Sử dụng phương pháp đa hồi quy để dự báo nhu cầu phụ tải tỉnh nam định đến năm 2025

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  PHẠM THANH LỊCH SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐA HỒI QUY ĐỂ DỰ BÁO NHU CẦU PHỤ TẢI TỈNH NAM ĐỊNH ĐẾN NĂM 2025 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN Hà Nội – Năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  PHẠM THANH LỊCH SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐA HỒI QUY ĐỂ DỰ BÁO NHU CẦU PHỤ TẢI TỈNH NAM ĐỊNH ĐẾN NĂM 2025 ******* CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN MÃ SỐ: 2012BKTĐ-HTĐ-PC31 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Lân Tráng Hà Nội – Năm 2014 Đề tài luận văn “Sử dụng phương pháp đa hồi quy để dự báo nhu cầu phụ tải tỉnh Nam Định đến năm 2025” LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn tổng hợp thực Các kết phân tích hồn tồn trung thực, nội dung thuyết minh chưa cơng bố Luận văn có sử dụng tài liệu tham khảo nêu phần tài liệu tham khảo Nam Định, tháng năm 2014 Tác giả luận văn Phạm Thanh Lịch i - Học viên: Phạm Thanh Lịch – Mã số CB121119 - Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Sử dụng phương pháp đa hồi quy để dự báo nhu cầu phụ tải tỉnh Nam Định đến năm 2025” MỤC LỤC Lời cam đoan …………………………………………………………….… i Mục lục …………………………………………………………………… ii Danh mục bảng ……………………………………………………… vi Danh mục đồ thị hình vẽ ……………………………………………… vii MỞ ĐẦU Sự cần thiết đề tài…………………………………………………… Mục đích nghiên cứu luận văn……………………………………… Đối tượng phạm vi nghiên cứu ……………………………………… Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn …………………………… Nội dung luận văn………………… ……………………………… Chương 1: PHÂN TÍCH TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ HỘI VÀ TIÊU THỤ ĐIỆN NĂNG TỈNH NAM ĐỊNH GIAI ĐOẠN 2002 – 2013 … 1.1.Khái quát đặc điểm tự nhiên xã hội tỉnh Nam Định ……………….… 1.1.1 Vị trí địa lý……………………………………………… ……… 1.1.2 Diện tích dân số ……………………………………………… 1.2 Tổng quan tình hình kinh tế - xã hội tỉnh Nam Định giai đoạn 2002-2013 ………………………………………………………………… 1.2.1 Tình hình kinh tế tỉnh Nam Định giai đoạn 2002-2013 ……… … 1.2.2 Tình hình dân số tỉnh Nam Định giai đoạn 2002 - 2013 ……… 10 1.3 Định hướng phát triển kinh tế xã hội tỉnh Nam Định đến năm 2020 11 định hướng đến năm 2030 ………………………………………………… 1.3.1 Quan điểm phát triển ……………………………………………… 11 1.3.2 Mục tiêu phát triển ……………………………………………… 12 1.3.2.1 Mục tiêu tổng quát …………………………………… ……… 12 1.3.2.2 Mục tiêu cụ thể …………………………………………….