dự báo nhu cầu điện năng và phụ tải điện

Chươngư3 Dự báo nhu cầu điện phụ tải điện 3.1 Khái niệm chung 3.2 Dự báo nhu cầu điện 3.3 Dự báo đồ thị phụ tải 3.4 Một số sở liệu dùng cho dự báo 3.1.ưKháiưniệmưchungư 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 3.1.ưKháiưniệmưchungư Dự báo góp phần giải vấn đề sau: -ư Xácư địnhư xuư thếư phátư triểnư củaư nhuư cầuư điệnưnăng -ư Đềư xuấtư nhữngư yếuư tốư cụư thểư quyếtư địnhư nhữngưxuưthếưấy -ưXácưđịnhưquyưluậtưvàưđặcưđiểmưcủaưsựưphátư triểnưcủaưnhuưcầuưđiệnưnăngưvàưphụưtảiưđiện 3.1.ưKháiưniệmưchungư Có ba loại dự báo theo thời gian: -ưDựưbáoưngắnưhạnư(1ữ2ưnăm) -ưDựưbáoưtrungưhạnư(3ữ10ưnăm)ư -ưDựưbáoưdàiưhạnư(15ữ20ưnăm):ưmụcưđíchư chỉưlàưnêuưraưcácưphươngưhướngưphátưtriểnưcóư tínhư chấtư chiếnư lượcư vềư mặtư kinhư tế,ư vềư mặtư khoaưhọcưkỹưthuậtưnóiưchungưkhôngưyêuưcầuư xácưđịnhưchỉưtiêuưcụưthể 3.1.ưKháiưniệmưchung Biểu đồ phụ tải tổng hợp: 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 3.1.ưKháiưniệmưchung Tmax khoảng thời gian sử dụng liên tục công suất cực đại Pmax cho l ợng đợc sử dụng vừa lợng sử dụng thực tế năm theo biểu đồ đ ợc xác định Ptb - công suất trung bình A = Pmax Tmax = 8760 P(t).dt = P t tb 3.1.ưKháiưniệmưchung P P a) b)ưưưưPmax đỉnh Pmax Phầnưbiếnưđổi Pmin Phn áy ưưưưt t (h) 24 0ưưưưưưưưưưưưưưưTmax 8760h Đồưthịưphụưtảiưngàyư(a)ưvàưđồưthịưphụưtảiưkéoưdàiưtrongưnămư(b) 3.1.ưKháiưniệmưchungư 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.ưKháiưniệmưchungư Phơng pháp tính toán dự báo phụ tải điện phân làm loại sau : 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 chuyờn gia, phng phỏp tớnh h s vt trc, phng phỏp so sỏnh i chiu, 3.2.ưDựưbáoưnhuưcầuưđiệnưnăngư 3.2.1 Dự báo nhu cầu điện theo ngành kinh tế quốc dân 3.2.2 Phơng pháp ngoại suy 3.2.3 Phơng pháp tơng quan 3.2.4 Phơng pháp dự báo phân tích trình 3.2.5 Phơng pháp chuyên gia 10 3.3.1.ưCácưđặcưtrưngưcủaưđồưthịưphụưtải 3.3.1.2 Đồ thị phụ tải năm - Thời gian sử dụng công suất cực đại TmaxP = AP/Pmax; TmaxQ = AQ/Qmax; Tg tb = AP/AQ Trong đó: + AP = AP24 KP nC + AQ = AQ24 KQ nC + KP , KQ hệ số tính đến không giống đồ thị phụ tải + nC số ngày làm việc năm 46 3.3.2 Các yếu tố ảnh hởng đến đồ thị phụ tải 3.3.2.1 Thành phần ngành kinh tế quốc dân tham gia vào đồ thị phụ tải Thành phần ngành kinh tế quốc dân tham gia vào đồ thị phụ tải có ảnh hởng lớn đến hình dáng đồ thị phụ tải, đặc biệt tỉ lệ phụ tải công nghiệp phụ tải dân dụng 3.3.2.2 Yếu tố thời tiết Thời tiết có ảnh hởng đến hình dáng đồ thị phụ tải Hai yếu tố thời tiết có ảnh hởng nhiều đến đồ thị phụ tải ánh sáng nhiệt độ không khí 47 3.3.2 Các yếu tố ảnh hởng đến đồ thị phụ tải P P hè ưưưưưưưưưưưđông ưưưưưưưưhè ưưưưưưưđông t t 24 24 ưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưTỉưlệưdânưdụngưcao ưưCôngưsutưcựcưđạiưcủaưbuổiưtốiưlớnư hơnưcựcưđạiưcủaưbuổiưsáng.