思維發(fā)展的研究，我們發(fā)現(xiàn)涉及到人類發(fā)展的最基層的能力是視覺(jué)思維能力、數(shù)字思維能力、記憶思維能力、移情思維能力和言語(yǔ)思維能力。學(xué)生要提高自己的思維水平就要對(duì)最基層的能力加強(qiáng)訓(xùn)練?？紤]數(shù)學(xué)教師的優(yōu)勢(shì)思維在視覺(jué)、數(shù)字和移情思維三個(gè)方面，我們對(duì)應(yīng)開(kāi)出以上三門(mén)課程。

3.教學(xué)內(nèi)容安排及參考教材?！皥D形漫游”課程旨在提高學(xué)生的視覺(jué)思維能力，課程包括字母圖形、觀察圖形、分析圖形和迷宮圖形四個(gè)部分的內(nèi)容；“數(shù)學(xué)游戲”課程旨在提高學(xué)生的數(shù)字思維能力，課程內(nèi)容包括基礎(chǔ)數(shù)學(xué)游戲、應(yīng)用數(shù)學(xué)游戲、圖形數(shù)學(xué)游戲、趣味數(shù)學(xué)游戲四個(gè)部分；“邏輯推理”旨在提高學(xué)生的移情思維能力，課程內(nèi)容包括語(yǔ)言文字推理、演繹推理、空間和時(shí)間推理四個(gè)部分。此處三門(mén)課程均使用教師自編講義，主要參考由江樂(lè)興主編的哈佛游戲系列叢書(shū)以及蔣勵(lì)、康俊翻譯的1000個(gè)思維游戲系列叢書(shū)。

4.教學(xué)模式。這三門(mén)數(shù)學(xué)課程都是以案例教學(xué)為主，首先給出典型案例讓學(xué)生思考，講解之后再進(jìn)行練習(xí)。模式比較簡(jiǎn)單，但教學(xué)中的重點(diǎn)是要根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況，讓學(xué)生的訓(xùn)練達(dá)到一定的強(qiáng)度。教師在教學(xué)中需要控制好每個(gè)案例的時(shí)間，思考的時(shí)候要保證環(huán)境的絕對(duì)安靜，保證思考的獨(dú)立性。課后作業(yè)的數(shù)量和質(zhì)量也要保證，鼓勵(lì)同學(xué)之間互相促進(jìn)。

5.考核方式?？己朔绞讲捎闷綍r(shí)考核與期末考核相結(jié)合的方式，主要以平時(shí)為主，占60%，考核課堂上思考的投入度與效果；期末考查占40%，考核典型問(wèn)題的典型解決方案。

（三）數(shù)學(xué)應(yīng)用能力提升類

1.開(kāi)設(shè)課程。數(shù)學(xué)應(yīng)用能力提升類的課程涉及“數(shù)學(xué)建?！?。

2.課程目標(biāo)。目前數(shù)學(xué)應(yīng)用于實(shí)踐的最好載體就是數(shù)學(xué)建模，而且多年開(kāi)展數(shù)學(xué)建模活動(dòng)的實(shí)踐證明，數(shù)學(xué)建模能夠使得這些優(yōu)秀同學(xué)在原來(lái)的基礎(chǔ)上向上跨一大步，特別是在研究方面，他們能夠掌握基本的研究問(wèn)題的方法和形式，并初步形成一些良好的研究問(wèn)題的習(xí)慣，這些東西為他們以后從一線操作工人上升到產(chǎn)業(yè)技術(shù)工作者打下了很好的基礎(chǔ)，因此我們開(kāi)設(shè)了“數(shù)學(xué)建?！边@門(mén)應(yīng)用能力提升課程。

