混沌理论在电力系统负荷预测中的应用

混沌理论适合描述确定性非线性系统的内在随机性,具有对初始条件敏感,遍历性、规律性等特点,作为确定论和概率论的桥梁,其特性符合电力系统负荷预测的内在要求。因此,近年来,混沌理论在电力系统负荷预测中得到了越来越广泛的应用。在总结和归纳传统预测方法的基础上,对混沌理论应用于电力系统负荷预测中的研究现状进行了综述,其中包括混沌时间序列的主要思想、混沌时间序列分别与传统预测技术、神经网络以及模糊理论相结合在负荷预测中的应用,并指出了这一技术的研究动向及应用前景。     

混沌理论在电力系统负荷预测中的应用

混沌理论适合描述确定性非线性系统的内在随机性,具有对初始条件敏感,遍历性、规律性等特点,作为确定论和概率论的桥梁,其特性符合电力系统负荷预测的内在要求.因此,近年来,混沌理论在电力系统负荷预测中得到了越来越广泛的应用.在总结和归纳传统预测方法的基础上,对混沌理论应用于电力系统负荷预测中的研究现状进行了综述,其中包括混沌时间序列的主要思想、混沌时间序列分别与传统预测技术、神经网络以及模糊理论相结合在负荷预测中的应用,并指出了这一技术的研究动向及应用前景.     

混沌：牛顿力学的确定性与随机性

牛顿力学所确定的非线性系统出现混沌，揭示出牛顿力学具有内在随机性。从力学中的混沌现象入手，分析了牛顿力学内在随机性产生的原因，探讨了牛顿力学确定性与随机性的关系，并指出内在随机性的发现是人们对牛顿力学更全面的认识，确定性与随机性的统一是推动牛顿力学发展的动因。     

短期负荷预测相空间重构法参数优选的数值测试与分析

采用混沌方法中相空间重构法的局部线性法进行短期负荷预测时,需要优选3个参数,即负荷记录序列的延时时间、嵌入相空间的维数以及选择邻近点时使用的距离。数值测试表明,按混沌理论优选的延时时间和嵌入相空间的维数一般不是负荷预测的最适合参数。这2个参数的取值和搭配对预测误差的影响最大,其次才是选择邻近点时使用的距离。这是由于负荷记录不是严格混沌的,而是以双周期为主。对测试结果的分析表明,优选的延时时间,在离线预测时可以选择使负荷记录中的双周期成分延时相轨迹出现最小重叠的延时时间;在线预测时是使负荷取样序列具有最小方差。此外,还确认采用负荷记录的“平衡点 混沌”拆分通常可以降低预测误差。     

对分插值与混沌嵌套搜索算法在水电厂日优化运行中的应用

本文在比较分析“对分插值逼近算法”和“混沌优化算法”的遍历性、随机性、敏感性、规律性等特点基础上,提出了一种水库优化调度求解方法——“对分插值与混沌嵌套搜索算法”。该方法利用“对分插值逼近算法”的高遍历性和“混沌优化算法”的极端敏感性等特性,构建了确定性搜索与随机搜索相嵌套的搜索算法,具有高鲁棒性、全局优化的特点。实际应用表明,该算法取得了与动态规划算法一致的收敛精度且计算速度快,可以求解具有复杂约束条件的非线性优化问题。     

负荷预报的混沌时间序列分析方法

某些非线性确定性系统表现出混沌行为,由这些系统产生的时间序列又表现出随机性,但是,这些混沌时间序列在短期内可有较为精确的预测,可以为其建立确定性的预测模型。为了探讨负荷时间序列中的混沌特性,作首先介绍计算时间序列中的多种混沌征数的方法,在发现华中电网发电负荷时间序列中的混沌特性的基础上,给出一种基于混沌理论的局部预测算法。该预测方法的优点是,如果时间序列比较长,就可以通过某些参数的调整来控制预测精度。最后以华中电网的发电负荷为例检验了本中的算法,最终的预测模型的预测效果良好。     

混沌理论在中长期电力负荷预测中的应用

本文针对传统的非线性回归模型很难求出精确解并且趋势外推发散快、误差大的缺点,提出了一种将非线性回归和混沌预测相结合的中长期负荷预测方法,混沌理论适合描述确定性非线性系统的内在随机性,具有对初始条件敏感、遍历性、规律性等特点,作为确定论和概率论的桥梁,其特性符合电力系统负荷预测的内在要求,并通过与灰色预测方法的比较和详细的算例分析,说明了该方法的有效性。     

负荷参与备用市场的讨论

针对电力市场中,负荷变化的随机性和快速性,负荷的“针尖峰”,备用容量难以确定,以及用户需要更多的选择权利等问题,提出了可以允许具备条件的大用户和发电机组同时参加备用市场的竞争排序,并按排序结果进行实时调度,并通过负荷参与非旋转备用的实例,说明该方法能减少供电成本,减少某些供电可靠性要求不高的用户的费用。同时,也能满足用电负荷快速变化的需要,从而保证一定的电能质量和供电可靠性,它对我国目前电力的正常运行有实用意义。     

