Dự báo phụ tải tại công ty điện lực Hóc Môn có xét đến sự phát triển các nguồn quang điện mặt trời nối lưới

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THANH NHU DỰ BÁO PHỤ TẢI TẠI CƠNG TY ĐIỆN LỰC HĨC MƠN CĨ XÉT ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN CẤC NGUỒN QUANG ĐIỆN MẶT TRỜI NỐI LƯỚI LOAD FORECASTING AT HOC MON POWER COMPANY CONSIDERING THE DEVELOPMENT OF THE GRID-CONNECTED PHOTOVOLTAIC SYSTEMS Chuyên ngành: Hệ thống điện Mã số: 60 52 02 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2019 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG - HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS Trần Hoàng Lĩnh (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: TS Nguyễn Ngọc Phúc Diễm (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: TS Huỳnh Văn Vạn (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 31 tháng 08 năm 2019 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) TS Nguyễn Nhật Nam PGS.TS Phan Văn Tú Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS TS Hồ Văn Nhật Chưưng TRƯỞNG KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Thanh Như MSHV: 1670816 Ngày, tháng, năm sinh: 03/05/1979 Nơi sinh: TP HCM Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60 52 02 02 I TÊN ĐỀ TÀI: DỰ BÁO PHỤ TẢI TẠI CƠNG TY ĐIỆN LỰC HĨC MƠN CĨ XÉT ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN CÁC NGUỒN QUANG ĐIỆN MẶT TRỜI NỐI LƯỚI NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Thu thập sản lượng địa bàn Công ty Điện lực Hóc Mơn từ số cơng tơ đo xa theo tuyến dây trung trích xuất từ chương trình MDIS - Nghiên cứu khai thác ứng dụng to lớn mạng Neural lĩnh vực dự báo nói chung dự báo phụ tải nói riêng - Xây dựng mơ hình dự báo phụ tải có ảnh hưởng nguồn quang điện mạng Neural - Thực hóa mơ hình dự báo ứng dụng để dự báo phụ tải cho khu vực Huyện Hóc Môn - So sánh kết dự báo với thực tế đưa hướng phát triển đề tài II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 08/04/2019 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 15/08/2019 IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Tràn Hoàng Lĩnh Tp HCM, ngày 15 tháng 08 năm 2019 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MƠN ĐÀỊ TẠO TS Trần Hoàng Lĩnh TRƯỞNG KHOA (Ký ghi rõ họ tên) ii LỜI CÁM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy TS.Trần Hoàng Lĩnh - Thầy giáo môn Hệ Thống điện thuộc khoa Điện - Điện tử - Trường Đại Học Bách Khoa TPHCM, người thầy hết lòng bảo, hướng dẫn, truyền đạt kiến thức chuyên môn kỉnh nghiệm nghiên cứu suốt thời gian học tập thực luận vãn Xin chân thành cảm ơn Ban Giảm Hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Hệ Thống Điện, Ban chủ nhiệm Phòng Đào tạo sau đại học Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM tạo điều kiện tốt nhẩt vật chẩt lẫn tinh thần để chủng tơi hồn thành tốt luận văn Xin chân thành cảm ơn đến tẩt Q Thầy, Cơ Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM giảng dạy, trang bị cho kiến thức rẩt bổ ích qui báu suốt trình học tập nghiên cửu sau Xỉn cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp đặc biệt hướng dẫn Thầy Trần Hoàng Lĩnh người ln giành tình cảm sâu sẳc nhẩt, giúp đỡ khuyến khích tơi để vượt qua khó khăn suốt trình thực luận vãn Xin cảm ơn đồng nghiệp, Ban Giảm Đốc Cơng ty Điện lực Hóc Mơn Tồng công ty Điện lực TP HCM tạo điều kiên để yên tâm học tập tốt suốt thời gian vừa qua Nguyễn Thanh Như iv TÓM TẮT Dự báo phụ tải điện đóng vai trò quan trọng việc lập kế hoạch thiết kế vận hành hệ thống điện Dự báo giúp định hướng phương hướng kế hoạch cho tương lai, chủ động công việc xử lí nhứng biến cố xảy Nếu khơng có cơng việc dự báo phụ tải điện, ta gặp phải hai trường hợp xảy : thiếu hụt điện sử dụng không điều phối sản lượng để cung cấp điện Đối với trường hợp thiếu hụt điện năng, khơng có đủ điện để phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt, giải trí nhân