ưTỉưlệưđóư càngưrõưrệtưvềưmùaưhè.ưPhụưtảiưminư bằngư(50-60)%ưphụưtảiưmax ưưưưưưưưư ưưưưưưưưưưưưưưưưưưưTỉưlệưcôngưnghiệpưcao Côngưsuấtưcựcưđạiưsángưvàưtốiưgầnư bằngưnhau.ưPhụưtảiưminưbằngư(7080)%ưphụưtảiưmax 48 3.3.3 Xõy dng th ph ti bng tr s trung bỡnh theo chui thi gian 3.3.3.1 Phng phỏp thng kờ Ni dung: da trờn cỏc s liu thng kờ ca th ph ti quỏ kh, ỏp dng thut toỏn ngoi suy tỡm th ph ti tng lai thun tin quỏ trỡnh tớnh toỏn th ph ti c qui i v h n v tng i, ly cụng sut trung bỡnh ngy ờm P tb24 lm c s th gi th i ca ngy ờm c qui i theo biu thc Pi Pi* = 100% ; (i = 1ữ24) Ptb 24 49 3.3.3 Xõy dng th ph ti bng tr s trung bỡnh theo chui thi gian Mun d bỏo th ph ti ca mt ngy no ú tng lai (vớ d ngy th hai), ta ly tt c th ca ngy ú quỏ kh ri ngoi suy cụng sut tng i tng gi mt, ta c dỏng iu th ph ti ca ngy cn d bỏo Sau ú kt hp vi nng lng yờu cu A t ca ngy cn d bỏo ta s tớnh c th ph ti thc n v cú tờn theo cỏc cụng thc sau: Ptb24 = At / 24 Pi = Ptb24.Pi* P* t 24 50 3.3.3 Xõy dng th ph ti bng tr s trung bỡnh theo chui thi gian 3.3.3.2 Phng phỏp th mu + Phng phỏp th mu l phng phỏp s dng cỏc thụng s ó c tớnh toỏn sn theo v theo tng vựng khớ hu xõy dng cỏc th ph ti theo cỏc giỏ tr trung bỡnh gii ca cỏc giỏ tr cú th tn ti ca thi gian quan sỏt + Phng phỏp th mu cho phộp tớnh cỏc giỏ tr c trng ca ph ti + Cú th túm tt phng phỏp bng cỏc th tc sau: 51 3.3.3.2 Phng phỏp th mu a Khi xây dựng đồ thị phụ tải năm +ưXácưđịnhưthờiưgianưsửưdụngưcôngưsuấtưcựcưđạiưtrungưbìnhư choưcácưthángưmùaưhèưcủaưcácưphụưtảiưthuộcưcácưkhuưvựcư kinhưtếưnhưư:ưcôngưnghiệp,ưgiaoưthôngưvậnưtải,ưnôngưnghiệp,ư độngưlựcưphiưcôngưnghiệpư ưTrongưđóư: n ưưưưAiưlàưđiệnưnăngưtiêuưthụưcủaưkhuư Ai vựcưkinhưtếưthứưi, KT i =1 Tmax = n ưưưưPimaxưlàưcôngưsuấtưcựcưđạiưcủaư Pi max khuưvựcưkinhưtếưthứưi, i =1 ưưưưưnưlàưsốưkhuưvựcưkinhưtếưtrongư nềnưkinhưtế 52 3.3.3.2 Phng phỏp th mu a, Khi xây dựng đồ thị phụ tải năm +ưXácưđịnhưtỉưtrọngưthànhưphầnưphụưtảiưsinhưhoạtưtrongư tổngưđiệnưnăngưtiêuưthụưcủaưtoànưhệưthốngưđiệnư: ASH SH % = n 100% ( A i ) i =1 ưưTrongưđóưưASHưlàưđiệnưnăngưtiêuưthụưchoưsinhưhoạt +ưTìmưthờiưgianưsửưdụngưcôngưsuấtưcựcưđạiưcủaưtoànưhệư thốngưđiệnưvàoưmùaưhè,ưvìưđóưthườngưlàưthờiưđiểmưcaoưnhấtư HT KT trongưnăm: Tmax he = f (Tmax ; SH ; vung) 53 + Xác định công suất cực đại toàn hệ thống vào mùa hè: A P = + Tìm hệ số mật độ đồ thị phụ tải hèT , max đông he hệ số suy giảm đồ phụ tải mùa hè he HT mùa hè Trong : AHT điện tiêu thụ hệ thống max HT mùa đông hè: nam he he dong he THTmax he 5000 6000 7000 8000 Ptbhe he = he Pmax Ptbdong dong = dong Pmax dong Pmax he = he Pmax 54 3.3.3.2 Phng phỏp th mu a, Khi xây dựng đồ thị phụ tải năm +ưTínhưphụưtảiưcựcưđạiưcủaưnhữngưngàyưlàmưviệcưởưtừngư thángưtrongưnămưcóưxétưđếnưkhảưnăngưnhuưcầuưphátưtriểnưcủaư