Dự báo nhu cầu điện năng và phụ tải điện

Chươngư3 Dự báo nhu cầu điện phụ tải điện 3.1 Khỏi nim chung 3.2 D bỏo nhu cu in nng theo cỏc ngnh KTQD 3.3 Phng phỏp ngoi suy 3.4 Phng phỏp tng quan 3.5 Phng phỏp phõn tớch quỏ trỡnh 3.6 Phng phỏp chuyờn gia 3.1.ưKHI NiM CHUNG Nhu cầu điện đồ thị phụ tải điện số liệu đầu vào quan trọng, định lớn chất lợng việc qui hoạch hệ thống điện Dữ liệu đầu vào quan trọng để lập QHHTĐ dự báo nhu cầu điện cho mốc thời gian tơng lai Vai trò dự báo nhu cầu điện có tác dụng to lớn, liên quan đến quản lý kinh tế nói chung qui hoạch hệ thống điện nói riêng Dự báo qui hoạch hai giai đoạn liên kết chặt chẽ với trình quản lý Dự báo góp phần giải vấn đề sau: -ưXácưđịnhưxuưthếưphátưtriểnưcủaưnhuưcầuưđiệnưnăng -ưĐềưxuấtưnhữngưyếuưtốưcụưthểưquyếtưđịnhưnhữngưxuưthếưấy -ưXácưđịnhưquyưluậtưvàưđặcưđiểmưcủaưsựưphátưtriểnưcủaưnhuưcầuưđiệnưnăngưvàư phụưtảiưđiện 3.1.ưKHI NiM CHUNG Có ba loại dự báo theo thời gian: -ưDựưbáoưngắnưhạnư(1ữ2ưnăm) -ưDựưbáoưtrungưhạnư(3ữ10ưnăm)ư -ưDựưbáoưdàiưhạnư(15ữ20ưnăm):ưmụcưđíchưchỉưlàưnêuư raư cácư phươngư hướngư phátư triểnư cóư tínhư chấtư chiếnư lượcư vềư mặtưkinhưtế,ưvềưmặtưkhoaưhọcưkỹưthuậtưnóiưchungưkhôngư yêuưcầuưxácưđịnhưchỉưtiêuưcụưthể 3.1.ưKHI NiM CHUNG Biểu đồ phụ tải đợc xây dựng cho số ngày điển hình (làm việc, nghỉ, mùa đông, mùa hè) Tổng hợp biểu đồ phụ tải ngày (theo số liệu theo loại biểu đồ) ta đợc biểu đồ phụ tải kéo dài năm cho mức công suất Đồ thị phụ tải kéo dài năm liệu sở quan trọng tính toán QHHTĐ, cho phép xác định thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax Tmax khoảng thời gian sử dụng liên tục công suất cực đại P max cho lợng đợc sử dụng vừa lợng sử dụng thực tế năm theo biểu đồ8760 đợc xác định Ptb - công suất A = Pmax Tmax = P(t).dt = Ptb t trung bình 3.1.ưKHI NiM CHUNG P P a) b)ưưưưPmax đỉnh Pmax Phầnưbiếnưđổi Pmin Phn áy t (h) 24 0ưưưưưưưưưưưưưưưTmax ưưưưt 8760h Đồưthịưphụưtảiưngàyư(a)ưvàưđồưthịưphụưtảiưkéoưdàiưtrongưnămư(b) 3.1.ưKHI NiM CHUNG ư ư Đểư thựcư hiệnư đượcư việcư quiư hoạchư hệư thốngư điệnưchoưtươngưlaiư15-20ưnămưcầnưphảiưcóưsốưliệuư dựưbáoưcủaưcácưngànhưkinhưtếưquốcưdânưkhác.ưNhư ngư việcư quiư hoạchư củaư cácư ngànhư kinhư tếư quốcư dânư khácư lạiư thườngư làmư sauư nênư xácư địnhư mộtư cáchư chínhư xácư độư tăngư củaư phụư tảiư điệnư làư rấtư khóưkhăn.ư Việc xác định phụ tải điện bao gồm hai việc: - Xác định nhu cầu điện - Xác định đồ thị phụ tải điện 3.1.