… 12 1.3.3 Định hướng phát triển ngành, lĩnh vực ………………… … 13 ii - Học viên: Phạm Thanh Lịch – Mã số CB121119 - Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Sử dụng phương pháp đa hồi quy để dự báo nhu cầu phụ tải tỉnh Nam Định đến năm 2025” 1.3.3.1 Phát triển ngành nông nghiệp, lâm nghiệp, thủy sản …… … 13 1.3.3.2 Phát triển công nghiệp ………………………………… …… 14 1.3.3.3 Phát triển thương mại dịch vụ ………………………… … 14 1.4 Hiện trạng mạng lưới cấp điện tỉnh Nam Định ………………… 15 1.4.1 Nguồn điện trung tâm cấp điện ……………………………… 15 1.4.2 Hiện trạng lưới điện phân phối trung áp ………………………… 18 1.4.2.1 Đường dây ………………………………………………… 18 1.4.2.2 Trạm biến áp ………………………………………………… 19 1.4.3 Hiện trạng vận hành lưới điện trung áp tỉnh Nam Định ………… 22 1.4.3.1 Hiện trạng mang tải đường dây trạm trung gian……… 22 1.4.3.2 Hiện trạng tổn thất điện áp tổn thất điện …………… 23 1.5 Phân tích tình hình tiêu thụ điện tỉnh Nam Định giai đoạn 2002 - 2013 25 1.5.1 Phân tích tình hình tiêu thụ điện giai đoạn 2002 - 2013 …… 25 1.5.2 Phân tích tình hình điện theo ngành giai đoạn 2002 - 2013 28 TÓM TẮT CHƯƠNG 34 Chương - CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP LUẬN VỀ PHÂN TÍCH VÀ DỰ BÁO NHU CẦU NĂNG LƯỢNG ……………………………………… 35 2.1 Phương pháp phân tích nhu cầu lượng ………………………… 35 2.1.1 Mục đích việc phân tích nhu cầu lượng ……………… 35 2.1.2 Các khái niệm tầm quan trọng dự báo …………… 35 2.1.2.1 Các khái niệm dự báo ………………… ………… 35 2.1.2.2 Tầm quan trọng dự báo …………………………………… 35 2.1.2.3 Các bước trình dự báo ……………………………… 37 2.2 Các phương pháp dự báo …………………………………………… 38 2.2.1 Phương pháp tĩnh ………………………………………………… 38 2.2.2 Phương pháp động ………………………………………………… 40 2.2.3 Phương pháp ngoại suy …………………………………………… 41 2.2.4 Dự báo nhu cầu phụ tải phương pháp tính trực tiếp ………… 44 iii - Học viên: Phạm Thanh Lịch – Mã số CB121119 - Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Sử dụng phương pháp đa hồi quy để dự báo nhu cầu phụ tải tỉnh Nam Định đến năm 2025” 2.2.5 Phương pháp chuyên gia ………………………………………… 45 2.2.6 Phương pháp hệ số đàn hồi thu nhập ……………………………… 45 2.2.7 Phương pháp Neural ……………………………………………… 47 2.3 Lựa chọn phương pháp dự báo nhu cầu điện …………………… 48 2.4 Một số phần mềm dùng dự báo nhu cầu lượng …………… 49 2.4.1 Mơ hình kinh tế kỹ thuật MEDEE-S ……………………………… 49 2.4.2 Phần mềm SPSS ………………………………………………… 50 2.4.3 Phần mềm EVIEWS ……………………………………………… 51 TÓM TẮT CHƯƠNG …………………………………………………… 53 Chương - PHƯƠNG PHÁP ĐA HỒI QUY VÀ GIỚI THIỆU PHẦN MỀM SIMPLE_E ………………………………………………………… 54 3.1 Phương pháp đa hồi quy ……………………………………………… 54 3.1.1 Khái niệm chung …………………………………… …………… 54 3.1.2 Mơ hình tương quan đa hồi quy ………………………… ……… 54 3.1.3 Ước lượng hệ số mơ hình …………………………….… 56 3.1.4 Phân tích biến đa hồi quy …………………………………….… 57 3.1.5 Kiểm định ………………………………………………………… 59 3.1.6 Lựa chọn phương trình hồi quy phù hợp …………………… 63 3.2 Phần mềm Simple_ E (Simple Econometric Simulation System) …… 63 3.2.1.Giới thiệu phần mềm ………………………….