輸電線路容量的混沌特性及預測

林子翔

摘 要：我們對輸電線路容量使用的預測方式是通過動態提高容量技術來實現的，用該技術來將輸電線的容量數據進行搜集，在使用混沌時間序列來完成。該文主要是對輸電線路容量的混沌特性來進行了探討分析，對其預測進行了相關的探討和研究，說明其預測是可以進行的，而且對其準確性進行了說明。

關鍵詞：輸電線路 混沌時間序列 容量預測 像空間重構 延遲時間 嵌入維數

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（c）-0074-01

我們在對輸電線路的短期熱容量進行監測，結合線路的運行情況，進行動態的預測線路容量，該種方式就是輸電線路容量預測系統的實際意義。混沌的實際含義是無規則的，這種無規則并非是真實的無規則，而是看似無規則的內在隨機復雜運動。混沌離散以混沌時間序列表現的最多。在現代科學研究中，關于混沌序列的研究和應用比較多，也是一個非常重要的概念。

現階段關于輸電線路容量數據的分析不足，對其應用則更少。以往采取的預測方法有回歸分析法、時間序列法，這些方法都要求有一個數據序列模型，然后根據模型來進行計算和分析，計算和分析并不是關鍵，關鍵在于模型的建立，這是這些方法比較難的地方。混沌時間序列理論則跳過了先建立模式的階段，通過對序列的計算來進行預測，這樣將重點放在了計算和分析上，建立模型的難度就消除了，因此大為簡化，讓計算的精度得到了提升。該文就嵌入相空間理論作為切入點來進行探討，對混沌理論中關于輸電線路容量的計算和預測進行了說明，根據結果現實，該方法使用簡單，而且準確度比較高。

1 輸電線路容量的混沌特性分析

1.1 容量時間序列的相空間重構

我們得到的輸電線路容量數據是通過采樣來獲取的，因此這些數據是離散的。我們根據Pakard的相空間重構思想來對其進行重構，該思想主要是，將其中一個系統所需求的所有動力學信息集中于這一系統的一個變量時間序列上，然后將這一時間序列嵌入新的坐標系中，對其結果進行分析，該結果對原空間狀態軌道進行了體現。我們進行實際操作的時候，會將這些時間序列進行擴張，使其成為三維甚至更多的空間維度，能夠將時間序列所體現的信息進行表達。Tackens證明了可以找到一個合適的嵌入維，是動力系統的維數，在這個嵌入維空間里可以把有規律的軌跡（吸引子）恢復出來。

根據以上的理論，一維時間序列處于無限長和無噪聲的環境中，能夠利用隨便一個延遲時間來進行相空間重構。在實際應用中，我們得到的信號，是在有噪聲的環境下獲取的，那么其精度受到了影響，因此為了能夠讓重構的相空間表現出原系統的特點，我們就要對各分量進行把握。所以，相空間重構使用延遲時間和維度的選擇就決定了其結果的準確度和可靠性。

1.2 相空間重構參數的選擇

延遲時間和嵌入維數的選取對于重構相空間非常重要，它們決定了狀態點各分量的差別以及相空間軌跡的連續性，并影響計算工作量及結果誤差。

2 結語

經過對混沌時間序列的介紹，我們對輸電線路容量進行了預測，分析結構后，我們有以下的結論。輸電線路容量時間序列數據的最大Lyapunov指數大于零，說明輸電線路容量具有混沌特性。輸電線路容量本身內在的，固有的規律性（表現在最大Lyapunov指數中）決定了其時間序列的最大預測時間長度。運用加權一階局域法對輸電線路容量的短期預測是可行的，對輸電線路的運行起到了一定的指導作用。

參考文獻

[1] Engelhardt，J.S.Basu，S.P.Design，Installation，and Field Experience with an Overhead Transmission Dynamic Line Rating System.IEEE Transmission and Distribution Conference，Proceedings. 1996：366-370

