dự báo nhu cầu điện năng và phụ tải điện

Chươngư3 Dự báo nhu cầu điện phụ tải điện Nội dung 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 l ợng 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: -ưXácưđịnhưxuưthếưphátưtriểnưcủaưnhuư cầuưđiệnưnăng -ưĐềưxuấtưnhữngưyếuưtốưcụưthểưquyếtư địnhưnhữngưxuưthếưấy -ưXácưđịnhưquyưluậtưvàưđặcưđiểmưcủaư sựưphátưtriểnưcủaưnhuưcầuưđiệnưnăngưvàư phụưtảiưđiện Có ba loại dự báo theo thời gian: -ưDựưbáoưngắnưhạnư(1ữ2ưnăm) -ưDựưbáoưtrungưhạnư(3ữ10ưnăm)ư -ư Dựư báoư dàiư hạnư (15ữ20ư năm):ư mụcư đíchư chỉư làư nêuư raư cácư phươngư hướngư phátư triểnưcóưtínhưchấtưchiếnưlượcưvềưmặtưkinhưtế,ư vềưmặtưkhoaưhọcưkỹưthuậtưnóiưchungưkhôngư yêuưcầuưxácưđịnhưchỉưtiêuưcụưthể.ưư 3.1.ưKháiưniệmưchungư(tt) 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 đ ợc 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 Pmax cho lợng đợc sử dụng vừa lợng sử dụng thực tế năm theo biểu đồ đợc xác định Ptb - công suất trung bình A = Pmax Tmax = 8760 P(t).dt = P tb t P P a) b)ưưưưPmax đỉnh Pmax Phầnưbiếnưđổi P Phn áy ưưưưt t (h) 24 0ưưưưưưưưưưưưưưưTmax 8760h Đồưthịưphụưtảiưngàyư(a)ưvàưđồưthịưphụưtảiưkéoưdàiưtrongưnămư(b) 3.1.ưKháiưniệmưchungư(tt) ưưưưĐểưthựcưhiệnưđượcưviệcưquiưhoạchưhệưthốngưđiệnư choưtươngưlaiư15-20ưnămưcầnưphảiưcóưsốưliệuưdựưbáoư củaưcácư ngànhưkinhưtếưquốcưdânưkhác.ưNhưngưviệcư quiưhoạchưcủaưcácưngànhưkinhưtếưquốcưdânưkhácưlạiư thườngư làmư sauư nênư xácư địnhư mộtư cáchư chínhư xácư độưtăngưcủaưphụưtảiưđiệnưlàưrấtưkhóưkhăn.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(tt) 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 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 P P t t Đồưthịưphụưtảiưkhiưtốiưtrờiư(nétưđứt)ư vàưkhiưtrờiưsáng Đồưthịưphụưtảiưkhiưưtrờiưnóngư(nétư đứt)ưvàưkhiưtrờiưlạnh(nétưliền) 52 ưưưưưưưưưưChếưđộưphụưtảiưcựcưđạiưvàưchếưđộưphụưtảiư cựcưtiểuưlàưnhữngưyếuưtốưrấtưquanưtrọngưkhiưthiếtư kếưvàưvậnưhànhưhệưthốngưđiện.ư Côngưsuấtưcựcưđạiưcóưliênưquanưđếnưđộưdựư trữưcôngưsuất,ưcònưcôngưsuấtưcựcưtiểuưlạiưcóưliênư quanưđếnưđộưlinhưhoạtưcủaưcácưnhàưmáyưđiện.ư Thườngưtỉưlệưgiữaưcôngưsuấtưcựcưtiểuưvàưcôngư suấtưcựcưđạiưlàư: ưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưPmin/ưPmaxưư0,5-0,8 53 3.3.3 Xây dựng đồ thị phụ tải trị số trung bình theo chuỗi thời gian 3.3.3.1 Phơng pháp thống kê Dựa số liệu thống kê đồ thị phụ tải khứ, áp dụng thuật toán ngoại suy để tìm đồ thị phụ tải tơng lai Đồ thị thứ i đợc qui đổi theo biểu thức : Pi Pi* = 100 % Ptb 24 (i = ữ 24) 54 Muốn dự báo đồ thị phụ tải ngày tơng lai (ví dụ ngày thứ hai chẳng hạn), ta lấy tất đồ thị phụ tải ngày khứ ngoại suy công suất tơng đối một, ta đợc dáng điệu đồ thị phụ tải ngày cần dự báo Sau kết hợp với lợng yêu cầu At ngày cần dự báo ta tính đợc đồ thị phụ tải thực đơn vị có tên theo công thức sau : Ptb24 = At / 24 Pi = Ptb24 Pi* P* t 55 24 3.3.3.2 Phơng pháp đồ thị mẫu Phơng pháp sử dụng thông số đợc tính toán sẵn theo mùa theo vùng khí hậu để xây dựng đồ thị phụ tải theo giá trị trung bình giải giá trị tồn thời gian quan sát Phơng pháp đồ thị mẫu cho phép tính giá trị đặc trng phụ tải Có thể tóm tắt phơng pháp thủ tục nh sau : 56 a Khi xây