…………………… 63 3.2.2.Yêu cầu liệu đầu vào giai đoạn 2002 - 2013 …………… … 64 3.2.3 Sơ đồ hoạt động bảng tính Simple_E ……………… 64 3.2.4 Trình tự bước thực ……………………………………… 65 3.2.5 Kiểm tra mơ hình ………………………………………………… 66 3.2.6 Mơ ………………………………………………… …… 66 TÓM TẮT CHƯƠNG 68 iv - Học viên: Phạm Thanh Lịch – Mã số CB121119 - Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Sử dụng phương pháp đa hồi quy để dự báo nhu cầu phụ tải tỉnh Nam Định đến năm 2025” Chương - DỰ BÁO NHU CẦU ĐIỆN NĂNG TỈNH NAM ĐỊNH GIAI ĐOẠN 2014 – 2025 BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐA HỒI QUY …………… 69 4.1 Yêu cầu liệu đầu vào giai đoạn 2002 – 2013 ………………… 69 4.2 Dự báo nhu cầu điện phương pháp đa hồi quy (mơ hình Simple_E ) ………………………………………………………………… 70 4.2.1 Sơ đồ khối hoạt động Simple_E ……………………………… 70 4.2.2 Xây dựng hàm dự báo nhu cầu điện cho toàn tỉnh ……… 71 4.2.3 Sử dụng phần mềm Simple_E cho dự báo nhu cầu điện tiêu thụ tỉnh Nam Định giai đoạn 2014 - 2025 ………………………………… 72 4.3 Đánh giá tính xác phương pháp đa hồi quy dự báo nhu cầu điện năng……………………………………………………………… 82 TÓM TẮT CHƯƠNG …………………………………………………… 92 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ …………………………………………… 93 Kết luận ………………………………………………………………… 93 Kiến nghị ……………………………………………………………… 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………… 95 PHỤ LỤC v - Học viên: Phạm Thanh Lịch – Mã số CB121119 - Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Sử dụng phương pháp đa hồi quy để dự báo nhu cầu phụ tải tỉnh Nam Định đến năm 2025” DANH MỤC CÁC BẢNG Chương Bảng 1.1 Tổng sản phẩm quốc nội (GDP) theo thành phần kinh tế……….… Bảng 1.2 Tốc độ tăng trưởng GDP trung bình năm theo giai đoạn… Bảng 1.3 Tốc độ tăng trưởng tổng sản phẩm giai đoạn 2008-2013 (%)…… Bảng 1.4 Dân số tỉnh Nam Định giai đoạn 2002 – 2013 ………………….… 10 Bảng 1.5.Kịch phát triển kinh tế đến 2025…………………………… 15 Bảng 1.6 Kết dự báo phát triển dân số giai đoạn 2014- 2025 ……….… 15 Bảng 1.7 Tình trạng mang tải trạm biến áp trung gian……………… … 20 Bảng 1.8 Tình trạng mang tải trạm 220 -110kV tỉnh Nam Định…… … 23 Bảng 1.9 Tổng hợp tiêu thụ điện tinhe Nam Định giai đoạn 2002 - 2013 26 Bảng 1.10 Tiêu thụ điện trung bình giai đoạn năm ………………… 28 Bảng 1.11 Hệ số đàn hồi trung bình theo GDP giai đoạn năm …………… 28 Bảng 1.12 Tiêu thụ điện tỷ trọng tiêu thụ điện giai đoạn 2002- 2013 …… 29 Bảng 1.13 Diễn biến giá điện theo lĩnh vực khác ………………… 32 Bảng 1.14 Hệ số đàn hồi tốc độ tăng trưởng điện theo giá ……… 33 Bảng 1.15 Hệ số đàn hồi trung bình theo giá ……………………………… 34 Chương Bảng 4.1 Kịch phát triển kinh tế tỉnh Nam Định giai đoạn 2014 - 2025 69 Bảng 4.2 Kết dự báo nhu cầu điện giai đoạn 2014 -2025(PA sở) 80 Bảng 4.3 Kết dự báo nhu cầu điện theo phương pháp tính trực tiếp giai đoạn 2010 - 2015 ……………………………………………… Bảng 4.4 Kết dự báo nhu cầu điện theo phương pháp đa hồi quy giai đoạn 2010 - 2015 ……………………………………………… Bảng 4.5 Bảng so sánh sai số kết dự báo tính phương pháp đa hồi quy phương pháp trực tiếp ……………………………………… Bảng 