dân không đủ điều kiện để cung cấp điện cho ngành kinh tế công nghiệp, nơng nghiệp dịch vụ Nó gây hậu nghiêm trọng: dây chuyền tự động, máy móc, thiết bị ngưng hoạt động, kinh tế bị ảnh hưởng Để đảm bảo lượng điện ổn định cung cấp điện an toàn liên tục, nâng cao độ tinh cập cung cấp điện cho khách hàng tốn dự báo phụ tải điện cần quan tâm mức Việc dự báo xác góp phần cải thiện chất lượng điện giảm chi phí sản xuất, vận hành đảm bảo an toàn cho hệ thống điện Việc dự báo phụ tải điện đặt lên hàng đầu việc thiết kế vận hành hệ thống điện Trong khuôn khổ luận văn này, phương pháp dự báo kết hợp mạng Nơron song tuyến nghiên cứu áp dụng để dự báo đồ thị phụ tải ngày huyện Hóc Mơnvới liệu sản lượng theo thu thập qua số công tơ đo xa từ ngày 01/06/2017 đến 28/2/2019 V ABSTRACT Load forecasting plays a crucial role in power system design and operation planning Forecasting will help US guide the direction and plan for the future, be proactive in our work and deal with incidents that occur Without load forecasting work, there are two possible scenarios: one is that we will run out of electricity and we will not be able to coordinate the output to provide electricity In the case of electricity shortages, we will not have enough electricity to serve people's daily needs and entertainment and are not eligible to provide electricity for economic sectors such as industry, agriculture and services It has a very serious consequence: automated lines, machines and equipment will stop working, and the economy will be affected In order to ensure a stable amount of power supply for safe and continuous power supply, improve the sophistication of electricity supply to customers, the problem of load forecasting should be given due attention Accurate forecasts contribute to improving the quality of electricity as well as reducing production costs, operating and ensuring the safety of the electricity system The load forecasting is a top priority in designing and operating the electricity system In the framework of this thesis, predictive method combining the parallel neural network will be studied and applied to forecast daily load graph of Hoc Mon district with hourly output data collected through public indicators Remote meter from June 1, 2017 to February 28, 2019 iii LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Tp Hồ Chi Minh, ngày 15 tháng 08 năm 2019 Nguyễn Thanh Như vi MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN iv TÓM TẮT V LỜI CAM ĐOAN vi MỤC LỤC vii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH X DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU xii GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VÈ PHỤ TẢI CƠNG TY ĐIỆN LỰC HĨC MƠN I ĐẶC ĐIỂM TÌNH HÌNH CHUNG Lịch sử phát triển: Khối lượng lưới điện: Tình hình phân phối điện năng: II THỰC TRẠNG VỀ PHỤ TẢI ĐIỆN Ở HUYỆN HĨC MƠN Tình hình tiêu thụ điện qua năm Tốc độ tăng trưởng chung điện bình quân hàng năm huyện Hóc Mơn từ năm 2014 đến năm 2018 ước năm 2019: Ke hoạch phát triển nguồn điện mặt trời địa bàn huyện CHUƠNG II: DỰ BÁO VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO 11 I TÔNG QUAN VỀ DỰ BÁO 11 II CÁC PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO PHỤ TẢI ĐIỆN: 14 Phương pháp tính hệ số vượt trước: 14 Phương pháp tính trực tiếp: 15 Phương pháp so sánh đối chiếu : 15 Phương pháp chuyên gia: 15 Phương pháp san hàm mũ: 16 Phương pháp ngoại suy theo thời gian: 17 6.1 Mơ hình Brown : 19 6.2 Mô hình Bayes : 19 6.3 Mơ hình mạng Neural nhân tạo : 19 6.4 Mơ hình phân tích Wavelet: 20 CHƯƠNG III: THU THẬP CÁC SỐ LIỆU PHỤ TẢI VÀ PHÂN TÍCH CÁC SỐ LIỆU THU THẬP ĐUỢC TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN HĨC MƠN 21 I NGUỒN Dữ LIỆU: 21 Nguồn liệu thời tiết 21 Nguồn phụ tải điện 22 Tổ chức xử lý số liệu: 26 CHƯONG 4: MẠNG NƠRON TOÀN PHƯƠNG SONG TUYẾN VÀ ÚNG DỤNG TRONG BÀI TOÁN DỰ BÁO PHỤ TẢI 31 I GIỚI THIỆU: 31 II