论文题目: 基于电力负荷时间序列混沌特性的短期负荷预测方法研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 电气工程
作者: 雷绍兰
导师: 孙才新
关键词: 短期负荷预测,混沌,多变量时间序列,神经网络,自适应神经模糊系统,指数
文献来源: 重庆大学
发表年度: 2005
论文摘要: 电力系统短期负荷预测是电力系统调度运营部门一项重要的日常工作,预测精度的高低直接影响到电力系统运行的安全性、经济性和供电质量。电力系统是一个非线性系统,并表现出一定的混沌行为。通过对电力负荷时间序列的混沌分析和对表征混沌特性的最大Lyapunov 指数和关联维的计算结果,发现负荷时间序列不是随机序列,而是混沌时间序列,使我们对负荷序列的复杂性有了新的认识,并可应用混沌理论对电力负荷进行短期预测。以混沌时间序列的相空间重构为基础,提出了基于自适应神经模糊系统的短期负荷预测方法,充分反映了负荷数据本身的变化规律,进而有效地提高负荷预测的精确度。基于混沌时间序列的局域线性预测模型,提出了多嵌入维的短期负荷预测方法。在混沌时间序列的相空间重构中,嵌入维数和延迟时间的正确选择关系着重构相空间与原动力系统的相似程度和混沌吸引子的大小,进而影响着预测结果的精确度。由于不同方法可能获得的嵌入维数不同,而不同嵌入维数所获得的预测结果不同,为提高负荷预测的有效性和实用性,作者提出将不同嵌入维数下的预测结果进行加权平均并作为最后预测结果。针对混沌时间序列的最近邻域预测法,提出了改进的最近邻域点优化选择方法和加权一阶局域线性预测法。在混沌局域预测中,最近邻域点的合适选择直接关系着预测结果的好坏,对此,本文将满足欧氏距离的最近邻域点再按邻域点与预测中心的关联度大小来选取,以提高线性预测模型的拟合度;同时,为反映最近邻域点对预测结果的不同影响程度,建立了加权一阶局域线性预测模型,实例分析证明该方法是有效和可行的。针对短期负荷影响因素多的特点,提出了多变量时间序列的短期负荷预测方法。以单变量时间序列的相空间重构为基础,进行了电力负荷的多变量时间序列相空间重构,建立了多变量负荷序列的全局和局域线性预测模型,该方法计算简单,具有一定的实用性。提出了一种适用于电力市场的短期负荷预测模型。在电力市场下,随着实时电价的变化和用户用电模式的改变,将在一定程度上造成电力负荷性质的某些变化,从而对现有的短期负荷预测方法提出了挑战。鉴于此,作者分别采用多变量混沌时间序列预测法和智能组合预测法对实时电价下的短期负荷预测进行了探讨,其中后者首先应用RBF 神经网络对不考虑电价因素的预测日负荷进行预测,然后根据实时电价变化采用ANFIS 系统对RBF 预测结果进行了修正,有效地克服了电力市场下人工神
论文目录:
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 电力负荷预测的作用与意义
1.2 电力负荷预测的研究现状
1.2.1 电力负荷预测的特点和影响因素
1.2.2 电力负荷预测的研究方法及其现状
1.3 本文的主要研究内容和章节安排
2 电力短期负荷时间序列的混沌特性分析
2.1 引言
2.2 混沌的理论基础
2.3 相空间重构理论及方法
2.4 混沌时间序列的确定性检验
2.5 电力短期负荷时间序列混沌特性的实例分析
2.6 小结
3 单变量时间序列的短期负荷预测模型及方法研究
3.1 引言
3.2 基于自适应神经模糊系统的混沌负荷序列全局预测法
3.2.1 混沌时间序列的全局预测方法
3.2.2 自适应神经模糊推理系统的基本原理
3.2.3 基于自适应神经网络模糊系统的混沌负荷时间序列预测
3.3 电力短期负荷的改进混沌局域预测法
3.3.1 混沌局域预测的基本方法
3.3.2 改进的局域预测法
3.4 基于最大LYAPUNOV 指数的短期负荷预测法
3.4.1 基于最大Lyapunov 指数的预报模式
3.4.2 基于最大Lyapunov 指数的短期负荷预测
3.5 小结
4 多变量时间序列的短期负荷预测模型及方法研究
4.1 引言
4.2 多变量时间序列的相空间重构
4.2.1 重构参数的选择
4.2.2 最大Lyapunov 指数计算
4.2.3 基于Lorenz 方程的多变量时间序列重构方法
4.3 多变量混沌时间序列的全局预测法
4.3.1 径向基神经网络
4.3.2 基于径向基神经网络的电力短期负荷预测
4.4 多变量混沌时间序列的局域预测法
4.4.1 多变量混沌序列的局域预测模型
4.4.2 短期电力负荷的多变量混沌局域预测法
4.5 小结
5 基于实时电价下的短期负荷预测模型及方法研究
5.1 引言
5.2 实时电价与短期负荷的关系分析
5.3 基于实时电价的短期负荷预测模型和方法
5.3.1 基于RBF 神经网络和自适应神经模糊系统的短期负荷预测
5.3.2 基于实时电价的多变量负荷时间序列预测法
5.4 小结
6 全文工作总结与展望
6.1 全文工作总结
6.2 前景与展望
致谢
参考文献
附录1:作者在攻读博士学位期间发表的论文目录
2:作者在攻读博士学位期间参加的科研项目情况
发布时间: 2005-11-07
参考文献
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Abstract:dian li ji tong duan ji fu he yu ce shi dian li ji tong diao du yun ying bu men yi xiang chong yao de ri chang gong zuo ,yu ce jing du de gao di zhi jie ying xiang dao dian li ji tong yun hang de an quan xing 、jing ji xing he gong dian zhi liang 。dian li ji tong shi yi ge fei xian xing ji tong ,bing biao xian chu yi ding de hun dun hang wei 。tong guo dui dian li fu he shi jian xu lie de hun dun fen xi he dui biao zheng hun dun te xing de zui da Lyapunov zhi shu he guan lian wei de ji suan jie guo ,fa xian fu he shi jian xu lie bu shi sui ji xu lie ,er shi hun dun shi jian xu lie ,shi wo men dui fu he xu lie de fu za xing you le xin de ren shi ,bing ke ying yong hun dun li lun dui dian li fu he jin hang duan ji yu ce 。