4.6 Kết dự báo nhu cầu điện giai đoạn 2014 -2025 (PA thấp) 83 Bảng 4.7 Kết dự báo nhu cầu điện giai đoạn 2014 -2025 (PA cao) 87 Bảng 4.8 Tốc độ tăng trưởng nhu cầu điện giai đoạn 2014 -2025 …… 89 84 85 86 vi - Học viên: Phạm Thanh Lịch – Mã số CB121119 - Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Sử dụng phương pháp đa hồi quy để dự báo nhu cầu phụ tải tỉnh Nam Định đến năm 2025” DANH MỤC ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ Chương Hình 1.1 Biểu đồ cấu GDP năm 2013 …………………………………… Hình 1.2 Dung lượng máy biến áp phân phối địa bàn tỉnh Nam Định … 22 Hình 1.3 Bản đồ lưới điện tỉnh Nam Định ………………………………… 25 Hình 1.4 Biểu đồ điện thương phẩm tỉnh Nam Định giai đoạn 2002 - 2013… 26 Hình 1.5 Đồ thị tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm giai đoạn 2002 – 2013 27 Hình 1.6 Đồ thị biểu diễn cấu tiêu thụ điện giai đoạn 2002- 2013… 30 Hình 1.7 Đồ thị biểu diễn thay đổi tỷ trọng điện giai đoạn 2002- 2013 30 Chương Hình 4.1 Giao diện Data sheet liệu khai báo biến liệu đầu vào 72 Hình 4.2 Sheet mơ hình khai báo hàm tương ứng với biến ………… 73 Hình 4.3 Sheet mơ hình Simulation thể phương trình dự báo ………… 76 Hình 4.4 Sheet mơ hình Simulation thể kết dự báo ……………… 77 Hình 4.5 Sheet kết dự báo nhu cầu điện giai đoạn 2014 -2025…… 80 Hình 4.6 Đồ thị biểu diễn nhu cầu điện tiêu thụ cuối giai đoạn 81 2014 – 2025 (kịch kinh tế phương án sở) …………………………… Hình 4.7 Đồ thị biểu diễn nhu cầu điện tiêu thụ giai đoạn 2010 – 2013 84 (so sánh phương pháp tính với nhu cầu điện thực tế) ……………… Hình 4.8 Đồ thị biểu diễn nhu cầu điện tiêu thụ giai đoạn 2010 – 2013 87 (kịch kinh tế phương án thấp) …………………………………………… Hình 4.9 Đồ thị biểu diễn nhu cầu điện tiêu thụ giai đoạn 2014 – 2025 88 (kịch kinh tế phương án cao) …………………………………………… Hình 4.10 Đồ thị biểu diễn nhu cầu tiêu thụ điện tỉnh Nam Định theo 90 kịch kinh tế giai đoạn 2014 – 2025 ……………………………………… vii - Học viên: Phạm Thanh Lịch – Mã số CB121119 - Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Sử dụng phương pháp đa hồi quy để dự báo nhu cầu phụ tải tỉnh Nam Định đến năm 2025” viii - Học viên: Phạm Thanh Lịch – Mã số CB121119 - Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B ELLF 54,518 54,518 55,018 55,518 56,018 56,518 57,018 57,468 57,918 58,3681 58,8181 59,2681 PEAK 318,09 360,86 396,86 438,7 486,56 540,21 600,63 665,97 738,7 819,531 909,295 1008,88 WHCAP CUSTEL WHGDP GDPCAP 0,7272 3338 81,984 8,8703 0,8217 3771,4 83,36 9,8569 0,9101 4177,5 82,79 10,993 1,0132 4650,5 82,637 12,261 1,1315 5193,6 82,748 13,674 1,2662 5811,8 83,026 15,25 1,4187 6511,9 83,411 17,009 1,5809 7256,1 83,159 19,01 1,762 8087,6 82,929 21,247 1,96415 2,1895 2,44045 9015,47 10049,8 11201,7 82,7108 82,493 82,2676 23,7472 26,5416 29,6648 INGR REGR CMGR AGGR OTGR FNGR 12,728 11,749 13,062 24,814 11,083 