[發明專利]一種天然氣時負荷預測方法

在審

• 申請號: 201811346695.3
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109255730A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 喬偉彪;唐興華;劉德緒;銀永明;仝淑月;尚德彬;龔金海;王利畏;牛耀玉;唐駿琪
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化中原石油工程設計有限公司
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06Q10/04
• 代理公司: 濮陽華凱知識產權代理事務所(普通合伙) 41136
• 代理人: 王傳明

1.一種天然氣時負荷預測方法，其特征在于，該預測方法是基于相空間重構和Volterra模型，包括如下方法步驟：

(1)采集某市某天然氣站的時負荷時間序列數據，應用C-C法計算天然氣時負荷時間序列的最佳嵌入維數和延遲時間，對城市天然氣時負荷時間序列進行相空間重構，構建基于相空間重構和Volterra模型的天然氣時負荷預測模型；

(2)采用小數據量法計算采集的天然氣時負荷時間序列的最大Lyapunov指數；

(3)應用Volterra自適應濾波器對天然氣時負荷構建預測模型：應用2階Volterra自適應濾波器構建單步預測模型；應用3階Volterra自適應濾波器構建單步預測模型；應用4階Volterra自適應濾波器構建單步預測模型；應用2階Volterra自適應濾波器構建多步預測模型；應用3階Volterra自適應濾波器構建多步預測模；應用4階Volterra自適應濾波器構建多步預測模型；對比Volterra自適應濾波器不同階數單步預測模型的預測性能，對比Volterra自適應濾波器不同階數多步預測模型的預測性能，然后進行影響分析。

2.根據權利要求1所述一種天然氣時負荷預測方法，其特征在于，所述的步驟(1)中用C-C法計算天然氣時負荷時間序列的最佳嵌入維數和延遲時間的具體過程為：

對混沌時間序列為{x(i),i＝1,2,…,N}，以m為嵌入維數，τ為延遲時間重構相空間，X_j(i)＝{x_j(i),x_j(i+τ),…,x_j(i+(m-1)τ)}(i＝1,2,…,N)為相空間中的點，則時間序列的關聯積分定義為：

式中m為嵌入維數，N為時間序列長度，r為鄰域半徑的大小，τ為延遲時間，θ(·)為Heaviside單位函數：

關聯維數

其中，關聯積分為累積分布函數，表示相空間中任意兩點之間距離小于r的概率，定義{x(i)}的統計量

S(m,N,r,τ)＝C(m,N,r,τ)-C^m(m,N,r,τ)

其中S(m,N,r,τ)反映了序列的自相關特性，而最優延遲時間τ可取為S(m,N,r,τ)的第一個零點或對所有的半徑r相互差別最小的時間點，選擇對應最大和最小兩個半徑r，定義差量為

ΔS(m,τ)＝max[S(m,N,r_j,τ)]-min[S(m,N,r_k,τ)]

其中j≠k，ΔS(m,τ)度量了對所有半徑r的最大偏差，綜上所述，最優延遲時間取為S(m,N,r,τ)的第一個零點或者ΔS(m,τ)的第一個局部極小點，根據統計學原理，r取值在2和5之間，r的取值在σ/2和2σ之間，σ是時間序列的均方差，得到方程為：