Ứng dụng mạng nơron nhân tạo dự báo phụ tải ngắn hạn hệ thống điện miền bắc
- 125 trang
- file .pdf
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-----------------------------------------
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
ỨNG DỤNG MẠNG NƠRON NHÂN TẠO DỰ BÁO PHỤ TẢI
NGẮN HẠN HỆ THỐNG ĐIỆN MIỀN BẮC
NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
MÃ SỐ:
CHU NGHĨA
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGHĨA
HÀ NỘI 2007
1
Môc lôc
Danh môc c¸c tõ viÕt t¾t ............................................................................. 3
Më ®Çu..................................................................................................................... 4
CH¦¥NG I.................................................................................................................. 7
PHô T¶I HÖ THèNG §IÖN MIÒN B¾C vµ bµi to¸n dù b¸o ...................... 7
1.1. Phô t¶i HÖ thèng ®iÖn miÒn B¾c .......................................................................7
1.1.1. Giíi thiÖu chung vÒ HT§ miÒn B¾c...........................................................7
1.1.2 TÇm quan träng cña dù b¸o phô t¶i...........................................................10
1.1.3. Nh÷ng yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn phô t¶i ng¾n h¹n .......................................11
1.1.4. Môc tiªu vµ ph¹m vi nghiªn cøu dù b¸o phô t¶i ......................................15
1.2. Bµi to¸n dù b¸o phô t¶i ...................................................................................16
1.2.1. §Æc ®iÓm ®å thÞ phô t¶i HT§ miÒn B¾c...................................................16
1.2.2. Dù b¸o phô t¶i ng¾n h¹n cho 24h tiÕp theo..............................................19
CH¦¥NG II .............................................................................................................. 23
Tæng quan VÒ M¹NG N¥RON NH¢N T¹O .................................................. 23
2.1. LÞch sö ph¸t triÓn cña m¹ng n¬ron nh©n t¹o...................................................23
2.2. C¬ së lý thuyÕt m¹ng n¬ron............................................................................26
2.3. Bé n·o vµ n¬ron sinh häc ...............................................................................27
2.4 M« h×nh m¹ng n¬ron nh©n t¹o.........................................................................30
2.4.1 M« h×nh mét n¬ron nh©n t¹o ....................................................................30
3.4.2. M« h×nh m¹ng n¬ron nh©n t¹o.................................................................33
Ch−¬ng III ............................................................................................................. 40
øng dông m¹ng n¬ron ¸nh x¹ ®Æc tr−ng tù tæ chøc Kohonen
trong bµi to¸n ph©n lo¹i ngµy .............................................................. 40
3.1. Sù cÇn thiÕt ph©n lo¹i ®å thÞ phô t¶i................................................................40
3.1.1. TËp hîp c¸c kiÓu ®å thÞ phô t¶i ®Æc tr−ng................................................40
3.1.2. Sù cÇn thiÕt ph©n lo¹i ngµy b»ng ph−¬ng ph¸p m¹ng n¬ron....................42
3.2. M¹ng n¬ron ¸nh x¹ ®Æc tr−ng tù tæ chøc Kohonen ........................................43
3.2.1. CÊu tróc m¹ng ..........................................................................................44
3.2.2. HuÊn luyÖn m¹ng.....................................................................................45
3.2.3. Sö dông m¹ng...........................................................................................47
3.3. X©y dùng m¹ng Kohonen ®Ó ph©n lo¹i ngµy..................................................48
3.3.1. ThiÕt kÕ cÊu tróc m¹ng.............................................................................48
3.3.2. HuÊn luyÖn m¹ng.....................................................................................49
3.3.3. X©y dùng cÊu tróc phÇn mÒm m« pháng m¹ng Kohonen ph©n lo¹i ngµy.
...........................................................................................................................52
3.3.4. KÕt qu¶ sö dông m¹ng Kohonen ph©n lo¹i ngµy .....................................52
3.3.5. Ph©n tÝch kÕt qu¶ ph©n lo¹i ngµy trong th¸ng 2/2006, th¸ng 5/2006.......54
CH¦¥NG iV............................................................................................................. 58
2
øNG DôNG M¹NG N¥RON NHIÒU LíP LAN TRUYÒN NG¦îC SAI Sè Dù
B¸O PHô T¶I Ng¾n h¹n THEO NHIÖT §é M¤I TR¦êNG.......................... 58
4.1 C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ m¹ng n¬ron nhiÒu líp lan truyÒn ng−îc sai sè (Back
propagation neural network)..................................................................................58
4.1.1 KiÕn tróc m¹ng truyÒn th¼ng. ...................................................................59
4.1.2. HuÊn luyÖn m¹ng.....................................................................................60
4.1.3. Sö dông m¹ng...........................................................................................64
4.1.4. Nghiªn cøu sù héi tô vµ ®é phøc t¹p cña qu¸ tr×nh huÊn luyÖn m¹ng. ....64
4.1.5. Mét sè vÊn ®Ò vÒ m¹ng n¬ron nhiÒu líp..................................................67
4.2. øng dông m¹ng n¬ron nhiÒu líp lan truyÒn ng−îc sai sè x©y dùng bµi to¸n dù
b¸o phô t¶i hÖ thèng ®iÖn.......................................................................................68
4.2.1. C¸c b−íc x©y dùng bµi to¸n dù b¸o phô t¶i. ............................................68
4.2.2. X©y dùng cÊu tróc phÇn mÒm m« pháng m¹ng n¬ron lan truyÒn ng−îc sai
sè øng dông trong bµi to¸n dù b¸o ®Ønh vµ ®¸y ®å thÞ phô t¶i. ..........................72
4.2.3 Dù b¸o phô t¶i cho 24 giê trong ngµy.......................................................85
CH¦¥NG V .............................................................................................................. 99
HÖ thèng phÇn mÒm dù b¸o phô t¶i ng¾n h¹n cho hÖ thèng
®iÖn miÒn b¾c..................................................................................................... 99
5.1. Giíi thiÖu vÒ c¬ së d÷ liÖu. .............................................................................99
5.2. §Æc t¶ c¸c chøc n¨ng ....................................................................................100
5.2.1. Truy vÊn d÷ liÖu.....................................................................................100
5.2.2. Ph©n lo¹i d÷ liÖu ....................................................................................101
5.2.3 ChuÈn ho¸ d÷ liÖu ...................................................................................101
5.2.4 HuÊn luyÖn m¹ng....................................................................................101
5.2.5 Dù b¸o phô t¶i.........................................................................................101
5.3 H−íng dÉn sö dông........................................................................................102
5.3.1 Truy vÊn d÷ liÖu......................................................................................102
5.3.2 Ph©n lo¹i d÷ liÖu .....................................................................................103
5.3.3 ChuÈn ho¸ d÷ liÖu ...................................................................................103
5.3.4 HuÊn luyÖn m¹ng....................................................................................104
5.3.5 Dù b¸o ....................................................................................................104
CH¦¥NG vI........................................................................................................... 106
so s¸nh víi mét sè kÕt qu¶ ®∙ cã vµ §¸nh gi¸ kÕt qu¶.......... 106
6.1. So s¸nh víi mét sè ph−¬ng ph¸p ®· cã.........................................................106
6.2. §¸nh gi¸ kÕt qu¶..........................................................................................111
KÕT LUËN ............................................................................................................. 114
Tµi liÖu tham kh¶o....................................................................................... 116
Phô lôc i ............................................................................................................. 118
Phô lôc II ............................................................................................................ 120
Tãm t¾t luËn v¨n.......................................................................................... 123
Summary ............................................................................................................ 124
3
Danh môc c¸c tõ viÕt t¾t
ANN M¹ng n¬ron nh©n t¹o
DBPT Dù b¸o phô t¶i
HT§ HÖ thèng ®iÖn
HT§1 Trung t©m §iÒu ®é HÖ thèng ®iÖn miÒn B¾c
MSE Trung b×nh tæng b×nh ph−¬ng sai sè
SSE Tæng b×nh ph−¬ng sai sè
CNTT C«ng nghÖ th«ng tin
§TPT §å thÞ phô t¶i
4
Më ®Çu
Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, do nhu cÇu n¨ng l−îng kh«ng ngõng biÕn
®æi vµ t¨ng lªn râ rÖt theo thêi gian nªn ngµnh §iÖn lùc ®· vµ ®ang x©y dùng
rÊt nhiÒu c¸c nhµ m¸y ®iÖn ®Ó ®¸p øng nhu cÇu tiªu thô ®iÖn n¨ng trong c¶
n−íc. V× vËy, mét trong nh÷ng vÊn ®Ò quan träng mµ ngµnh §iÖn lùc cÇn ph¶i
gi¶i quyÕt tèt lµ bµi to¸n dù b¸o phô t¶i ng¾n h¹n vµ dµi h¹n.
Cho ®Õn nay tuy ®· cã nhiÒu ph−¬ng ph¸p luËn trong viÖc gi¶i quyÕt bµi
to¸n dù b¸o, song bµi to¸n nµy lu«n lµ mét bµi to¸n khã. HiÖn nay, trong
ngµnh §iÖn lùc ViÖt Nam bµi to¸n dù b¸o phô t¶i ®−îc gi¶i quyÕt chñ yÕu nhê
sö dông c¸c ph−¬ng ph¸p dù b¸o truyÒn thèng mang tÝnh kinh nghiÖm thuÇn
tuý. Trong sè c¸c h−íng nghiªn cøu nh»m triÓn khai c¸c hÖ thèng th«ng minh
ë giai ®o¹n tíi, m¹ng n¬ron gi÷ mét vai trß quan träng trong viÖc ph¸t triÓn
c¸c gi¶i ph¸p nhËn d¹ng, dù b¸o…M¹ng n¬ron nh©n t¹o lµ kü thuËt xö lý
th«ng tin cã triÓn väng øng dông trong viÖc gi¶i quyÕt bµi to¸n dù b¸o. KÕt
hîp chÆt chÏ víi logic mê, m¹ng n¬ron nh©n t¹o cã thÓ gióp gi¶i quyÕt hiÖu
qu¶ h¬n c¸c bµi to¸n phøc t¹p.
Nhê c¸c −u ®iÓm nh− cã cÊu tróc xö lý song song, kh¶ n¨ng häc vµ ghi
nhí, kh¶ n¨ng tù tæ chøc vµ tæng qu¸t ho¸, m¹ng n¬ron nh©n t¹o ANN
(Artificial Newal Networks) ®· ®−îc nghiªn cøu vµ øng dông thµnh c«ng
trong rÊt nhiÒu lÜnh vùc nh− xÊp xØ hµm nhËn d¹ng mÉu, dù b¸o… LuËn v¨n
nµy chñ yÕu tËp trung t×m hiÓu vÒ m¹ng n¬ron nh©n t¹o vµ nghiªn cøu øng
dông gi¶i quyÕt bµi to¸n dù b¸o phô t¶i ng¾n h¹n cho hÖ thèng ®iÖn miÒn B¾c.
Môc ®Ých cña luËn v¨n lµ ph¸t triÓn c¸c ph−¬ng ph¸p ®Ó gi¶i bµi to¸n dù
b¸o phô t¶i ng¾n h¹n. §èi t−îng cô thÓ cña nghiªn cøu lµ dù b¸o phô t¶i cho
24 giê sau nh»m ®−a ra c¸c th«ng sè cÇn thiÕt cho c«ng t¸c vËn hµnh vµ lËp
ph−¬ng thøc ®iÒu hµnh hÖ thèng ®iÖn.
