一种热电系统钟差预报误差修正系统的制作方法

1.本技术涉及卫星钟差领域，具体涉及一种热电系统钟差预报误差修正系统。

背景技术：

2.近年来，随着自动化技术发展日益成熟，如何保证工厂热电系统同步运行成为当下研究的热门话题。通常手段是利用gps授时，来对全局生产进行把控。但是，gps测量往往会存在误差，其中由于卫星钟差导致的误差是现如今较为棘手的问题之一；而现阶段为解决此问题也发展出了许多钟差预报模型，如：线性模型、二次多项式模型和灰模型等。但是这些模型都存在自身缺陷，例如二次多项式模型的预报误差会随时间的增加而不断增大；灰模型要求原函数光滑且呈指数规律变化，这很大程度上限制了其应用范围。
3.此外，大多数模型均仅考虑了钟差的趋势项，而忽略了其周期项和随机项，无法解决精度不足的问题。因此，提高卫星钟差的预报精度和实时性至关重要。

技术实现要素：

4.本技术对接收到的钟差进行修正后，提取钟差的趋势项和周期项，并对钟差剩余项进行建模预报。
5.为实现上述目的，本技术提供了一种热电系统钟差预报误差修正系统，包括：接收模块、修正模块、构建模块和唤醒模块；其中，
6.所述接收模块用于接收igs提供的超快速星历数据；
7.所述修正模块用于修正所述超快速星历数据；
8.所述构建模块用于根据修正后的所述超快速星历数据构建钟差预报误差修正模型，所述钟差预报误差修正模型用于得到预测结果；
9.所述唤醒模块用于根据所述预测结果判断是否唤醒热电系统。
10.优选的，所述超快速星历包含48小时的卫星钟差；其中前24小时为igu-o钟差，后24小时为igu-p钟差。
11.优选的，所述修正模块用于修正超快速星历数据，并对修正结果进行分析；所述修正超快速星历数据的工作流程包括：统一基准钟和实时数据修正。
12.优选的，所述实时数据修正的工作流程包括：
[0013][0014]
式中，δt表示广播星历钟差的改正数，以距离为量纲；c表示光速；t
broadcast
表示广播星历钟差；t
sat
表示实时钟差。
[0015]
优选的，分析所述修正结果的方法包括：稳定性分析和精度分析。
[0016]
优选的，所述构建模块包括：提取单元和建模单元。
[0017]
优选的，所述提取单元用于根据修正后的所述igu-o钟差，提取趋势性和周期性部分，工作流程包括：采用附有周期项的多项式模型提取卫星钟差序列的趋势项和周期项：
[0018][0019][0020]
式中，x(ti)表示t时刻的钟差值，i＝1，2，
…
，n；xo、yo和zo分别代表相位偏差、频率偏差和频率漂移在初始时刻的取值，为待求模型参数；aj和φj分别表示周期项的振幅和相位，也表示待求模型参数；ωj表示卫星钟的频率变化特征参数；ψ(ti)表示t,时刻钟差的拟合残差；其中，
[0021]
为二次多项式模型；
[0022]
为周期项模型。
[0023]
优选的，所述建模单元用于利用所述钟差序列的剩余项构建钟差预报误差修正模型，工作流程包括：假设学习样本集为其中，xi∈rm表示m维输入向量，yi∈rm表示一维输入向量，构建模型：
[0024][0025]
式中，φ(xi)表示非线性映射器，可以将数据集从输入空间映射到高维特征空间；w表示权向量；b表示偏置量；γ∈r
+
表示正则化参数；e＝[e1,e2,...e
l
]
t
表示预报值与实际值之间的误差。
[0026]
与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
[0027]
通过接收实时数据，将其恢复成实时钟差，评估其稳定性及精度，然后基于卫星钟差改正数的特点建立了一种基于一次差分的钟差改正数预报模型，解决了实时数据流中存在的延迟、间断等问题。同时，本技术充分考虑卫星钟差的组成特点，构建组合模型进行钟差预报，提高了修正后卫星钟差预报的稳定性和准确性。
附图说明
[0028]
为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]
图1为本技术的系统结构示意图。
具体实施方式
[0030]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本技术保护的范围。
[0031]
为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
[0032]
如图1所示为本技术的系统结构示意图，包括：接收模块、修正模块、构建模块和唤醒模块；其中，接收模块用于接收igs提供的超快速星历数据；修正模块用于修正超快速星历数据；构建模块用于根据超快速星历数据构建钟差预报误差修正模型，得到预测结果；唤醒模块用于根据预测结果判断是否唤醒热电系统。
[0033]
首先由接收模块接收igs提供的快速星历数据，并将数据传输至修正模块；修正模块对数据进行修正，之后将修正后的数据传输至构建模块来构建钟差预报误差修正模型。这其中，构建模块又包括：提取单元和建模单元；提取单元用于提取上述修正后的数据的趋势项和周期项；建模单元用于根据卫星钟差序列的剩余项进行建模并预报。之后唤醒模块根据预报结果来启动热电系统。
