电力需求预测是学习电力市场中独立企业营销策略的基础，对学生形成电力市场中的博弈观念具有重要意义；以售电公司视角对单一电力用户的电力需求和日负荷曲线进行综合预测，为学生作出正确的电力交易决策奠定基础。
1.思政目标。领会我国双碳目标下能源结构化改革的大国担当，传导我国传统电力体制向新型电力系统转变的行业动态，理顺电力市场深化改革的交易机制，培养学生实事求是、不断探究的科学研究态度和严谨的学术作风。
2.知识目标。在对多种预测方法进行运算和比对的基础上，构建重要概念。掌握电力需求预测的经典预测技术、时间序列预测技术、年度电量分解技术及日负荷预测技术。
3.能力目标。具备针对具体工业用户的生产特性，开展客户资料收集、用电特征分析、预测方案设计、电力负荷综合预测的能力。能够依据客户生产与用电特性做出电力需求预测的结论。

本虚拟仿真实验项目以电力市场营销管理相关知识为基础，同时融入了电力市场、电力工程、统计学等相关知识与创新实践，具有经济管理知识和电力工程知识的交叉复合性。实验设计以售电公司为视角，以单一用户作为预测对象，以完成日负荷曲线预测为最终任务。根据售电公司实际业务流程，将最终任务分解为电力客户需求调查、年度电量预测、年度电量分解、月度电量分解及日负荷预测等子任务。学生围绕任务目标，逐步完成客户资料的搜集、整理和处理分析、预测模型的构建、回测、评估和修正等仿真实验的各个环节。

实验建立在大量历史负荷数据的基础上，运用组合预测方法，结合用户的实际生产情况，构建预测模型，实现对用户年度用电量的预测；同时，把年度电量目标层层分解到月、日、时目标，实现对用户负荷的精细化管理。

组合预测原理：将各单个预测模型看作代表或包含不同信息片断，通过信息的集成，分散单个预测特有的不确定性，从而减少总体的不确定性，提高预测精度。

电量分解原理：分析历史电量随着时间变动的周期性规律，并据此实现未来年度电量向月分解，月度电量向日分解，日度电量向时段分解。

知识点：共 8 个

1.电力客户调查：明确调查目标，广泛收集、分析和整理预测所需的各方面资料，并对资料进行整理、分析和选择，剔除某些偶然出现的非正常因素的数据。

2.电力负荷曲线：在某一段时间内负荷功率随时间变化的特性曲线；按时间段可分为日、周、年负荷曲线；在直角坐标系中，纵坐标表示负荷值，横坐标表示对应的时间。

3.电力需求预测：利用数学方法研究电力负荷变化规律，在一定精度下，确定未来某特定时刻或某特定时间段的负荷数值。具有复杂性、条件性、时间性和多方案性；可按时间分类为即期预测、短期预测、中期预测和长期预测；对电力用户需求预测应综合考虑用户生产工艺、生产计划、用电设备及主要高能耗产品的接装容量和年用电量等影响因素。

4.预测方法选择：电力需求预测的方法包括经验预测、经典预测、时间序列预测、趋势外推、灰色预测、模糊预测等多种方法；不同的方法适用于不同条件，需要依据预测的目的、占有资料的情况、对预测准确度的要求以及电力负荷的特点，选择最合适的预测方法，以保证预测的正确性。

5.电量分解技术：电力年度双边交易，要求将年度交易电量分解至月，即长协分月电量；电力现货市场，要求中长期电量分解到月和每日的24小时，形成分时电量曲线；常用分解曲线包括年度、月度、日分解曲线；电量分解结果的不同会对售电收益产生巨大影响，通过组合探索最有利的分时电量。

6.预测模型构建：用数学函数关系，抽象地描述经济实体及其相互关系；根据模型具体运算，求出初步预测结果；考虑到模型所没有包含的因素，对预测数值进行必要调整。

7.电力市场交易：按照交易形式划分为场外协商交易和场内集中竞争交易；按照交易周期划分为年度、月度和现货交易；售电公司参与电力交易要经过申报电量、竞价配对、确定价格等步骤。

8.预测结果检验：对各种预测结果进行分析、比较和评定，检验误差的程度，分析产生误差的原因。

实验原理如图1所示。

图1 实验原理

实验将“任务驱动式教学方法”、“探究式教学方法”和“交互式体验教学方法”贯穿于实验全过程，使学生循序渐进地完成“实验背景及介绍”、“实验操作及分析”、“实验报告及讨论”三个阶段。

第一阶段：实验背景及介绍。通过文字、视频等形式对电力用户需求预测实验的原理、知识点、流程进行介绍，本部分内容由学生课外完成。学生开始实验前，需通过系统内置题库进行在线考核，考核通过后方可正式开始实验。

第二阶段：实验操作及分析。采用任务驱动式教学方法，学生根据系统流程逐步完成客户资料收集、年度电量预测、年度电量分解、月度电量分解、日负荷预测模块的实验内容。

第三阶段：实验报告及讨论。系统显示全部实验结果数据并给出评分，学生根据实验结果，分析该用户预测误差及产生原因，提出修正预测模型及改进建议，填写实验报告总结。