Ngày nay, cú nhiều phương phỏp dự bỏo nhu cầu điện năng. Tuy nhiờn trong khuụn khổ cuốn luận văn này, tỏc giả chỉ trỡnh bày túm tắt một số phương phỏp thường dựng.
2.3.2.1. Phương phỏp trực tiếp.
Phương phỏp này dựa trờn kế hoạch phỏt triển của nền kinh tế quốc dõn để tớnh nhu cầu điện năng.
Nhu cầu điện năng được xỏc định theo biểu thức sau: A = Ang. DS (kWh) hoặc A = Ahộ. H (kWh) Trong đú:
- A là nhu cầu điện năng của khu vực cần tớnh toỏn (kWh) - Ang là điện năng tiờu thụ tớnh theo đầu người (kWh) - Ahộ là điện năng tiờu thụ tớnh theo hộ dõn cư (kWh) - DS là số dõn của khu vực phụ tải điện (người)
- H là số hộ dõn cú trong khu vực dự búa phụ tải điện (hộ)
Ang và Ah cú thể tra trong sổ tay thiết kế hoặc tớnh trực tiếp nhờ vào cỏc số liệu đều tra và thống kờ tỡnh hỡnh sử dụng điện năng của khu vực.
Ang = DS A và Ah = H A trong đỳ A = i m i A 1
Với Ai là điện năng sử dụng của loại hộ phụ tải thứ i (gia đỡnh, nhà mỏy, xớ nghiệp, cơ quan, trường học, bệnh viện, khu vui chơi giải trớ, dịch vụ, chiếu sỏng cụng cộng...). Ai = ij n j A 1
Với Aij là điện năng sử dụng của loại hộ phụ tải thứ j thuộc phụ tải thứ i. Đối với phương phỏp này đũi hỏi phải cú một quỏ trỡnh điều tra tỉ mỉ, số lượng phiếu điều tra phải đủ lớn để giảm bớt sai số khi tớnh toỏn.
2.3.2.2. Phương phỏp ngoại suy theo chuỗi thời gian.
Phương phỏp này dựa vào diễn biến của phụ tải trong những năm quỏ khứ tương đối ổn định, tỡm ra quy luật phỏt triển của nú, từ đú làm cơ sở cho việc dự bỏo phụ tải trong tương lai. Ta nhận thấy phương phỏp này cho kết quả chớnh xỏc khi cỏc điều kiện quỏ khứ phỏt triển ổn định và khụng cú những biến động lớn trong tương lai. Trong thực tế thường sử dụng mụ hỡnh hàm mũ và hàm đa thức để xỏc định nhu cầu điện năng.
Mụ hỡnh hàm mũ: At = A0 .(1+)t (kWh) (2.1) Trong đú:
- A0 là lượng điện năng tiờu thụ của năm được chọn làm mốc. - là hệ số đặc trưng cho tốc độ tăng trưởng bỡnh quõn năm. - t là thời gian dự bỏo tớnh từ năm gốc.
Để xỏc định được cỏc hệ số, đặt .(1+) = C, ta cú thể viết biểu thức (2.1) dưới dạng : At = A0 . Ct (kWh) (2.2)
Logarit húa hai vế của biểu thức (2.2) ta được: logAt = logA0 + t. logC Đặt: y = logAt ; a = logA0 ; b = logC
Cỏc hệ số a, b trong biểu thức (2.3) được xỏc định bằng phương phỏp bỡnh phương cực tiểu, từ đú tỡm được A0 và .
Mụ hỡnh dạng tuyến tớnh: At = a0 + a1.t (kWh) (2.4) a0, a1 là cỏc hệ số (cú thể xỏc định được bằng phương phỏp bỡnh phương cực tiểu).
Mụ hỡnh Parabol: At = a. t2 + b. t + c (kWh) (2.5) Trong đú:
- At là điện năng tiờu thụ ở năm thứ t (kWh).
- a, b, c là cỏc hệ số (cú thể xỏc định bằng phương phỏp bỡnh phương cực tiểu).
