管理建模与仿真

《管理建模与仿真》大作业评分表姓名骆伟学号S313090029题目基于灰色预测模型的黑龙江省电力需求预测序号分值标准优秀良好中等及格不及格成绩110分研究问题分析是否准确很准确较准确一般基本准确不准确9-10分8-9分7-8分6-7分6分215分模型构建是否合理很合理较合理一般基本合理不合理13.5-15分12-13.5分10.5-12分9-10.5分9分315分模型求解是否恰当、准确很准确较准确一般基本准确不准确13.5-15分12-13.5分10.5-12分9-10.5分9分410分结果分析及研究发现是否准确很准确较准确一般基本准确不准确9-10分8-9分7-8分6-7分6分55分程序代码是否完整很完整较完整一般不完整缺失4.5-5分4-4.5分3.5-4分3-3.5分3分615分程序及运算结果是否正确很正确较正确一般正确性差错误13.5-15分12-13.5分10.5-12分9-10.5分9分710分数据的准确性很准确较准确一般基本准确不准确9-10分8-9分7-8分6-7分6分810分结构及逻辑性是否合理很合理较合理一般基本合理不合理9-10分8-9分7-8分6-7分6分95分格式是否规范很规范较规范一般基本规范不规范4.5-5分4-4.5分3.5-4分3-3.5分3分105分创新性很强较强一般差无4.5-5分4-4.5分3.5-4分3-3.5分3分总成绩90-100分80-89分70-79分60-69分60分评阅教师签字：评阅时间：《管理建模与仿真》基于灰色预测模型的黑龙江省电力需求预测学号：S313090029姓名：骆伟任课老师：姜金贵2014年5月基于灰色预测模型的黑龙江省电力需求应用摘要：本文通过灰色预测理论，在总结2004—2012年黑龙江省电力总消费实绩数据的基础上，并对黑龙江省未来几年的年的用电需求情况进行预测，结合黑龙江省的宏观经济情况，提出电力供给的建议，有利于电力的合理调配，更好地落实科学发展观。关键字：电力消费；灰色预测；电力需求1.引言全社会电力消费包括工业用电、居民用电、商业用电等，黑龙江正是一个富有地域特色的省市，东北老工业基地等大工业用电量需求之大，除此之外，未来的居民用电供暖也有很大的需求。电力需求预测是指在已知的电力系统需求情况及社会、经济的发展出发，经过调查研究，并在理论指导下对掌握的数据加以分析，然后运用可靠的手段和方法来探索事物间内在联系及发展规律，它是以近几年社会、经济发展情况的预测为依据，最后对电力需求未来几年的发展趋势的科学合理的预测。电力需求预测的核心是通过对预测对象的历史数据进行分析，建立预测模型以求其发展变化规律，期一般流程如图1.1确定预测目标收集分析资料经济发展预测选择预测方法建立数学模型进行预测分析预测结果合理预测报告是否图1.1预测流程图本文之所以选用灰色预测模型来对未来9年的黑龙江用电需求进行预测，是因为灰色模型具有严格的理论基础，其最大的优点就是使用，而且预测出的结果比较稳定，不仅适用于大数据量的预测，在数据量较少时（数据只要多于3个）预测结果依然比较准确。2.黑龙江省电力需求预测模型通过黑龙江统计年鉴只能查得2004年之后的全社会用电量，而2013年的数据还未统计出，故本模型选取了2004年—2012年的数据作为本文的数据基础。下表是通过统计年鉴查得2004年—2012年黑龙江省全社会电力消耗量：表2.1黑龙江省全社会电力消耗量、年份200420052006200720082009201020112012消耗量/亿千瓦时541.7569.3596.9642.9697.1688.7762.6816.8827.9（数据来源黑龙江省统计年鉴）2.1建立GM(1,1)模型1.由表2.1可知原始序列：(0)x=（541.7，569.3，596.9，642.9，697.1，688.7，762.6，816.8，827.9）；对原始数列进行一次累加后的数列：(1)x=（541.7，1111，1707.9，2350.8，3047.9，3736.6，4499.2，5316，6143，9）2.对(1)xt建立(1)xt的一阶线性微分方程，如下：(1)(1)dxaxbdt其中，a，b为待定系数，分别成为发展系数和灰色做用量；3.对累加生成数据做均值生成B与常数项Y9，即：令(1)(1)(1)(1)(1)(1)1((1)(2))121((2)(3))12......1((8)(9))12xxxxBxx，(0)(0)9(0)(2)(3)...(9)xxYx4.用最小二乘法求解灰色参数，通过Matlab求解得到190.0553()526.5532TTaBBBYb5.将灰色参数带入(1)(1)dxaxbdt求解，得(1)(0)(1)((1))atbbxtxeaa2.2数据预测通过灰色预测的Matlab的编写，最终算的原始数据与预测数据分别是表2.2、表2.3：表2.2算得的原始数据表2004—2012年份200420052006200720082009201020112012消耗量/亿千瓦时541.7572.2604.8639.2675.6714.0754.6797.6843.0表2.3预测数据2013—2021年份201320142015201620172018201920202021消耗量/亿千瓦时890.9941.6995.21051.81111.71174.91241.81312.51387.1图2.1原始数据与预测数据对比2.3模型检验1.残差(0)()et和相对误差()qx(0)(0)()(0)()etxxt(0)(0)()()()etqxxt表2.4残差、相对误差表模型计算值实际值残差相对误差572.2569.3-2.9-0.0051604.8596.9-7.9-0.0132639.2642.93.70.0058675.6697.121.50.0308714.0688.7-25.3-0.0367754.6762.680.0105797.6816.819.20.0235843.0827.9-15-0.01812.原始数据的均值与方差682.6556x，110922.430s3.残差的均值与方差0.1625e，2263.468s4.方差比21263.4680.0241210922.43sCs5.小误差概率0.6745*s1=0.6475*10922.430=7367.17904显然对于所有()()oete，都有()1()0.6745*oetes，即小误差概率()1()0.6745*1oPPetes6.灰色模型精度检验表表2.5灰色模型精度检验表模型精度等级小误差概率P均方差比值C一级0.950.35二级0.800.50三级0.700.65四级0.600.803.结论由第二章数据分析以及模型检验的过程可以得出本模型等级处于一级，可以得出预测模型是比较准确的。由此可以看出未来黑龙江省全社会用电量的走势，逐年增高，而现在大多还处于煤炭发电，对大气污染比较严重，尤其是在去年雾霾的影响下，阻碍了地区的环境发展。黑龙江可以继续探索新能源，比如核能发电，风能发电等污染小的发电方式，一更好的与环境和谐发展，造福本省人民，造福社会！参考文献1.卓金武.MTALAB在数学建模中的应用[M].北京航空航天大学出版社，2011.2.黑龙江省统计局.2013黑龙江省统计年鉴[M].中国统计出版社，20133.黑龙江省统计局.2010黑龙江省统计年鉴[M].中国统计出版社，20104.黑龙江省统计局.2007黑龙江省统计年鉴[M].中国统计出版社，2007