yi hun dun shi jian xu lie de xiang kong jian chong gou wei ji chu ,di chu le ji yu zi kuo ying shen jing mo hu ji tong de duan ji fu he yu ce fang fa ,chong fen fan ying le fu he shu ju ben shen de bian hua gui lv ,jin er you xiao de di gao fu he yu ce de jing que du 。ji yu hun dun shi jian xu lie de ju yu xian xing yu ce mo xing ,di chu le duo qian ru wei de duan ji fu he yu ce fang fa 。zai hun dun shi jian xu lie de xiang kong jian chong gou zhong ,qian ru wei shu he yan chi shi jian de zheng que shua ze guan ji zhao chong gou xiang kong jian yu yuan dong li ji tong de xiang shi cheng du he hun dun xi yin zi de da xiao ,jin er ying xiang zhao yu ce jie guo de jing que du 。you yu bu tong fang fa ke neng huo de de qian ru wei shu bu tong ,er bu tong qian ru wei shu suo huo de de yu ce jie guo bu tong ,wei di gao fu he yu ce de you xiao xing he shi yong xing ,zuo zhe di chu jiang bu tong qian ru wei shu xia de yu ce jie guo jin hang jia quan ping jun bing zuo wei zui hou yu ce jie guo 。zhen dui hun dun shi jian xu lie de zui jin lin yu yu ce fa ,di chu le gai jin de zui jin lin yu dian you hua shua ze fang fa he jia quan yi jie ju yu xian xing yu ce fa 。zai hun dun ju yu yu ce zhong ,zui jin lin yu dian de ge kuo shua ze zhi jie guan ji zhao yu ce jie guo de hao huai ,dui ci ,ben wen jiang man zu ou shi ju li de zui jin lin yu dian zai an lin yu dian yu yu ce zhong xin de guan lian du da xiao lai shua qu ,yi di gao xian xing yu ce mo xing de ni ge du ;tong shi ,wei fan ying zui jin lin yu dian dui yu ce jie guo de bu tong ying xiang cheng du ,jian li le jia quan yi jie ju yu xian xing yu ce mo xing ,shi li fen xi zheng ming gai fang fa shi you xiao he ke hang de 。zhen dui duan ji fu he ying xiang yin su duo de te dian ,di chu le duo bian liang shi jian xu lie de duan ji fu he yu ce fang fa 。yi chan bian liang shi jian xu lie de xiang kong jian chong gou wei ji chu ,jin hang le dian li fu he de duo bian liang shi jian xu lie xiang kong jian chong gou ,jian li le duo bian liang fu he xu lie de quan ju he ju yu xian xing yu ce mo xing ,gai fang fa ji suan jian chan ,ju you yi ding de shi yong xing 。di chu le yi chong kuo yong yu dian li shi chang de duan ji fu he yu ce mo xing 。zai dian li shi chang xia ,sui zhao shi shi dian jia de bian hua he yong hu yong dian mo shi de gai bian ,jiang zai yi ding cheng du shang zao cheng dian li fu he xing zhi de mou xie bian hua ,cong er dui xian you de duan ji fu he yu ce fang fa di chu le tiao zhan 。jian yu ci ,zuo zhe fen bie cai yong duo bian liang hun dun shi jian xu lie yu ce fa he zhi neng zu ge yu ce fa dui shi shi dian jia xia de duan ji fu he yu ce jin hang le tan tao ,ji zhong hou zhe shou xian ying yong RBF shen jing wang lao dui bu kao lv dian jia yin su de yu ce ri fu he jin hang yu ce ,ran hou gen ju shi shi dian jia bian hua cai yong ANFIS ji tong dui RBF yu ce jie guo jin hang le xiu zheng ,you xiao de ke fu le dian li shi chang xia ren gong shen