Bằng kinh nghiệm, người làm cụng tỏc dự bỏo cú thể chọn mụ hỡnh thớch hợp với đối tượng dự bỏo trờn cơ sở quan sỏt đó cú. Khi chọn sai mụ hỡnh sẽ ảnh hưởng tới mức độ sai số ở kết quả dự bỏo. Để nhận được kết quả khỏch quan cú thể cần thiết phải tiến hành dự bỏo theo tất cả cỏc mụ hỡnh đó trỡnh bày, qua đỏnh giỏ sai số sẽ cho phộp lựa chọn mụ hỡnh hợp lý nhất.
2.3.2.3.Phương phỏp tương quan.
Phương phỏp này thực chất là nghiờn cứu mối tương quan giữa cỏc thành phần kinh tế quốc tế dựa vào cỏc phương phỏp thống kờ toỏn học.
Cụ thể là chỳng ta sẽ nghiờn cứu mối tương quan giữa điện năng tiờu thụ với cỏc chỉ tiờu kinh tế khỏc như giỏ trị tổng sản lượng cụng nghiệp (đồng/năm); tổng giỏ trị sản lượng kinh tế quốc dõn (đồng/năm).
Vớ dụ: Tổng điện năng tiờu thụ, tổng giỏ trị sản lượng cụng nghiệp và tổng giỏ trị sản lượng kinh tế quốc dõn từ năm 2001 đến năm 2011 được cho trong bảng sau:
Thời gian
Điện năng
Giỏ trị sản lƣợng CN Giỏ trị sản lƣợng kinh tế QD
đồng/năm đồng/năm
2001 A0 C0 K0
2002 A1 C1 K1
... ... ... ...
Muốn dự bỏo nhu cầu điện năng tới năm 2015 và 2020 ta dựa vào bảng giỏ trị quan sỏt trờn, xõy dựng mụ hỡnh biểu diễn sự tương quan giữa điện năng và giỏ trị sản lượng cụng nghiệp và giỏ trị sản lượng kinh tế quốc dõn. Sau đú dựng phương phỏp ngoại suy xỏc định lượng giỏ trị sản lượng cụng nghiệp và giỏ trị sản lượng kinh tế quốc dõn của năm dự bỏo vào mụ hỡnh tương quan trờn ta sẽ xỏc định được lượng điện năng dự bỏo cho năm 2015 và 2020. Nhược điểm của phương phỏp tương quan là khối lượng tớnh toỏn lớn vỡ muốn dự bỏo điện năng ở năm t, ta phải thành lập cỏc mụ hỡnh dự bỏo về sản lượng cụng nghiệp và giỏ trị sản lượng kinh tế quốc dõn theo thời gian.
2.3.2.4.Phương phỏp so sỏnh đối chiếu.
Nội dung của phương phỏp này là so sỏnh đối chiếu nhu cầu phỏt triển điện năng của cỏc nước cú hoàn cảnh tương tự. Đõy cũng là phương phỏp được nhiều nước ỏp dụng để dự bỏo nhu cầu năng lượng của nước mỡnh một cỏch cú hiệu quả, phương phỏp này thường được ỏp dụng cho dự bỏo tầm ngắn và tầm vừa thỡ kết quả tương đối chớnh xỏc hơn.
2.3.2.5.Phương phỏp chuyờn gia.
Hiện nay, nhiều nước trờn thế giới đó ỏp dụng phương phỏp chuyờn gia cú trọng lượng dựa trờn cơ sở hiểu biết sõu sắc của cỏc chuyờn gia giỏi về lĩnh vực của cỏc ngành để dự bỏo cỏc chỉ tiờu kinh tế, phương phỏp này thường được ỏp dụng cho cỏc dự bỏo tầm trung bỡnh và tầm xa.
2.3.2.6. Phương phỏp tớnh hệ số vượt trước.
Phương phỏp này giỳp ta nhận thấy được khuynh hướng phỏt triển của nhu cầu và sơ bộ cõn đối nhu cầu này với nhịp độ phỏt triển của nền kinh tế quốc dõn núi chung. Nú chớnh là tỷ số của nhịp độ phỏt triển năng lượng điện với nhịp độ phỏt triển của nền kinh tế quốc dõn.