dựng đồ thị phụ tải năm + Xác định thời gian sử dụng công suất cực đại trung bình cho tháng mùa hè phụ tải thuộc khu vực kinh tế nh : công nghiệp, giao thông vận tải, nông nghiệp, động lực phi công nghiệp ưtrongưđóư: n KT max T = A i =1 n i P i =1 i max ưưưưAiưlàưđiệnưnăngưtiêuưthụư củaưkhuưvựcưkinhưtếưthứưi, ưưưưPimaxưlàưcôngưsuấtưcựcưđạiư củaưkhuưvựcưkinhưtếưthứưi, ưưưưưnưlàưsốưkhuưvựcưkinhưtếư 57 trongưnềnưkinhưtế + Xác định tỉ trọng thành phần phụ tải sinh hoạt tổng điện tiêu thụ toàn hệ thống điện : SH % = ASH n ( Ai ) 100% i =1 ASH điện tiêu thụ cho sinh hoạt 58 + Tìm thời gian sử dụng công suất cực đại toàn hệ thống điện vào mùa hè, thờng thời điểm cao năm: HT KT Tmax he = f (Tmax ; SH ; vu ng ) HT Tmax he KT Tmax SH% 59 + Xác định công suất cực đại toàn hệ thống AHT vào mùa hè: he P = max HT Tmax he : AHT điện tiêu thụ hệ thống mùa hè + Tìm hệ số mật độ đồ thị phụ tải hè , đông hệ số suy giảm đồ phụ tải mùa hèPvà = mùa đông hè: P nam he he dong he dong he he THTmax he 5000 he tb he max 6000 7000 8000 60 Ptbdong = dong Pmax dong Pmax = he Pmax + Tính phụ tải cực đại ngày làm việc tháng năm có xét đến khả nhu cầu phát triển năm : a K '1 2a Pmax (t ) = + t + b cos(30t 15) K '+1 b K '+1 ưtrongưđóư:ưPmax(t)ưlàưphụưtảiưcựcưđạiưthángưthứư tư(t=1ữ12) 61 Pmax +P he + a= = Pmax 2 he dong he Pmax Pmax he b= = Pmax 2 2K P he Pmax b K P +1 K '= he Pmax b KP he max P KP = dong max Pt Pt1 Phầnưcôngưsuấtưcóưthể ưưđưaưraưđạiưtuưthiếtưbị he 100% 80% 60% 40% 20% t 12 Đồưthịưphụưtảiưcựcưđạiưcủaư cácưthángưtrongưnăm ưưưtrongưđóưKPưlàưhệưsốưtăngưtrưởngưphụưtảiưhàngưnăm ưưưưưưưưưưưĐồưthịưphụưtảiưnămưdùngưđểưlậpưkếưhoạchưsửaư chữaưthiếtưbịưnhàưmáyưđiệnưvàưtrạmưphânưphối 62 b Xây dựng đồ thị phụ tải ngày Tính giá trị công suất trung bình ngày làm việc mùa đông mùa hè theo giá trị hệ số đông hè : dong tb P (t ) = dong (t ).P t = ữ 24 dong max P (t ) = he (t ).P he tb t = ữ 24 he max trongưđóư: đông(t)ư=ưf(đôngư;ưgiờư;ưvùng) hèưưư(t)ư=ưf(ưưhèư;ưgiờư;ưvùngư) đôngưvàưưhèưcóưthểưtraưbảng 63 3.4.ưMộtưsốưcơưsởưdữưliệuư dùngưchoưdựưbáo Dữ liệu kinh tế - xã hội GDP giá trị gia tăng; Mức tăng dân số; GDP tính theo đầu ngời; Tỉ giá hối đoái; Mức độ lạm phát; Mức độ điện khí hoá; Hệ thống giao thông vận tải; Giá lợng nớc Dữ liệu ngành lợng Than : trữ lợng, sản lợng, nhu cầu, giá nớc khả xuất khẩu; Dầu, khí : trữ lợng, sản lợng, nhu cầu, giá cả, khả chế biến khả xuất nhập khẩu; Điện : Công suất nhà máy điện, biểu đồ phụ tải, tổn 64 khẩu; thất, tự dùng khả xuất nhập Thu nng: thông số nhà máy thuỷ điện hoạt động hệ thống thông số nhà máy thuỷ điện có dự kiến đa vào để xem xét, lợng nớc trung bình hàng tháng lợng nớc trung bình hàng năm sông; Năng lợng nguyên tử : Trữ lợng sản lợng mỏ urani plutoni, khả nhập nhiên liệu hạt nhân, khả xây dựng nhà máy điện nguyên tử; Năng lợng tái sinh : khả sử dụng lợng mặt trời, khả xây dựng nhà máy địa nhiệt, nhà máy phong điện 65 hết chơng III 66 [...]