3.教學(xué)內(nèi)容安排及參考教材。該課程的目標(biāo)要使學(xué)生掌握數(shù)學(xué)建模的概念、一般步驟以及常見(jiàn)的數(shù)學(xué)建模方法，內(nèi)容包括歷年數(shù)學(xué)建模真題，我們選擇了數(shù)學(xué)分析類和最優(yōu)化設(shè)計(jì)類各4個(gè)，涉及的數(shù)學(xué)建模方法包括數(shù)值量化法、插值、擬合、參數(shù)估計(jì)、回歸、初等代數(shù)計(jì)算、初等幾何計(jì)算、最值求解法、微元分析法、多目標(biāo)優(yōu)化法、0～1規(guī)劃法，通過(guò)建模案例學(xué)習(xí)，不僅使學(xué)生掌握以上這些數(shù)學(xué)建模方法的概念和原理，而且使學(xué)生能初步應(yīng)用這些方法借助MATLAB軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析和最優(yōu)方案設(shè)計(jì)，并且最終以論文的形式呈現(xiàn)出結(jié)果，最終將全面提升學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。課程教學(xué)使用的是教師自編講義，主要參考?xì)v年數(shù)學(xué)建模經(jīng)典案例結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況編寫(xiě)而成。

4.教學(xué)模式。該課程采用“項(xiàng)目教學(xué)”的模式，以能力為目標(biāo)，以數(shù)學(xué)建模真題為載體，以學(xué)生為主體，采用“布置任務(wù)—指導(dǎo)實(shí)踐—提問(wèn)及分享—教師總結(jié)”這樣四個(gè)步驟開(kāi)展教學(xué)。教學(xué)中以3人小組為基本學(xué)習(xí)單位，一般要求3人在指定的時(shí)間內(nèi)通過(guò)分工協(xié)作完成指定的任務(wù)，最終集體完成整個(gè)項(xiàng)目，每3人就是一個(gè)科研小組，組長(zhǎng)為項(xiàng)目研究負(fù)責(zé)人，教師為項(xiàng)目引導(dǎo)師和項(xiàng)目驗(yàn)收人。

5.考核方式。課程的考核主要以平時(shí)為主，占60%，考查個(gè)人表現(xiàn)和團(tuán)隊(duì)表現(xiàn)兩個(gè)方面，每個(gè)教學(xué)單元要有明確的記錄。最后期末考核占40%，可以提供題庫(kù)，現(xiàn)場(chǎng)抽題、現(xiàn)場(chǎng)解決的考核方式更科學(xué)更公平。

三、實(shí)踐思考

通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，其效果和預(yù)期是基本一致的，知識(shí)提升類課程解決了部分同學(xué)升學(xué)考試的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)需求；數(shù)學(xué)思維提升類課程幫助部分同學(xué)提升了思維能力，這為他們可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)；數(shù)學(xué)應(yīng)用能力提升課程則通過(guò)“數(shù)學(xué)建?！币龑?dǎo)部分同學(xué)開(kāi)始科學(xué)研究的嘗試。當(dāng)然在實(shí)踐過(guò)程中也必然存在一些問(wèn)題，同時(shí)獲得了一些經(jīng)驗(yàn)，在此提出以下幾點(diǎn)思考，以期不斷發(fā)展和完善高職數(shù)學(xué)選修課程體系。

1.師資的選擇。要實(shí)現(xiàn)課程的教學(xué)目標(biāo)，教師是關(guān)鍵的因素，要讓學(xué)生獲得什么，教師首先就需要具備這些知識(shí)、品質(zhì)和能力，而且最好教授的領(lǐng)域就是教師的專長(zhǎng)。知識(shí)提升類課程就是面向升學(xué)考試，選擇教師就要選擇對(duì)幾類升學(xué)考試有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、有研究的教學(xué)人員；數(shù)學(xué)思維提升類課程目標(biāo)是訓(xùn)練提升學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力，數(shù)學(xué)教師之間的思維優(yōu)勢(shì)點(diǎn)也是有所區(qū)別的，“圖形漫游”需要選擇形象思維能力較強(qiáng)的教師，“數(shù)學(xué)游戲”需要選擇對(duì)數(shù)字敏感度高而且對(duì)數(shù)學(xué)游戲有研究興趣的教師，“邏輯推理”當(dāng)然是選擇在推理方面有特長(zhǎng)的教師。對(duì)于數(shù)學(xué)應(yīng)用能力提升課程，需要選擇從事數(shù)學(xué)建模研究或長(zhǎng)期從事科學(xué)研究的教師。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)師資搭配合理的情況下，教師授課自己站的高、有樂(lè)趣，學(xué)生在教師的潛移默化中便可以收到較好的學(xué)習(xí)效果，這類課程特色比較鮮明，教師特點(diǎn)是否與課程匹配是影響課程教學(xué)效果的首要關(guān)鍵因素。