LuËn v¨n bao gåm s¸u ch−¬ng vµ hai phô lôc.
5
Ch−¬ng I – Phô t¶i hÖ thèng ®iÖn miÒn B¾c vµ bµi to¸n dù b¸o:
Tr×nh bµy tæng quan vÒ HT§ miÒn B¾c. Ph¸t biÓu bµi to¸n dù b¸o phô t¶i, nªu
ph¹m vi, tÇm quan träng cña bµi to¸n, c¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn phô t¶i ng¾n
h¹n.
Ch−¬ng II – Tæng quan vÒ m¹ng n¬ron nh©n t¹o: Tr×nh bµy c¸c kh¸i
niÖm c¬ b¶n vÒ m¹ng n¬ron nh©n t¹o: c¬ së lý thuyÕt vµ m« h×nh m¹ng.
Ch−¬ng III – øng dông m¹ng n¬ron ¸nh x¹ ®Æc tr−ng tù tæ chøc
Kohonen trong bµi to¸n ph©n lo¹i ngµy: Tr×nh bµy c¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ
m¹ng n¬ron ¸nh x¹ ®Æc tr−ng tù tæ chøc Kohonen, ®Ò xuÊt cÊu tróc m¹ng ®Ó
gi¶i quyÕt bµi to¸n, x©y dùng cÊu tróc phÇn mÒm vµ ph©n tÝch ®¸nh gi¸ kÕt
qu¶ ®¹t ®−îc.
Ch−¬ng IV – øng dông m¹ng n¬ron nhiÒu líp lan truyÒn ng−îc sai
sè trong bµi to¸n dù b¸o phô t¶i theo nhiÖt ®é m«i tr−êng: Tr×nh bµy c¸c
kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ m¹ng n¬ron nhiÒu líp lan truyÒn ng−îc sai sè, ®−a ra c¸c
b−íc x©y dùng bµi to¸n, ®Ò xuÊt cÊu tróc m¹ng, x©y dùng cÊu tróc phÇn mÒm,
®¸nh gi¸ kÕt qu¶ vµ so s¸nh víi mét sè ph−¬ng ph¸p ®· cã.
Ch−¬ng V - HÖ thèng phÇn mÒm dù b¸o phô t¶i ng¾n h¹n cho HÖ
thèng ®iÖn miÒn B¾c: Giíi thiÖu vÒ c¬ së d÷ liªô, ®Æc t¶ c¸c chøc n¨ng cña
hÖ thèng vµ h−íng dÉn sö dông phÇn mÒm.
Ch−¬ng VI - So s¸nh víi mét sè kÕt qu¶ ®· cã vµ ®¸nh gi¸ kÕt qu¶:
So s¸nh ph−¬ng ph¸p dù b¸o phô t¶i ng¾n h¹n cña HÖ thèng ®iÖn miÒn B¾c sö
dông m¹ng n¬ron nh©n t¹o víi mét sè ph−¬ng ph¸p dù b¸o truyÒn thèng.
§¸nh gi¸ kÕt qu¶ ®¹t ®−îc vµ kh¶ n¨ng øng dông cña phÇn mÒm.
Phô lôc I – PhÇn mÒm m« pháng m¹ng Kohonen trong bµi to¸n ph©n
lo¹i kiÓu ngµy.
6
Phô lôc II – PhÇn mÒm m« pháng m¹ng n¬ron lan truyÒn ng−îc sai sè
øng dông trong bµi to¸n dù b¸o ®Ønh vµ ®¸y ®å thÞ phô t¶i.
Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n PGS.TS NguyÔn §øc NghÜa ®· h−íng dÉn vµ cho
em nh÷ng ý kiÕn quý b¸u, em xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy c« gi¸o khoa
C«ng nghÖ Th«ng tin – Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi ®· trang bÞ kiÕn
thøc gióp em hoµn thµnh luËn v¨n nµy.
7
CH¦¥NG I
PHô T¶I HÖ THèNG §IÖN MIÒN B¾C vµ bµi to¸n dù b¸o
Ch−¬ng nµy ®Ò cËp ®Õn c¸c vÊn ®Ò sau:
• Giíi thiÖu chung vÒ HT§ miÒn B¾c
• TÇm quan träng cña dù b¸o phô t¶i
• Nh÷ng yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn phô t¶i ng¾n h¹n
• Môc tiªu vµ ph¹m vi nghiªn cøu dù b¸o phô t¶i
• §Æc ®iÓm ®å thÞ phô t¶i HT§ miÒn B¾c
• Dù b¸o phô t¶i ng¾n h¹n cho 24h tiÕp theo
1.1. Phô t¶i HÖ thèng ®iÖn miÒn B¾c
1.1.1. Giíi thiÖu chung vÒ HT§ miÒn B¾c
Ranh giíi cña HÖ thèng ®iÖn miÒn B¾c ®−îc tÝnh tõ Hµ tÜnh trë ra, lµ
mét vïng cã vÞ trÝ ®Þa lý t−¬ng ®èi phøc t¹p, tr¶i dµi vµ n»m s¸t bê biÓn, cã
nhiÒu ®åi nói, cã nhiÒu vïng khÝ hËu kh¸c nhau, kinh tÕ c¸c khu vùc trªn toµn
miÒn B¾c ph¸t triÓn kh«ng ®ång ®Òu dÉn ®Õn c«ng suÊt phô t¶i ë c¸c khu vùc
cã sù chªnh lÖch lín. Phô t¶i chñ yÕu tËp trung ë vïng ®ång b»ng, c¸c thµnh
phè lín cã c«ng nghiÖp ph¸t triÓn. T¹i nh÷ng vïng nµy phô t¶i cao ®iÓm vµ
thÊp ®iÓm chªnh lÖch nhau kh«ng lín l¾m Pmin/Pmax kho¶ng 0.7 do phô t¶i
c«ng nghiÖp t¹i c¸c khu vùc nµy ph¸t triÓn. §èi víi nh÷ng vïng miÒn nói hoÆc
s¶n xuÊt n«ng nghiÖp, c«ng nghiÖp kh«ng ph¸t triÓn th× Pmin/Pmax kho¶ng 0.3
do phô t¶i vµo cao ®iÓm chñ yÕu lµ phô t¶i sinh ho¹t, ®iÒu nay g©y khã kh¨n
rÊt lín trong vËn hµnh kinh tÕ hÖ thèng ®iÖn. Vµo thÊp ®iÓm cña hÖ thèng ta
kh«ng khai th¸c cao ®−îc c¸c nguån ®iÖn rÎ tiÒn cßn vµo cao ®iÓm cña hÖ
thèng ta ph¶i ch¹y c¸c nguån ®iÖn ®¾t tiÒn ®Ó phñ ®Ønh, cã khi cßn ph¶i h¹n
chÕ phô t¶i vµo cao ®iÓm do nguån ®iÖn kh«ng ®¸p øng ®−îc nhu cÇu cña phô
t¶i. C¸c thµnh phÇn cÊu thµnh phô t¶i ®−îc thÓ hiÖn ë biÒu ®å sau:
8
C¸c ho¹t ®éng N«ng nghiÖp vµ thuû
Qu¶n lý & Tiªu dïng
kh¸c 4.32% s¶n 1.40%
d©n c− 44.59%
Th−¬ng nghiÖp & C«ng nghiÖp vµ x©y
KSNH 4.49% dùng 45.20%
H×nh 1.1. BiÓu ®å c¸c thµnh phÇn cÊu thµnh nªn phô t¶i
Trªn biÓu ®å ta thÊy phô t¶i Qu¶n lý & Tiªu dïng d©n c−, C«ng nghiÖp
& x©y dùng chiÕm tû träng lín, ®Õn 90% tæng c«ng suÊt phô t¶i.
Theo thèng kª, møc ®é t¨ng tr−ëng phô t¶i hÖ thèng ®iÖn tõ n¨m 2001
– 2005 lµ rÊt cao. B¶ng 1.1 vµ b¶ng 1.2 d−íi ®©y thÓ hiÖn tèc ®é t¨ng tr−ëng
phô t¶i vÒ s¶n l−îng cña c¸c n¨m trªn.
B¶ng 1.1: S¶n l−îng ®iÖn tiªu thô cña HT§ miÒn B¾c tõ n¨m 2001-2005
2001 2002 2003 2004 2005
HT§ miÒn B¾c 10.765.767,2 12.251.947,5 14.215.228,6 16.008.894,1 18.057.297,9
Cty I 7.042.600,7 8.125.911,1 9.573.472,8 10.857.462,9 12.292.387,7
Hµ Néi 2.777.100,4 3.079.711 3.486.549 3.879.340,1 4,329.367,2
H¶i Phßng 946.066,1 1.046.325,4 1.155.206,9 1.272.091,1 1.415.610,8
9
B¶ng 1.2: Tèc ®é t¨ng tr−ëng phô t¶i
2002 2003 2004 2005
HT§ B¾c 13,84% 16,02% 12,62% 12,8%
Cty I 15,38% 17,81% 13,41% 13,22%
Hµ Néi 10,89% 13,21% 11,27% 11,6%
H¶i Phßng 10,6% 10,41% 10,12% 11,28%
Do ®iÖn n¨ng cña Qu¶n lý & Tiªu dïng d©n c− lµ rÊt lín nªn chªnh lÖch
c«ng suÊt gi÷a giê cao ®iÓm vµ thÊp ®iÓm rÊt lín (kho¶ng 2-3 lÇn) vµ phô
thuéc rÊt nhiÒu vµo thêi tiÕt, g©y ¶nh h−ëng lín ®Õn viÖc khai th¸c tèi −u c¸c
nguån ®iÖn. Phô t¶i cao ®iÓm lµ nh©n tè quyÕt ®Þnh viÖc huy ®éng nguån ®iÖn
trong khi ®ã phô t¶i thÊp ®iÓm l¹i gi÷ vai trß quan träng trong viÖc quyÕt ®Þnh
phèi hîp vµ ®iÒu chØnh c¸c nguån ®iÖn nh»m ®¶m b¶o vËn hµnh kinh tÕ. Do ®ã
viÖc dù b¸o chÝnh x¸c phô t¶i cã ý nghÜa hÕt søc quan träng trong bµi to¸n vËn
hµnh kinh tÕ hÖ thèng ®iÖn còng nh− c¶i t¹o, thiÕt kÕ hÖ thèng cung cÊp ®iÖn,
gi¶m thiÓu ®−îc tæn thÊt c«ng suÊt vµ ®iÖn n¨ng. §Æc biÖt viÖc dù b¸o phô t¶i
cao ®iÓm chÝnh x¸c mang l¹i lîi Ých vµ hiÖu suÊt sö dông n¨ng l−îng cho
kh¸ch hµng, tr¸nh tr×nh tr¹ng thiÕu c«ng suÊt giê cao ®iÓm.
Do ®ã phô t¶i cao ®iÓm vµ thÊp ®iÓm chÝnh lµ hai gi¸ trÞ ®Æc biÖt trªn ®å
thÞ phô t¶i ngµy vµ lµ mèi quan t©m hµng ®Çu cña ng−êi lËp quy ho¹ch vµ thiÕt
kÕ hÖ thèng ®iÖn. Khi phô t¶i thÊp th× tØ lÖ tæn thÊt t¨ng do tæn hao kh«ng t¶i.
