本發(fā)明專利技術(shù)一種電力小時負(fù)荷的混沌相空間相似點模型安全監(jiān)測方法，即以電力小時負(fù)荷為研究對象，基于混沌理論，重構(gòu)電力負(fù)荷相空間，研究如何提取電力負(fù)荷的動力學(xué)信息特征，探討負(fù)荷相空間中的非線性預(yù)測方案，然后應(yīng)用到實際預(yù)測和安全監(jiān)測中的物理建模分析方法。其技術(shù)方案如下：A、按照全年365天每天24小時整點提取電力負(fù)荷，組成電力小時負(fù)荷序列；B、求取電力小時負(fù)荷序列的自相關(guān)函數(shù)；C、求取電力小時負(fù)荷序列的飽和關(guān)聯(lián)維數(shù)；D、利用混沌相空間相似點模型，以相似相點狀態(tài)的加權(quán)平均值作為預(yù)測值的估計。電力負(fù)荷數(shù)據(jù)是水資源開發(fā)、優(yōu)化配置、水庫調(diào)度的重要依據(jù)，電力負(fù)荷預(yù)測對電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行起著十分重要的作用。本發(fā)明專利技術(shù)說明電力小時負(fù)荷具有混沌特性，其預(yù)測精度令人滿意，能有效監(jiān)測電力小時負(fù)荷變化規(guī)律從而保障電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及，即以電力小時負(fù)荷為研究對象，基于混沌理論，重構(gòu)電力負(fù)荷相空間，研究如何提取電力負(fù)荷的動力學(xué)信息特征，探討負(fù)荷相空間中的非線性預(yù)測方案，然后應(yīng)用到實際預(yù)測和安全監(jiān)測中的物理建模分析方法，屬于電力領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
電力負(fù)荷數(shù)據(jù)作為水資源開發(fā)、優(yōu)化配置、水庫調(diào)度的重要依據(jù)。電力負(fù)荷預(yù)測對 電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行起著十分重要的作用。發(fā)電計劃、系統(tǒng)安全評估及能量交換計劃等需要短期負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)作為決策依據(jù)。實踐中取得的電力負(fù)荷時間序列呈現(xiàn)出復(fù)雜性、不確定性、非線性的特點。基于混沌理論，重構(gòu)電力小時負(fù)荷相空間，研究如何提取電力小時負(fù)荷的動力學(xué)信息特征，探討小時負(fù)荷相空間中的非線性預(yù)測方案，再應(yīng)用到實際預(yù)測和安全監(jiān)測中是非常有意義的。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提出的，其技術(shù)方案如下。I、按照全年365天每日24小時整點提取電力負(fù)荷，組成電力小時負(fù)荷時間序列，小時負(fù)荷單位為兆瓦。2、求取電力小時負(fù)荷序列的自相關(guān)函數(shù)。對于長度為/7的時間序列fe}，時間跨度為的自相關(guān)函數(shù)為 I t/ - \ I τ* =-If 選取電力小時負(fù)荷序列的自相關(guān)函數(shù)第一次經(jīng)過零點時所對應(yīng)的時間，為重構(gòu)相空間的最佳延遲時間τ。 3、求取電力小時負(fù)荷序列的飽和關(guān)聯(lián)維數(shù)。(I) 選取延遲時間為自相關(guān)函數(shù)法所求的時間r，嵌入維數(shù) 初值為1，重構(gòu)小時序列相空間。(2) 選擇合適的球半徑r為不同的取值，計算相空間中所有相點對的歐氏距離，小于半徑的數(shù)目占總的相點數(shù)的比例，從而求出關(guān)聯(lián)積分Cir)；關(guān)聯(lián)積分Ce(r)表示相空間相點對中，距離^-Jj-I小于給定正數(shù)r的數(shù)目在所有相點中占的比例(N為總的相點數(shù))I Jr. . /為Heaviside單位函數(shù)， /y V、I O, X i O 幾小(l.5x > O (3)由獲得的關(guān)聯(lián)積分點繪序列的InC(T)-Inr關(guān)系曲線，分析標(biāo)度關(guān)系CiO-r1*1是否存在，在關(guān)系曲線中的直線段部分為無標(biāo)度區(qū)；從lnC(r) -Inr關(guān)系圖中，除去斜率為O和斜率為C 的直線段，確定其間的最佳擬合直線，直線的斜率為關(guān)聯(lián)維數(shù)久。(4) 增加相空間嵌入維數(shù)，重復(fù)上述過程，得到不同嵌入維數(shù)下的關(guān)聯(lián)積分和關(guān)聯(lián)維數(shù)久O )。