[發明專利]一種基于軌跡跟蹤控制的負荷預測方法

有效

• 申請號: 201410386788.4
• 申請日: 2014-08-07
• 公開（公告）號: CN104102957B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 沈志熙;宋永端;吳小琴;馬冬雪
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司50212
• 代理人: 穆祥維

1.一種基于軌跡跟蹤控制的負荷預測方法，該方法包括如下步驟：

1)確定各變量的初始值：讀取電力部門提供的預測時刻之前的三個歷史負荷數據，令初始時負荷預測值與負荷真實值相等，即y(1)＝y_a(1)、y(2)＝y_a(2)、y(3)＝y_a(3)，得到負荷預測值和負荷真實值的幾個歷史軌跡方向角為：θ(1)＝0、θ(2)＝0、θ(3)＝arctan[y(3)-y(2)]、θ_a(1)＝0；

2)求取負荷真實值的軌跡方向角θ_a：由t時刻的負荷真實值y_a(t)、t-1時刻的負荷真實值y_a(t-1)、以及t-2時刻的負荷真實值y_a(t-2)，分別計算點(t-1,y_a(t-1))到點(t,y_a(t))的射線、以及點(t-2,y_a(t-2))到點(t-1,y_a(t-1))的射線與橫軸即時間軸t軸正方向的夾角θ_a(t)和θ_a(t-1)為：

θ_a(t)＝arctan[y_a(t)-y_a(t-1)]

θ_a(t-1)＝arctan[y_a(t-1)-y_a(t-2)]；

3)求取負荷真實值的軌跡線速度v_a：負荷真實值在某一時刻的軌跡線速度，方向始終指向橫軸正方向，并根據負荷真實值的軌跡方向角θ_a不同，按下式分別計算得到：

$v_a=\left\{\begin{array}{cc}\frac{{\stackrel{\·}{x}}_a}{{\mathrm{cos\θ}}_a}=\frac{t-(t-1)}{1}=1,& {\mathrm{\θ}}_a=0\\ \frac{{\stackrel{\·}{y}}_a}{{\mathrm{sin\θ}}_a}=\frac{y_a\left(t\right)-y_a(t-1)}{{\mathrm{sin\θ}}_a\left(t\right)},& {\mathrm{\θ}}_a\≠0\end{array}\right.;$

4)求取負荷預測誤差δ_y：由t時刻的負荷預測值y(t)和負荷真實值y_a(t)，計算預測誤差δ_y為：

δ_y＝y(t)-y_a(t)

5)根據步驟2)得到的θ_a(t)和θ_a(t-1)，計算負荷真實值的軌跡角速度為：

${\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}}_a={\mathrm{\θ}}_a\left(t\right)-{\mathrm{\θ}}_a(t-1)$

6)根據所設計的軌跡跟蹤控制器，求取負荷預測值的軌跡線速度v和軌跡方向角θ；

7)根據步驟6)得到的v和θ，并由求得負荷預測值y(t+1)為：

y(t+1)＝y(t)+vsinθ

8)令t＝t+1，重復以上的步驟2)至步驟7)，就可依次得到下一時刻的負荷預測值。

2.根據權利要求1所述的一種基于軌跡跟蹤控制的負荷預測方法，其特征在于，所述的步驟6)中的控制器設計，當控制器設計為

$\left\{\begin{array}{c}v=-{\mathrm{\η}}_1{\mathrm{\δ}}_{y}sin\mathrm{\θ}+v_a\frac{{\mathrm{cos\θ}}_a\left(t\right)}{cos\mathrm{\θ}}\\ \stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}=-\frac{{\mathrm{\δ}}_y{v}_a}{\cos \mathrm{\θ}}-{\mathrm{\η}}_2\sin (\mathrm{\θ}-{\mathrm{\θ}}_a(t\left)\right)+{\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}}_a\end{array}\right.$

其中，η₁、η₂為大于零的控制器比例常數，負荷預測誤差將漸近收斂到零。