Ứng dụng mạng nơron nhân tạo dự báo đồ thị phụ tải ngắn hạn hệ thống điện

50 2.3.3 Công c Matlab ANN Toolbox Neural Network Toolbox.. Phƣơng trình dạng luỹ thừa:.. ợ2 .1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠNG NƠRON NHIỀU LỚP LAN TRUYỀN NGƢỢC SAI SỐ BACK PROPAGATION NEU

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HÀ TIẾN HUY ỨNG DỤNG MẠNG NƠ RON NHÂN TẠO DỰ BÁO ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NGẮN HẠN HỆ THỐNG ĐIỆN Chuyên ngành : HỆ THỐNG ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐIỆN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN LÂN TRÁNG Hà Nội – Năm 2013 -1- 1708094064540fcc97b91-a750-4e7e-bff2-e2dd692e9506 17080940645409b5c5508-53c7-404a-941b-258c17744983 1708094064540b0842b98-5bae-45ea-8b4e-bf2ec8b1faec L     n thuyt minh lu     c hin Các s liu s dng thuyt minh, kt qu phân tích tính tốn trung thc tơi tìm hiu tài liu Tác gi Hà Tin Huy -2- MỤC LỤC Trang ph bìa L Danh mc ký hiu ch vit tt Danh mc bng biu Danh mc hình v th Mở đầu 10 Chƣơng 1: Tổng quan dự báo phụ tải mạng nơron nhân tạo 12 1.1 D báo ph ti 12 1.1.1 Gii thiu chung 12 1.1.2 Các loi d báo ph ti 14 1.1.3 Các yu t n ph ti 16 1.1.4  n 19 1.1.4.1 i suy 19 1.1.4.2  20 1.1.4.3  s i thu nhp 21 1.1.4.4  23 1.1.4.5 o 24 1.2 M to 25 1.2.1 Lch s phát trin ca mo 25 1.2.2 Lý thuyt m 27 1.2.2.1 Gii thiu ANN 27 1.2.2.2 Mơ hình m 30 1.2.2.3 Quá trình hc 34 1.2.2.4 Mng lan truyc 33 Kt lu 35 -3- Chƣơng 2: Ứng dụng mạng nơ ron nhiều lớp lan truyền ngƣợc sai số dự báo đồ thị phụ tải ngày 36 2.1 Các khái nin v mu lp lan truyc sai s (back propagation neural network) 36 2.1.1 Cu trúc mng truyn thng 36 2.1.2 Hun luyn mng 37 2.1.2.1 Thut toán lan truyc (backpropagation) 37 2.1.2.2 Hun luyn nhanh 39 2.1.2.3 So sánh b nh t 45 2.2 Xây dng mơ hình mng cho tốn d báo ph ti ngày 45 2.2.1 La chn thông s u cho mơ hình 45 2.2.1.1 La chu cho mơ hình mng 45 2.2.1.2 La chu vào cho mơ hình mng 46 2.2.2 La chn s lp n s p n 48 2.3 S dng Matlab, Guide ANN toolbox mô phng mng 49 2.3.1 Khái nim v Matlab 49 2.3.2 c v Matlab GUIDE 50 2.3.3 Công c Matlab ANN Toolbox (Neural Network Toolbox) 53 2.3.3.1 Các lnh mô phng mo 54 2.3.3.2 Mô phng mhân to bng giao di ha ANN toolbox 55 Kt lu 59 Chƣơng 3: Xây dựng phần mềm mô mạng nơ ron nhân tạo dự báo phụ tải áp dụng cho Thành phố Hà Nội 60 3.1 Xây dng phn mm 60 3.1.1  d liu 60 3.1.2  thut toán 60 3.1.3 Phn mm d báo ph ti ngày Thành ph Hà Ni 61 -4- 3.1.4 Các mã lnh khi to m 66 3.2 Xây dng mơ hình d báo áp dng cho Thành ph Hà Ni 68 3.2.1 Mơ hình mng vi thông s u vào thông s ph ti 24h ca ngày c ngày d báo(24xNx24) 69 3.2.2.1 Thit lp thông s u ca mng 69 3.2.2.2 Kt qu d báo 69 3.2.2 Mơ hình mng vi thơng s ph ti 24h c c ngày d báo, nhi  Tmax Tmin Ttrung bình c  c Tmax Tmin ca ngày d báo(29xNx24) 72 3.2.2 Mơ hình mng vi thơng s ph ti 24h c c ngày d báo, nhi Tmax Tmin Ttrung bình cc T max Tmin , kiu ngày ca ngày d báo(ngày làm vic, ngày ngh) (33xNx24) 74 3.3 Mt s bin pháp nâng cao hiu qu mơ hình