10
1.1.2 TÇm quan träng cña dù b¸o phô t¶i
Nh− chóng ta biÕt th¸ng 5/2005 s¶n l−îng ®iÖn tiªu thô ®ét biÕn trong
khi ®ã nguån tµi nguyªn n−íc t¹i thêi ®iÓm ®ã bÞ thiÕu hôt dÉn ®Õn ¶nh h−ëng
lín ®Õn nÒn kinh tÕ ViÖt Nam. V× vËy dù b¸o phô t¶i ®iÖn ®ãng vai trß hÕt søc
quan träng ®èi víi viÖc quy ho¹ch, ®Çu t−, ph¸t triÓn nguån ®iÖn vµ vËn hµnh
hÖ thèng ®iÖn. Nhu cÇu tiªu thô ®iÖn n¨ng phô thuéc vµo kh¶ n¨ng ph¸t triÓn
cña nÒn kinh tÕ quèc d©n. nÕu dù b¸o phô t¶i qu¸ thÊp so víi nhu cÇu thùc tÕ
th× dÉn ®Õn kÕt qu¶ nguån dù phßng thÊp, kh«ng ®¸p øng ®Çy ®ñ nhu cÇu ®iÖn
cho s¶n xuÊt c«ng nghiÖp vµ tiªu dïng, cßn nÕu dù b¸o phô t¶i qu¸ cao sÏ ph¶i
huy ®éng c¸c nguån ®¾t tiÒn g©y l·ng phÝ cho nÒn kinh tÕ n−íc nhµ.
Dù b¸o phô t¶i dµi h¹n (kho¶ng 10-20 n¨m) nh»m môc ®Ých cung cÊp
d÷ liÖu cho c«ng t¸c quy ho¹ch vµ ®Çu t− ph¸t triÓn HT§. Cßn dù b¸o phô t¶i
ng¾n h¹n (trong vßng 30 ngµy) cã nhiÖm vô ®¶m b¶o vËn hµnh hÖ thèng ®iÖn
an toµn vµ kinh tÕ. §èi víi dù b¸o dµi h¹n cã tÝnh chÊt chiÕn l−îc th× chØ nªu
lªn nh÷ng ph−¬ng h−íng ph¸t triÓn chñ yÕu mµ kh«ng yªu cÇu x¸c ®Þnh chØ
tiªu cô thÓ.
C¸c chøc n¨ng quan träng trong kÕ ho¹ch vËn hµnh HT§ nh− ph©n phèi
nguån mét c¸ch kinh tÕ, hiÖu qu¶, lªn kÕ ho¹ch b¶o d−ìng vµ söa ch÷a,
th−êng ®−îc thùc hiÖn nhê viÖc dù b¸o phô t¶i, v× vËy dù b¸o phô t¶i ®ãng vai
trß ®Æc biÖt quan träng ®èi víi ®iÒu ®é viªn, nh÷ng ng−êi ho¹ch ®Þnh kÕ
ho¹ch, lªn ph−¬ng thøc vËn hµnh HT§.
Trong c«ng t¸c vËn hµnh, viÖc lËp ph−¬ng thøc ngµy, ph−¬ng thøc tuÇn
cña Trung t©m §iÒu ®é, hay dù b¸o phô t¶i b¸o tr−íc mét giê, mét ngµy, mét
tuÇn lµ nh÷ng c«ng viÖc tèi cÇn thiÕt. Nh÷ng ph−¬ng thøc vËn hµnh c¬ b¶n
trong ngµy nh− huy ®éng nguån, phèi hîp nguån, truyÒn t¶i c«ng suÊt gi÷a
c¸c miÒn, gi¶i quyÕt c¸c c«ng t¸c söa ch÷a trªn l−íi ®iÖn vµ ®¸nh gi¸ møc ®é
an toµn HT§ ®Òu ®ßi hái ph¶i cã dù b¸o phô t¶i t−¬ng ®èi chÝnh x¸c.
11
Trong thùc tÕ vËn hµnh HT§ ViÖt Nam nãi chung vµ HT§ miÒn B¾c
nãi riªng, phô t¶i cao ®iÓm (phô t¶i cao nhÊt trong ngµy Pmax) vµ thÊp ®iÓm
(phô t¶i thÊp nhÊt trong ngµy Pmin) lµ hai ®iÓm ®Æc biÖt trong ®å thÞ phô t¶i
ngµy vµ ®−îc quan t©m nhiÒu nhÊt trong vËn hµnh. Phô t¶i cao ®iÓm quyÕt
®Þnh viÖc huy ®éng c¸c nguån nhiÖt ®iÖn, tua-bin khÝ, diesel dù phßng nh»m
®¶m b¶o ®ñ nguån phñ ®Ønh vµ dù phßng nãng, t¨ng ®é an toµn cung cÊp ®iÖn.
Phô t¶i thÊp ®iÓm quyÕt ®Þnh viÖc phèi hîp vµ ®iÒu chØnh c¸c nguån tua-bin
khÝ, nhiÖt ®iÖn, thñy ®iÖn nh»m ®¶m b¶o vËn hµnh kinh tÕ, tr¸nh nhµ m¸y thuû
®iÖn Hoµ B×nh vËn hµnh trong vïng c«ng suÊt kh«ng cho phÐp vÒ kü thuËt,
trong ®ã dù b¸o phô t¶i lóc cao ®iÓm Pmax lµ quan träng nhÊt trong ngµy. Dù
b¸o chÝnh x¸c phô t¶i cao ®iÓm cã hiÖu qu¶ lín vÒ kinh tÕ vµo mïa lò khi cÇn
khai th¸c tèi ®a nguån thñy ®iÖn, trong khi n−íc c¸c hå chøa ®ang x¶ th× c¸c
nguån ®iÖn kh¸c huy ®éng chØ nh»m môc ®Ých an toµn, bï ®iÖn ¸p vµ phñ
®Ønh. NÕu sai sè dù b¸o phô t¶i lóc cao ®iÓm gi¶m 2%, §iÒu ®é Quèc Gia
(§§QG) cã thÓ tiÕt kiÖm ®−îc kho¶ng 80 MW nguån tuabin khÝ ch¹y dÇu ®¾t
tiÒn ch¹y phñ ®Ønh lóc cao ®iÓm, gãp phÇn ®¸ng kÓ vµo viÖc t¨ng hiÖu qu¶ vËn
hµnh HT§ vµ tiÕt kiÖm ®−îc hµng tr¨m triÖu ®ång trªn mçi giê cho ngµnh
®iÖn nãi riªng vµ cho c¶ nÒn kinh tÕ Quèc d©n nãi chung.
H¹n chÕ phô t¶i lóc cao ®iÓm còng th−êng x¶y ra trong mïa lò khi thiÕu
nguån phñ ®Ønh. TÝnh chÝnh x¸c ®−îc l−îng c«ng suÊt thiÕu ®Ó chñ ®éng c¾t
phô t¶i nh÷ng khu vùc kh«ng quan träng, tr¸nh c¾t thõa hoÆc c¾t thiÕu, tr¸nh
sa th¶i phô t¶i do b¶o vÖ tÇn sè thÊp t¸c ®éng còng cã ý nghÜa lín trong vËn
hµnh, gi¶m thiÖt h¹i do c¾t ®iÖn.
1.1.3. Nh÷ng yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn phô t¶i ng¾n h¹n
§Ó t×m ra ®−îc ph−¬ng ph¸p dù b¸o tèi −u ®èi víi bµi to¸n dù b¸o phô
t¶i ngµy cña HT§ miÒn B¾c víi sai sè nhá, ta cÇn x¸c ®Þnh ®−îc c¸c yÕu tè
¶nh h−ëng ®Õn phô t¶i ngµy, vÝ dô: thø cña c¸c ngµy trong tuÇn, ngµy lÔ, c¸c
12
®Æc ®iÓm cña ngµy cÇn dù b¸o, nh− nhiÖt ®é trong ngµy… ChÝnh v× vËy ®Ó
n©ng cao ®é chÝnh x¸c cña qu¸ tr×nh dù b¸o phô t¶i ta cÇn ph¶i xÐt ®Õn c¸c yÕu
tè chñ yÕu ¶nh h−ëng ®Õn phô t¶i.
Qua thùc tÕ vËn hµnh cho thÊy phô t¶i cña l−íi ®iÖn ViÖt Nam nãi
chung vµ miÒn B¾c nãi riªng phô thuéc chñ yÕu vµo c¸c yÕu tè chÝnh sau:
1. Thø cña ngµy trong tuÇn
Cã quy luËt gi÷a phô t¶i vµ ngµy trong tuÇn
- Phô t¶i thÊp nhÊt trong ®ªm thø 2
- §å thÞ phô t¶i c¸c ngµy lµm viÖc th−êng cã d¹ng gièng nhau
- Phô t¶i ngµy nghØ cuèi tuÇn gi¶m.
§å thÞ phô t¶i
3500
3000
2500
C«ng suÊt
2000
1500
1000
500
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Thứ 5 ThứGiê
2 CN
H×nh 1.2. §å thÞ phô t¶i c¸c ngµy ®Æc tr−ng trong tuÇn
2. C¸c ngµy ®Æc biÖt trong n¨m
13
Ngµy ®Æc biÖt trong n¨m nh− c¸c ngµy lÔ tÕt, 30/4, 1/5, 2/9... phô t¶i c¸c
ngµy nµy gi¶m ®¸ng kÓ so víi ngµy th−êng. Phô t¶i c¸c ngµy s¸t víi c¸c ngµy
nµy còng bÞ ¶nh h−ëng, ta cã thÓ thÊy râ ®iÒu ®ã trªn ®å thÞ phô t¶i HT§ miÒn
B¾c ngµy lÔ 1/5/2006 vµ ngµy lµm viÖc b×nh th−êng 3/5/2006. Dù b¸o phô t¶i
trong c¸c ngµy ®Æc biÖt kh«ng ®−îc ¸p dông nh− ngµy th«ng th−êng mµ ph¶i
t¸ch biÖt b»ng ph−¬ng ph¸p riªng dùa vµo sù thay ®æi phô t¶i cña c¸c ngµy
nµy so víi c¸c ngµy d¹ng nµy cña c¸c n¨m tr−íc ®ã.
§å thÞ phô t¶i
3500
3000
2500
C«ng suÊt
2000
1500
1000
500
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Giê
Ngày 1/5
Ngày 3/5
H×nh 1.3. §å thÞ phô t¶i HT§ miÒn B¾c hai ngµy 1/5, 3/5
3. Thêi tiÕt trong ngµy.
Bao gåm c¸c th«ng sè tù nhiªn: nhiÖt ®é, ®é Èm, tèc ®é giã, c−êng ®é
s¸ng, trong ®ã nhiÖt ®é cã ¶nh h−ëng lín nhÊt, nhiÖt ®é t¨ng th× phô t¶i t¨ng
vµ ng−îc l¹i v× n−íc ta lµ n−íc nhiÖt ®íi. ChØ cã tr−êng hîp ®Æc biÖt ë miÒn
B¾c khi nhiÖt ®é qu¸ l¹nh, phô t¶i t¨ng do sö dông c¸c thiÕt bÞ s−ëi Êm.