2.教學(xué)課時(shí)的安排?，F(xiàn)在一般院校的選修課程的安排是每周2課時(shí)，在構(gòu)建課程體系之初，我們便針對(duì)課程特點(diǎn)申報(bào)教務(wù)部門(mén)，對(duì)教學(xué)的安排進(jìn)行了調(diào)整。知識(shí)提升類課程面向的是參加升學(xué)考試的同學(xué)，這部分同學(xué)普遍基礎(chǔ)相對(duì)較好，接受能力較強(qiáng)，一次課可以安排3課時(shí)或4課時(shí)；數(shù)學(xué)思維提升類課程教學(xué)中對(duì)教學(xué)強(qiáng)度的要求特別高，只有達(dá)到一定的強(qiáng)度對(duì)學(xué)生的思維能力才會(huì)有所觸動(dòng)，否則就僅僅是游戲。對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)不同，我們?cè)囼?yàn)過(guò)一周3次課、一次2課時(shí)和一周2次課、一次3課時(shí)兩種安排。當(dāng)然可以根據(jù)學(xué)校教務(wù)及學(xué)生的情況進(jìn)行其他強(qiáng)度的安排，原則是強(qiáng)度要對(duì)學(xué)生有觸動(dòng)，學(xué)生有提升有感悟。數(shù)學(xué)應(yīng)用能力提升課程，目前我們僅開(kāi)發(fā)了“數(shù)學(xué)建模”，這類課程定位就是學(xué)生的科學(xué)研究啟蒙課程，是教學(xué)生如何進(jìn)行科學(xué)研究的，科學(xué)研究需要對(duì)問(wèn)題持續(xù)不斷的深入研究，一般遇到的問(wèn)題也是相對(duì)比較復(fù)雜，因此我們采用的周末一天8課時(shí)的方式，從時(shí)間上保證學(xué)生可以初步達(dá)到進(jìn)行科學(xué)研究的強(qiáng)度，體驗(yàn)科學(xué)研究過(guò)程。實(shí)踐中教學(xué)的安排也許還要考慮很多其他的因素，不管怎么安排，這類課程一定要讓學(xué)生感受到訓(xùn)練強(qiáng)度，否則此類課程的價(jià)值就會(huì)大打折扣。

3.與專業(yè)的對(duì)接。在高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院，學(xué)校的專業(yè)建設(shè)和學(xué)生的專業(yè)發(fā)展是教師的工作核心，我們的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力提升課程就是要提升學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)解決專業(yè)問(wèn)題的能力，課程體系中的“數(shù)學(xué)建?！闭n程是目前數(shù)學(xué)應(yīng)用與專業(yè)的最好平臺(tái)，“數(shù)學(xué)建模”課程在教學(xué)中對(duì)不同專業(yè)采用不同的建模案例，比如機(jī)械類專業(yè)選擇的建模案例可以是機(jī)械及儀器的最優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題，經(jīng)管類專業(yè)可以選擇利潤(rùn)最大化、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)分析等案例，化工類專業(yè)則需要側(cè)重化工數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)建模等。與專業(yè)緊密對(duì)接，將直接促進(jìn)部分同學(xué)的專業(yè)研究能力，使得他們?cè)谖磥?lái)職業(yè)崗位上擁有比一般人更大的發(fā)展空間，同時(shí)這也將直接促進(jìn)專業(yè)建設(shè)，收到專業(yè)系部和教師的支持，使其獲得更大的現(xiàn)實(shí)發(fā)展空間。

[參考文獻(xiàn)]

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[2]（英）特瑞·霍尼，（英）西蒙·伍頓.大腦訓(xùn)練法[M].姬蕾，譯.天津：天津教育出版社，2009.