[0034]
下面将根据本实施例详细说明本技术如何解决实际生产生活中的技术问题。
[0035]
在实际生产中，热电系统经常涉及汽轮机启动。在这个过程中，一定要保证并网时汽轮机发出电能的频率、电压、相序以及相位与大电网保持一致。然而，人工控制此项工作难度极高，且如果并网时出现频率不等时，则会对汽轮机产生极大的损伤。所以，现如今热电系统同步启动大多都是依靠gps授时。
[0036]
而随着实时精密单点定位技术(rtppp)的发展。厘米级定位精度的rtppp对卫星钟差的实时性和精度提出了更高的要求。目前，高精度的实时卫星钟差主要是通过钟差估计得到的。利用超快速星历的预报部分星历结合区域连续运行卫星定位综合服务系统观测值进行实时精密卫星钟差的估计，可以得到很高精度的钟差，但是区域cors网覆盖范围较小，不能对所有的卫星进行全弧段跟踪，同时，受通信链路的影响，难以满足rtppp的要求。此外，国际gnss服务所提供的igu-p钟差也可以用于rtppp的应用，只是该产品的精度相对较差，不能满足厘米级定位精度的要求。而由igs实时服务发布的实时数据流本身存在大约25s的延迟，且数据流的获取对数据源及网络状况的依赖性较大，数据流本身也时常存在数据中断或部分改正信息不完整的现象，轨道和钟差改正的精度也缺少明确的指标。
[0037]
所以在接收模块接收到数据之后要进行实时钟差修正。即利用修正模块根据广播星历算得的卫星钟差的修正值。精密钟差的恢复是由广播星历计算出卫星钟差，再利用实时数据中的修正值进行修正得到：
[0038][0039]
式中，δt表示广播星历钟差的改正数，以距离为量纲；c表示光速；t
broadcast
表示广播星历钟差；t
sat
表示实时钟差。之后对卫星钟差的修正值进行分析，包括稳定性分析和精度分析。其中，稳定性分析的工作流程包括：
[0040][0041]
当实时钟差改正接收比例达到99％以上，则可以判定其稳定性过关。
[0042]
精度分析工作流程包括：首先统一基准钟，之后在广播星历计算出的卫星钟差加
入实时数据钟差改正后，采用二次差的方式与igs最终的钟差进行精度比较，消除时间基准上的差异。方法包括：对实时钟差数据与igs钟差数据分别做单差处理，即在每个历元内选择同一颗卫星作为参考卫星，其余卫星的钟差与参考卫星的钟差做一次差，消除由于基准钟不同对钟差产生的影响；然后，将做了一次差的实时钟差数据和做了一次差的igs钟差数据再做二次差，并采用下式计算评定精度：
[0043][0044]
式中，δi表示节点处的二次差；表示二次差的均值(消去可能存在的系统误差，该系统误差在定位时可以被模糊度参数吸收)。
[0045]
而igs提供的超快速星历包含48h的卫星钟差，前24h为超快速观测钟差(igu-o)，精度为0.15ns，有3～9h的时延，后24h即为igu-p钟差。如果利用igu-o钟差作为原始数据预测卫星钟差，只要预测时间大于igu-o的时延，就可得到实时钟差。考虑到钟差存在趋势性和周期性，所以先利用构建模块中的提取单元提取出修正后的igu-o钟差的趋势性和周期性，工作流程包括：
[0046][0047][0048]
式中，x(ti)表示t时刻的钟差值，i＝1，2，
…
，n；xo、yo和zo分别代表相位偏差、频率偏差和频率漂移在初始时刻的取值，为待求模型参数；aj和φj分别表示周期项的振幅和相位，也表示待求模型参数；ωj表示卫星钟的频率变化特征参数；ψ(ti)表示t,时刻钟差的拟合残差；其中，
[0049]
为二次多项式模型；
[0050]
为周期项模型。
[0051]
之后，建模单元利用最小二乘支持向量机(ls-svm)建模预报剩余随机项。因其具有泛化能力强且学习速度快的优点。本技术充分顾及了卫星钟差的组成特点，结合ls-svm随机项建模的突出优势，构建组合模型进行钟差预报。
[0052]
首先，我们假设学习样本集为其中，xi∈rm表示m维输入向量，yi∈rm表示一维输入向量，之后根据设定向量利用ls-svm进行模型构建：
[0053][0054]
式中，φ(xi)表示非线性映射器，可以将数据集从输入空间映射到高维特征空间；
w表示权向量；b表示偏置量；γ∈r
+
表示正则化参数；e＝[e1,e2,...e
l
]
t
表示预报值与实际值之间的误差。
[0055]
最终，我们根据对于模型对卫星钟差预报的误差进行修正，来达到最大程度上的统一启动。通过唤醒模块来启动热电系统，保证汽轮机在并网过程中，与大电网在频率、电压、相位和相序上都保持一致。
[0056]
以上所述的实施例仅是对本技术优选方式进行的描述，并非对本技术的范围进行限定，在不脱离本技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本技术的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本技术权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：