ưKHI NiM CHUNG Cỏc phơng pháp dự báo: 1- Phơng pháp tính trực tiếp: Dựa kế hoạch phát triển ngành kinh tế quốc dân, tính nhu cầu điện 2- Phơng pháp ngoại suy: Dựa số liệu phụ tải khứ, từ suy phụ tải điện tơng lai 3- Phơng pháp hồi qui chiều hồi qui nhiều chiều: Phơng pháp dựa mối tơng quan phụ tải điện ngành kinh tế khác kinh tế quốc dân để tìm nhu cầu điện tơng lai Phng phỏp d bỏo bng phõn tớch quỏ trỡnh 5- Phng phỏp chuyờn gia 3.2 D BO NHU CU iN NNG THEO CC NGNH KTQD Bớc1: Chia phụ tải điện thành nhóm phụ tải có tính chất hoạt động nhu cầu tiêu thụ điện đợc xem gần giống nh: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt v.v Các nhóm phụ tải lại chia thành nhóm nhỏ hơn: n it Bit + Điện cho công nghiệp: A CNt = i =1 + Điện cho nông nghiệp bao gồm điện phục vụ cho trồng trọt, chăn nuôi, tới tiêu sinh hoạt Điện cho trồng trọt chăn nuôi xác định theo suất tiêu hao điện năng, điện tiêu tính theo kế hoạch xây dựng trạm bơm, điện cho sinh hoạt nông thôn tính theo mức sử dụng bình quân hộ nông dân 3.2 D BO NHU CU iN NNG THEO CC NGNH KTQD + Điện cho giao thông bao gồm điện cho đờng bộ, đ ờng sắt, đờng thuỷ hàng không Điện cho giao thông chủ yếu phụ thuộc vào mức độ điện khí hoá đờng sắt, chiếu sáng đờng cảng (hàng không,biển) + Điện cho sinh hoạt tính theo kế hoạch phân phối điện cho sinh hoạt, tính theo mức sử dụng bình quân cho đầu ng ời cho hộ gia đình + Điện tự dùng tổn thất tính gần theo tiêu chuẩn 3.2 D BO NHU CU iN NNG THEO CC NGNH KTQD Bớc : Xác định nhu cầu điện cần thiết cho năm thứ t đợc tính theo công thức : At = ACNt + ANNt + AGTt + ASHt + ATD + At Bớc 3: Sau đánh giá nhu cầu điện tổng toàn hệ thống, việc nghiên cứu biến động nhu cầu điện đợc thực theo phơng pháp kịch (có bớc): Phân tích nhu cầu điện năng, xác định tập biến kịch tức thông số tham gia trực tiếp vào mô hình dự báo Sắp xếp kịch bản, xác định mối liên hệ kịch Đối với kịch cần xác định dải biến thiên thông số khoảng thời gian dự báo, thờng có ba mức: thấp (bi quan), trung bình (cơ sở) cao (lạc quan) Xây dựng sở đầu vào cho mô hình dự báo giả thiết biến thiên biến kịch 10 3.3 PHNG PHP NGOI SUY Bàiưlàm Đầuưtiênưtaưtínhưy(t)=lgưA(t).ư y(1)=lgA(1)=ưlg106.7,34ưư6,866.