篇2

關(guān)鍵詞：電力負(fù)荷、負(fù)荷預(yù)測(cè)、預(yù)測(cè)方法、

中圖分類號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1電力負(fù)荷的構(gòu)成與特點(diǎn)

電力系統(tǒng)負(fù)荷一般可以分為城市民用負(fù)荷、商業(yè)負(fù)荷、農(nóng)村負(fù)荷、工業(yè)負(fù)荷以及其他負(fù)荷等，不同類型的負(fù)荷具有不同的特點(diǎn)和規(guī)律。

城市民用負(fù)荷主要是城市居民的家用電器，它具有年年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，以及明顯的季節(jié)性波動(dòng)特點(diǎn)，而且民用負(fù)荷的特點(diǎn)還與居民的日常生活和工作的規(guī)律緊密相關(guān)。

商業(yè)負(fù)荷，主要是指商業(yè)部門(mén)的照明、空調(diào)、動(dòng)力等用電負(fù)荷，覆蓋面積大，且用電增長(zhǎng)平穩(wěn)，商業(yè)負(fù)荷同樣具有季節(jié)性波動(dòng)的特性。雖然商業(yè)負(fù)荷在電力負(fù)荷中所占比重不及工業(yè)負(fù)荷和民用負(fù)荷，但商業(yè)負(fù)荷中的照明類負(fù)荷占用電力系統(tǒng)高峰時(shí)段。此外，商業(yè)部門(mén)由于商業(yè)行為在節(jié)假日會(huì)增加營(yíng)業(yè)時(shí)間，從而成為節(jié)假日中影響電力負(fù)荷的重要因素之一。

工業(yè)負(fù)荷是指用于工業(yè)生產(chǎn)的用電，一般工業(yè)負(fù)荷的比重在用電構(gòu)成中居于首位，它不僅取決于工業(yè)用戶的工作方式(包括設(shè)備利用情況、企業(yè)的工作班制等)，而且與各行業(yè)的行業(yè)特點(diǎn)、季節(jié)因素都有緊密的聯(lián)系，一般負(fù)荷是比較恒定的。

農(nóng)村負(fù)荷則是指農(nóng)村居民用電和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電。此類負(fù)荷與工業(yè)負(fù)荷相比，受氣候、季節(jié)等自然條件的影響很大，這是由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)所決定的。農(nóng)業(yè)用電負(fù)荷也受農(nóng)作物種類、耕作習(xí)慣的影響，但就電網(wǎng)而言，由于農(nóng)業(yè)用電負(fù)荷集中的時(shí)間與城市工業(yè)負(fù)荷高峰時(shí)間有差別，所以對(duì)提高電網(wǎng)負(fù)荷率有好處。

從以上分析可知電力負(fù)荷的特點(diǎn)是經(jīng)常變化的，不但按小時(shí)變、按日變，而且按周變，按年變，同時(shí)負(fù)荷又是以天為單位不斷起伏的，具有較大的周期性，負(fù)荷變化是連續(xù)的過(guò)程，一般不會(huì)出現(xiàn)大的躍變，但電力負(fù)荷對(duì)季節(jié)、溫度、天氣等是敏感的，不同的季節(jié)，不同地區(qū)的氣候，以及溫度的變化都會(huì)對(duì)負(fù)荷造成明顯的影響。

電力負(fù)荷的特點(diǎn)決定了電力總負(fù)荷由以下四部分組成：基本正常負(fù)荷分量、天氣敏感負(fù)荷分量、特別事件負(fù)荷分量和隨機(jī)負(fù)荷分量。

2負(fù)荷預(yù)測(cè)的內(nèi)容與分類

電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)包括最大負(fù)荷功率、負(fù)荷電量及負(fù)荷曲線的預(yù)測(cè)。最大負(fù)荷功率預(yù)測(cè)對(duì)于確定電力系統(tǒng)發(fā)電設(shè)備及輸變電設(shè)備的容量是非常重要的。為了選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)組類型和合理的電源結(jié)構(gòu)以及確定燃料計(jì)劃等，還必須預(yù)測(cè)負(fù)荷及電量。負(fù)荷曲線的預(yù)測(cè)可為研究電力系統(tǒng)的峰值、抽水蓄能電站的容量以及發(fā)輸電設(shè)備的協(xié)調(diào)運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支持。