1.一种热电系统钟差预报误差修正系统，其特征在于，包括：接收模块、修正模块、构建模块和唤醒模块；其中，所述接收模块用于接收igs提供的超快速星历数据；所述修正模块用于修正所述超快速星历数据；所述构建模块用于根据修正后的所述超快速星历数据构建钟差预报误差修正模型，所述钟差预报误差修正模型用于得到预测结果；所述唤醒模块用于根据所述预测结果判断是否唤醒热电系统。2.根据权利要求1所述的热电系统钟差预报误差修正系统，其特征在于，所述超快速星历包含48小时的卫星钟差；其中前24小时为igu-o钟差，后24小时为igu-p钟差。3.根据权利要求1所述的热电系统钟差预报误差修正系统，其特征在于，所述修正模块用于修正超快速星历数据，并对修正结果进行分析；所述修正超快速星历数据的工作流程包括：统一基准钟和实时数据修正。4.根据权利要求3所述的热电系统钟差预报误差修正系统，其特征在于，所述实时数据修正的工作流程包括：式中，δt表示广播星历钟差的改正数，以距离为量纲；c表示光速；t
broadcast
表示广播星历钟差；t
sat
表示实时钟差。5.根据权利要求3所述的热电系统钟差预报误差修正系统，其特征在于，分析所述修正结果的方法包括：稳定性分析和精度分析。6.根据权利要求2所述的热电系统钟差预报误差修正系统，其特征在于，所述构建模块包括：提取单元和建模单元。7.根据权利要求6所述的热电系统钟差预报误差修正系统，其特征在于，所述提取单元用于根据修正后的所述igu-o钟差，提取趋势性和周期性部分，工作流程包括：采用附有周期项的多项式模型提取卫星钟差序列的趋势项和周期项：期项的多项式模型提取卫星钟差序列的趋势项和周期项：式中，x(t
i
)表示t时刻的钟差值，i＝1，2，
…
，n；x
o
、y
o
和z
o
分别代表相位偏差、频率偏差和频率漂移在初始时刻的取值，为待求模型参数；a
j
和φ
j
分别表示周期项的振幅和相位，也表示待求模型参数；ω
j
表示卫星钟的频率变化特征参数；ψ(t
i
)表示t,时刻钟差的拟合残差；其中，为二次多项式模型；为周期项模型。8.根据权利要求7所述的热电系统钟差预报误差修正系统，其特征在于，所述建模单元
用于利用所述钟差序列的剩余项构建钟差预报误差修正模型，工作流程包括：假设学习样本集为其中，x
i
∈r
m
表示m维输入向量，y
i
∈r
m
表示一维输入向量，构建模型：式中，φ(x
i
)表示非线性映射器，可以将数据集从输入空间映射到高维特征空间；w表示权向量；b表示偏置量；γ∈r
+
表示正则化参数；e＝[e1,e2,...e
l
]
t
表示预报值与实际值之间的误差。

技术总结

本申请公开了一种热电系统钟差预报误差修正系统，包括：接收模块、修正模块、构建模块和唤醒模块；其中，热电系统接收模块用于接收IGS提供的超快速星历数据；热电系统修正模块用于修正热电系统超快速星历数据；热电系统构建模块用于根据热电系统超快速星历数据构建钟差预报误差修正模型，得到预测结果；热电系统唤醒模块用于根据热电系统预测结果判断是否唤醒热电系统。本申请通过接收实时数据，将其恢复成实时钟差，然后基于卫星钟差改正数的特点建立了一种钟差改正数预报模型，解决了实时数据流中存在的延迟、间断等问题。同时，本申请充分考虑卫星钟差的组成特点，构建组合模型进行钟差预报，提高了修正后卫星钟差预报的稳定性和准确性。定性和准确性。定性和准确性。