ưư Tínhưtoánưtươngưtựưtaưcóưbảngưkếtưquảưnhưưsau: t 7,34 11,43 A(t) (106kWh) y(t)=lgA(t) 6,866 7,058 14,25 16,25 19,40 24,98 34,97 7,154 7,211 7,288 7,398 7,544 27 3.3 PHNG PHP NGOI SUY GiảưsửưtaưchọnưhàmưA(t)ư=ưA0Cưt,ưnhưưvậy:ưưưưưưưư ưy(t)ư=ưlgưA(t)ư=ưlgA0ư+ưt.lgưCưư hayưtaưcóư:ưưưưưưy(t)ư=ưaư+ưbt ưưưưưưưưtrongưđóư:ưưưaư=ưlgưA0ư;ưbư=ưlgưC ưưCầnưkiểmưđịnhưtheoưcácưbướcưsauư: a)ưTínhưhệưsốưtươngưquanưcủaưyưvàưtư:ưưưư n r= [ ( yi y )( t i t ) ] i =1 [ n i =1 ( yi y ) ][ n ( ti t )2 ] i =1 28 3.3 PHNG PHP NGOI SUY Với: n t = ti = n i =1 n y = yi = 7, 217 n i =1 ưưưưưVậyưtaưcó:ưrư=ư0,987 ưb)ưKiểmưđịnhưhàmưtuyếnưtínhưtheoưư: ưưưưưVỡưưưnưư0,05;5=2,571 Nhưưvậyưquanưhệưtrênưlàưcóưthểưchấpưnhậnưđược c)ưLậpưhệưphươngưtrỡnhưxácưđịnhưaưvàưbưtheoưphươngưphápưbỡnhưphư ơngưcựcưtiểu.ưTaưcóư: na + ( t i )b = y i ( t i )a + ( t i )b = y i t i 29 3.3 PHNG PHP NGOI SUY ưưTrongưđóư: tiư=ư1+2+3+4+5+6+7=ư28 ti2ư=ư140 tiyiư=(lgưAi)tiư=ư204,476 yiư=lgưAiư=ư50,531 Thay vo ta cú: ưư Vy hm hi qui cú dng: A(t)=106,8 100,1t (kWh) ng vi nm 2000 ta cú: t=19 nờn A(2000)=106,8101,9=108,7=501.106 kWh 30 3.4.ưPHNG PHP TNG QUAN Phng phỏp tng quan da trờn quan h gia ph ti in (ch yu l in nng) v cỏc ch tiờu c bn ca cỏc ngnh kinh t quc dõn Vớ d quan h gia in v than, in v thu nhp kinh t quc dõn, in v dõn s Cỏc bc: Bc 1: Xỏc nh quan h tng quan gia in nng (A) v ch tiờu cn xột [x] Bc 2: Xỏc nh quan h gia cỏc ch tiờu ú vi thi gian t Sau ú trờn c s d bỏo phỏt trin ca cỏc ch tiờu trờn theo thi gian, tớnh nhu cu in theo quan h tng quan 31 3.4 PHNG PHP TNG QUAN x A xk Ak xkưưưưưưưưx tkưưưưưưưưưưưưưt Quan hệ tơng quan 32 3.4 PHNG PHP TNG QUAN n -Tính hệ số tơng quan r : r = - Tính giá trị hệ số + Nếu n < 25 : r n2 = |1 r | [(A i =1 i A)(x i x)] (A A) (x x) i i i =1 i =1 n + Nu n 25: n = r n 1+ r2 Tra bng Student giỏ tr ,f So sỏnh v ,f kim tra xem quan h ú cú th chp nhn l quan h tuyn tớnh hay khụng Nu khụng ta cn gi thit nú l mt quan h phi tuyn no ú ri li tuyn tớnh húa bng cỏch ly logarit Sau xỏc nh c quan h gia A v x, ta phi da vo quan h gia x v t ó bit tỡm quan h gia A v t 33 Vớ d : tng quan hai chiu gia in nng v sn lng cụng nghip c cho bng, hóy xỏc nh nhu cu in nng sn lng cụng nghip ca a phng ú t c 20.106 ng Gii: T bng s liu ta tớnh c: x 133,5 x= = = 9,54 n 14 y = 61,3 = 4,38 A= n 14 0,98 14 0,98.3, 46 = = = 17, 06 0,199 0,98 n r= (A i =1 n i A)(x i x) n (A A) (x i i =1 i x) = 36, 26 = 0,98 26,1.52, 43 i =1 Vớiư=0,05ư;ưfư=14-2ư=ư12ưtraưbngưđượcư0,05;12ư=ư2,18 Nhưưvậyưư>ư0,05;12ưưvàưtaưcóưthểưchấpưnhậnưtươngưquanưtuyếnưtínhưA=ưaư +ưbx ưưưưư 34 A Sốưtt (MWh) ưưưưư_ Ai-A SLCN (106ưđ) ưưưư_ xi-x ưưưưưư_ưưưưưưư_ (Ai-A)(xi-x) ưưư_ưưư (Ai-A)2 ưưư_ (xi-x)2 x2 xy (i) (y) (x) 2,7 -1,68 6,7 -2,84 4,77 2,82 8,07 44,89 18,09 2,8 -1,58 6,9 -2,64 4,17 2,49 6,97 47,61 19,32 2,9 -1,48 7,2 -2,34 3,46 2,19 5,48 51,84 20,88 3.0 -1,38 7,6 -1,94 2,67 1,90 3,76 57,76 22,80 3,2 -1,18 8,4 -1,14 1,34 1,39 1,30 70,56 26,88 3,4 -0,98 8,8 -0,74 0,72 0,96 0,55 77,44 29,92 4,0 -0,38 9,1 -0,44 0,17 0,14 0,19 82,81 36,40 4,8 0,42 9,8 0,26 0,11 0,18 96,04 47,04 5,0 0,62 10,5 0,96 0,60 0,39 0,07 0,92 110,25 52,50 10 5,2 0,82 10,8 1,26 1,04 0,67 1,59 116,64 56,16 11 5.4 1,02 11,3 1,76 1,80 3,10 127,69 61,02 12 5,7 1,32 11,8 2,26 2,99 1,04 1,75 5,11 139,24 67,26 13 6,2 1,82 12,1 2,56 4,67 3,32 6,58 146,41 75,02 14 7,0 2,62 12,5 2,96 7,76 6,87 8,76 156,25 87,50 61,3 36,26 26,10 52,43 1325,4 35 620,8 133,5 ưBướcưtiếpưtheoưtínhưcácưthôngưsốưaưvàưbưtrongưhàmưtươngưquanưgiữaưđiệnư năngưtiêuưthụưAưvàưsảnưlượngưcôngưnghiệpưxưbằngưphươngưphápưbìnhưphươngư cựcưtiểu.ưTừưquanưhệưgiữaưAưvàưxư: ưưưưưưưưưưưưưưưưưưưAư=ưyư=ưaư+ưbxưưưưsuyưra: na + b x i = y i a x + b x i = x i yi i Thayưsốưvàoưtaưcóư:ư ưưưưưưưưưưưưưưư14aư+ư133,5bưưư=ư61,3 ưưưưưưưưưưưưưưư133,5aư+ư1325,4bư=ư620,8ưư ưưưưưưGiiưraưtaưđượcư:ưaư=ư-2,22 ưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưbư=ưư0,69 A(MWh) ưưư x(106đ) -2,22ư 3,22 Nhưưvậyư:ưưưưưưưưưưưưAư=ưyư=ưư-2,22ư+ư0,69x ưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưư=ưư-2,22ư+ư0,69.20ư ưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưư=ư11,58ưMWh ưưưưưưưưưư ưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưư 36 3.5.ưPHNG PHP D BO BNG PHN TCH QU TRèNH Phơng pháp đợc khuynh hớng phát triển nhu cầu sơ cân đối nhu cầu với nhịp độ phát triển kinh tế quốc dân Ngời ta đa hệ số gọi hệ số vợt trớc: tỉ số nhịp độ phát triển lợng điện với nhịp độ phát triển toàn kinh tế quốc dân Phơng pháp nói lên xu phát triển với độ xác để tham khảo 37 3.5.ưPHNG PHP D BO BNG PHN TCH QU TRèNH Xu chịu ảnh hởng nhiều yếu tố khác làm cho thay đổi nh sau: - Do đổi công nghệ đổi quản lí nên suất tiêu hao điện nhiều sản phẩm công nghiệp ngày giảm xuống - Do điện ngày đợc sử dụng rộng rãi ngành kinh tế quốc dân địa phơng nên nhu cầu lại tăng nhanh - Do cấu kinh tế không ngừng thay đổi 38 3.6 PHNG PHP CHUYấN GIA - Bài toán phải lựa chọn lời giải điều kiện đa tiêu bất định nên thờng đợc thực cá nhân định có tham khảo ý kiến hội đồng t vấn Tiến hành