負(fù)荷預(yù)測(cè)根據(jù)目的的不同可以分為超短期、短期、中期和長(zhǎng)期：①超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)是指未來(lái)1h以內(nèi)的負(fù)荷預(yù)測(cè)，在安全監(jiān)視狀態(tài)下，需要5～10s或1～5min的預(yù)測(cè)值，預(yù)防性控制和緊急狀態(tài)處理需要10min至1h的預(yù)測(cè)值。②短期負(fù)荷預(yù)測(cè)是指日負(fù)荷預(yù)測(cè)和周負(fù)荷預(yù)測(cè)，分別用于安排日調(diào)度計(jì)劃和周調(diào)度計(jì)劃，包括確定機(jī)組起停、水火電協(xié)調(diào)、聯(lián)絡(luò)線交換功率、負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配、水庫(kù)調(diào)度和設(shè)備檢修等，對(duì)短期預(yù)測(cè)，需充分研究電網(wǎng)負(fù)荷變化規(guī)律，分析負(fù)荷變化相關(guān)因子，特別是天氣因素、日類型等和短期負(fù)荷變化的關(guān)系。③中期負(fù)荷預(yù)測(cè)是指月至年的負(fù)荷預(yù)測(cè)，主要是確定機(jī)組運(yùn)行方式和設(shè)備大修計(jì)劃等。④長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)是指未來(lái)3～5年甚至更長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)的負(fù)荷預(yù)測(cè)，主要是電網(wǎng)規(guī)劃部門(mén)根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對(duì)電力負(fù)荷的需求，所作的電網(wǎng)改造和擴(kuò)建工作的遠(yuǎn)景規(guī)劃。對(duì)中、長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)，要特別研究國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國(guó)家政策等的影響。

3負(fù)荷預(yù)測(cè)的基本過(guò)程

負(fù)荷預(yù)測(cè)工作的關(guān)鍵在于收集大量的歷史數(shù)據(jù)，建立科學(xué)有效的預(yù)測(cè)模型，采用有效的算法，以歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行大量試驗(yàn)性研究，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷修正模型和算法，以真正反映負(fù)荷變化規(guī)律。其基本過(guò)程如下。

3.1調(diào)查和選擇歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)資料

多方面調(diào)查收集資料，包括電力企業(yè)內(nèi)部資料和外部資料，從眾多的資料中挑選出有用的一小部分，即把資料濃縮到最小量。挑選資料時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)要直接、可靠并且是最新的資料。如果資料的收集和選擇得不好，會(huì)直接影響負(fù)荷預(yù)測(cè)的質(zhì)量。

3.2歷史資料的整理

一般來(lái)說(shuō)，由于預(yù)測(cè)的質(zhì)量不會(huì)超過(guò)所用資料的質(zhì)量，所以要對(duì)所收集的與負(fù)荷有關(guān)的統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行審核和必要的加工整理，來(lái)保證資料的質(zhì)量，從而為保證預(yù)測(cè)質(zhì)量打下基礎(chǔ)，即要注意資料的完整無(wú)缺，數(shù)字準(zhǔn)確無(wú)誤，反映的都是正常狀態(tài)下的水平，資料中沒(méi)有異常的"分離項(xiàng)"，還要注意資料的補(bǔ)缺，并對(duì)不可靠的資料加以核實(shí)調(diào)整。

3.3對(duì)負(fù)荷數(shù)據(jù)的預(yù)處理

在經(jīng)過(guò)初步整理之后，還要對(duì)所用資料進(jìn)行數(shù)據(jù)分析預(yù)處理，即對(duì)歷史資料中的異常值的平穩(wěn)化以及缺失數(shù)據(jù)的補(bǔ)遺，針對(duì)異常數(shù)據(jù)，主要采用水平處理、垂直處理方法。