12,474 12,728 14,745 16,703 21,605 13,212 14,082 13,765 16,393 18,869 18,05 14,554 11,731 13,765 17,493 20,19 16,5 15,214 12,293 13,765 18,224 20,914 15,254 15,537 12,65 13,765 18,709 21,217 14,231 15,696 12,878 13,765 19,03 21,224 13,375 15,773 13,022 14,542 19,125 20,812 10,198 15,981 12,359 14,542 19,188 20,217 9,8289 16,083 12,389 14,5421 19,2289 19,478 9,4948 16,1332 12,4029 14,5421 19,2562 18,6159 9,19092 16,1574 12,4031 14,5421 19,2742 17,6379 8,91352 16,1693 12,3921 EGIN EGRE EGCM EGAG EGOT EGTL 0,8718 0,963 1,0137 4,0087 0,9085 1,0224 0,8718 1,2086 1,3211 3,4903 1,0829 1,1543 0,8712 1,3114 1,5758 3,0749 1,1643 0,9385 0,8712 1,3994 1,7314 2,8108 1,2171 0,9834 0,8712 1,4579 1,8424 2,5987 1,243 1,012 0,8712 1,4967 1,9218 2,4244 1,2556 1,0302 0,8712 1,5224 1,979 2,2786 1,2618 1,0418 0,8708 1,5059 2,0656 2,094 1,2584 0,9732 0,8708 1,5108 2,1081 2,0183 1,2664 0,9755 0,87078 1,51409 2,14633 1,94965 1,27033 0,9766 0,87078 1,51624 2,18487 1,88725 1,27224 0,97662 0,87078 1,51765 2,22863 1,83029 1,27317 0,97576 SIN SRE SCM SAG SOT External Variables ELEC 0,4153 0,5103 0,0186 0,0266 0,0291 0,4104 0,5133 0,019 0,0284 0,0289 0,4179 0,5347 0,0202 0,03 0,0296 0,4233 0,5595 0,0217 0,0311 0,0304 0,4275 0,5872 0,0232 0,0318 0,0312 0,4309 0,6175 0,025 0,0322 0,032 0,4337 0,6503 0,0268 0,0323 0,0327 0,4421 0,6895 0,0288 0,0317 0,0338 0,4506 0,7312 0,0308 0,031 0,0349 0,45919 0,7756 0,03273 0,03018 0,03605 0,46792 0,82289 0,03454 0,02932 0,03726 0,47687 0,87328 0,03615 0,02841 0,03851 1 1 1 1 1 1 10 Phụ lục KẾT QỦA DỰ BÁO NHU CẦU ĐIỆN NĂNG TỈNH NAM ĐỊNH ĐẾN NĂM 2025 THEO PHƯƠNG PHÁP ĐA HỒI QUY STT Hạng mục Năm 2010 Năm 2015 Năm 2020 Năm 2025 A A A A (GWh) Công nghiệp xây dựng % (GWh) % (GWh) 332 41,21 632 41,04 Nông lâm nghiệp, thủy sản 17 2,05 44 2,84 90 Thương mại - Dịch vụ 11 1,31 29 1,90 74 Quản lý & Tiêu dùng dân cư 423 52,46 790 51,33 Các hoạt động khác 24 2,96 44 2,89 Điện thương phẩm Tổn thất (%) % 1.145 41,25 (GWh) 2011- 2016- 2021- 2015 2020 2025 2.092 42,05 13,72 12,63 12,82 3,23 141 2,84 21,51 15,47 9,52 2,68 180 3,62 22,56 20,48 19,35 1.376 49,57 2.371 47,64 13,32 11,73 11,50 192 3,85 13,23 15,35 16,10 13,81 12,51 12,39 91 3,27 806 1.539 2.775 4.976 15,35 10,7 7,5 Điện nhận 952 1.723 3.000 5.238 Công suất 245 361 601 1.009 11 % Tốc độ tăng trưởng 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ... chọn đề tài ? ?Sử dụng phương pháp đa hồi quy để dự báo nhu cầu phụ tải tỉnh Nam Định đến năm 2025? ?? thực nhằm mục đích nghiên cứu phương pháp đa hồi quy, sở nghiên cứu tìm hiểu ứng dụng phần mềm... luận văn ? ?Sử dụng phương pháp đa hồi quy để dự báo nhu cầu phụ tải tỉnh Nam Định đến năm 2025? ?? Chương - DỰ BÁO NHU CẦU ĐIỆN... văn ? ?Sử dụng phương pháp đa hồi quy để dự báo nhu cầu phụ tải tỉnh Nam Định đến năm 2025? ?? 2.2 Các phương pháp dự báo Công