theo thủ tục nh sau: chuyên gia cho điểm theo tiêu chuẩn theo thang điểm thống sau xử lí tổng hợp đánh giá chuyên gia theo qui tắc định Một vài qui tắc: a Tất chuyên gia có trình độ đợc coi nh ngang Trong trờng hợp này, đánh giá tổng hợp trung bình số học 39 3.6 PHNG PHP CHUYấN GIA b Mỗi chuyên gia đánh giá cho điểm trình độ thành thạo chuyên gia theo hai cách : + Chỉ đánh giá + Đánh giá ngời trừ + Lấy đánh giá trung bình, điểm tiêu chuẩn chuyên gia đợc nhân lên với trọng số thành thạo chuyên gia sau đợc đánh giá tổng hợp, loại bỏ đánh giá cực đoan cao thấp tiêu chuẩn nhằm tránh sai số - Phơng pháp cho điểm thờng đợc ứng dụng trờng hợp so sánh tiêu chuẩn đơn giản 40 hết chơng III 41 [...]... quan h phi tuyn ú bng phng phỏp ly logarit ri ỏp dng cỏc bc trờn 20 3.3 PHNG PHP NGOI SUY Bớc 2: Xác định các hệ số của hàm dự báo - Các hệ số của hàm dự báo A đợc xác định bằng phơng pháp bình phơng cực tiểu - Cỏc giỏ tr thng kờ c biu din trờn th A(t) bng cỏc im - Xét hàm dự báo tuyến tính : Hỡnhưư3-2 A = a + bt t 21 3.3 PHNG PHP NGOI SUY - Thng thỡ giỏ tr Ai s lch khi giỏ tr thc Athi mt lng l: =... khụng tuyn tớnh, ta cú th dựng phng phỏp ly logarit tuyn tớnh húa ri dựng cỏc phng phỏp trờn õy tớnh 24 3.3 PHNG PHP NGOI SUY Trong bi toỏn d bỏo nhu cu in nng, hm d bỏo dựng ph bin nht l: ( t t0 ) A(t) = A 0 (1 + ) 100 A(t) = A 0C t Trong ú: A0 l nng lng tiờu th nm c s; l tng trung bỡnh hng nm; t0 l nm c s ú quan sỏt c A0 25 3.3 PHNG PHP NGOI SUY ưưVíưdụư: Điện năng tiêuưthụưởưmộtưđịaưphươngưtừư1982ưđếnư... 36,26 26,10 52,43 1325,4 35 620,8 133,5 ư ưBướcưtiếpưtheoưtínhưcácưthôngưsốưa và bưtrongưhàmưtươngưquanưgiữa điện năng tiêuưthụưA và sảnưlượngưcôngưnghiệpưxưbằngưphươngưphápưbìnhưphươngư cựcưtiểu.ưTừưquanưhệưgiữaưA và xư: ưưưưưưưưưưưưưưưưưưưAư=ưyư=ưaư+ưbxưưưưsuyưra: ư na + b x i = y i 2 a x + b x i = x i yi i Thayưsốưvàoưtaưcóư:ư ưưưưưưưưưưưưưưư14aư+ư133,5bưưư=ư61,3 ưưưưưưưưưưưưưưư133,5aư+ư1325,4bư=ư620,8ưư... PHNG PHP NGOI SUY ưưVíưdụư: Điện năng tiêuưthụưởưmộtưđịaưphươngưtừư1982ưđếnư 1988ưchoưnhưưsau: ư Nm 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 A(t) 7,34 (106kWh) 11,43 14,25 16,25 19,40 24,98 34,97 Hãy dự báo nhu cầu điện nng nm 2000 ca a phng ú bằngưphươngưphápưngoạiưsuy 26 3.3 PHNG PHP NGOI SUY Bàiưlàm Đầuưtiênưtaưtínhưy(t)=lgưA(t).ư y(1)=lgA(1)=ưlg106.7,34ưư6,866.