數(shù)據(jù)的水平處理即在進(jìn)行分析數(shù)據(jù)時(shí)，將前后兩個(gè)時(shí)間的負(fù)荷數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)，設(shè)定待處理數(shù)據(jù)的最大變動(dòng)范圍，當(dāng)待處理數(shù)據(jù)超過(guò)這個(gè)范圍，就視為不良數(shù)據(jù)，采用平均值的方法平穩(wěn)其變化；數(shù)據(jù)的垂直處理即在負(fù)荷數(shù)據(jù)預(yù)處理時(shí)考慮其24h的小周期，即認(rèn)為不同日期的同一時(shí)刻的負(fù)荷應(yīng)該具有相似性，同時(shí)刻的負(fù)荷值應(yīng)維持在一定的范圍內(nèi)，對(duì)于超出范圍的不良數(shù)據(jù)修正，為待處理數(shù)據(jù)的最近幾天該時(shí)刻的負(fù)荷平均值。

3.4建立負(fù)荷預(yù)測(cè)模型

負(fù)荷預(yù)測(cè)模型是統(tǒng)計(jì)資料軌跡的概括，預(yù)測(cè)模型是多種多樣的，因此，對(duì)于具體資料要選擇恰當(dāng)?shù)念A(yù)測(cè)模型，這是負(fù)荷預(yù)測(cè)過(guò)程中至關(guān)重要的一步。當(dāng)由于模型選擇不當(dāng)而造成預(yù)測(cè)誤差過(guò)大時(shí)，就需要改換模型，必要時(shí)，還可同時(shí)采用幾種數(shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)算，以便對(duì)比、選擇。

在選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)測(cè)技術(shù)后，建立負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行預(yù)測(cè)工作。由于從已掌握的發(fā)展變化規(guī)律，并不能代表將來(lái)的變化規(guī)律，所以要對(duì)影響預(yù)測(cè)對(duì)象的新因素進(jìn)行分析，對(duì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行恰當(dāng)?shù)男拚蟠_定預(yù)測(cè)值。

4電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法簡(jiǎn)介

電力負(fù)荷預(yù)測(cè)分為經(jīng)典預(yù)測(cè)方法和現(xiàn)代預(yù)測(cè)方法。

4.1經(jīng)典預(yù)測(cè)方法

4.1.1指數(shù)平滑法

該方法是常用的預(yù)測(cè)方法之一，指數(shù)平滑法的基本思想是加權(quán)平均，選取一組時(shí)間上有序的歷史數(shù)據(jù)，x1、x2、x3……xt，一次指數(shù)平滑預(yù)測(cè)的迭代公式為： 式中l(wèi)t+1―t+1時(shí)刻的負(fù)荷值

n―所有數(shù)據(jù)記錄的個(gè)數(shù)

對(duì)越近期的數(shù)據(jù)加權(quán)越大，這反映了近期數(shù)據(jù)對(duì)未來(lái)負(fù)荷影響更大這一實(shí)際情況，同時(shí)能通過(guò)平滑作用消除序列中的隨機(jī)波動(dòng)。

4.1.2趨勢(shì)外推法

就是根據(jù)負(fù)荷的變化趨勢(shì)對(duì)未來(lái)負(fù)荷情況作出預(yù)測(cè)。電力負(fù)荷雖然具有隨機(jī)性和不確定性，但在一定條件下，仍存在著明顯的變化趨勢(shì)，例如農(nóng)業(yè)用電，在氣候條件變化較小的冬季，日用電量相對(duì)穩(wěn)定，表現(xiàn)為較平穩(wěn)的變化趨勢(shì)。這種變化趨勢(shì)可為線性或非線性，周期性或非周期性等等。

4.1.3時(shí)間序列法

時(shí)間序列法是一種最為常見(jiàn)的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，它是針對(duì)整個(gè)觀測(cè)序列呈現(xiàn)出的某種隨機(jī)過(guò)程的特性，去建立和估計(jì)產(chǎn)生實(shí)際序列的隨機(jī)過(guò)程的模型，然后用這些模型去進(jìn)行預(yù)測(cè)。它利用了電力負(fù)荷變動(dòng)的慣性特征和時(shí)間上的延續(xù)性，通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)時(shí)間序列的分析處理，確定其基本特征和變化規(guī)律，預(yù)測(cè)未來(lái)負(fù)荷。