14
§å thÞ phô t¶i
3500
3000
2500
C«ng suÊt
2000
1500
1000
500
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Giê
26-33 độ 18 –26 độ
H×nh 1.4. §å thÞ phô t¶i ngµy hai ngµy cã nhiÖt ®é kh¸c
4. TruyÒn h×nh trùc tiÕp c¸c sù kiÖn thÓ thao v¨n ho¸
C«ng suÊt tiªu thô vµo c¸c giê tuyÒn h×nh trùc tiÕp bãng ®¸ quèc tÕ, gi¶i
bãng ®¸ cã ®éi tuyÓn ViÖt Nam tham gia t¨ng ®ét ngét tõ 150 - 200 MW. C¸c
®iÒu ®é viªn th−êng dù b¸o phô t¶i nh÷ng ngµy nµy theo kinh nghiÖm nh÷ng
ngµy t−¬ng tù tr−íc ®ã. VÝ dô: khi dù b¸o ®å thÞ phô t¶i ngµy cã truyÒn h×nh
trùc tiÕp Worldcup 2006, ta dùa vµo ®å thÞ phô t¶i trong ngµy còng cã truyÒn
h×nh trùc tiÕp Worldcup 2006 tr−íc ®ã ®Ó dù b¸o.
§å thÞ phô t¶i
3500
3000
2500
C«ng suÊt
2000
1500
1000
500
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Giê
Đêm không có WC Đêm có WC
H×nh 1.5. §å thÞ phô t¶i HT§ miÒn B¾c cã truyÒn h×nh trùc
tiÕp Worldcup 2006 vµ ngµy b×nh th−êng.
15
5. KÕ ho¹ch söa ch÷a lín trong ngµy cã c¾t ®iÖn.
Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn kÕ ho¹ch söa ch÷a lín, nh− c¾t ®iÖn ®−êng
d©y ®ang vËn hµnh ®Ó kÐo ®−êng d©y míi, söa ch÷a tr¹m 220Kv, 500Kv ph¶i
c¾t t¶i diÖn réng dÉn ®Õn ®iÖn n¨ng tiªu thô vµo c¸c ngµy nµy gi¶m mét c¸ch
®¸ng kÓ. Dù b¸o phô t¶i nh÷ng ngµy nµy ph¶i tÝnh to¸n khÊu trõ phô t¶i gi¶m
do ngõng cung cÊp ®iÖn. D¹ng cña ®å thÞ phô t¶i trong ngµy cã c¾t ®iÖn diÖn
réng còng mang ®Æc thï riªng, thay ®æi tuú thuéc vµo thêi gian, vïng , miÒn
c¾t ®iÖn.
Qua qu¸ tr×nh vËn hµnh thùc tÕ vµ d÷ liÖu thèng kª, c¸c ®iÒu ®é viªn,
c¸c chuyªn viªn chuyªn ph©n tÝch vÒ phô t¶i hÖ thèng ®iÖn ®i ®Õn kÕt luËn:
NhiÖt ®é m«i tr−êng, ®Æc thï cña c¸c ngµy trong tuÇn, ngµy lÔ, ngµy tÕt lµ c¸c
yÕu tè ¶nh h−ëng lín nhÊt ®Õn gi¸ trÞ phô t¶i ngµy.
1.1.4. Môc tiªu vµ ph¹m vi nghiªn cøu dù b¸o phô t¶i
• Môc tiªu cña luËn v¨n
Nghiªn cøu ¸p dông kü thuËt m¹ng n¬ron ®Ó dù b¸o phô t¶i cao ®iÓm
(Pmax), thÊp ®iÓm ®ªm (Pmin) vµ phô t¶i ngµy (24 giê) cña HT§ miÒn B¾c theo
d÷ liÖu phô t¶i qu¸ khø, nhiÖt ®é m«i tr−êng vµ mét sè c¸c yÕu tè ¶nh h−ëng
kh¸c.
• Ph¹m vi nghiªn cøu.
Dù b¸o lu«n gi÷ vai trß quan träng trong nhiÒu lÜnh vùc, quyÕt ®Þnh kÕ
ho¹ch s¶n xuÊt, h−íng ®Çu t− ph¸t triÓn trong t−¬ng lai do ®ã cã rÊt nhiÒu c¸c
m« h×nh to¸n häc ¸p dông cho dù b¸o. Còng nh− c¸c dù b¸o kh¸c, dù b¸o phô
t¶i ngµy còng ph¶i dùa vµo d÷ liÖu thèng kª, ph©n tÝch vµ ¸p dông thuËt to¸n
®Ó x¸c ®Þnh mèi quan hÖ gi÷a phô t¶i vµ c¸c yÕu tè ¶nh h−ëng, tõ ®ã dù b¸o
phô t¶i dùa trªn c¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ®ã.
16
Tr−íc ®©y, c¸c m« h×nh to¸n häc truyÒn thèng hay ®−îc ¸p dông cho dù
b¸o nh−: håi qui tuyÕn tÝnh (linear regression), san b»ng hµm mò (exponential
smoothing), san trung b×nh (moving averages), hÖ sè ngÉu nhiªn (stochatic) ....
GÇn ®©y, víi sù ph¸t triÓn cña viÖc nghiªn cøu mét sè thuËt to¸n dùa trªn trÝ
tuÖ cña con ng−êi (artificial intelligence), m¹ng n¬ron nh©n t¹o (artificial
neural networks) ®· ®−îc ¸p dông trong dù b¸o vµ ®−îc ®¸nh gi¸ cao. §©y lµ
m« h×nh phi tuyÕn víi nhiÒu −u ®iÓm vµ ®ang ®−îc ¸p dông réng r·i. M¹ng
n¬ron nh©n t¹o ®−îc x©y dùng trªn c¬ së m« pháng ho¹t ®éng cña hÖ thèng
n¬ron thÇn kinh sinh häc do ®ã m¹ng n¬ron nh©n t¹o cã mét sè ®Æc ®iÓm nh−
bé n·o con ng−êi, ®ã lµ kh¶ n¨ng häc ®−îc nh÷ng g× ®· ®−îc d¹y. Qu¸ tr×nh
häc nµy ®−îc gäi lµ qu¸ tr×nh huÊn luyÖn. Trong qu¸ tr×nh nµy c¸c mÉu thÓ
hiÖn quan hÖ gi÷a c¸c biÕn ngÉu nhiªn ®−îc ®−a vµo trong m¹ng n¬ron, m¹ng
n¬ron sÏ nhËn biÕt ®−îc quan hÖ gi÷a c¸c biÕn ngÉu nhiªn ®ã sau khi kÕt thóc
qu¸ tr×nh huÊn luyÖn. ChÝnh do ®Æc ®iÓm nµy mµ m¹ng n¬ron ®−îc øng dông
rÊt nhiÒu trong lÜnh vùc dù b¸o. §Æc biÖt ®èi víi bµi to¸n dù b¸o phô t¶i ng¾n
h¹n th× ®©y lµ m« h×nh ®−îc ®¸nh gi¸ cao h¬n h¼n c¸c m« h×nh tr−íc ®ã vµ
hiÖn nay m« h×nh nµy ®ang ®−îc ¸p dông phæ biÕn ë mét sè n−íc ph¸t triÓn
trong dù b¸o phô t¶i .
Nghiªn cøu ph−¬ng ph¸p dù b¸o phô t¶i ngµy lµ nghiªn cøu vµ ¸p dông
c¸c ph−¬ng ph¸p to¸n häc ®Ó t×m quan hÖ gi÷a phô t¶i ngµy vµ c¸c yÕu tè chñ
yÕu ¶nh h−ëng ®Õn phô t¶i ngµy. ThuËt to¸n ¸p dông cho dù b¸o phô t¶i theo
nhiÖt ®é ph¶i dùa trªn dù b¸o thêi tiÕt ngµy h«m sau gåm c¸c th«ng tin nh−:
nhiÖt ®é cao nhÊt vµ thÊp nhÊt trong ngµy, n¾ng hay m−a, gi«ng b·o ...
1.2. Bµi to¸n dù b¸o phô t¶i
1.2.1. §Æc ®iÓm ®å thÞ phô t¶i HT§ miÒn B¾c
Phô t¶i cña HT§ miÒn B¾c cã c¸c thµnh phÇn ®iÖn Qu¶n lý & Tiªu dïng
d©n c− vµ C«ng nghiÖp & x©y dùng chiÕm tû träng lín. B¶ng 1.3 thèng kª s¶n
17
l−îng tiªu thô cña tõng ngµnh trong ba n¨m 2003 ®Õn 2005. Cã thÓ nhËn thÊy
r»ng, tØ träng ®iÖn tiªu thô trong qu¶n lý & tiªu dïng d©n c− rÊt lín lµm chÕ
®é tiªu thô ®iÖn n¨ng xÊu ®i, hÖ sè phô t¶i gi¶m, g©y nhiÒu khã kh¨n cho viÖc
®¶m b¶o an toµn cung cÊp ®iÖn.
B¶ng 1.3 TØ träng s¶n l−îng ®iÖn tiªu thô cña c¸c thµnh phÇn kinh tÕ
Tiªu dïng C«ng nghiÖp N«ng l©m Th−¬ng
N¨m Kh¸c
d©n c− & x©y dùng nghiÖp nghiÖp
2003 45,32% 44,2% 1,41% 4,52% 4,55%
2005 44,59% 45,2% 1,4% 4,49% 4,32%
2006 44,31% 45,91 1,42 4,38 3,98
§å thÞ phô t¶i ngµy cña HT§ miÒn B¾c ®−îc x©y dùng theo gi¸ trÞ phô t¶i
24h trong ngµy. Trªn h×nh 1.6 lµ ®å thÞ hai ngµy lµm viÖc b×nh th−êng vµo
mïa ®«ng vµ mïa hÌ. §å thÞ phô t¶i biÕn ®æi theo tõng giê, phô t¶i cao nhÊt
trong ngµy (Pmax) lín h¬n rÊt nhiÒu so víi phô t¶i thÊp nhÊt trong ngµy (Pmin).
Cao ®iÓm tr−a th−êng x¶y ra 10h-11h, cao ®iÓm chiÒu th−êng x¶y ra 18h-19h.
ThÊp ®iÓm th−êng x¶y ra vµo ban ®ªm trong kho¶ng 3h-4h vµo mïa hÌ, 2h-3h
vµo mïa ®«ng. §å thÞ cña nh÷ng ngµy mïa hÌ th−êng ®ång ®Òu h¬n mïa
®«ng, chøng tá s¶n l−îng ®iÖn sinh ho¹t tiªu thô rÊt lín so víi c¸c ngµnh kh¸c.
18
§ å th Þ p h ô t¶i
3500
3000
2500
C«ng suÊt
2000
1500
1000
500
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
G iê
14/12/2005 11/07/2006
H×nh 1.6. §TPT hai ngµy lµm viÖc vµo mïa ®«ng vµ mïa hÌ
Trong qu¸ tr×nh vËn hµnh cña ®iÒu ®é, phô t¶i cao ®iÓm (Pmax) vµ phô t¶i
thÊp ®iÓm (Pmin) lµ hai ®iÓm quan träng nhÊt trong ngµy. Phô t¶i cao ®iÓm vµ
thÊp ®iÓm quyÕt ®Þnh huy ®éng nguån vµ ®iÒu chØnh phèi hîp nguån thuû
®iÖn, nhiÖt ®iÖn, diesel…
• Vµo thêi ®iÓm cao ®iÓm
§iÒu ®é Quèc Gia ph¶i huy ®éng c¸c nguån ®iÖn ®¾t tiÒn nh− c¸c nhµ
m¸y diesel, tua bin khÝ cho viÖc khëi ®éng vµ n©ng c«ng suÊt, trong tr−êng
hîp sù cè thiÕu nguån, ®iÒu ®é viªn cÇn ph¶i dù b¸o c«ng suÊt thiÕu ®Ó chuÈn
bÞ tr−íc ph−¬ng ¸n c¾t t¶i sau ®ã phèi hîp víi c¸c ®iÒu ®é miÒn ph©n bæ c¸c
c«ng suÊt cÇn ph¶i c¾t cho c¸c §iÒu ®é l−íi ®iÖn ph©n phèi. C¾t t¶i cã chuÈn
bÞ tr−íc sÏ Ýt g©y thiÖt h¹i vÒ kinh tÕ h¬n c¾t t¶i do r¬ le tÇn sè thÊp t¸c ®éng.