MƠ HÌNH TỒN PHƯƠNG SONG TUYẾN MƠ TẢ HỆ THỐNG 31 a Nhận dạng hệ thống dùng mạng nơron 33 b ứng dụng mạng nơron song tuyến toán dự báo phụ tải 34 c Xây dựng tập liệu huấn luyện mạng 37 d Đặc điểm toán dùng phương pháp mạng nơron: 39 e Kiểm tra đánh giá tính xác kết qua tốn dự báo 41 f Dự báo 45 ngày: 41 CHƯƠNG 5: DỰ BÁO PHỤ TẢI NGẮN HẠN CHO HỆ THỐNG ĐIỆN HUYỆN HĨC MƠN 43 I MỞ ĐẦU: 43 II PHÂN TÍCH BÀI TỐN Dự BÁO PHỤ TẢI 43 III MƠ HÌNH DỰ BÁO NGẮN HẠN: 44 Đặc điểm đồ thị phụ tải huyện Hóc Mơn 44 Ảnh hưởng yếu tố nhiệt độ đến toán dự báo phụ tải ngắn hạn 45 Ảnh hưởng yếu tố ngày thường, ngày chủ nhật ngày thường dự báo 46 Ảnh hưởng yếu tố nguồn điện mặt trời đến dự báo phụ tải điện 47 Kết dự báo phụ tải khu vực huyện Hóc Mơn 49 5.1 Lựa chọn mẫu liệu đưa vào luyện mạng 49 5.2 Thống kê mẫu dự báo theo ngày 49 5.3 Thống kê mẫu 24 liên tục nhiều ngày: 50 5.4 Dự báo 23 thời điểm để đưa kết công suất ngày: 51 Thống kê mẫu dự báo theo tuyến dây: 54 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN 57 TÀI LỆU THAM KHẢO 58 TUYEN 458 VinhLoc 458 VinhLoc 458 VinhLoc 458 VinhLoc 458 VinhLoc 458 VinhLoc 458 VinhLoc DATE HOUR 06/04/17 06/04/17 06/04/17 06/04/17 06/04/17 06/04/17 06/04/17 DN 13 14 15 16 17 18 19 10356 10586 9520 9404 9409 8947 8923 Phụ lục 4: Bảng liệu sản lượng điển hình sau xử lý số liệu theo ngày địa bàn huyện Hóc Mơn DATE 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/01/17 06/02/17 06/02/17 06/02/17 06/02/17 06/02/17 06/02/17 06/02/17 06/02/17 HOUR DN 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 128116 118287 109950 106693 98583 91182 118911 106583 130414 151662 156292 161664 152477 144007 166955 170113 167113 168404 100674 104070 104774 107190 110482 112679 101857 92674 88988 84185 82721 78227 77719 614530 DATE 06/02/17 06/02/17 06/02/17 06/02/17 06/02/17 06/02/17 06/02/17 06/02/17 06/02/17 06/02/17 06/02/17 06/02/17 06/02/17 06/02/17 06/02/17 06/02/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 06/03/17 HOUR DN 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 122231 154879 158464 161578 151961 142836 164800 168712 165715 158728 99591 102047 102507 101471 260876 100347 212544 82259 82496 77729 187713 73782 118859 78062 172714 140133 153688 130721 105929 224150 120162 119549 117696 108203 98938 96914 94557 97055 203567 416283 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên học viên: NGUYỄN THANH NHU MSHV: 1670816 Ngày, tháng, năm sinh: 03/05/1979 Nơi sinh: TP HCM Địa liên lạc: 185/9 ấp Tân Thới 3, xã Tân Hiệp, huyện Hóc Mơn, Tp HCM I- QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 2002-2008: học chuyên ngành Điện- Điện tử trường Đại học Bách Khoa TP HCM 2016-2019: học thạc sỹ chuyên ngành Kỹ thuật Điện trường Đại học Bách Khoa TP.HCM II- Q TRÌNH CƠNG TÁC 2000- 2001: nhân viền Phòng KT-KH-VT -Cơng ty Điện lực Hóc Mơn 2001- 2002: nhân viên Phòng KHVT - Cơng ty Điện lực Hóc Mơn 2002- 2005: nhân viên Đội Quản lý điện kế- Cơng ty Điện lực Hóc Mơn 2005-2012: Tổ trưởng KTKT- Phòng KD - Cơng ty Điện lực Hóc Mơn 2012 -2014: Đội Phó phụ trách Đội Quản lý Tổng hợp - Công ty Điện lực Hóc Mơn 2014 - nay: Đội trưởng Quản lý Hệ thống đo đếm - Cơng ty Điện lực Hóc Mơn 59 59 59 59 59 59 59 59 59 59 59 59 123 59 ... HCM Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60 52 02 02 I TÊN ĐỀ TÀI: DỰ BÁO PHỤ TẢI TẠI CƠNG TY ĐIỆN LỰC HĨC MƠN CÓ XÉT ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN CÁC NGUỒN QUANG ĐIỆN MẶT TRỜI NỐI LƯỚI NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:... dự báo nhanh Tuy nhiên việc triển khai ứng dụng mạng thực tế hạn chế Vì vậy, học viên chọn đề tài “ Dự Báo Phụ Tải Tại Cơng Ty Điện Lực Hóc Mơn Có Xét Đến Sự Phát Triển Các Nguồn Quang Điện Mặt. .. hình dự báo phụ tải có ảnh hưởng nguồn quang điện mạng Neural - Thực hóa mơ hình dự báo ứng dựng để dự báo phụ tải cho khu vực Huyện Hóc Mơn - So sánh kết dự báo với thực tế đưa hướng phát triển