ưư Tínhưtoánưtươngưtựưtaưcóưbảngưkếtưquảưnhưưsau:...3.2 D BO NHU CU iN NNG THEO CC NGNH KTQD 11 3.2 D BO NHU CU iN NNG THEO CC NGNH KTQD 12 3.2 D BO NHU CU iN NNG THEO CC NGNH KTQD 13 3.2 D BO NHU CU iN NNG THEO CC NGNH KTQD * Ưu nhợc điểm của phơng pháp: - Ưu điểm : Thuật toán đơn giản, giải đơn giản, chắc chắn có nghiệm - Nhợc điểm : Không dùng cho qui hoạch dài hạn vì số liệu đầu vào khi đó sẽ không chính xác 14 3.3 PHNG... a)ưTínhưhệưsốưtươngưquanưcủaưy và tư:ưưưư n r= [ ( yi y )( t i t ) ] i =1 [ n i =1 ( yi y ) 2 ][ n ( ti t )2 ] i =1 28 3.3 PHNG PHP NGOI SUY Với: 1 n t = ti = 4 n i =1 1 n y = yi = 7, 217 n i =1 ưưưưưVậyưtaưcó:ưrư=ư0,987 ưb)ưKiểmưđịnhưhàmưtuyếnưtínhưtheoưư: ưưưưưVỡưưưnưư0,05;5=2,571 Nhưưvậyưquanưhệưtrênưlàưcóưthểưchấpưnhậnưđược c)ưLậpưhệưphươngưtrỡnhưxácưđịnhưa và bưtheoưphươngưphápưbỡnhưphư... trong bng, hóy xỏc nh nhu cu in nng khi sn lng cụng nghip ca a phng ú t c 20.106 ng Gii: T bng s liu ta tớnh c: x 133,5 x= = = 9,54 n 14 y = 61,3 = 4,38 A= n 14 0,98 14 2 0,98.3, 46 = = = 17, 06 2 0,199 1 0,98 n r= (A i =1 n i A)(x i x) n (A A) (x 2 i i =1 i x) 2 = 36, 26 = 0,98 26,1.52, 43 i =1 Vớiư=0,05ư;ưfư=14-2ư=ư12ưtraưbngưđượcư0,05;12ư=ư2,18 Nhưưvậyưư>ư0,05;12ư và taưcóưthểưchấpưnhậnưtươngưquanưtuyếnưtínhưA=ưaư... sẽ không chính xác 14 3.3 PHNG PHP NGOI SUY c xõy dng da trờn mi quan h gia in nng v thi gian trong quỏ kh Ni dung: tỡm ra qui lut tng trng ca nhu cu in nng trong quỏ kh di dng hm s A= f(t) Sau ú trờn c s gi thit rng qui lut ú cng ỳng trong tng lai thỡ s tớnh c nhu cu in nng ti bt kỡ mt thi im no trong tng lai 15 3.3 PHNG PHP NGOI SUY Cỏc bc: - Bc 1: Tỡm dng hm s mụ t ỳng qui lut phỏt trin ca ph ti trong... Bc 2: Xỏc nh cỏc h s ca hm d bỏo ú - Bc 3: Xỏc nh giỏ tr in nng tng lai 16 3.3 PHNG PHP NGOI SUY Bc 1: Tỡm dng hm s mụ t ỳng qui lut phỏt trin ca ph ti trong quỏ kh Gi hm d bỏo A = f(t) l tuyn tớnh v dựng phng phỏp xỏc sut thng kờ kim nh gi thit thng kờ ny Xỏc nh h s tng quan r gia A v t: n r= Vi: [(A i =1 i A)(t i t )] n (A A) 2 n (t t ) 2 i i i =1 i =1 1 n A = Ai ; n i =1 1 n t... s Cỏc bc: Bc 1: Xỏc nh quan h tng quan gia in nng (A) v ch tiờu cn xột [x] Bc 2: Xỏc nh quan h gia cỏc ch tiờu ú vi thi gian t Sau ú trờn c s d bỏo phỏt trin ca cỏc ch tiờu trờn theo thi gian, tớnh ra nhu cu in theo quan h tng quan 31 3.4 PHNG PHP TNG QUAN x A ư xk Ak xkưưưưưưưưx tkưưưưưưưưưưưưưt Quan hệ tơng quan 32 3.4 PHNG PHP TNG QUAN n -Tính hệ số tơng quan r : r = - Tính giá trị của hệ số + Nếu