§Æc biÖt rÊt ®¶m b¶o an toµn ®èi víi c¸c nhµ m¸y s¶n xuÊt c«ng nghiÖp nÆng.
• Vµo giê thÊp ®iÓm. (phô t¶i th−êng thÊp h¬n giê cao ®iÓm 2-3 lÇn)
CÇn ®iÒu chØnh c¾t gi¶m c¸c nguån ®iÖn ®¾t tiÒn nh− nguån tua bin khÝ
ch¹y dÇu, nhiÖt ®iÖn sao cho tho¶ m·n chØ tiªu kinh tÕ.
NÕu dù b¸o cµng chÝnh x¸c Pmin, Pmax, th× cã thÓ huy ®éng vµ ®iÒu chØnh
nguån hîp lý, dÉn ®Õn vËn hµnh hÖ thèng an toµn, hiÖu qu¶ vµ kinh tÕ h¬n.
19
1.2.2. Dù b¸o phô t¶i ng¾n h¹n cho 24h tiÕp theo
Dù b¸o phô t¶i l−íi ®iÖn cho 24h tiÕp theo nh»m ®−a ra c¸c gi¸ trÞ phô
t¶i dù b¸o theo tõng giê cña ngµy tiÕp theo s¸t víi thùc tÕ vËn hµnh, trong ®ã
gi¶m sai sè lµ vÊn ®Ò mang tÝnh chiÕn l−îc trong qu¸ tr×nh dù b¸o.
Trong qu¸ tr×nh ph©n tÝch, so s¸nh ®å thÞ phô t¶i cña miÒn B¾c vµ c¸c
miÒn kh¸c trong mét thêi gian dµi cho thÊy kiÓu ®å thÞ phô t¶i ngµy chñ yÕu bÞ
¶nh h−ëng bëi thãi quen tæ chøc sinh ho¹t, c¸ch ph©n c«ng s¾p xÕp c«ng viÖc
cña kh¸ch hµng, tõ ®ã ta thÊy §TPT cã mèi liªn quan chÆt chÏ víi m«i tr−êng
ho¹t ®éng, ngµy lµm viÖc, ngµy nghØ, lÔ, tÕt,… cña c¶ céng ®ång d©n c−. Cßn
®¸y vµ ®Ønh phô t¶i lµ hµm cña biÕn thêi tiÕt nh− nhiÖt ®é, l−îng m−a, ®é
Èm…
Bµi to¸n dù b¸o phô t¶i HT§ cã thÓ chia thµnh hai bµi to¸n nhá:
• Bµi to¸n dù b¸o ®Ønh vµ ®¸y §TPT ngµy cÇn dù b¸o
• Bµi to¸n x¸c ®Þnh d¹ng §TPT ngµy cÇn dù b¸o
1.2.2.1. C¸c d¹ng cña ®å thÞ phô t¶i
XÐt ®å thÞ phô t¶i HT§ trªn h×nh 1.7, ®©y lµ ®å thÞ phô t¶i cña C«ng ty
®iÖn lùc I c¸c ngµy 14/5/2006 (chñ nhËt) vµ ngµy 15/5/2006 (Thø hai) ®−îc
x©y dùng theo gi¸ trÞ phô t¶i 24h trong ngµy. §TPT hai ngµy ®iÔn h×nh nµy cã
d¹ng t−¬ng tù nh− §TPT ngµy cña HT§ miÒn B¾c, ta thÊy c¸c gi¸ trÞ phô t¶i
ph©n bè trªn §TPT kh«ng ®ång ®Òu. §Æc biÖt ®é chªnh lÖch gi÷a hai gi¸ trÞ
Pmax vµ Pmin lµ rÊt lín.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-----------------------------------------
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
ỨNG DỤNG MẠNG NƠRON NHÂN TẠO DỰ BÁO PHỤ TẢI
NGẮN HẠN HỆ THỐNG ĐIỆN MIỀN BẮC
NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
MÃ SỐ:
CHU NGHĨA
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGHĨA
HÀ NỘI 2007
1
Môc lôc
Danh môc c¸c tõ viÕt t¾t ............................................................................. 3
Më ®Çu..................................................................................................................... 4
CH¦¥NG I.................................................................................................................. 7
PHô T¶I HÖ THèNG §IÖN MIÒN B¾C vµ bµi to¸n dù b¸o ...................... 7
1.1. Phô t¶i HÖ thèng ®iÖn miÒn B¾c .......................................................................7
1.1.1. Giíi thiÖu chung vÒ HT§ miÒn B¾c...........................................................7
1.1.2 TÇm quan träng cña dù b¸o phô t¶i...........................................................10
1.1.3. Nh÷ng yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn phô t¶i ng¾n h¹n .......................................11
1.1.4. Môc tiªu vµ ph¹m vi nghiªn cøu dù b¸o phô t¶i ......................................15
1.2. Bµi to¸n dù b¸o phô t¶i ...................................................................................16
1.2.1. §Æc ®iÓm ®å thÞ phô t¶i HT§ miÒn B¾c...................................................16
1.2.2. Dù b¸o phô t¶i ng¾n h¹n cho 24h tiÕp theo..............................................19
CH¦¥NG II .............................................................................................................. 23
Tæng quan VÒ M¹NG N¥RON NH¢N T¹O .................................................. 23
2.1. LÞch sö ph¸t triÓn cña m¹ng n¬ron nh©n t¹o...................................................23
2.2. C¬ së lý thuyÕt m¹ng n¬ron............................................................................26
2.3. Bé n·o vµ n¬ron sinh häc ...............................................................................27
2.4 M« h×nh m¹ng n¬ron nh©n t¹o.........................................................................30
2.4.1 M« h×nh mét n¬ron nh©n t¹o ....................................................................30
3.4.2. M« h×nh m¹ng n¬ron nh©n t¹o.................................................................33
Ch−¬ng III ............................................................................................................. 40
øng dông m¹ng n¬ron ¸nh x¹ ®Æc tr−ng tù tæ chøc Kohonen
trong bµi to¸n ph©n lo¹i ngµy .............................................................. 40
3.1. Sù cÇn thiÕt ph©n lo¹i ®å thÞ phô t¶i................................................................40
3.1.1. TËp hîp c¸c kiÓu ®å thÞ phô t¶i ®Æc tr−ng................................................40
3.1.2. Sù cÇn thiÕt ph©n lo¹i ngµy b»ng ph−¬ng ph¸p m¹ng n¬ron....................42
3.2. M¹ng n¬ron ¸nh x¹ ®Æc tr−ng tù tæ chøc Kohonen ........................................43
3.2.1. CÊu tróc m¹ng ..........................................................................................44
3.2.2. HuÊn luyÖn m¹ng.....................................................................................45
3.2.3. Sö dông m¹ng...........................................................................................47
3.3. X©y dùng m¹ng Kohonen ®Ó ph©n lo¹i ngµy..................................................48
3.3.1. ThiÕt kÕ cÊu tróc m¹ng.............................................................................48
3.3.2. HuÊn luyÖn m¹ng.....................................................................................49
3.3.3. X©y dùng cÊu tróc phÇn mÒm m« pháng m¹ng Kohonen ph©n lo¹i ngµy.
...........................................................................................................................52
3.3.4. KÕt qu¶ sö dông m¹ng Kohonen ph©n lo¹i ngµy .....................................52
3.3.5. Ph©n tÝch kÕt qu¶ ph©n lo¹i ngµy trong th¸ng 2/2006, th¸ng 5/2006.......54
CH¦¥NG iV............................................................................................................. 58
2
øNG DôNG M¹NG N¥RON NHIÒU LíP LAN TRUYÒN NG¦îC SAI Sè Dù
B¸O PHô T¶I Ng¾n h¹n THEO NHIÖT §é M¤I TR¦êNG.......................... 58
4.1 C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ m¹ng n¬ron nhiÒu líp lan truyÒn ng−îc sai sè (Back
propagation neural network)..................................................................................58
4.1.1 KiÕn tróc m¹ng truyÒn th¼ng. ...................................................................59
4.1.2. HuÊn luyÖn m¹ng.....................................................................................60
4.1.3. Sö dông m¹ng...........................................................................................64
4.1.4. Nghiªn cøu sù héi tô vµ ®é phøc t¹p cña qu¸ tr×nh huÊn luyÖn m¹ng. ....64
4.1.5. Mét sè vÊn ®Ò vÒ m¹ng n¬ron nhiÒu líp..................................................67
4.2. øng dông m¹ng n¬ron nhiÒu líp lan truyÒn ng−îc sai sè x©y dùng bµi to¸n dù
b¸o phô t¶i hÖ thèng ®iÖn.......................................................................................68
4.2.1. C¸c b−íc x©y dùng bµi to¸n dù b¸o phô t¶i. ............................................68
4.2.2. X©y dùng cÊu tróc phÇn mÒm m« pháng m¹ng n¬ron lan truyÒn ng−îc sai
sè øng dông trong bµi to¸n dù b¸o ®Ønh vµ ®¸y ®å thÞ phô t¶i. ..........................72
4.2.3 Dù b¸o phô t¶i cho 24 giê trong ngµy.......................................................85
CH¦¥NG V .............................................................................................................. 99
HÖ thèng phÇn mÒm dù b¸o phô t¶i ng¾n h¹n cho hÖ thèng
®iÖn miÒn b¾c..................................................................................................... 99
5.1. Giíi thiÖu vÒ c¬ së d÷ liÖu. .............................................................................99
5.2. §Æc t¶ c¸c chøc n¨ng ....................................................................................100
5.2.1. Truy vÊn d÷ liÖu.....................................................................................100
5.2.2. Ph©n lo¹i d÷ liÖu ....................................................................................101
5.2.3 ChuÈn ho¸ d÷ liÖu ...................................................................................101
5.2.4 HuÊn luyÖn m¹ng....................................................................................101
5.2.5 Dù b¸o phô t¶i.........................................................................................101
5.3 H−íng dÉn sö dông........................................................................................102
5.3.1 Truy vÊn d÷ liÖu......................................................................................102
5.3.2 Ph©n lo¹i d÷ liÖu .....................................................................................103
5.3.3 ChuÈn ho¸ d÷ liÖu ...................................................................................103
5.3.4 HuÊn luyÖn m¹ng....................................................................................104
5.3.5 Dù b¸o ....................................................................................................104
CH¦¥NG vI........................................................................................................... 106
so s¸nh víi mét sè kÕt qu¶ ®∙ cã vµ §¸nh gi¸ kÕt qu¶.......... 106
6.1. So s¸nh víi mét sè ph−¬ng ph¸p ®· cã.........................................................106
6.2. §¸nh gi¸ kÕt qu¶..........................................................................................111
KÕT LUËN ............................................................................................................. 114
Tµi liÖu tham kh¶o....................................................................................... 116
Phô lôc i ............................................................................................................. 118
Phô lôc II ............................................................................................................ 120
Tãm t¾t luËn v¨n.......................................................................................... 123
Summary ............................................................................................................ 124
3
Danh môc c¸c tõ viÕt t¾t
ANN M¹ng n¬ron nh©n t¹o
DBPT Dù b¸o phô t¶i
HT§ HÖ thèng ®iÖn
HT§1 Trung t©m §iÒu ®é HÖ thèng ®iÖn miÒn B¾c
MSE Trung b×nh tæng b×nh ph−¬ng sai sè
SSE Tæng b×nh ph−¬ng sai sè
CNTT C«ng nghÖ th«ng tin
§TPT §å thÞ phô t¶i
4
Më ®Çu
Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, do nhu cÇu n¨ng l−îng kh«ng ngõng biÕn
®æi vµ t¨ng lªn râ rÖt theo thêi gian nªn ngµnh §iÖn lùc ®· vµ ®ang x©y dùng
rÊt nhiÒu c¸c nhµ m¸y ®iÖn ®Ó ®¸p øng nhu cÇu tiªu thô ®iÖn n¨ng trong c¶
n−íc. V× vËy, mét trong nh÷ng vÊn ®Ò quan träng mµ ngµnh §iÖn lùc cÇn ph¶i
gi¶i quyÕt tèt lµ bµi to¸n dù b¸o phô t¶i ng¾n h¹n vµ dµi h¹n.
