Устройство для прогноза мощности потребления энергосистем Советский патент 1984 года по МПК G08C19/28 

2, Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что.первый экстраполятор содержит формировател сигнала, умножитель/.регистр и сумматор, вход формирователя сигнала и первый вход сумматора объедин -ны и подключены к входу первого экстраполятора, выходы формирователя сигнала и регистра подключены соответственно к первому и второму входам умножителя выход умножителя соединей с вторым входом сумматора, выход сумматора подключен к выходу первого экстраполятора..

3. Устройство поп. 1, ОТЛИ-

чающееся тем, что второй экстраполятор содержит умножитель и регистр, выход регистра соединен с первым входом умножителя, второй вход и вйход.умножителя подключены соответственно к входу и выходу второго экстраполятора.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗА МОЩНОСТИ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГОСИСТЕМ, содержащее первый регистр, вход которого подключен к входу устройства, выход первого формирователя сигнала соединен с первым входом первого . :вычитателя: и через первый экстраполятор - с первым входом сумматора/ выход первого вычитателя через второй экстраполятор соединен с вторым входом сумматора, выход которого через второй регистр подключен к выходу устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены второй формирователь сигнала, блок задержки и второй вычитатель, выход первого регистра соединен с входом второго формирователя сигнала и первым входом второго вычитателй, выход последнего соединен с входом первого формиi рователя сигнала и вторым входом первого вычитателя, выход второго (Л формирователя сигнала через блок задержки соединен с вторым входом второго вычитателя и третьим входом сум матора. Oi ф

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в системах цифровой обработки телеинформации, в частности в системах оперативного прогноза мощности потребления энергосистем.

Прогнозирование сигналов телеинформации часто осуществляется устройствами, основанными на экстраполяции прогнозируемых значений и содержащими блок памяти и блок сравне- ,. ния ClJ. Для таких устройств характерны большие ошибки прогноза, так как в них не учитываются статистические свойства случайной составляющей сигнала телеинформации. .

Наиболее близким к предлагаёмЪму является устройство для повышения достоверности передачи телеинформации, которое значительно повышает точность прогноза путем учета случайной составляющей сигнала. Известное устройство содержит первый регистр, вход которого .подключен к .входу устройства, выход соединен с входом формирователя сигнала (фильтра) и первым входом вычитателя, выход формирователя сигнала соединен с вторым входом вычитателя и через первый экстраполятор - с первым входом сумматора,выход вычитателя через второй экстраполятор соединен с вторым входом сумматора,через второй регистр подключен к выходу устройст,ва 2.

Недостатком известнЪго устройст,ва является низкая точность прогноза квазипериодических случайных процес,сов.

Цель изобретения - повышение точности прогноза квазипериодических случайных процессов, к которым, в частности,относится мощность потребления энергосистем.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для прогнозаiмощности потребления энергосистем, содержащее первый регистр, вход коте

рого подключен к входу устройства, выход первого формирователя сигнала .соединен с первым входом первого ;вычитателя и через первый экстра5 полятор - с первым входом сумматора, .выход первого вычитателя через второй экстраполятор соединен с вторым входом сумматора, выход которого через второй регистр подключен к выО ходу устройства, введенм второй формирователь сигнала, блок .задержки и второй вычитатель, выход первого регистра соединен с входом второго формирователя.сигнала и первым вхо5 дом второго вычитателя, выход послед него соединен с входом первого формирователя сигнала и вторым входом первого вычитателя, выход второго формирозвателя сигнала через блок - :задержки соединен с вторым входом второго вычитателя и третьим входом сумматора.

Первый экстраполятор содержит фор-: мирователь сигнала, умножитель, ресгистр и сумматор, вход формирователя сигнала и первый вход сумматора объединены и подключены к входу первого экстраполятора, выходы формирователя сигнала и регистра подключены соот- : ветственно к первому и второму умножителя, выход умножителя соединен с вторым входом сумматэра, вы ход сумматора подключен к выходу первого экстраполятора.

Второй экстраполятор содержит умножитель и регистр, выход регистра соединен с первым входом умножителя, второй вход и выход умножителя подключены соответственно к входу и 0,выходу второго экстраполятора.

Устройство осуществляет формиро. вание опорного графика потребления, выделение случайной составляющей потребления и разделение этой со5 ставляющей на стационарную и нестационарную компоненты. Каждая из ука-, ванных компонент прогнозируется независимо, а результаты прогноза суммируются.

