1.一種電力景氣指數(shù)檢測方法,其特征在于,包括如下步驟:
根據(jù)電力系統(tǒng)的各類消耗量建立所述電力系統(tǒng)對應(yīng)的電力景氣指數(shù)原始模型;
利用混合粒子濾波算法將所述電力景氣指數(shù)原始模型變換為電力景氣指數(shù)線性模型;
根據(jù)電力系統(tǒng)的各類消耗量對電力景氣指數(shù)線性模型進行卡爾曼濾波,確定電力系統(tǒng)對應(yīng)的電力景氣指數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力景氣指數(shù)檢測方法,其特征在于,所述電力景氣指數(shù)原始模型為:
yt=h(xt)+vt,t=1,...,T,
xt=Stxt-1+ut,t=1,...,T,
其中,yt表示t時刻電力系統(tǒng)的各類消耗量,h(xt)表示電力景氣指數(shù)函數(shù),vt表示t時刻的觀測噪聲分量,xt表示t時刻的電力景氣指數(shù)向量,St表示t時刻狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣,ut表示t時刻的轉(zhuǎn)移噪聲分量,T表示時刻總數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力景氣指數(shù)檢測方法,其特征在于,所述利用混合粒子濾波算法將所述電力景氣指數(shù)原始模型變換為電力景氣指數(shù)線性模型的過程包括:
設(shè)置xt的初始向量x0,所述初始向量x0服從均勻分布;
對所述初始向量x0進行采樣,根據(jù)采樣得到的采樣數(shù)據(jù)確定混合粒子濾波中的其中:式中,表示第i次從重要性分布中抽樣過程中,給定t時刻電力系統(tǒng)的各類消耗量、0時刻到t-1時刻樣本數(shù)值時,t時刻在重要性分布中取到的概率;表示第i次從重要性分布中抽樣過程中,xt的0時刻到t-1時刻樣本數(shù)值,yt表示t時刻的電力系統(tǒng)的各類消耗量,表示第i次從重要性分布中抽樣過程中,xt的t時刻樣本數(shù)值,表示第i次從重要性分布中抽樣過程中,在已知xt-1的基礎(chǔ)上取到xt的概率;
根據(jù)所述確定混合粒子濾波中的其中:式中,表示第i次從重要性分布中抽樣過程中,在給定電力系統(tǒng)的各類消耗量0時刻到t時刻數(shù)值的情況下,在實際分布中取到0時刻到t時刻xt數(shù)值的概率,表示在確定了電力系統(tǒng)的各類消耗量0時刻到t時刻數(shù)值的情況下第i次從重要性分布中抽樣過程中,在重要性分布中取到0時刻到t時刻xt數(shù)值的概率;
根據(jù)重要性權(quán)重更新公式進行重要性權(quán)重更新,所述重要性權(quán)重更新公式為為第i次從重要性分布中抽樣過程中,t時刻樣本的權(quán)重,為第i次從重要性分布中抽樣過程中,t-1時刻樣本的權(quán)重;
根據(jù)重要性權(quán)重歸一化公式對更新后的重要性權(quán)重序列進行歸一化;所述重要性權(quán)重歸一化公式為:式中,為歸一化后第i次采樣中t時刻重要性權(quán)重,N為總的采樣次數(shù);
根據(jù)計算xt的最小均方誤差;其中:式中,表示xt的最小均方誤差,xt表示t時刻電力景氣指數(shù)向量;
根據(jù)對所述電力景氣指數(shù)原始模型進行更新,得到電力景氣指數(shù)線性模型,所述電力景氣指數(shù)線性模型為:
xt=Stxt-1+ut,t=1,...,T
其中:Zt為t時刻xt的系數(shù)矩陣,et為t時刻電力景氣指數(shù)向量MMSE估計與實際值間的誤差。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力景氣指數(shù)檢測方法,其特征在于,
et=εt+dt,t=1,...,T,
其中,εt,dt是k×1維向量,εt是連續(xù)的不相關(guān)擾動項,εt的均值為0。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力景氣指數(shù)檢測方法,其特征在于,所述根據(jù)電力系統(tǒng)的各類消耗量對電力景氣指數(shù)線性模型進行卡爾曼濾波,確定電力系統(tǒng)對應(yīng)的電力景氣指數(shù)的步驟包括:
設(shè)置Ψ1|0,其中為已知0時刻時1時刻x取值的條件估計值,Ψ1|0為已知0時刻時1時刻實際值與估計值間誤差的協(xié)方差矩:
設(shè)定已知xt-1時的估計值以及xt-1和之間誤差的協(xié)方差矩陣Ψt-1,其中,E[]表示求期望值;
根據(jù)所述和Ψt-1確定xt的條件分布均值,其中,表示已知時估計的xt條件分布的均值,
計算Ψt在已知Ψt-1時的條件分布均值Ψt|t-1,Ψt|t-1=StΨt-1St'+RtQtRt',t=1,...,T,上標(biāo)’表示對相應(yīng)的轉(zhuǎn)置矩陣,
根據(jù)Ψt|t-1、yt構(gòu)建更新方程組,所述更新方程組為:
Ψt=Ψt|t-1-Ψt|t-1Z′tFt-1ZtΨt|t-1,
Ft=ZtΨt|t-1Z′t+Ht,t=1,...,T,
其中,T表示時刻綜述,上標(biāo)-1表示對矩陣求逆;
通過求解更新方程組確定
