智能工程及其在电力供需分析与预警中的应用

论文摘要

现代社会,电力的安全供应是经济发展的必要条件。系统分析影响电力需求的各种因素,把握未来电力需求,建立健全电力供需预警机制指导电源、电网的规划与建设,保证电力工业的健康发展具有重大的理论和现实意义。电力供需分析预测与预警受到社会经济等各个方面的影响,属于复杂系统问题,本文首先对研究复杂系统问题的方法论—智能工程理论进行了总结和拓展,然后遵循定性分析—定量分析—预测—预警的思路,对我国电力供需分析预测与预警相关问题进行了研究。主要研究内容如下:理论方面总结和拓展了智能工程方法体系和智能空间中广义模型的种类,给出了智能工程理论的2个推理问题和相关数学描述,定义了数学模型、知识模型、结构模型和Agent模型,发展了α-优越解的定义,给出了β-优越目标、β-目标优越解SL（β）、（α,β）-满意解SL（α,β）和目标可达性的定义,并证明了相关定理,为应用智能工程求解巨型复杂问题提供了理论依据。定性分析了20个影响电力需求变化的因素,运用知识模型和结构模型分析了各个因素之间的递阶层次关系,分析得到影响电力需求的深层原因、浅层原因和表层原因,其中深层原因是宏观经济发展。在定性分析的基础上,做了两个方面的定量分析,一是基于计量经济学模型和社会传播模型提出居民电力消费的混合社会模型,基于Agent模型设计了居民电力消费仿真平台RECMAS来模拟居民电力消费的需求供应关系,仿真分析了电价、居民收入及社会公共教育对居民电力消费的影响。二是基于一般均衡思想,运用Agent模型建立了宏观政策对电力消费影响的政策模拟系统ECMAS。通过微观个体的行为动作模拟仿真社会经济运行,分析了宏观经济政策、居民消费变化、政府支出变化对电力消费的影响,为相关政策对电力需求的模拟分析提供了崭新的手段。基于中长期电力需求预测必须适应未来经济发展的思想,运用系统动力学原理建立了全社会用电量中长期预测模型,运用Agent模型建立了基于Agent的智能预测系统,对我国全社会用电量进行了预测。构建了电力供需预警指标体系,划分了预警级别。基于智能工程理论进行了电力供需预警研究,设计了模糊神经网络智能工程算子,在定量预测的基础上,对我国未来几年的电力供需情况进行预警,提出了保证未来几年电力有效供给增长的装机路径。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 选题的背景及意义
• 1.2 研究综述
• 1.2.1 电力安全
• 1.2.2 电力供需预警研究综述
• 1.2.3 智能工程研究综述
• 1.2.4 复杂适应系统及多Agent建模研究综述
• 1.2.5 电力需求预测方法研究综述
• 1.3 论文的主要内容
• 2 智能工程基础理论研究
• 2.1 引言
• 2.2 智能工程理论体系
• 2.3 智能工程广义模型
• 2.4 智能工程基本问题
• 0,D）（?）PB'>2.4.1 第一类问题B1:（S₀,D）（?）PB
• 0,PB）（?）D'>2.4.2 第二类问题B2:（S₀,PB）（?）D
• 2.5 智能工程问题的求解
• 2.6 小结
• 3 基于知识模型和结构模型的电力需求影响因素分析
• 3.1 引言
• 3.2 解释结构模型及ISM
• 3.3 电力需求影响因素的解释结构模型
• 3.3.1 电力需求影响因素的知识模型
• 3.3.2 邻接矩阵与可达矩阵
• 3.3.3 电力需求影响因素的多级层次分析
• 3.4 小结
• 4 基于Agent的居民电力消费仿真
• 4.1 引言
• 4.2 居民电力消费的影响因素
• 4.3 居民电力消费的预测、分析模型
• 4.3.1 自底向上模型
• 4.3.2 条件需求分析模型
• 4.3.3 基于历史统计序列的模型
• 4.3.4 混合社会模型
• 4.4 基于Agent的混合社会模型的仿真计算
• 4.4.1 居民电力消费的供应链关系
• 4.4.2 RECMAS结构
• 4.4.3 Agent角色建模
• 4.4.4 消费者类型
• 4.4.5 混合社会模型的仿真计算过程
• 4.5 实验分析
• 4.5.1 仿真实验场景
• 4.5.2 仿真分析结果
• 4.6 小结
• 5 基于Agent的宏观政策对电力消费影响模拟
• 5.1 引言
• 5.2 复杂适应系统理论及基于Agent的计算经济学
• 5.3 ECMAS模拟系统的基本原理与假设
• 5.3.1 ECMAS模拟系统的基本原理
• 5.3.2 ECMAS模拟系统的基本假设
• 5.4 ECMAS模拟系统的设计与实现
• 5.4.1 Agent设计
• 5.4.2 ECMAS模拟系统的实现与仿真流程
• 5.5 实验模拟与结果分析
• 5.5.1 数据的准备及企业生产函数参数估计
• 5.5.2 场景设计与结果分析
• 5.6 小结
• 6 中长期电力需求预测
• 6.1 引言
• 6.2 电力需求的系统动力学模型
• 6.2.1 系统动力学
• 6.2.2 电力需求的系统动力学模型构造
• 6.2.3 基于系统动力学模型的中长期电力需求预测
• 6.3 基于多Agent的智能预测系统
• 6.3.1 基于多Agent的用电量智能预测系统
• 6.3.2 预测Agent的设计与实现
• 6.3.3 预测系统的应用
• 6.4 小结
• 7 基于智能工程的电力供需预警
• 7.1 引言
• 7.2 电力供需预警指标的构建
• 7.2.1 电力供需预警指标的分类
• 7.2.2 指标体系构建的原则
• 7.2.3 电力供需预警指标体系
• 7.2.4 电力供需预警等级的确定
• 7.3 基于智能工程的电力供需预警
• 7.3.1 模糊神经网络智能工程算子基本原理
• 7.3.2 模糊神经网络智能工程算子构建
• 7.4 我国"十一五"期间电力供需形势预警
• 7.5 小结
• 8 基于Agent的电力供需研究实验室设计
• 8.1 引言
• 8.2 电力供需研究智能实验室简介
• 8.2.1 电力供需研究实验室的主要功能
• 8.2.2 电力供需研究实验室的基本原理
• 8.3 基于Agent的电力供需研究实验室体系设计
• 8.3.1 基于Agent的电力供需研究实验室体系结构
• 8.3.2 基于Agent的电力供需研究实验室设计
• 8.4 软件实现
• 8.4.1 软件实现的层次结构
• 8.4.2 对已有软件的集成
• 8.5 小结
• 9 全文总结及展望
• 9.1 论文的主要结论
• 9.2 论文的不足和展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集