時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法可分為確定型和隨機(jī)性兩類，確定型時(shí)間序列作為模型殘差用于估計(jì)預(yù)測(cè)區(qū)間的大小。隨機(jī)型時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型可以看作一個(gè)線性濾波器。根據(jù)線性濾波器的特性，時(shí)間序列可劃為自回歸(ar)、動(dòng)平均(ma)、自回歸-動(dòng)平均(arma)、累計(jì)式自回歸-動(dòng)平均(arima)、傳遞函數(shù)(tf)幾類模型，其負(fù)荷預(yù)測(cè)過(guò)程一般分為模型識(shí)別、模型參數(shù)估計(jì)、模型檢驗(yàn)、負(fù)荷預(yù)測(cè)、精度檢驗(yàn)預(yù)測(cè)值修正5個(gè)階段。

4.1.4回歸分析法

回歸分析法就是根據(jù)負(fù)荷過(guò)去的歷史資料，建立可以分析的數(shù)學(xué)模型，對(duì)未來(lái)的負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)。利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的回歸分析方法，通過(guò)對(duì)變量的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定變量之間的相互關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)。

4.2現(xiàn)代負(fù)荷預(yù)測(cè)方法

20世紀(jì)80年代后期，一些基于新興學(xué)科理論的現(xiàn)代預(yù)測(cè)方法逐漸得到了成功應(yīng)用。這其中主要有灰色數(shù)學(xué)理論、專家系統(tǒng)方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論、模糊預(yù)測(cè)理論等。

4.2.1灰色數(shù)學(xué)理論

灰色數(shù)學(xué)理論是把負(fù)荷序列看作一真實(shí)的系統(tǒng)輸出，它是眾多影響因子的綜合作用結(jié)果。這些眾多因子的未知性和不確定性，成為系統(tǒng)的灰色特性。灰色系統(tǒng)理論把負(fù)荷序列通過(guò)生成變換，使其變化為有規(guī)律的生成數(shù)列再建模，用于負(fù)荷預(yù)測(cè)。

4.2.2專家系統(tǒng)方法

專家系統(tǒng)方法是對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)里存放的過(guò)去幾年的負(fù)荷數(shù)據(jù)和天氣數(shù)據(jù)等進(jìn)行細(xì)致的分析，匯集有經(jīng)驗(yàn)的負(fù)荷預(yù)測(cè)人員的知識(shí)，提取有關(guān)規(guī)則。借助專家系統(tǒng)，負(fù)荷預(yù)測(cè)人員能識(shí)別預(yù)測(cè)日所屬的類型，考慮天氣因素對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)的影響，按照一定的推理進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)。

4.2.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)功能，讓計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)包含在歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)中的映射關(guān)系，再利用這種映射關(guān)系預(yù)測(cè)未來(lái)負(fù)荷。由于該方法具有很強(qiáng)的魯棒性、記憶能力、非線性映射能力以及強(qiáng)大的自學(xué)習(xí)能力，因此有很大的應(yīng)用市場(chǎng)，但其缺點(diǎn)是學(xué)習(xí)收斂速度慢，可能收斂到局部最小點(diǎn)；并且知識(shí)表達(dá)困難，難以充分利用調(diào)度人員經(jīng)驗(yàn)中存在的模糊知識(shí)。

4.2.4模糊負(fù)荷預(yù)測(cè)

模糊負(fù)荷預(yù)測(cè)是近幾年比較熱門(mén)的研究方向。

模糊控制是在所采用的控制方法上應(yīng)用了模糊數(shù)學(xué)理論，使其進(jìn)行確定性的工作，對(duì)一些無(wú)法構(gòu)造數(shù)學(xué)模型的被控過(guò)程進(jìn)行有效控制。模糊系統(tǒng)不管其是如何進(jìn)行計(jì)算的，從輸入輸出的角度講它是一個(gè)非線性函數(shù)。模糊系統(tǒng)對(duì)于任意一個(gè)非線性連續(xù)函數(shù)，就是找出一類隸屬函數(shù)，一種推理規(guī)則，一個(gè)解模糊方法，使得設(shè)計(jì)出的模糊系統(tǒng)能夠任意逼近這個(gè)非線性函數(shù)。

