[發明專利]一種電力日負荷的混沌相空間加權平均模型安全監測方法

無效

• 申請號: 201210360860.7
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN102880919A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 李眉眉;第寶鋒;柯玲;黃正文;丁晶
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電力日負荷的混沌相空間加權平均模型安全監測方法，即以電力日負荷為研究對象，基于混沌理論，重構電力負荷相空間，研究如何提取電力負荷的動力學信息特征，探討負荷相空間中的非線性預測方案，然后應用到實際預測和安全監測中的物理建模分析方法，屬于電力領域。

背景技術

電力負荷數據作為水資源開發、優化配置、水庫調度的重要依據。電力負荷預測對電力系統的安全經濟運行起著十分重要的作用。電力系統的日負荷安全預測是電網為安排購電計劃和輸電方案的制定服務。實踐中取得的電力負荷時間序列呈現出復雜性、不確定性、非線性的特點?；诨煦缋碚?，重構電力負荷相空間，研究如何提取電力負荷的動力學信息特征，探討負荷相空間中的非線性預測方案，再應用到實際預測和安全監測中是非常有意義的。

發明內容

本發明提出的一種電力日負荷的混沌相空間加權平均模型安全監測方法，其技術方案如下。

1、電力系統每日用電負荷總量構成時間序列，單位為兆瓦。

2、用主分量分析（PCA）方法判斷電力日負荷的混沌特性。主分量分析方法是近年來提出的一種能有效識別混沌序列和噪聲序列的方法。電力日負荷序列主分量分析的具體步驟如下。

?（1）、已知給定的一維電力日負荷時間序列????????????????????????????????????????????????，采樣時間間隔τ_s=1天進行相空間重構，選取的嵌入維數為m，則由該時間序列形成的軌線矩陣（其中l=n-(m-1)）有如下形式：

?（2）?計算其協方差矩陣A為：

?????????

（3）計算出協方差矩陣的特征值和相應的特征向量。

?（4）將特征值按從大到小順序排列：

則特征值及特征向量稱為主分量。

（5）求出所有特征值的和為：

??????

（6）以i指標為X軸，以為Y軸得到的圖稱為主分量譜。

（7）主分量譜圖近似為一條過定點且斜率為負的直線，這正是混沌信號的主分量譜圖的特征。對于噪聲序列，其主分量譜圖和混沌序列的主分量譜圖間存在顯著的差異，噪聲的主分量譜圖是一條與X軸接近平行的直線。

3、對于電力日負荷時間序列，用自相關函數法確定最佳延遲時間τ，用飽和關聯維數法確定最佳嵌入維數m，重構系統的相空間：

其中N=n-(m-1)*τ為向量序列的長度。

?

4、利用電力日負荷相空間中預測相點的最鄰近相點（）的軌道演化作為預測點的值。預測模型為：

????????

其中T為預報期，k為選取的鄰近相點數，為權值。

?

本發明有益效果：???????????????????????????????????????

ⅰ.本發明說明電力日負荷具有混沌特性。電力日負荷的主分量分析識別出電力日負荷不是噪聲序列，主分量圖近似為一條過定點且斜率為負的直線，這正是混沌信號的主分量譜圖的特征。在論證了電力日負荷序列的混沌性基礎上，才能重構日負荷相空間，在相空間中進行非線性預測預報。

ⅱ.?本發明提出的一種電力日負荷的混沌相空間加權平均模型安全監測方法預測是可行的，預測精度令人滿意，能有效監測電力日負荷變化規律從而保障電力系統的安全經濟運行。?

ⅲ.?在電力日負荷相空間中的預測效果會隨著預見期的增加，預測精度逐漸下降，電力日負荷的混沌相空間加權平均模型安全監測方法對短期預測效果相對較好。

?

(四)附圖說明：

????圖1四川省全省從1998年至2001年底電力日負荷數據

????圖2四川省電力日負荷的主分量譜圖

????圖3四川省電力日負荷序列的自相關函數圖

????圖4?四川省電力日負荷的lnC(r)-lnr關系圖

????圖5四川省電力日負荷的飽和關聯維數圖

圖6?四川省電力日負荷的混沌相空間加權平均模型預測結果圖