(5) 點繪關(guān)聯(lián)維數(shù)久O )隨嵌入維數(shù) 的關(guān)系曲線，曲線進入飽和區(qū)時對應(yīng)的關(guān)聯(lián)維數(shù)即為飽和關(guān)聯(lián)維數(shù)，對應(yīng)的空間維數(shù)是合適的最小嵌入空間維數(shù)。4、對于電力小時負(fù)荷時間序列為以第2步得到的飽和關(guān)聯(lián)維數(shù) 和第I步所得到的延遲時間r，重構(gòu)其相空間為 ■tjf J1 = (I!…麵-1}*·》= iX1 jjcI+* ^U+Cei-l)*》 ■ , m λ'ι·ι m IJi JTjr = { κ , ^ir+f ,*** j ^nr+iBi-ijr ) 其中Ν=η-{ρι-\、* τ為向量序列的長度，Y1 -Yli是電力負(fù)荷重構(gòu)相空間的所有相點。5、在電力小時負(fù)荷重構(gòu)相空間中，設(shè)一個起始狀態(tài)點為，在所有歷史相點中尋找出々個相似相點，相似相點所處的狀態(tài)為(其中i=ll)，最相似(鄰近)相點定義為兩點距離最小 FiCIlI= CiiBI^lCIh JfDI 。 6、經(jīng)過演化步長Γ后，起始相點和相似相點狀態(tài)分別演化為Γ ( +T)和IT)。7、以相似相點狀態(tài)的加權(quán)平均值作為預(yù)測值!《( +Γ)的估計 fs+n-zwM^ p4 ▼I作為權(quán)值，存在關(guān)系式0<Ψ, SI,代表相似點對預(yù)測值的貢獻，此處甲! =1/1，即作算術(shù)平均。r (i+r)即為所求的ru(i)的未來預(yù)測值。 本專利技術(shù)有益效果 _i ·本專利技術(shù)說明電力小時負(fù)荷具有混沌特性。電力小時負(fù)荷時間序列隨著嵌入維數(shù)的升高，關(guān)聯(lián)維數(shù)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，其吸引子具有分?jǐn)?shù)維，從而證明了電力小時負(fù)荷具有混沌的特征。重構(gòu)小時負(fù)荷的相空間，在相空間中進行短期預(yù)測。ii .本專利技術(shù)提出的，利用相空間相點的演變規(guī)律進行預(yù)測，簡單可行，預(yù)測精度令人滿意，對監(jiān)測電力小時負(fù)荷變化規(guī)律從而保障電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行是有效的。附圖說明 圖I四川省2000年電力系統(tǒng)小時負(fù)荷序列的自相關(guān)函數(shù)圖。圖2四川省2000年電力系統(tǒng)小時負(fù)荷的InC(r)-Inr關(guān)系圖。圖3四川省2000年電力系統(tǒng)小時負(fù)荷的飽和關(guān)聯(lián)維數(shù)圖。圖4四川省2000年電力小時負(fù)荷的混沌相空間相似點模型預(yù)測圖。 具體實施例方式 I、四川省2000年全年每日24小時整點的電力系統(tǒng)小時負(fù)荷組成時間序列，序列長度/7=8760。、求取該序列的自相關(guān)函數(shù)，左(10)=0.0092，A(Il)=-O. 0105，故選擇最佳延遲時間τ為IOh,見圖I。3、求取小時負(fù)荷的飽和關(guān)聯(lián)維數(shù)(見圖2)。隨著相空間維數(shù)《的升高，大約當(dāng)ffi=8時關(guān)聯(lián)維數(shù)出現(xiàn)飽和，對應(yīng)的吸引子維數(shù)久(8) =2. 562(見圖3)。選擇此時對應(yīng)的空間維數(shù)^為重構(gòu)相空間的最佳嵌入維數(shù)。4、基于重構(gòu)相空間理論，建立小時負(fù)荷的多維相空間，取相空間的最佳嵌入維數(shù) =8,延遲時間r=10,構(gòu)成8000多個相點,所有相點表示為 Y(ij) 二+10),·、+ (]8 —I)*10)] ο 5、在電力小時負(fù)荷重構(gòu)相空間中，預(yù)測2000年12月廣7日每日24小時的整點負(fù)荷。以f7945相點為資料點，79461113相點為預(yù)測起報點，利用相空間相似點模型進行短期預(yù)測。6、設(shè)預(yù)測起始狀態(tài)點為，在所有相點中尋找出10個相似相點所處的狀態(tài)為ΥΛΦ (其中i=l 10);經(jīng)過演化步長T1=Ih后，狀態(tài)分別演化為y<^+:0和以10個相似狀態(tài)的加權(quán)平均作為預(yù)測值 ο +Ι 的估計。7、對四川省電力小時負(fù)荷的預(yù)測結(jié)果(見圖4)，最大相對誤差為17%，平均相對誤差為5. 69%，預(yù)測精度高于90%的比例為84. 52%。權(quán)利要求1.