...3.2. Dự báo nhu cầu điện năng (tt) 3.2.1 Dự báo nhu cầu điện năng theo các ngành của nền kinh tế quốc dân Bớc1: 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: 11 3.2. Dự báo nhu cầu điện năng (tt)... dân 12 3.2. Dự báo nhu cầu điện năng (tt) 3.2.1 Dự báo nhu cầu điện năng theo các ngành của nền kinh tế quốc dân (tt) + 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 đờng bộ và các cảng (hàng không,biển) + Điện năng cho sinh hoạt tính theo kế hoạch phân phối điện cho sinh... 3.2. Dự báo nhu cầu điện năng (tt) 3.2.1 Dự báo nhu cầu điện năng theo các ngành của nền kinh tế quốc dân (tt) + Điện năng cho công nghiệp: n A CNt = it Bit i =1 + Điện năng cho nông 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 năng cho tới tiêu có thể tính theo kế hoạch xây dựng các trạm bơm, điện năng cho... nghiên cứu biến động của nhu cầu điện năng đợc thực hiện theo phơng pháp 14 kịch bản 3.2. Dự báo nhu cầu điện năng (tt) 3.2.1 Dự báo nhu cầu điện năng theo các ngành của nền kinh tế quốc dân (tt) * Quá trình xây dựng kịch bản đợc chia làm 4 b ớc nh sau : 1 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,... đầu ngời hoặc cho hộ gia đình + Điện năng tự dùng và tổn thất tính gần đúng theo tiêu chuẩn 13 3.2. Dự báo nhu cầu điện năng (tt) 3.2.1 Dự báo nhu cầu điện năng theo các ngành của nền kinh tế quốc dân (tt) Bớc 2 : Xác định nhu cầu điện năng cần thiết cho năm thứ t đợc tính theo công thức : At = ACNt + ANNt + AGTt + ASHt + ATD + At Bớc 3: Sau khi đánh giá nhu cầu điện năng tổng của toàn bộ hệ thống,... bản 3.2. Dự báo nhu cầu điện năng (tt) 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 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 17 3.2. Dự báo nhu cầu điện năng (tt) 3.2.2 Phơng pháp ngoại suy Phơng pháp ngoại suy đợc xây dựng dựa trên... giữa các kịch bản 15 3.2. Dự báo nhu cầu điện năng (tt) 3.2.1 Dự báo nhu cầu điện năng theo các ngành của nền kinh tế quốc dân (tt) 3 Đối với mỗi kịch bản cần xác định dải biến thiên của các thông số trong khoảng thời gian dự báo Ngời ta thờng chia các dải biến thiên này thành 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 trên các giả... qui luật phát triển của phụ tải trong quá khứ - Xác định các hệ số của hàm dự báo đó 18 3.2. Dự báo nhu cầu điện năng (tt) 3.2.2 Phơng pháp ngoại suy Bớc 1: Xác định dạng hàm dự báo Giả thiết hàm dự báo A = f(t) là hàm tuyến tính và dùng ph ơng pháp xác suất thống kê để kiểm định giả thiết thống kê này Hệ số tơng quan r giữa A và t: n r= trong đó: Ai là ĐN đã cho ở năm i, [ ( A i A )( t i t ) ] i... giữa điện năng và thời gian trong quá khứ Nội dung của phơng pháp này là tìm ra luật tăng trởng của nhu cầu điện năng trong quá khứ dới dạng hàm số A=f(t) Sau đó trên cơ sở giả thiết rằng qui luật đó cũng đúng trong tơng lai sẽ tính đợc nhu cầu điện năng tại bất cứ thời điểm nào trong tơng lai * Nh vậy ta cần phải tiến hành theo hai bớc nh sau: - Tìm dạng hàm số mô tả đúng qui luật phát triển của phụ tải. .. trên quan hệ giữa phụ tải điện (chủ yếu là điện năng) và các chỉ tiêu cơ bản của các ngành kinh tế quốc dân Để dự báo theo phơng pháp này phải tiến hành theo hai bớc : 1- Xác định quan hệ tơng quan giữa điện [A] và chỉ tiêu cần xét [x] 2- Xác định quan hệ giữa các chỉ tiêu đó với thời gian t Sau đó trên cơ sở dự báo phát triển của chỉ tiêu trên theo thời gian, tính ra nhu cầu điện theo quan hệ tơng quan