d báo 77 3.3.1 Chia tp d liu thành hai tp ngày làm vic ngày ngh 77 3.3.2 Mt s bin pháp khác 80 Kt lu 80 Kt lun kin ngh 81 Tài liu tham kho 82 Ph lc 83 -5- DANH MC CÁC CH VIT TT Chữ viết tắt  ARMA Autoregresive moving average   t t hi quy ANN Artificial Neural Network Mo APE Absolute Percentage Error Sai s tuyi ph MAPE Mean Absolute Percentage Error Sai s tuyi trung bình ph BP Back- propagation Lan truyc DBPT D báo ph ti MSE Mean Sum Erorr Sai s trung bình bình  GUI Graphical User Interface Giao di  h i dùng STT Nguồn gốc Ý nghĩa H thn -6- DANH MC CÁC BNG Bng 3-1 : Kt qu d báo ph ti 24h ngày 30/03/2013(mng 24x17x24) Bng 3-2 : Sai s ngày tun t n ngày 31/03/2013 (mng 24x17x24) Bng 3-3 : Kt qu d báo ph ti 24h ngày 30/03/2013 (mng 29x17x24) Sai s ngày tun t n ngày 31/03/ 2013 (mng 29x17x24) Bng 3-5 : Kt qu d báo ph ti 24h ngày 30/03/2013(mng 33x17x24) Bng 3-6 : Sai s ngày tun t       (mng 29x17x24 Bng 3-7 : Kt qu d  th ph ti ngày 29/03/2013 (mi b ngày ngh) DANH M TH Hình 1.1:  th ph tn Hình 1.2:  th ph ti Hà Ni hai ngày 28/4/2011 30/4/2011 Hình 1.3:  th ph ti Hà Ni ngày có nhi khác Hình 1.4:  th ph ti Hà Ni ngày 2/7/2012 9/7/2012 Hình 1.5: Minh ho mt nron sinh hc Hình 1.6: Mơ hình tốn hc ca nron Hình 1.7: Mơ hình ca mng nron Hình 1.8: Hàm chuyn i Hình 1.9: Mơ hình ANN tng qt Hình 1.10: Mng mt lp mng nhiu lp Hình 1.11: Mng Hopfield Hình 1.12: Mng Kohonen Hình 1.13: Cu trúc ca mng lan truyn nc Hình 2.1: Khng Matlab Guide Hình 2.2: Giao din Matlab Guide Hình 2.3: Giao di ha ANN tool Hình 2.4: Giao di ha Matlab ANN toolbox -7- Hình 2.5: Cu trúc mo Hình 2.6: Menu hun luyn mng Hình 2.7: Quá trình hun luyn mng Hình 2.6:  mng Hình 3.1:  thut tốn Hình 3.2: Khng phn mm Hình 3.3: Giao din ca phn mm Hình 3.4: Giao din khi to m Hình 3.5: Giao din d liu vào Hình 3.6: D li Hình 3.7: Giao din kt qu d báo Hình 3.8: Giao din kt qu d báo dng bng Hình 3.9: Kt qu d  th ph ti ngày 30/03/2013 (mng 24x17x24) Hình 3.10: Kt qu d  th ph ti ngày 30/03/2013 (mng 29x17x24) Hình 3.11: Kt qu d  th ph ti ngày 30/03/2013 (mng 33x17x24) Hình 3.12: Kt qu d  th ph ti ngày 29/03/2013 (mi b ngày ngh) -8- MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài      ,    kinh       quy        Lịch sử nghiên cứu       mt  , báo tài li c  giio d báo ph ti  - TSKH Trn K Phúc  Ving v ghiên cu ng dng mo d báo ngn hn ph tn - Tác gi Phng, Phn  i hng vi ving dng m d báo ph tn t - Tác gi Pauli Murto v Models For Short-term Load  -9- - Tác gi Hsu Y.Y., Yang C.C., v Design of ANN for short-term load forecasting IEE Proceedings, Vol.123 1991. Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu * Mục đích: -   -         - áp  -  * Đối tƣợng:   * Phạm vi nghiên cứu:   Nội dung luận văn Luận văn gồm chƣơng: Chƣơng - Tổng quan dự báo phụ tải mạng nơron nhân tạo      Chƣơng - Ứng dụng mạng nơron nhiều lớp lan truyền ngƣợc sai số dự báo đồ thị phụ tải ngày Trình bày    Chƣơng - Xây dựng phần mềm mô mạng nơ ron nhân tạo dự báo phụ tải áp dụng cho TP Hà Nội Trình bày  - 10 -