Vớ dụ: Trong thời gian 5 năm từ 1905 1955 sản lượng cụng nghiệp của Liờn Xụ tăng từ 100% đến 185% cũn sản lượng điện năng trong thời gian ấy tăng 186,5%. Như vậy hệ số vượt trước sẽ là:
K=186,5.100/185=101%=1,01.
Ở miền bắc nước ta từ năm 1950 1960 hệ số vượt trước là K = 0,81; từ năm 1960 1965 hệ số vượt trước là K = 1,13.
Như vậy phương phỏp này chỉ núi lờn xu thế với mức độ chớnh xỏc nào đú và trong tương lai xu thế này chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khỏc nữa; chẳng hạn như.
- Do tiến độ về mặt kỹ thuật và quản lý nờn suất tiờu hao điện năng đối với mỗi sản phẩm cụng nghiệp ngày càng giảm xuống.
- Do điện năng ngày càng được sử dụng rộng rói trong nền kinh tế quốc dõn và cỏc địa phương.
- Do cơ cấu khụng ngừng thay đổi.
Vỡ những yếu tố trờn mà hệ số vượt trước cú thể khỏc một và tăng hay giảm khỏ nhiều. Dựa vào hệ số K cú thể xỏc định được lượng điện năng của năm dự bỏo.
2.3.2.7. Phương phỏp Medee-S.
Phương phỏp Medee-S hay cũn gọi là mụ hỡnh đỏnh giỏ nhu cầu năng lượng cho cỏc nước đang phỏt triển được hỡnh thành trờn cơ sở của cỏc mụ hỡnh Medee-2 và Medee-3. Mụ hỡnh cho phộp đỏnh giỏ nhu cầu năng lượng núi chung và điện năng núi riờng bằng phương phỏp - kỹ thuật, phõn tớch sự tăng trưởng của nhu cầu năng lượng trong cỏc thành phần kinh tế.
Cơ sở của phương phỏp này là phõn chia nhu cầu năng lượng trong những Modul tương đối đồng nhất ở mức độ chi tiết cú thể.
Phương trỡnh cơ bản được biểu diễn dưới dạng: FE =
I UEC
Trong đú:
- FE là nhu cầu năng lượng tiờu thụ tổng. - UEC là năng lượng tiờu thụ hữu ớch.
- I là hiệu quả sử dụng năng lượng cuối cựng. Nhu cầu tiờu thu năng lượng tổng được tớnh: E = FEk Trong đú:
- E là nhu cầu tiờu thụ năng lượng tổng. - K là Modul thứ K.
Rừ ràng là hàm số chớnh của mụ hỡnh gồm cú một loạt phộp nhõn và phộp cộng. Vỡ thế người ta cũn gọi là mụ hỡnh "Liệt kờ năng lượng" hay là mụ hỡnh sử dụng năng lượng cuố cựng.
Mụ hỡnh được sử dụng hết sức rộng rói vỡ nú đơn giản về mặt toỏn học lại bao gồm nhiều ưu điểm mà cỏc mụ hỡnh khỏc khụng cú được:
- Mụ hỡnh đú chỉ ra những biến điều khiển của năng lượng, nhờ vậy cú thể can thiệp vào sự phỏt triển nhu cầu năng lượng qua cỏc biến này bằng cỏc chớnh sỏch hợp lý.
- Cú thể sử dụng mụ hỡnh để thành lập cỏc bảng cõn bằng năng lượng ở mức độ tiờu thụ cuối cựng.
- Nhờ mụ hỡnh cú thể lượng húa được những thay đổi của nền kinh tế xó hội thụng qua sự biến động của nhu cầu năng lượng. Do vậy nú được xem là cụng cụ để mụ tả kịch bản hoặc những thay đổi kinh tế - xó hội và kỹ thuật dưới dạng năng lượng.
- Dễ dàng thu thập số liệu, thụng tin để đỏnh giỏ nhu cầu tiờu thụ năng lượng trong hiện tại và tương lai.
