Устройство для прогноза мощности потребления энергосистем

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5g 6 08 С 19/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСМОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3495884/18-24 (22) 04.10.82 (46) 30.01.84. Бюл. Р 4 (72) М.А. Рабинович, В.Г. Орнов и B.Е. Шавлова .(71) Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государственный проектноиэыскательский и аучно-исследователь ский институт "Энергосетьпроект" (53)" 621.398(088.8) (56) 1. Ольховский Ю.Б., Новоселов О.Н., Мановцев А.П. Сжатие данных при телеизмерениях. М.,"Советское радио", 1971, с. 246, рис. 7.3.

2. Авторское свидетельство СССР

9 613358, кл. G 08 С 19/28, 1977 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗА

МОЩНОСТИ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГОСИСТЕМ, содержащее первый регистр, вход которого подключен к входу устройства, выход первого формирователя сигнала

„.Я0„„1 070ДЯД A соединен с первьпч 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, о т л и ч а ю щ е е с я 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 вычитателя, выход последнего соединен с входом первого формирователя сигнала и вторым входом ю

Я первого вычитателя, выход второго формирователя сигнала через блок задержки соединен с вторым входом второго вычитателя и третьим входом сум4( матора.

1070591

2. Устройство по п ° 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что.первый экстраполятор содержит формирователь. 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 соедиИзобретение 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 f1 3. Для таких устройств характерны большие ошибки прогноза, так как в них не учитываются статистические свойства случайной составляющей сигнала телеинформации.

Наиболее близким к предлагаемому 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 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 устройства (23.

Недостатком известного 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 прогноза.

:мощности потребления энергбсистем, содержащее первый регистр, вход котс нен с вторым входом сумматора, выход сумматора подключен к выходу пер вого экстраполятора.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что второй экстраполятор содержит умножитель и регистр, выход регистра соединен с первым входом умножителя, второй вход и выход.умножителя подключены соответственно к входу и выходу второго экстраполятора. 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 вы 0 ходу устройства, введены второй Формирователь сигнала, блок задержки и второй вычитатель, выход первого регистра соединен с входом второго формирователя, сигнала и первым вхо 5 дом второго вычитателя, выход послед: него соединен с входом первого формирователя сигнала и вторым входом первого вычитателя, выход второго формирователя сигнала через блок задержки сбединен с вторым входом второго вычитателя и третьим входом сумматора.

Первый экстраполятор содержит формирователь сигнала, умножитель, регистр и сумматор, вход Формирователя сигнала и первый вход сумматора объединены и подключены к входу первого экстраполятора, выходы формирователя сигнала и регистра подключены соответственно к первому и второму входам 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

4О выходу второго экстраполятора.

Устройство осуществляет формирование опорного графика потребления, выделение случайной составляющей потребления и разделение этой со45 ставляющей на стационарную и нестационарную компоненты. Каждая из указанных компонент прогнозируется не1070591

Структурная схема (фиг.2) пред= 1 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 6 формиру:ется стационарная случайная компонен)0 та мощности потребления ((t) и -т(т

fñ(å+ ) (t) e o

65 зависимо, а результаты прогноза суммируются.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 — структурные схемы первого и второго экстраполяторов соответ=: ственно; 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 задержки, формирователь 5 сигнала (цифровой линейный фильтр )„ вычитатель 6, экстраполятор 7 (блок прогноза нестационарной 15 составляющей мощности потребления), экстраполятор 8 (блок прогноза стационарной составляющей мощности потребления ), сумматор 9,.выходной регистр 10, формирователь 11 сиг- 20 нала (дифференцирующий фильтр ), умножитель 12, регистр 13 памяти, сумматор 14, регистр 15 памяти, умножитель 16, регистры 17., Цифровой фильтр 2 имеет экспонен- 25 циальную характеристику, служит для сглаживания 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 по схеме 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

j (1) =о(, („(t-))+(1- )((t), где f (t) = х(1) -x (t-Т) входной сиг- нал фильтра 5; с) - параметр сглаживания, опрецеляющий постоянную времени фильтра 5.

Блок 7 прогноза нестационарной составляющей мощности потребления. 50 предназначен для прогноза достаточно медленного и гладкого процесса.

В этом случае целесообразно воспользоваться разложением прогноэируемойкомпоненты (f„(t + г) ) в ряд Тэйлора, 55 поскольку оценка требуемых при этом

-производных выполняется с приемлемой точностью.

Блок 7 (фиг. 2) реализует прогноэируемое значение нестационарной ком-60 поненты потребления f„(t) в виде

Ее оптимальный прогноз осуществляется блоком 8 прогноза стационарйой составляющей мощности потребления, причем для нормальной работы этого блока допустима нестационарность компонент. 1 f (t) до дисперсии.

Блок 8 (фиг.3) вычисляет прогнозируемое значение стационарной случайной компоненты g (t) в виде где Тд — постоянная времени стационарной компоненты.

Структурная схема фиг. 3 содержит регистр 15 памяти, в котором хранится значение Р " и умножитель 16.

Блок 4 задержки осуществляет задержку сглаженного и отфильтрованного входного сигнала x(t) на время Т I равное периоду периодической составляющей в сигнале х(Ф! . На выходе линии 4 задержки образуется сигнал

X(t -Т). Наиболее характерным периодом в телеинформации о мощности потребления является период Т =-1 сут.

Устройство работает следующим образом.

Телеиэмерения о мощности потребления с выхода регистра 1 поступают в блок 2 сглаживания, в котором экспоненциальный фильтр сглаживает значения телеизмерений.

B блоке 4 задержки осуществляется задержка сглаженных значений телеизмерений на сутки (для типичных рабочих дней ). Разностйый 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 цифровом,линейном фильтре 5 и вычитателе 6 разделяется на быструю (стационарную) и медленную (иестационарную) составляющие. Эти компоненты мощности потребления прогнозируются соответственно в блоке 7 прогноза нестационарной составляющей мощ1070591 л ь(+

Диг. 3

Составитель М.Никуленков

Техред Ж.Кастелевич: Корректор И.Муска

Редактор Л.Филь

Заказ 11686/48 Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ности потребления и в блоке 8 прогноза стационарной составляющей мощности потребления.

Блок 7 работает следующим образом (фиг.2) .

Сигнал от нестационарной с .ставляющей мощности потребления посту- " пает на дифференцирующий фильтр 11 и первый вход сумматора .14.Выходной сигнал фильтра 11 постуйает на первый вход умножителя 12, на второй 10 вход которого поступает значение интервала прогноза Т, храняющееся в регистре 13.

Выходной сигнал умножителя 12 суммируется с входным сигналом в сум-15 маторе 14.

Блок 8 работает следующим обра-. зом.

Входной сигнал f (1 в умножителе

16. перемножается с хранимой в регист-20 ре 15 памяти величиной e"" 70.

B сумматоре 9 суммируются все, три составляющие: сглаженный опорный график. мощности потребления, прогноз стационарной и прогноз неста ционарной составляющих мощности потребления. Результирующее значение прогноза поступает в выходной регистр 10.

Предлагаемое устройство может быть использовано для прогноза квазипериодических процессов: мощности потребления, частоты и т.п.

Устройство найдет применение в системах автоматизированного диспетчерского управления энергообъектами.

Экономический эффект от использования предлагаемого устройства только в одной крупной объединенной электростанции составит примерно

700 тыс;руб. в год.