电力系统负荷记录混沌特性成因的探讨

研究负荷记录混沌的成因，对于提高短期负荷预报的准确率是必要的。通过对某地全年负荷记录时间序列及其差分序列的3 d时间窗口上的最大李雅普诺夫指数λ₁的计算，发现全年各处都存在混沌特性。天气成因，即“实际天气对人们期望天气的差异”，只能有效解释夏季等λ₁的增大，而不能有效解释全年各处都存在混沌。于是，通过对负荷可预报性的理论分析，发现“用户可以自由地用电一段时间”，即有记忆的随机行为，是负荷混沌的最基本成因。通过AR(10)可以精确预报负荷，也定量证实了这种成因。综合负荷模型中的非线性因素，对于负荷记录中连续功率谱的出现会有一定的贡献。     

应用分形两种迭代算法作短期负荷预测

电力负荷受很多因素的影响,故电力负荷的预测也存在一定的随机性,而分形理论是非线性系统理论中十分活跃的一个分支,其中分形插值是构造分形曲线的方法。本文在分形拼贴原理和分形插值方法的基础上,结合遗传算法对垂直比例因子随机寻优的特点,分别利用确定性迭代算法和随机迭代算法来求取电力负荷预测日的迭代函数吸引子,从而构造两种预测模型,最后通过实例对两种模型下的预测结果进行比较。     

混沌理论在故障定位中的应用

混沌是确定性非线性系统中出现的一种貌似无规则的、类似随机的现象。而电力系统是强非线性系统,合理设置系统参数,混沌必定存在于电力系统中。在研究经典混沌系统的基础上,仿真研究电力系统故障后的混沌现象,并寻找故障后电力系统的混沌特征,据此来进行故障定位。仿真结果表明,方法是行之有效的。     

混沌调制技术降低Buck型变换器电磁干扰水平研究

随机开关调制技术可以降低开关模式电源电磁干扰 (EMI)水平。混沌信号具有内在的随机性。本文将著名“蔡氏电路”产生的混沌信号经处理后 ,用于Buck型变换器开关的调制控制 ,使其工作在基于混沌的随机模式。通过对四种调制模式下变换器输入电流与周期PWM模式下输入电流频谱的分析比较表明 ,混沌调制技术在扩展频谱方面有良好的效果 ,可以用于降低开关模式电源的电磁干扰水平 ,改善电磁兼容性 (EMC)。     

混沌载波通信与传统数字通信的比较

混沌载波通信是混沌通信领域最具代表性的一个研究方向。它用混沌信号作为通信的载波,与用正弦波作载波的传统数字通信直接对应。由于混沌信号与正弦信号等传统的确定性周期信号具有完全不同的特性,它具有较宽的连续频谱,且表现类δ函数的相关特性,因此用混沌信号作通信的载波,也使得整个通信系统具有崭新的特点。本文通过仿真实验对两种典型的混沌载波通信系统DCSK和FM-DC-SK,分别与传统数字通信系统在加性高斯白噪声信道和频率非选择性慢衰落信道下进行性能比较。比较的结果表明混沌载波通信系统在高斯信道下的噪声性能远远差于传统数字通信系统,而在频率非选择性慢衰落信道中则表现出极大的优势。最后,通过仿真实验验证了最优接收机对DCSK性能的改善,表明混沌载波通信的性能仍然具有提高的潜质。     

混沌扩频序列在CDMA通信系统中的应用

混沌是非线性系统中出现的确定性的、类随机的过程.混沌系统最基本的特征是对初始条件极端敏感,这些独具特色的性质使得混沌在通信应用领域尤其在伪随机码的产生方面有着很好的应用前景.本文首先分析几类混沌动力学模型-Logistic、Kent、chebyshev、logistic-chebyshev混沌序列,随后以MATLAB的Simulink为仿真平台,把混沌扩频序列应用到DS-CDMA系统中.分析不同混沌扩频序列在多址环境和多径环境下的误码率,验证了混沌扩频技术应用于CDMA通信系统中的可行性和优越性.     

Generation of pseudo‐random numbers by chaos‐type function and its application to cryptosystems

The logistic map is known to be one of the nonlinear difference equations as a chaos map, and to generate pseudo‐random numbers. However, since the chaos has a highly sensitive dependence on initial conditions and accumulates inevitable round‐off errors caused by iterating the map, the numerical generation of exact chaotic time series is said to be impossible. The aim of this paper is, first, to propose an algorithm to generate exact chaotic time series of a chaos‐type function derived from the exact chaos solution. Next, the pseudo‐random numbers are evaluated by four tests and the accumulation of chi‐square values. Also, an application to cryptosystems, which do not need the synchronization in usual computer environments, is considered. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 163(2): 67–74, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20436     

短期负荷预报的"双周期加混沌"法中的子模型优选理论探讨

对于只依据历史记录的短期负荷预报，可以采用多个子模型来进行预报。拆分子模型的一种优化原则是定性和定量结合的原则。定性原则即子模型类型的选取顺序：首先选择可以精确预报的周期行为，其次是可以部分预报的混沌行为，最后来用随机行为。定量原则就是根据功率谱上的密度分布来选取子模型。对于某负荷记录时间序列，根据其功率谱等，可以发现该负荷记录是以双周期行为为主的。双周期以外的剩余成分是以混沌为主的。因此可以来用“双周期加混沌”这2个子模型来进行负荷预报。由于双周期行为不直接引起预报误差，因此“双周期 混沌”方法会有更高的预报精度和可靠性。     

Chaos from a current-programmed ćuk converter

The chaotic dynamics of a current-programmed ?uk converter having no voltage feedback is studied. an iterative map that describes the operation of the circuit is derived, from which a route to chaos similar to that from a ‘tent’ map is predicted. Computer simulation based on an exact piecewise switched model confirms the predicted route to chaos.