[2] 呂金虎，陸君安，陳士華.混沌時間序列分析及其應用[M].武漢：武漢大學出版社，2002.endprint

摘 要：我們對輸電線路容量使用的預測方式是通過動態提高容量技術來實現的，用該技術來將輸電線的容量數據進行搜集，在使用混沌時間序列來完成。該文主要是對輸電線路容量的混沌特性來進行了探討分析，對其預測進行了相關的探討和研究，說明其預測是可以進行的，而且對其準確性進行了說明。

關鍵詞：輸電線路 混沌時間序列 容量預測 像空間重構 延遲時間 嵌入維數

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（c）-0074-01

我們在對輸電線路的短期熱容量進行監測，結合線路的運行情況，進行動態的預測線路容量，該種方式就是輸電線路容量預測系統的實際意義。混沌的實際含義是無規則的，這種無規則并非是真實的無規則，而是看似無規則的內在隨機復雜運動。混沌離散以混沌時間序列表現的最多。在現代科學研究中，關于混沌序列的研究和應用比較多，也是一個非常重要的概念。

現階段關于輸電線路容量數據的分析不足，對其應用則更少。以往采取的預測方法有回歸分析法、時間序列法，這些方法都要求有一個數據序列模型，然后根據模型來進行計算和分析，計算和分析并不是關鍵，關鍵在于模型的建立，這是這些方法比較難的地方。混沌時間序列理論則跳過了先建立模式的階段，通過對序列的計算來進行預測，這樣將重點放在了計算和分析上，建立模型的難度就消除了，因此大為簡化，讓計算的精度得到了提升。該文就嵌入相空間理論作為切入點來進行探討，對混沌理論中關于輸電線路容量的計算和預測進行了說明，根據結果現實，該方法使用簡單，而且準確度比較高。

1 輸電線路容量的混沌特性分析

1.1 容量時間序列的相空間重構

我們得到的輸電線路容量數據是通過采樣來獲取的，因此這些數據是離散的。我們根據Pakard的相空間重構思想來對其進行重構，該思想主要是，將其中一個系統所需求的所有動力學信息集中于這一系統的一個變量時間序列上，然后將這一時間序列嵌入新的坐標系中，對其結果進行分析，該結果對原空間狀態軌道進行了體現。我們進行實際操作的時候，會將這些時間序列進行擴張，使其成為三維甚至更多的空間維度，能夠將時間序列所體現的信息進行表達。Tackens證明了可以找到一個合適的嵌入維，是動力系統的維數，在這個嵌入維空間里可以把有規律的軌跡（吸引子）恢復出來。

根據以上的理論，一維時間序列處于無限長和無噪聲的環境中，能夠利用隨便一個延遲時間來進行相空間重構。在實際應用中，我們得到的信號，是在有噪聲的環境下獲取的，那么其精度受到了影響，因此為了能夠讓重構的相空間表現出原系統的特點，我們就要對各分量進行把握。所以，相空間重構使用延遲時間和維度的選擇就決定了其結果的準確度和可靠性。

1.2 相空間重構參數的選擇

延遲時間和嵌入維數的選取對于重構相空間非常重要，它們決定了狀態點各分量的差別以及相空間軌跡的連續性，并影響計算工作量及結果誤差。

2 結語

經過對混沌時間序列的介紹，我們對輸電線路容量進行了預測，分析結構后，我們有以下的結論。輸電線路容量時間序列數據的最大Lyapunov指數大于零，說明輸電線路容量具有混沌特性。輸電線路容量本身內在的，固有的規律性（表現在最大Lyapunov指數中）決定了其時間序列的最大預測時間長度。運用加權一階局域法對輸電線路容量的短期預測是可行的，對輸電線路的運行起到了一定的指導作用。

參考文獻

[1] Engelhardt，J.S.Basu，S.P.Design，Installation，and Field Experience with an Overhead Transmission Dynamic Line Rating System.IEEE Transmission and Distribution Conference，Proceedings. 1996：366-370