На фиг. 1 -показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 иЗ - структурные схемы первого и второго экстраполяторов соответ : CTBSHHOj на фиг. 4 - структурная схема блока задержки.

Устройство для прогноза мощности потребления энергосистем содержит входной регистр-1, формирователь 2 сигнала (цифровой фильтр,|, вычитатель 3, блок 4 эадержки, формирователь 5 сигнала (цифровой линейный фильтр), вычитатель б, экстраполятор 7 (блок прогноза нестационарной составляющей мощности потребления, экстраполятор 8 (блок прогноза стационарной составляющей мощности потребления /, cyMMaTojj 9, .выходной регистр 10, формирователь 11 сигнала (дифференцирующий фильтр ), умнжитель 12, регистр 13 памяти, сумматор 14, регистр 15 памяти, умножитель 16, регистры 17.

, Цифровой фильтр 2 имеет экспоненциальную характеристику, служит для 1сглаживания входного сигнала и может быть выполнен по схеме фильтра Батерворта. Сигнал на его выходе обозначен х (t).

Цифровой фильтр 5 служит для разделения случайной компоненты мощности потребления на стационарную и нестационарную составляющие и выполнен посхеме цифрового фильтра первого порядка, состоящего из двух умножителей, регистра сдвига, двух регистров памяти и сумматора.

Расчетная формула, описывающая работу цифрового линейного фильтра 5 ,имеет вид . V

r,(((

где (-fc) ;(tf-x (t-T) входной сигнал фильтра 5 f

oL- параметр сглаживания, опре, . деляющий постоянную времени

фильтра 5.

Блок 7 прогноза нестационарной составляющей мощности потребления, предназначен для прогноза достаточно медленного и гладкого процесса. В этом случае целесообразно воспользоваться разложением прогнозируемой компоненты (п (t +с)) з ряд Тэйлора, поскольку оценка требуемых при этом производных выполняется с приемлемой точностью.

Блок 7 (фиг.2) реализует прогнозируемое значение нестационарной компоненты потребления fn(-t| в виде

f(;(tr.

i()fn(()ni

Структурная схема (фиг.2/ ставлена для двух членов разложения в ряд Тэйлора. Она содержит дифференцирующий фильтр 11, умножитель 12, регистр 13 памяти и сумматор 14. Учет большего числа членов разложения приводит к добавлению аналогичных блоков.

На выходе вычитателя б формиру;ется стационарная случайная компонен1та мощности потребления с(

f,(t) f(tl-fn(-t.

I Ее оптимальный прогноз -осущест15 вляется блоком 8 прогноза стационар. йой составляющей мощности потребления , причем дли нормальной работы этого блока допустима нестационарность компонент .(t до дисперсии. 20 Блок 8 (фиг.З) вычисляет прогнозируемое значение стационарной случайной- компоненты с( в виде

fc( jfc «

где TQ - постоянная времени стационарной компоненты. Структурная схема фиг. 3 содержит регистр 15 памяти, в котором хранит ся значение ц умножитель 16.

Блок 4 задержки осуществляет задержку сглаженного и отфильтрованного входного сигнала к(±} на время.Т, равное периоду периодической состав5 ляющей в сигнале x(i . На выходе лин.ии 4 задержки образуется сигнал x{t -Т). Наиболее характерным периодом в телеинформации о мощности потребления является период Т сут,

0 Устройство работает следующим образом.

Телеизмерения о мощности потребления с выхода регистра 1 поступают в блок 2 сглаживания, в котором

5 экспоненциальный фильтр сглаживает значения телеизмерений.

В блоке 4 задержки осуществляется задержка сглаженных значений телеизмерений на сутки (для типичных раQ бочих дней/. Разностный случайный ..процесс, т.е. случайная составляющая мощности потребления(формируется .на выходе вычитателя 3. Этот процесс представляет собой отклонение текущего значения мощности потребления от опорного графика мощности потребления, сформированного на выходе .блока 4 задержки. Случайная составляющая мощности потребления в циф. ровом, линейном фильтре 5 и вычитаО теле 6 разделяется на быструю (стационарную ; и медленную ( нестационарную) составляющие. Эти компоненты мощности потребления прогнозируются соответственно в блоке 7 прогноза

5 нестационарной составляющей мощ- . i