Cho ®Õn nay tuy ®· cã nhiÒu ph−¬ng ph¸p luËn trong viÖc gi¶i quyÕt bµi
to¸n dù b¸o, song bµi to¸n nµy lu«n lµ mét bµi to¸n khã. HiÖn nay, trong
ngµnh §iÖn lùc ViÖt Nam bµi to¸n dù b¸o phô t¶i ®−îc gi¶i quyÕt chñ yÕu nhê
sö dông c¸c ph−¬ng ph¸p dù b¸o truyÒn thèng mang tÝnh kinh nghiÖm thuÇn
tuý. Trong sè c¸c h−íng nghiªn cøu nh»m triÓn khai c¸c hÖ thèng th«ng minh
ë giai ®o¹n tíi, m¹ng n¬ron gi÷ mét vai trß quan träng trong viÖc ph¸t triÓn
c¸c gi¶i ph¸p nhËn d¹ng, dù b¸o…M¹ng n¬ron nh©n t¹o lµ kü thuËt xö lý
th«ng tin cã triÓn väng øng dông trong viÖc gi¶i quyÕt bµi to¸n dù b¸o. KÕt
hîp chÆt chÏ víi logic mê, m¹ng n¬ron nh©n t¹o cã thÓ gióp gi¶i quyÕt hiÖu
qu¶ h¬n c¸c bµi to¸n phøc t¹p.
Nhê c¸c −u ®iÓm nh− cã cÊu tróc xö lý song song, kh¶ n¨ng häc vµ ghi
nhí, kh¶ n¨ng tù tæ chøc vµ tæng qu¸t ho¸, m¹ng n¬ron nh©n t¹o ANN
(Artificial Newal Networks) ®· ®−îc nghiªn cøu vµ øng dông thµnh c«ng
trong rÊt nhiÒu lÜnh vùc nh− xÊp xØ hµm nhËn d¹ng mÉu, dù b¸o… LuËn v¨n
nµy chñ yÕu tËp trung t×m hiÓu vÒ m¹ng n¬ron nh©n t¹o vµ nghiªn cøu øng
dông gi¶i quyÕt bµi to¸n dù b¸o phô t¶i ng¾n h¹n cho hÖ thèng ®iÖn miÒn B¾c.
Môc ®Ých cña luËn v¨n lµ ph¸t triÓn c¸c ph−¬ng ph¸p ®Ó gi¶i bµi to¸n dù
b¸o phô t¶i ng¾n h¹n. §èi t−îng cô thÓ cña nghiªn cøu lµ dù b¸o phô t¶i cho
24 giê sau nh»m ®−a ra c¸c th«ng sè cÇn thiÕt cho c«ng t¸c vËn hµnh vµ lËp
ph−¬ng thøc ®iÒu hµnh hÖ thèng ®iÖn.
LuËn v¨n bao gåm s¸u ch−¬ng vµ hai phô lôc.
5
Ch−¬ng I – Phô t¶i hÖ thèng ®iÖn miÒn B¾c vµ bµi to¸n dù b¸o:
Tr×nh bµy tæng quan vÒ HT§ miÒn B¾c. Ph¸t biÓu bµi to¸n dù b¸o phô t¶i, nªu
ph¹m vi, tÇm quan träng cña bµi to¸n, c¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn phô t¶i ng¾n
h¹n.
Ch−¬ng II – Tæng quan vÒ m¹ng n¬ron nh©n t¹o: Tr×nh bµy c¸c kh¸i
niÖm c¬ b¶n vÒ m¹ng n¬ron nh©n t¹o: c¬ së lý thuyÕt vµ m« h×nh m¹ng.
Ch−¬ng III – øng dông m¹ng n¬ron ¸nh x¹ ®Æc tr−ng tù tæ chøc
Kohonen trong bµi to¸n ph©n lo¹i ngµy: Tr×nh bµy c¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ
m¹ng n¬ron ¸nh x¹ ®Æc tr−ng tù tæ chøc Kohonen, ®Ò xuÊt cÊu tróc m¹ng ®Ó
gi¶i quyÕt bµi to¸n, x©y dùng cÊu tróc phÇn mÒm vµ ph©n tÝch ®¸nh gi¸ kÕt
qu¶ ®¹t ®−îc.
Ch−¬ng IV – øng dông m¹ng n¬ron nhiÒu líp lan truyÒn ng−îc sai
sè trong bµi to¸n dù b¸o phô t¶i theo nhiÖt ®é m«i tr−êng: Tr×nh bµy c¸c
kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ m¹ng n¬ron nhiÒu líp lan truyÒn ng−îc sai sè, ®−a ra c¸c
b−íc x©y dùng bµi to¸n, ®Ò xuÊt cÊu tróc m¹ng, x©y dùng cÊu tróc phÇn mÒm,
®¸nh gi¸ kÕt qu¶ vµ so s¸nh víi mét sè ph−¬ng ph¸p ®· cã.
Ch−¬ng V - HÖ thèng phÇn mÒm dù b¸o phô t¶i ng¾n h¹n cho HÖ
thèng ®iÖn miÒn B¾c: Giíi thiÖu vÒ c¬ së d÷ liªô, ®Æc t¶ c¸c chøc n¨ng cña
hÖ thèng vµ h−íng dÉn sö dông phÇn mÒm.
Ch−¬ng VI - So s¸nh víi mét sè kÕt qu¶ ®· cã vµ ®¸nh gi¸ kÕt qu¶:
So s¸nh ph−¬ng ph¸p dù b¸o phô t¶i ng¾n h¹n cña HÖ thèng ®iÖn miÒn B¾c sö
dông m¹ng n¬ron nh©n t¹o víi mét sè ph−¬ng ph¸p dù b¸o truyÒn thèng.
§¸nh gi¸ kÕt qu¶ ®¹t ®−îc vµ kh¶ n¨ng øng dông cña phÇn mÒm.
Phô lôc I – PhÇn mÒm m« pháng m¹ng Kohonen trong bµi to¸n ph©n
lo¹i kiÓu ngµy.
6
Phô lôc II – PhÇn mÒm m« pháng m¹ng n¬ron lan truyÒn ng−îc sai sè
øng dông trong bµi to¸n dù b¸o ®Ønh vµ ®¸y ®å thÞ phô t¶i.
Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n PGS.TS NguyÔn §øc NghÜa ®· h−íng dÉn vµ cho
em nh÷ng ý kiÕn quý b¸u, em xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy c« gi¸o khoa
C«ng nghÖ Th«ng tin – Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi ®· trang bÞ kiÕn
thøc gióp em hoµn thµnh luËn v¨n nµy.
7
CH¦¥NG I
PHô T¶I HÖ THèNG §IÖN MIÒN B¾C vµ bµi to¸n dù b¸o
Ch−¬ng nµy ®Ò cËp ®Õn c¸c vÊn ®Ò sau:
• Giíi thiÖu chung vÒ HT§ miÒn B¾c
• TÇm quan träng cña dù b¸o phô t¶i
• Nh÷ng yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn phô t¶i ng¾n h¹n
• Môc tiªu vµ ph¹m vi nghiªn cøu dù b¸o phô t¶i
• §Æc ®iÓm ®å thÞ phô t¶i HT§ miÒn B¾c
• Dù b¸o phô t¶i ng¾n h¹n cho 24h tiÕp theo
1.1. Phô t¶i HÖ thèng ®iÖn miÒn B¾c
1.1.1. Giíi thiÖu chung vÒ HT§ miÒn B¾c
Ranh giíi cña HÖ thèng ®iÖn miÒn B¾c ®−îc tÝnh tõ Hµ tÜnh trë ra, lµ
mét vïng cã vÞ trÝ ®Þa lý t−¬ng ®èi phøc t¹p, tr¶i dµi vµ n»m s¸t bê biÓn, cã
nhiÒu ®åi nói, cã nhiÒu vïng khÝ hËu kh¸c nhau, kinh tÕ c¸c khu vùc trªn toµn
miÒn B¾c ph¸t triÓn kh«ng ®ång ®Òu dÉn ®Õn c«ng suÊt phô t¶i ë c¸c khu vùc
cã sù chªnh lÖch lín. Phô t¶i chñ yÕu tËp trung ë vïng ®ång b»ng, c¸c thµnh
phè lín cã c«ng nghiÖp ph¸t triÓn. T¹i nh÷ng vïng nµy phô t¶i cao ®iÓm vµ
thÊp ®iÓm chªnh lÖch nhau kh«ng lín l¾m Pmin/Pmax kho¶ng 0.7 do phô t¶i
c«ng nghiÖp t¹i c¸c khu vùc nµy ph¸t triÓn. §èi víi nh÷ng vïng miÒn nói hoÆc
s¶n xuÊt n«ng nghiÖp, c«ng nghiÖp kh«ng ph¸t triÓn th× Pmin/Pmax kho¶ng 0.3
do phô t¶i vµo cao ®iÓm chñ yÕu lµ phô t¶i sinh ho¹t, ®iÒu nay g©y khã kh¨n
rÊt lín trong vËn hµnh kinh tÕ hÖ thèng ®iÖn. Vµo thÊp ®iÓm cña hÖ thèng ta
kh«ng khai th¸c cao ®−îc c¸c nguån ®iÖn rÎ tiÒn cßn vµo cao ®iÓm cña hÖ
thèng ta ph¶i ch¹y c¸c nguån ®iÖn ®¾t tiÒn ®Ó phñ ®Ønh, cã khi cßn ph¶i h¹n
chÕ phô t¶i vµo cao ®iÓm do nguån ®iÖn kh«ng ®¸p øng ®−îc nhu cÇu cña phô
t¶i. C¸c thµnh phÇn cÊu thµnh phô t¶i ®−îc thÓ hiÖn ë biÒu ®å sau:
8
C¸c ho¹t ®éng N«ng nghiÖp vµ thuû
Qu¶n lý & Tiªu dïng
kh¸c 4.32% s¶n 1.40%
d©n c− 44.59%
Th−¬ng nghiÖp & C«ng nghiÖp vµ x©y
KSNH 4.49% dùng 45.20%
H×nh 1.1. BiÓu ®å c¸c thµnh phÇn cÊu thµnh nªn phô t¶i
Trªn biÓu ®å ta thÊy phô t¶i Qu¶n lý & Tiªu dïng d©n c−, C«ng nghiÖp
& x©y dùng chiÕm tû träng lín, ®Õn 90% tæng c«ng suÊt phô t¶i.