下面介紹模糊預(yù)測(cè)的一些基本方法。

(1)表格查尋法：

表格法是一種相對(duì)簡(jiǎn)單明了的算法。這個(gè)方法的基本思想是從已知輸入--輸出數(shù)據(jù)對(duì)中產(chǎn)生模糊規(guī)則，形成一個(gè)模糊規(guī)則庫(kù)，最終的模糊邏輯系統(tǒng)將從組合模糊規(guī)則庫(kù)中產(chǎn)生。

這是一種簡(jiǎn)單易行的易于理解的算法，因?yàn)樗莻€(gè)順序生成過(guò)程，無(wú)需反復(fù)學(xué)習(xí)，因此，這個(gè)方法同樣具有模糊系統(tǒng)優(yōu)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一大優(yōu)點(diǎn)，即構(gòu)造起來(lái)既簡(jiǎn)單又快速。

(2)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成的高木-關(guān)野模糊預(yù)測(cè)算法：

它是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)求得條件部輸入變量的聯(lián)合隸屬函數(shù)。結(jié)論部的函數(shù)f(x)也可以用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)表示。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)均采用前向型的bp網(wǎng)絡(luò)。

(3)改進(jìn)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的算法：

模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)即全局逼近器。模糊系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)似乎有著天然的聯(lián)系，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在本質(zhì)上是模糊系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，就是將常規(guī)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(如前向反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))賦予模糊輸入信號(hào)和模糊權(quán)。

對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)建模，已經(jīng)有了許多方法，并已取得良好的應(yīng)用效果。但主要缺點(diǎn)是模型精度不高，訓(xùn)練時(shí)間太長(zhǎng)。此種方法的模型物理意義明顯，精度高，收斂快，屬于改進(jìn)型算法。

(4)反向傳播學(xué)習(xí)算法：

模糊邏輯系統(tǒng)應(yīng)用主要在于它能夠作為非線性系統(tǒng)的模型，包括含有人工操作員的非線性系統(tǒng)的模型。因此，從函數(shù)逼近意義上考慮，研究模糊邏輯系統(tǒng)的非線性映射能力顯得非常重要。函數(shù)逼近就是模糊邏輯系統(tǒng)可以在任意精度上，一致逼近任何定義在一個(gè)致密集上的非線性函數(shù)，其優(yōu)勢(shì)在于它有能夠系統(tǒng)而有效地利用語(yǔ)言信息的能力。萬(wàn)能逼近定理表明一定存在這樣一個(gè)可以在任意精度逼近任意給定函數(shù)的高斯型模糊邏輯系統(tǒng)。反向傳播bp學(xué)習(xí)算法用來(lái)確定高斯型模糊邏輯系統(tǒng)的參數(shù)，經(jīng)過(guò)辨識(shí)的模型能夠很好的逼近真實(shí)系統(tǒng)，進(jìn)而達(dá)到提高預(yù)測(cè)精度的目的。

5結(jié)束語(yǔ)

隨著電力市場(chǎng)的發(fā)展，負(fù)荷預(yù)測(cè)的重要性日益顯現(xiàn)，并且對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)精度的要求越來(lái)越高。傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)方法比較成熟，預(yù)測(cè)結(jié)果具有一定的參考價(jià)值，但要進(jìn)一步提高預(yù)測(cè)精度，就需要對(duì)傳統(tǒng)方法進(jìn)行一些改進(jìn)，同時(shí)隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，理論研究的逐步深入，以灰色理論、專家系統(tǒng)理論、模糊數(shù)學(xué)等為代表的新興交叉學(xué)科理論的出現(xiàn)，也為負(fù)荷預(yù)測(cè)的飛速發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。相信負(fù)荷預(yù)測(cè)的理論會(huì)越來(lái)越成熟，預(yù)測(cè)的精度越來(lái)越高。