混沌时间序列预测在短期电力负荷预测中的应用 application of chaotic time series forecast in short-term power load forecast.pdfVIP

研究与分析 混沌时间序列预测 在短期电力负荷预测巾硇应用 张作鹏1，刘崇新，，逯俊杰·，韩俊玉z (1．西安交通大学，陕西西安710049；2．山西省电力公司，山西太原030001) 一》z。JIc、，匕FEz×一 出系统原来的规律，这种规律是高维空间下的一种 O 引言 轨迹。也就是说，由一个混沌系统产生的轨迹经过 一定时期的变化后，产生一种规则的、有形的轨迹 负荷预测是在考虑系统的运行特性、自然条件 (混沌吸引子)，这种轨迹在经过类似拉伸和折叠后 与经济发展等因素的条件下确定电力系统未来某 转化成与时间相关的序列时，却呈现出混乱的、复 特定时刻的负荷数值，是电力系统安排生产计划、 杂的特征。由于混沌系统的策动因数是相互影响 分析系统安全、进行实时调度的重要参考依据。选 的，因而在时间上先后产生的数据点也是相关的。 择恰当的方法提高负荷预测精度始终是城市电网 为了重构等价的状态空问，只需要考察一个分量， 规划中的一个重要研究方向。鉴于此，很多学者使 延迟时间被看作是新的坐标。 用不同的方法，例如时间序列、专家系统、神经网 根据上述理论，将时问序列延拓成m(m为嵌入 络、模糊神经网络等方法对短期负荷预测进行大量 维数)维相空问的一个相型分布： 的研究。虽然这些方法能从多个角度分析负荷预测 yl y2 弘 …％ 中的问题，但是对于大型的电力系统，这些方法都 菇(￡1) 戈02) 戈(￡3) …菇OJ 存在一定的局限性。由于电力系统是一个非常庞大 戈(fl+7-) 戈(￡2+7_) 戈(￡3+r) 戈(￡4+7．) 的系统，受偶然因素影响较多，仅仅通过近似合理 的数学解析，很难得到有效的解决，而新兴的混沌 理论对解决电力系统负荷预测问题提供了一个新 思路。 这里的丁为时问延迟，排列式中的每一列构成m 维空间中的一个相点，即y。，”一，％各为一个相点， 1 电力负荷的混沌特性分析 相点问的连续描述了系统在空问中的演化轨迹。 基于山西电网2006年3～4月的每小时负荷值， 由Packard和Takens等人提出的重构相空问理通过Cao【2】和互信息方法【3J计算嵌入维数m的值为6， 论…，将混沌理论引入到时间序列分析中。这一理论 的基本思想为：系统中的任意分量的演化都是由与 延迟坐标向量法对山西电网时负荷进行相空间重 它相互作用着的其它分量所决定，因此这些相关分 构。重构的相图如图l所示。 量的信息就隐含在任一分量的发展中。这样，就可