Theo thèng kª, møc ®é t¨ng tr−ëng phô t¶i hÖ thèng ®iÖn tõ n¨m 2001
– 2005 lµ rÊt cao. B¶ng 1.1 vµ b¶ng 1.2 d−íi ®©y thÓ hiÖn tèc ®é t¨ng tr−ëng
phô t¶i vÒ s¶n l−îng cña c¸c n¨m trªn.
B¶ng 1.1: S¶n l−îng ®iÖn tiªu thô cña HT§ miÒn B¾c tõ n¨m 2001-2005
2001 2002 2003 2004 2005
HT§ miÒn B¾c 10.765.767,2 12.251.947,5 14.215.228,6 16.008.894,1 18.057.297,9
Cty I 7.042.600,7 8.125.911,1 9.573.472,8 10.857.462,9 12.292.387,7
Hµ Néi 2.777.100,4 3.079.711 3.486.549 3.879.340,1 4,329.367,2
H¶i Phßng 946.066,1 1.046.325,4 1.155.206,9 1.272.091,1 1.415.610,8
9
B¶ng 1.2: Tèc ®é t¨ng tr−ëng phô t¶i
2002 2003 2004 2005
HT§ B¾c 13,84% 16,02% 12,62% 12,8%
Cty I 15,38% 17,81% 13,41% 13,22%
Hµ Néi 10,89% 13,21% 11,27% 11,6%
H¶i Phßng 10,6% 10,41% 10,12% 11,28%
Do ®iÖn n¨ng cña Qu¶n lý & Tiªu dïng d©n c− lµ rÊt lín nªn chªnh lÖch
c«ng suÊt gi÷a giê cao ®iÓm vµ thÊp ®iÓm rÊt lín (kho¶ng 2-3 lÇn) vµ phô
thuéc rÊt nhiÒu vµo thêi tiÕt, g©y ¶nh h−ëng lín ®Õn viÖc khai th¸c tèi −u c¸c
nguån ®iÖn. Phô t¶i cao ®iÓm lµ nh©n tè quyÕt ®Þnh viÖc huy ®éng nguån ®iÖn
trong khi ®ã phô t¶i thÊp ®iÓm l¹i gi÷ vai trß quan träng trong viÖc quyÕt ®Þnh
phèi hîp vµ ®iÒu chØnh c¸c nguån ®iÖn nh»m ®¶m b¶o vËn hµnh kinh tÕ. Do ®ã
viÖc dù b¸o chÝnh x¸c phô t¶i cã ý nghÜa hÕt søc quan träng trong bµi to¸n vËn
hµnh kinh tÕ hÖ thèng ®iÖn còng nh− c¶i t¹o, thiÕt kÕ hÖ thèng cung cÊp ®iÖn,
gi¶m thiÓu ®−îc tæn thÊt c«ng suÊt vµ ®iÖn n¨ng. §Æc biÖt viÖc dù b¸o phô t¶i
cao ®iÓm chÝnh x¸c mang l¹i lîi Ých vµ hiÖu suÊt sö dông n¨ng l−îng cho
kh¸ch hµng, tr¸nh tr×nh tr¹ng thiÕu c«ng suÊt giê cao ®iÓm.
Do ®ã phô t¶i cao ®iÓm vµ thÊp ®iÓm chÝnh lµ hai gi¸ trÞ ®Æc biÖt trªn ®å
thÞ phô t¶i ngµy vµ lµ mèi quan t©m hµng ®Çu cña ng−êi lËp quy ho¹ch vµ thiÕt
kÕ hÖ thèng ®iÖn. Khi phô t¶i thÊp th× tØ lÖ tæn thÊt t¨ng do tæn hao kh«ng t¶i.
10
1.1.2 TÇm quan träng cña dù b¸o phô t¶i
Nh− chóng ta biÕt th¸ng 5/2005 s¶n l−îng ®iÖn tiªu thô ®ét biÕn trong
khi ®ã nguån tµi nguyªn n−íc t¹i thêi ®iÓm ®ã bÞ thiÕu hôt dÉn ®Õn ¶nh h−ëng
lín ®Õn nÒn kinh tÕ ViÖt Nam. V× vËy dù b¸o phô t¶i ®iÖn ®ãng vai trß hÕt søc
quan träng ®èi víi viÖc quy ho¹ch, ®Çu t−, ph¸t triÓn nguån ®iÖn vµ vËn hµnh
hÖ thèng ®iÖn. Nhu cÇu tiªu thô ®iÖn n¨ng phô thuéc vµo kh¶ n¨ng ph¸t triÓn
cña nÒn kinh tÕ quèc d©n. nÕu dù b¸o phô t¶i qu¸ thÊp so víi nhu cÇu thùc tÕ
th× dÉn ®Õn kÕt qu¶ nguån dù phßng thÊp, kh«ng ®¸p øng ®Çy ®ñ nhu cÇu ®iÖn
cho s¶n xuÊt c«ng nghiÖp vµ tiªu dïng, cßn nÕu dù b¸o phô t¶i qu¸ cao sÏ ph¶i
huy ®éng c¸c nguån ®¾t tiÒn g©y l·ng phÝ cho nÒn kinh tÕ n−íc nhµ.
Dù b¸o phô t¶i dµi h¹n (kho¶ng 10-20 n¨m) nh»m môc ®Ých cung cÊp
d÷ liÖu cho c«ng t¸c quy ho¹ch vµ ®Çu t− ph¸t triÓn HT§. Cßn dù b¸o phô t¶i
ng¾n h¹n (trong vßng 30 ngµy) cã nhiÖm vô ®¶m b¶o vËn hµnh hÖ thèng ®iÖn
an toµn vµ kinh tÕ. §èi víi dù b¸o dµi h¹n cã tÝnh chÊt chiÕn l−îc th× chØ nªu
lªn nh÷ng ph−¬ng h−íng ph¸t triÓn chñ yÕu mµ kh«ng yªu cÇu x¸c ®Þnh chØ
tiªu cô thÓ.
C¸c chøc n¨ng quan träng trong kÕ ho¹ch vËn hµnh HT§ nh− ph©n phèi
nguån mét c¸ch kinh tÕ, hiÖu qu¶, lªn kÕ ho¹ch b¶o d−ìng vµ söa ch÷a,
th−êng ®−îc thùc hiÖn nhê viÖc dù b¸o phô t¶i, v× vËy dù b¸o phô t¶i ®ãng vai
trß ®Æc biÖt quan träng ®èi víi ®iÒu ®é viªn, nh÷ng ng−êi ho¹ch ®Þnh kÕ
ho¹ch, lªn ph−¬ng thøc vËn hµnh HT§.
Trong c«ng t¸c vËn hµnh, viÖc lËp ph−¬ng thøc ngµy, ph−¬ng thøc tuÇn
cña Trung t©m §iÒu ®é, hay dù b¸o phô t¶i b¸o tr−íc mét giê, mét ngµy, mét
tuÇn lµ nh÷ng c«ng viÖc tèi cÇn thiÕt. Nh÷ng ph−¬ng thøc vËn hµnh c¬ b¶n
trong ngµy nh− huy ®éng nguån, phèi hîp nguån, truyÒn t¶i c«ng suÊt gi÷a
c¸c miÒn, gi¶i quyÕt c¸c c«ng t¸c söa ch÷a trªn l−íi ®iÖn vµ ®¸nh gi¸ møc ®é
an toµn HT§ ®Òu ®ßi hái ph¶i cã dù b¸o phô t¶i t−¬ng ®èi chÝnh x¸c.
11
Trong thùc tÕ vËn hµnh HT§ ViÖt Nam nãi chung vµ HT§ miÒn B¾c
nãi riªng, phô t¶i cao ®iÓm (phô t¶i cao nhÊt trong ngµy Pmax) vµ thÊp ®iÓm
(phô t¶i thÊp nhÊt trong ngµy Pmin) lµ hai ®iÓm ®Æc biÖt trong ®å thÞ phô t¶i
ngµy vµ ®−îc quan t©m nhiÒu nhÊt trong vËn hµnh. Phô t¶i cao ®iÓm quyÕt
®Þnh viÖc huy ®éng c¸c nguån nhiÖt ®iÖn, tua-bin khÝ, diesel dù phßng nh»m
®¶m b¶o ®ñ nguån phñ ®Ønh vµ dù phßng nãng, t¨ng ®é an toµn cung cÊp ®iÖn.
Phô t¶i thÊp ®iÓm quyÕt ®Þnh viÖc phèi hîp vµ ®iÒu chØnh c¸c nguån tua-bin
khÝ, nhiÖt ®iÖn, thñy ®iÖn nh»m ®¶m b¶o vËn hµnh kinh tÕ, tr¸nh nhµ m¸y thuû
®iÖn Hoµ B×nh vËn hµnh trong vïng c«ng suÊt kh«ng cho phÐp vÒ kü thuËt,
trong ®ã dù b¸o phô t¶i lóc cao ®iÓm Pmax lµ quan träng nhÊt trong ngµy. Dù
b¸o chÝnh x¸c phô t¶i cao ®iÓm cã hiÖu qu¶ lín vÒ kinh tÕ vµo mïa lò khi cÇn
khai th¸c tèi ®a nguån thñy ®iÖn, trong khi n−íc c¸c hå chøa ®ang x¶ th× c¸c
nguån ®iÖn kh¸c huy ®éng chØ nh»m môc ®Ých an toµn, bï ®iÖn ¸p vµ phñ
®Ønh. NÕu sai sè dù b¸o phô t¶i lóc cao ®iÓm gi¶m 2%, §iÒu ®é Quèc Gia
(§§QG) cã thÓ tiÕt kiÖm ®−îc kho¶ng 80 MW nguån tuabin khÝ ch¹y dÇu ®¾t
tiÒn ch¹y phñ ®Ønh lóc cao ®iÓm, gãp phÇn ®¸ng kÓ vµo viÖc t¨ng hiÖu qu¶ vËn
hµnh HT§ vµ tiÕt kiÖm ®−îc hµng tr¨m triÖu ®ång trªn mçi giê cho ngµnh
®iÖn nãi riªng vµ cho c¶ nÒn kinh tÕ Quèc d©n nãi chung.
H¹n chÕ phô t¶i lóc cao ®iÓm còng th−êng x¶y ra trong mïa lò khi thiÕu
nguån phñ ®Ønh. TÝnh chÝnh x¸c ®−îc l−îng c«ng suÊt thiÕu ®Ó chñ ®éng c¾t
phô t¶i nh÷ng khu vùc kh«ng quan träng, tr¸nh c¾t thõa hoÆc c¾t thiÕu, tr¸nh
sa th¶i phô t¶i do b¶o vÖ tÇn sè thÊp t¸c ®éng còng cã ý nghÜa lín trong vËn
hµnh, gi¶m thiÖt h¹i do c¾t ®iÖn.