，其特征是所述方法依序包括以下步驟或特征 A、按照全年365天每日24小時整點提取電力負(fù)荷，組成電力小時負(fù)荷時間序列；，小時負(fù)荷單位為兆瓦； B、求取電力小時負(fù)荷序列的自相關(guān)函數(shù)； C、求取電力小時負(fù)荷序列的飽和關(guān)聯(lián)維數(shù)； D、對于電力小時負(fù)荷時間序列為…以第2步得到的飽和關(guān)聯(lián)維數(shù)和第I步所得到的延遲時間r，重構(gòu)其相空間為 ■Fj =|)霞》JF* = ( TT JT ■ - JT 2' 2* 2+* 3ljrJNhC騰畫, <* * m 其中yv=77-o -i)*r為向量序列的長度，F(xiàn)1—r#是電力負(fù)荷重構(gòu)相空間的所有相點； E、在電力小時負(fù)荷重構(gòu)相空間中，設(shè)一個起始狀態(tài)點為在所有歷史相點中尋找出左個相似相點，相似相點所處的狀態(tài)為(其中i'=ll)，最相似(鄰近)相點定義為兩點距離最小 F、經(jīng)過演化步長r后，起始相點和相似相點狀態(tài)分別演化為和乃； G、以相似相點狀態(tài)的加權(quán)平均值作為預(yù)測值*T)的估計 M. %作為權(quán)值，存在關(guān)系式<1，代表相似點對預(yù)測值的貢獻，此處=I^，即作算術(shù)平均，Te{i+T)即為所求的T0{t)的未來預(yù)測值。2.權(quán)利要求I所述，其特征是所述B步驟求取電力小時負(fù)荷序列的自相關(guān)函數(shù)時,對于長度為n的時間序列{^}，時間跨度為J'r的自相關(guān)函數(shù)為 I XJt及MmmM WTJf W ff -...ft n 選取電力小時負(fù)荷本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種電力小時負(fù)荷的混沌相空間相似點模型安全監(jiān)測方法，其特征是：所述方法依序包括以下步驟或特征：？A、按照全年365天每日24小時整點提取電力負(fù)荷，組成電力小時負(fù)荷時間序列；，小時負(fù)荷單位為兆瓦；B、求取電力小時負(fù)荷序列的自相關(guān)函數(shù)；C、求取電力小時負(fù)荷序列的飽和關(guān)聯(lián)維數(shù)；D、對于電力小時負(fù)荷時間序列為：？？？？以第2步得到的飽和關(guān)聯(lián)維數(shù)m和第1步所得到的延遲時間τ，重構(gòu)其相空間為：其中N=n？(m？1)*τ為向量序列的長度，是電力負(fù)荷重構(gòu)相空間的所有相點；E、在電力小時負(fù)荷重構(gòu)相空間中，設(shè)一個起始狀態(tài)點為，在所有歷史相點中尋找出k個相似相點，相似相點所處的狀態(tài)為（其中i=1~k），最相似(鄰近)相點定義為兩點距離最小：？？？？？？？？？？？？？？？？？？F、經(jīng)過演化步長T后，起始相點和相似相點狀態(tài)分別演化為和；G、以相似相點狀態(tài)的加權(quán)平均值作為預(yù)測值的估計：？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？作為權(quán)值，存在關(guān)系式，代表相似點對預(yù)測值的貢獻，此處=1/k，即作算術(shù)平均，即為所求的？的未來預(yù)測值。881220dest_path_image001.jpg,188704dest_path_image002.jpg,282562dest_path_image003.jpg,518765dest_path_image004.jpg,65284dest_path_image005.jpg,910880dest_path_image006.jpg,859245dest_path_image007.jpg,263419dest_path_image008.jpg,297234dest_path_image009.jpg,680942dest_path_image008.jpg,483813dest_path_image010.jpg,61818dest_path_image011.jpg,582929dest_path_image012.jpg,35907dest_path_image011.jpg,427705dest_path_image008.jpg,908103dest_path_image005.jpg...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李眉眉，柯玲，第寶鋒，黃正文，丁晶，
申請(專利權(quán))人：四川大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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