từngưnămư:ư a K ' 2a Pmax (t) = + t + bcos(30t 15) K '+ b K '+ ưtrongưđóư:ưPmax(t)ưlàưphụưtảiưcựcưđạiưthángưthứưtư(t=1ữ12) 55 +P he + a= = Pmax 2 he dong he Pmax Pmax he b= = Pmax 2 2K P he Pmax b KP + K' = he Pmax b KP he max P dong max Pt KP = Pt1 Pmax he Phầnưcôngưsuấtưcóưthể ưưđưaưraưđạiưtuưthiếtưbị 100% 80% 60% 40% 20% t 12 Đồưthịưphụưtảiưcựcưđạiưcủaư cácưthángưtrongưnăm ưưưtrongưđóưKPưlàưhệưsốưtăngưtrưởngưphụưtảiưhàngưnăm ưưưưưưưưưưưĐồưthịưphụưtảiưnămưdùngưđểưlậpưkếưhoạchưsửaư chữaưthiếtưbịưnhàưmáyưđiệnưvàưtrạmưphânưphối 56 3.3.3.2 Phng phỏp th mu b Xây dựng đồ thị phụ tải ngày ưưưưưưưưưưTínhưgiáưtrịưcôngưsuấtưtrungưbìnhưtrongưtừngưgiờưcủaưngàyư làmưviệcưmùaưđôngưhoặcưmùaưhèưtheoưgiáưtrịưcácưhệưsốưưđôngư vàưưhèư: P (t) = dong (t).P he Ptbhe (t) = he (t).Pmax dong tb dong max t = ữ 24 t = ữ 24 trongưđóư: đông(t)ư=ưf(đôngư;ưgiờư;ưvùng) hèưưư(t)ư=ưf(ưưhèư;ưgiờư;ưvùngư) đôngưvàưưhèưcóưthểưtraưbảng 57 3.4.ưMộtưsốưcơưsởưdữưliệuưdùngưchoưdựưbáo 3.4.1 D liu v kinh t xó hi - GDP v giỏ tr gia tng - Mc tng dõn s - GDP tớnh theo u ngi - T giỏ hi oỏi - Mc lm phỏt - Mc in khớ húa - H thng giao thụng ti - Giỏ nng lng v ngoi nc 3.4.2 D liu v cỏc ngnh nng lng - Than: tr lng, sn lng, nhu cu, giỏ c v ngoi nc v kh nng xut khu - Du, khớ: tr lng, sn lng, nhu cu, giỏ c, kh nng ch bin v kh nng xut nhp khu 58 3.4.ưMộtưsốưcơưsởưdữưliệuưdùngưchoưdựưbáo 3.4.2 D liu v cỏc ngnh nng lng - in: cụng sut v cỏc nh mỏy in, biu ph ti, tn tht, t dựng v kh nng xut nhp khu - Thy nng: thụng s ca cỏc nh mỏy thy in ang hot ng h thng v thụng s ca cỏc nh mỏy thy in mi cú d kin a vo xem xột, lng nc trung bỡnh hng thỏng v lng nc trung bỡnh hng nm ca tng sụng - Nng lng nguyờn t: tr lng v sn lng cỏc m uranium v plutium, kh nng nhp khu nhiờn liu ht nhõn, kh nng xõy dng cỏc nh mỏy in nguyờn t - Nng lng mi v tỏi sinh: kh nng s dng nng lng mt tri, kh nng xõy dng cỏc nh mỏy a nhit, cỏc nh mỏy phong in 59 hết chơng III 60 [...]...3.2.1 Dự báo nhu cầu điện năng theo các ngành của nền kinh tế quốc dân Bớc1: ớc1: Chia các phụ tải điện thành các nhóm phụ tải có tính chất hoạt động và nhu cầu tiêu thụ điện năng đợc xem là gần giống nhau nh: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt v.v Các nhóm phụ tải này lại có thể chia thành các nhóm nhỏ hơn: + Điện năng cho công nghiệp: + Điện năng cho nông nghiệp bao gồm điện năng. .. căn cứ trên các giả thiết về sự biến thiên có thể của các biến kịch bản 13 3.2.1 Dự báo nhu cầu điện năng theo các ngành của nền kinh tế quốc dân 14 3.2.1 Dự báo nhu cầu điện năng theo các ngành của nền kinh tế quốc dân 15 3.2.1 Dự báo nhu cầu điện năng theo các ngành của nền kinh tế quốc dân 16 3.2.1 Dự báo nhu cầu điện năng theo các ngành của nền kinh tế quốc dân * Ưu nhợc điểm của phơng pháp: - Ưu... Dự báo nhu cầu điện năng theo các ngành của nền