- Cú thể túm tắt cỏc đặc trưng chủ yếu của mụ hỡnh Medee-S như sau:
1. Cỏc yếu tố xỏc định nhu cầu năng lượng khỏc nhau được tổ chức thành cỏc Modul đồng nhất về phương diện sử dụng năng lượng trong từng ngành. Nhờ vậy cú thể phõn tớch cơ cấu của nhu cầu năng lượng một cỏch chi tiết, đồng thời mụ hỡnh dễ dàng thớch nghi theo yờu cầu và khả năng cung cấp về số liệu.
2. Mụ hỡnh khảo sỏt từng ngành riờng rẽ: Cụng nghiệp, nụng nghiệp, giao thụng vận tải, thương mại,... Mỗi ngành cú một mụ hỡnh cơ sở cựng nhiều mụ hỡnh con để biểu tả chi tiết riờng rẽ nhu cầu năng lượng điện cuối cựng của từng ngành.
3. Sử dụng phương phỏp kịch bản để tớnh đến sự biến động của tất cả cỏc yếu tố phụ thuộc vào việc chọn chớnh sỏch trong lĩnh vực năng lượng cũng như trong lĩnh vực khỏc.
4. Dựa vào cỏc chỉ số kinh tế - kỹ thuật - xó hội, đỏnh giỏ nhu cầu năng lượng dưới dạng năng lượng hữu ớch cho mỗi dạng sử dụng cuối cựng (như vậy phương phỏp sẽ đề cập đến mọi thiết bị sử dụng ở cỏc hộ tiờu thụ).
So sỏnh cỏc mụ hỡnh kinh tế - kỹ thuật khỏc, tớnh sỏng tạo của mụ hỡnh Medee-S thể hiện ở những khớa cạnh khỏc sau:
- Phương phỏp sử dụng năng lượng hữu ớch lựa chọn cỏc biến kịch bản, phương phỏp chia nhỏ mức độ tiờu thụ ở mức độ sử dụng cuối cựng và điều khiển tớnh cố hữu.
- Việc sử dụng năng lượng hữu ớch cú thể gặp khú khăn, do vậy khụng nờn dựng cú tớnh hệ thống mà chỉ để phõn tớch thay thế năng lượng, tức là đỏnh giỏ ảnh hưởng của việc thay thế cỏc dạng năng lượng đem lại cỏc hệ số hiệu quả khỏc nhau cú tớnh đến khả năng cải thiện mức hiệu quả.
Phương phỏp mụ hỡnh Medee-S để dự bỏo nhu cầu năng lượng cho phộp nhận được những kết quả tin cậy. Tuy nhiờn nhược điểm của phương phỏp này là đũi hỏi khối lượng số liệu ban đầu là rất lớn và chi tiết. Việc thiếu số liệu cũng như độ tin cậy của số liệu vào sẽ dẫn đến những kết quả sai lạc khi ỏp dụng vào mụ hỡnh.
2.3.2.8. Phương phỏp hệ số tăng trưởng.
Phương phỏp này dựa vào mức tiờu thụ của cỏc năm trước đõy và dựa vào cụng thức dưới đõy để tớnh toỏn hệ số tăng trưởng trung bỡnh KTB của cỏc năm.
Vớ dụ: Tớnh toỏn từ năm n đến năm m, ta cú:
KTB = TB n m A n m A A ). ( và ATB = 1 ) ( n m A m n i i Trong đú:
- Am là chỉ số điện năng của năm thức m, kWh. - An là chỉ số điện năng của năm thứ n, kWh.
- KTB là hệ số tăng trưởng trung bỡnh của cỏc năm, %.
Biết được hệ số tăng trưởng trung bỡnh KTB của cỏc năm ta cú thể dự bỏo được tương đối chớnh xỏc nhu cầu điện năng của cỏc năm tiếp theo.
Phương phỏp này cú thể sử dụng để dự bỏo nhu cầu điện năng trong giai đoạn mà lỳc đú đất nước cú nền kinh tế tương đố ổn định và mức độ phỏt triển cũng tương đối đồng đều.