混沌预测与混沌优化及其在电力系统中的应用研究

【摘要】：随着国民经济的快速发展与国内GDP指数的迅速提高,社会经济生活等各个方面对电力能源的需求空前增长。而前几年,我国电力行业发展缓慢,导致近些年来,电力供应不足,缺口很大,严重影响了国民经济各生产部门的正常运行和人们的日常生活。2003年底开始,全国电力项目建设发生井喷式增长,大量低容量、未审批项目违规上马,同样对于电力行业稳定健康持续发展具有很大影响。分析造成这种状况背后的深层原因:一方面由于国民经济发展速度很快尤其是大中型工矿生产企业与生产部门的成长迅速,对电力供应的需求大大增长,而电力系统的发展具有一定的周期性,现有电力系统发电量增长落后于需求增长;另一方面,电力系统的内部改革还未完成,实质性的厂网分离、竞价上网、煤电联动等政策还未全面推广和落实,从而无法实现电力系统的优化调拨与配置。可见,电力供给适应发展指数的增长与电力系统的稳定运行对于国家安定与经济发展具有举足轻重的作用。而对于电力系统的短期负荷预测与负荷分配问题的研究则是解决电力调拨与配置、提高电力产能与效率、降低运行成本等的重要手段与策略。 混沌科学是一门新兴学科,而混沌预测与混沌优化分属于混沌研究的两个领域,并且是新兴的与工程应用紧密联系的重要课题。本课题综述、分析了混沌的基本概念、研究现状与应用情况、混沌时间序列的判别、相空间重构、相应的参数选取方法、Lyapunov指数的计算方法等内容,同时针对混沌预测与混沌优化在电力系统短期负荷预测和负荷分配问题中的应用做了深入研究。本课题提出了一种改进的混沌神经网络模型用于解决旅行商问题(TSP),取得了很好的仿真结果。本课题还提出了一种全新的具有衰减混沌噪声混沌模拟退火神经网络模型,并创造性地将这种模型用于解决电力系统经济负荷分配问题,取得了相当好的效果。 由于电力系统生产、输送的复杂特殊性,很多生产环节与生产指数均具有不同程度的混沌特性,对比于各种传统的数学预测、优化方法,混沌方法在电力系统中的运用显示出了它独特的优势:受环境噪声影响小、效率高速度快、可实现实时性分析、应用范围广泛等。可以预见,混沌方法将更广泛和有力的应用于电力系统工程的难题