kinh tế quốc dân Bớc 2 : Xác định nhu cầu điện năng cần thiết cho năm thứ t đợc tính theo công thức : At = ACNt ACNt + ANNt ANNt + AGTt AGTt + ASHt ASHt + ATD ATD + At Bớc 3: 3: Sau khi đánh giá nhu cầu điện năng tổng của toàn bộ hệ thống, việc nghiên cứu biến động của nhu cầu điện năng đợc thực hiện theo phơng pháp kịch bản (có 4 bớc): 1 Phân tích nhu. .. nghiệp bao gồm điện năng phục vụ cho trồng trọt, chăn nuôi, tới tiêu và sinh hoạt Điện năng cho trồng trọt và chăn nuôi có thể xác định theo suất tiêu hao điện năng, điện n năng cho tới tiêu có thể tính theo kế hoạch xây dựng các trạm bơm, điện năng cho sinh hoạt ở nông thôn tính theo mức sử dụng bình quân của các hộ nông dân A CNt = it Bit i =1 11 3.2.1 Dự báo nhu cầu điện năng theo các ngành của... quốc dân + Điện năng cho giao thông bao gồm điện năng cho đờng bộ, đờng sắt, đờng thuỷ và hàng không Điện năng cho giao thông chủ yếu phụ thuộc vào mức độ điện khí hoá đờng sắt, chiếu sáng đ ờng bộ và các cảng (hàng không,biển) + Điện năng cho sinh hoạt tính theo kế hoạch phân phối điện cho sinh hoạt, có thể tính theo mức sử dụng bình quân cho đầu ngời hoặc cho hộ gia đình + Điện năng tự dùng và tổn thất... Phân tích nhu cầu điện năng, xác định tập các biến của kịch bản tức là các thông số tham gia trực tiếp vào mô hình dự báo 2 Sắp xếp các kịch bản, xác định mối liên hệ giữa các kịch bản 3 Đối với mỗi kịch bản cần xác định dải biến thiên của các thông số trong khoảng thời gian dự báo, thờng có ba mức: thấp (bi quan), trung bình (cơ sở) và cao (lạc quan) 4 Xây dựng cơ sở đầu vào cho mô hình dự báo căn cứ... phi tuyn ú bng phng phỏp ly logarit ri ỏp dng cỏc bc trờn 22 3.2.2 Phơng pháp ngoại suy Bớc 2: Xác định các hệ số của hàm dự báo - Các hệ số của hàm dự báo đợc xác định bằng phơng pháp bình phơng cực tiểu A - Cỏc giỏ tr thng kờ c biu din trờn th A(t) bng cỏc im - Xét hàm dự báo tuyến tính : A = a + bt t Hỡnhưư3-2 23 3.2.2 Phơng pháp ngoại suy - Thng thỡ giỏ tr Ai tớnh theo (3.7) s lch khi giỏ tr... khụng tuyn tớnh, ta cú th dựng phng phỏp ly logarit tuyn tớnh húa ri dựng cỏc phng phỏp trờn õy tớnh 26 3.2.2 Phơng pháp ngoại 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 + ) Trong ú: A0 l nng lng tiờu th nm c100 s; t A(t) Ahng C nm; 0 l tng trung= bỡnh t0 l nm c s ú quan sỏt c A0 27 3.2.2 Phơng pháp ngoại suy ưưVíưdụư: Điện năng tiêuưthụưởưmộtưđịaưphươngưtừư1982ưđếnư... Phơng pháp ngoại 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 28 3.2.2 Phơng pháp ngoại suy Bàiưlàm Đầuưtiênưtaưtínhưy(t)=lgưA(t).ư y(1)=lgA(1)=ưlg106.7,34ưư6,866.ưư Tínhưtoánưtươngưtựưtaưcóưbảngưkếtưquảưnhưưsau:... - Nhợc điểm : Không dùng cho qui hoạch dài hạn vì số liệu đầu vào khi đó sẽ không chính xác 17 3.2.2 Phơng pháp ngoại 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 Nh vy ta cn