[2] 呂金虎，陸君安，陳士華.混沌時間序列分析及其應用[M].武漢：武漢大學出版社，2002.endprint

摘 要：我們對輸電線路容量使用的預測方式是通過動態提高容量技術來實現的，用該技術來將輸電線的容量數據進行搜集，在使用混沌時間序列來完成。該文主要是對輸電線路容量的混沌特性來進行了探討分析，對其預測進行了相關的探討和研究，說明其預測是可以進行的，而且對其準確性進行了說明。

關鍵詞：輸電線路 混沌時間序列 容量預測 像空間重構 延遲時間 嵌入維數

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（c）-0074-01

我們在對輸電線路的短期熱容量進行監測，結合線路的運行情況，進行動態的預測線路容量，該種方式就是輸電線路容量預測系統的實際意義。混沌的實際含義是無規則的，這種無規則并非是真實的無規則，而是看似無規則的內在隨機復雜運動。混沌離散以混沌時間序列表現的最多。在現代科學研究中，關于混沌序列的研究和應用比較多，也是一個非常重要的概念。

現階段關于輸電線路容量數據的分析不足，對其應用則更少。以往采取的預測方法有回歸分析法、時間序列法，這些方法都要求有一個數據序列模型，然后根據模型來進行計算和分析，計算和分析并不是關鍵，關鍵在于模型的建立，這是這些方法比較難的地方。混沌時間序列理論則跳過了先建立模式的階段，通過對序列的計算來進行預測，這樣將重點放在了計算和分析上，建立模型的難度就消除了，因此大為簡化，讓計算的精度得到了提升。該文就嵌入相空間理論作為切入點來進行探討，對混沌理論中關于輸電線路容量的計算和預測進行了說明，根據結果現實，該方法使用簡單，而且準確度比較高。

1 輸電線路容量的混沌特性分析

1.1 容量時間序列的相空間重構

我們得到的輸電線路容量數據是通過采樣來獲取的，因此這些數據是離散的。我們根據Pakard的相空間重構思想來對其進行重構，該思想主要是，將其中一個系統所需求的所有動力學信息集中于這一系統的一個變量時間序列上，然后將這一時間序列嵌入新的坐標系中，對其結果進行分析，該結果對原空間狀態軌道進行了體現。我們進行實際操作的時候，會將這些時間序列進行擴張，使其成為三維甚至更多的空間維度，能夠將時間序列所體現的信息進行表達。Tackens證明了可以找到一個合適的嵌入維，是動力系統的維數，在這個嵌入維空間里可以把有規律的軌跡（吸引子）恢復出來。

根據以上的理論，一維時間序列處于無限長和無噪聲的環境中，能夠利用隨便一個延遲時間來進行相空間重構。在實際應用中，我們得到的信號，是在有噪聲的環境下獲取的，那么其精度受到了影響，因此為了能夠讓重構的相空間表現出原系統的特點，我們就要對各分量進行把握。所以，相空間重構使用延遲時間和維度的選擇就決定了其結果的準確度和可靠性。

1.2 相空間重構參數的選擇

延遲時間和嵌入維數的選取對于重構相空間非常重要，它們決定了狀態點各分量的差別以及相空間軌跡的連續性，并影響計算工作量及結果誤差。

2 結語

經過對混沌時間序列的介紹，我們對輸電線路容量進行了預測，分析結構后，我們有以下的結論。輸電線路容量時間序列數據的最大Lyapunov指數大于零，說明輸電線路容量具有混沌特性。輸電線路容量本身內在的，固有的規律性（表現在最大Lyapunov指數中）決定了其時間序列的最大預測時間長度。運用加權一階局域法對輸電線路容量的短期預測是可行的，對輸電線路的運行起到了一定的指導作用。

參考文獻

[1] Engelhardt，J.S.Basu，S.P.Design，Installation，and Field Experience with an Overhead Transmission Dynamic Line Rating System.IEEE Transmission and Distribution Conference，Proceedings. 1996：366-370

[2] 呂金虎，陸君安，陳士華.混沌時間序列分析及其應用[M].武漢：武漢大學出版社，2002.endprint