將的取值確定為電力系統(tǒng)對應(yīng)的電力景氣指數(shù)。
6.一種電力景氣指數(shù)檢測系統(tǒng),其特征在于,包括:
建立模塊,用于根據(jù)電力系統(tǒng)的各類消耗量建立所述電力系統(tǒng)對應(yīng)的電力景氣指數(shù)原始模型;
變換模塊,用于利用混合粒子濾波算法將所述電力景氣指數(shù)原始模型變換為電力景氣指數(shù)線性模型;
確定模塊,用于根據(jù)電力系統(tǒng)的各類消耗量對電力景氣指數(shù)線性模型進行卡爾曼濾波,確定電力系統(tǒng)對應(yīng)的電力景氣指數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力景氣指數(shù)檢測系統(tǒng),其特征在于,所述電力景氣指數(shù)原始模型為:
yt=h(xt)+vt,t=1,...,T,
xt=Stxt-1+ut,t=1,...,T,
其中,yt表示t時刻電力系統(tǒng)的各類消耗量,h(xt)表示電力景氣指數(shù)函數(shù),vt表示t時刻的觀測噪聲分量,xt表示t時刻的電力景氣指數(shù)向量,St表示t時刻狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣,ut表示t時刻的轉(zhuǎn)移噪聲分量,T表示時刻總數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力景氣指數(shù)檢測系統(tǒng),其特征在于,所述變換模塊進一步用于:
設(shè)置xt的初始向量x0,所述初始向量x0服從均勻分布;
對所述初始向量x0進行采樣,根據(jù)采樣得到的采樣數(shù)據(jù)確定混合粒子濾波中的其中:式中,表示第i次從重要性分布中抽樣過程中,給定t時刻電力系統(tǒng)的各類消耗量、0時刻到t-1時刻樣本數(shù)值時,t時刻在重要性分布中取到的概率;表示第i次從重要性分布中抽樣過程中,xt的0時刻到t-1時刻樣本數(shù)值,yt表示t時刻的電力系統(tǒng)的各類消耗量,表示第i次從重要性分布中抽樣過程中,xt的t時刻樣本數(shù)值,表示第i次從重要性分布中抽樣過程中,在已知xt-1的基礎(chǔ)上取到xt的概率;
根據(jù)所述確定混合粒子濾波中的其中:式中,表示第i次從重要性分布中抽樣過程中,在給定電力系統(tǒng)的各類消耗量0時刻到t時刻數(shù)值的情況下,在實際分布中取到0時刻到t時刻xt數(shù)值的概率,表示在確定了電力系統(tǒng)的各類消耗量0時刻到t時刻數(shù)值的情況下第i次從重要性分布中抽樣過程中,在重要性分布中取到0時刻到t時刻xt數(shù)值的概率;
根據(jù)重要性權(quán)重更新公式進行重要性權(quán)重更新,所述重要性權(quán)重更新公式為為第i次從重要性分布中抽樣過程中,t時刻樣本的權(quán)重,為第i次從重要性分布中抽樣過程中,t-1時刻樣本的權(quán)重;
根據(jù)重要性權(quán)重歸一化公式對更新后的重要性權(quán)重序列進行歸一化;所述重要性權(quán)重歸一化公式為:式中,為歸一化后第i次采樣中t時刻重要性權(quán)重,N為總的采樣次數(shù);
根據(jù)計算xt的最小均方誤差;其中:式中,表示xt的最小均方誤差,xt表示t時刻電力景氣指數(shù)向量;
根據(jù)對所述電力景氣指數(shù)原始模型進行更新,得到電力景氣指數(shù)線性模型,所述電力景氣指數(shù)線性模型為:
xt=Stxt-1+ut,t=1,...,T
其中:Zt為t時刻xt的系數(shù)矩陣,et為t時刻電力景氣指數(shù)向量MMSE估計與實際值間的誤差。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電力景氣指數(shù)檢測方法,其特征在于,
et=εt+dt,t=1,...,T,
其中,εt,dt是k×1維向量,εt是連續(xù)的不相關(guān)擾動項,εt的均值為0。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電力景氣指數(shù)檢測方法,其特征在于,所述確定模塊進一步用于:
設(shè)置Ψ1|0,其中為已知0時刻時1時刻x取值的條件估計值,Ψ1|0為已知0時刻時1時刻實際值與估計值間誤差的協(xié)方差矩:
設(shè)定已知xt-1時的估計值以及xt-1和之間誤差的協(xié)方差矩陣Ψt-1,其中,E[]表示求期望值;
根據(jù)所述和Ψt-1確定xt的條件分布均值,其中,表示已知時估計的xt條件分布的均值,
計算Ψt在已知Ψt-1時的條件分布均值Ψt|t-1,Ψt|t-1=StΨt-1S′t+RtQtR′t,t=1,...,T,上標(biāo)’表示對相應(yīng)的轉(zhuǎn)置矩陣,
根據(jù)Ψt|t-1、yt構(gòu)建更新方程組,所述更新方程組為:
Ψt=Ψt|t-1-Ψt|t-1Z′tFt-1ZtΨt|t-1,
Ft=ZtΨt|t-1Z′t+Ht,t=1,...,T,
其中,T表示時刻綜述,上標(biāo)-1表示對矩陣求逆;
通過求解更新方程組確定
將的取值確定為電力系統(tǒng)對應(yīng)的電力景氣指數(shù)。