1.1.3. Nh÷ng yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn phô t¶i ng¾n h¹n
§Ó t×m ra ®−îc ph−¬ng ph¸p dù b¸o tèi −u ®èi víi bµi to¸n dù b¸o phô
t¶i ngµy cña HT§ miÒn B¾c víi sai sè nhá, ta cÇn x¸c ®Þnh ®−îc c¸c yÕu tè
¶nh h−ëng ®Õn phô t¶i ngµy, vÝ dô: thø cña c¸c ngµy trong tuÇn, ngµy lÔ, c¸c
12
®Æc ®iÓm cña ngµy cÇn dù b¸o, nh− nhiÖt ®é trong ngµy… ChÝnh v× vËy ®Ó
n©ng cao ®é chÝnh x¸c cña qu¸ tr×nh dù b¸o phô t¶i ta cÇn ph¶i xÐt ®Õn c¸c yÕu
tè chñ yÕu ¶nh h−ëng ®Õn phô t¶i.
Qua thùc tÕ vËn hµnh cho thÊy phô t¶i cña l−íi ®iÖn ViÖt Nam nãi
chung vµ miÒn B¾c nãi riªng phô thuéc chñ yÕu vµo c¸c yÕu tè chÝnh sau:
1. Thø cña ngµy trong tuÇn
Cã quy luËt gi÷a phô t¶i vµ ngµy trong tuÇn
- Phô t¶i thÊp nhÊt trong ®ªm thø 2
- §å thÞ phô t¶i c¸c ngµy lµm viÖc th−êng cã d¹ng gièng nhau
- Phô t¶i ngµy nghØ cuèi tuÇn gi¶m.
§å thÞ phô t¶i
3500
3000
2500
C«ng suÊt
2000
1500
1000
500
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Thứ 5 ThứGiê
2 CN
H×nh 1.2. §å thÞ phô t¶i c¸c ngµy ®Æc tr−ng trong tuÇn
2. C¸c ngµy ®Æc biÖt trong n¨m
13
Ngµy ®Æc biÖt trong n¨m nh− c¸c ngµy lÔ tÕt, 30/4, 1/5, 2/9... phô t¶i c¸c
ngµy nµy gi¶m ®¸ng kÓ so víi ngµy th−êng. Phô t¶i c¸c ngµy s¸t víi c¸c ngµy
nµy còng bÞ ¶nh h−ëng, ta cã thÓ thÊy râ ®iÒu ®ã trªn ®å thÞ phô t¶i HT§ miÒn
B¾c ngµy lÔ 1/5/2006 vµ ngµy lµm viÖc b×nh th−êng 3/5/2006. Dù b¸o phô t¶i
trong c¸c ngµy ®Æc biÖt kh«ng ®−îc ¸p dông nh− ngµy th«ng th−êng mµ ph¶i
t¸ch biÖt b»ng ph−¬ng ph¸p riªng dùa vµo sù thay ®æi phô t¶i cña c¸c ngµy
nµy so víi c¸c ngµy d¹ng nµy cña c¸c n¨m tr−íc ®ã.
§å thÞ phô t¶i
3500
3000
2500
C«ng suÊt
2000
1500
1000
500
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Giê
Ngày 1/5
Ngày 3/5
H×nh 1.3. §å thÞ phô t¶i HT§ miÒn B¾c hai ngµy 1/5, 3/5
3. Thêi tiÕt trong ngµy.
Bao gåm c¸c th«ng sè tù nhiªn: nhiÖt ®é, ®é Èm, tèc ®é giã, c−êng ®é
s¸ng, trong ®ã nhiÖt ®é cã ¶nh h−ëng lín nhÊt, nhiÖt ®é t¨ng th× phô t¶i t¨ng
vµ ng−îc l¹i v× n−íc ta lµ n−íc nhiÖt ®íi. ChØ cã tr−êng hîp ®Æc biÖt ë miÒn
B¾c khi nhiÖt ®é qu¸ l¹nh, phô t¶i t¨ng do sö dông c¸c thiÕt bÞ s−ëi Êm.
14
§å thÞ phô t¶i
3500
3000
2500
C«ng suÊt
2000
1500
1000
500
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Giê
26-33 độ 18 –26 độ
H×nh 1.4. §å thÞ phô t¶i ngµy hai ngµy cã nhiÖt ®é kh¸c
4. TruyÒn h×nh trùc tiÕp c¸c sù kiÖn thÓ thao v¨n ho¸
C«ng suÊt tiªu thô vµo c¸c giê tuyÒn h×nh trùc tiÕp bãng ®¸ quèc tÕ, gi¶i
bãng ®¸ cã ®éi tuyÓn ViÖt Nam tham gia t¨ng ®ét ngét tõ 150 - 200 MW. C¸c
®iÒu ®é viªn th−êng dù b¸o phô t¶i nh÷ng ngµy nµy theo kinh nghiÖm nh÷ng
ngµy t−¬ng tù tr−íc ®ã. VÝ dô: khi dù b¸o ®å thÞ phô t¶i ngµy cã truyÒn h×nh
trùc tiÕp Worldcup 2006, ta dùa vµo ®å thÞ phô t¶i trong ngµy còng cã truyÒn
h×nh trùc tiÕp Worldcup 2006 tr−íc ®ã ®Ó dù b¸o.
§å thÞ phô t¶i
3500
3000
2500
C«ng suÊt
2000
1500
1000
500
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Giê
Đêm không có WC Đêm có WC
H×nh 1.5. §å thÞ phô t¶i HT§ miÒn B¾c cã truyÒn h×nh trùc
tiÕp Worldcup 2006 vµ ngµy b×nh th−êng.
15
5. KÕ ho¹ch söa ch÷a lín trong ngµy cã c¾t ®iÖn.
Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn kÕ ho¹ch söa ch÷a lín, nh− c¾t ®iÖn ®−êng
d©y ®ang vËn hµnh ®Ó kÐo ®−êng d©y míi, söa ch÷a tr¹m 220Kv, 500Kv ph¶i
c¾t t¶i diÖn réng dÉn ®Õn ®iÖn n¨ng tiªu thô vµo c¸c ngµy nµy gi¶m mét c¸ch
®¸ng kÓ. Dù b¸o phô t¶i nh÷ng ngµy nµy ph¶i tÝnh to¸n khÊu trõ phô t¶i gi¶m
do ngõng cung cÊp ®iÖn. D¹ng cña ®å thÞ phô t¶i trong ngµy cã c¾t ®iÖn diÖn
réng còng mang ®Æc thï riªng, thay ®æi tuú thuéc vµo thêi gian, vïng , miÒn
c¾t ®iÖn.
Qua qu¸ tr×nh vËn hµnh thùc tÕ vµ d÷ liÖu thèng kª, c¸c ®iÒu ®é viªn,
c¸c chuyªn viªn chuyªn ph©n tÝch vÒ phô t¶i hÖ thèng ®iÖn ®i ®Õn kÕt luËn:
NhiÖt ®é m«i tr−êng, ®Æc thï cña c¸c ngµy trong tuÇn, ngµy lÔ, ngµy tÕt lµ c¸c
yÕu tè ¶nh h−ëng lín nhÊt ®Õn gi¸ trÞ phô t¶i ngµy.
1.1.4. Môc tiªu vµ ph¹m vi nghiªn cøu dù b¸o phô t¶i
• Môc tiªu cña luËn v¨n
Nghiªn cøu ¸p dông kü thuËt m¹ng n¬ron ®Ó dù b¸o phô t¶i cao ®iÓm
(Pmax), thÊp ®iÓm ®ªm (Pmin) vµ phô t¶i ngµy (24 giê) cña HT§ miÒn B¾c theo
d÷ liÖu phô t¶i qu¸ khø, nhiÖt ®é m«i tr−êng vµ mét sè c¸c yÕu tè ¶nh h−ëng
kh¸c.
• Ph¹m vi nghiªn cøu.
Dù b¸o lu«n gi÷ vai trß quan träng trong nhiÒu lÜnh vùc, quyÕt ®Þnh kÕ
ho¹ch s¶n xuÊt, h−íng ®Çu t− ph¸t triÓn trong t−¬ng lai do ®ã cã rÊt nhiÒu c¸c
m« h×nh to¸n häc ¸p dông cho dù b¸o. Còng nh− c¸c dù b¸o kh¸c, dù b¸o phô
t¶i ngµy còng ph¶i dùa vµo d÷ liÖu thèng kª, ph©n tÝch vµ ¸p dông thuËt to¸n
®Ó x¸c ®Þnh mèi quan hÖ gi÷a phô t¶i vµ c¸c yÕu tè ¶nh h−ëng, tõ ®ã dù b¸o
phô t¶i dùa trªn c¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ®ã.
16
Tr−íc ®©y, c¸c m« h×nh to¸n häc truyÒn thèng hay ®−îc ¸p dông cho dù
b¸o nh−: håi qui tuyÕn tÝnh (linear regression), san b»ng hµm mò (exponential
smoothing), san trung b×nh (moving averages), hÖ sè ngÉu nhiªn (stochatic) ....
GÇn ®©y, víi sù ph¸t triÓn cña viÖc nghiªn cøu mét sè thuËt to¸n dùa trªn trÝ
tuÖ cña con ng−êi (artificial intelligence), m¹ng n¬ron nh©n t¹o (artificial
neural networks) ®· ®−îc ¸p dông trong dù b¸o vµ ®−îc ®¸nh gi¸ cao. §©y lµ
m« h×nh phi tuyÕn víi nhiÒu −u ®iÓm vµ ®ang ®−îc ¸p dông réng r·i. M¹ng
n¬ron nh©n t¹o ®−îc x©y dùng trªn c¬ së m« pháng ho¹t ®éng cña hÖ thèng
n¬ron thÇn kinh sinh häc do ®ã m¹ng n¬ron nh©n t¹o cã mét sè ®Æc ®iÓm nh−
bé n·o con ng−êi, ®ã lµ kh¶ n¨ng häc ®−îc nh÷ng g× ®· ®−îc d¹y. Qu¸ tr×nh
häc nµy ®−îc gäi lµ qu¸ tr×nh huÊn luyÖn. Trong qu¸ tr×nh nµy c¸c mÉu thÓ
hiÖn quan hÖ gi÷a c¸c biÕn ngÉu nhiªn ®−îc ®−a vµo trong m¹ng n¬ron, m¹ng
n¬ron sÏ nhËn biÕt ®−îc quan hÖ gi÷a c¸c biÕn ngÉu nhiªn ®ã sau khi kÕt thóc
qu¸ tr×nh huÊn luyÖn. ChÝnh do ®Æc ®iÓm nµy mµ m¹ng n¬ron ®−îc øng dông
rÊt nhiÒu trong lÜnh vùc dù b¸o. §Æc biÖt ®èi víi bµi to¸n dù b¸o phô t¶i ng¾n
h¹n th× ®©y lµ m« h×nh ®−îc ®¸nh gi¸ cao h¬n h¼n c¸c m« h×nh tr−íc ®ã vµ
hiÖn nay m« h×nh nµy ®ang ®−îc ¸p dông phæ biÕn ë mét sè n−íc ph¸t triÓn
trong dù b¸o phô t¶i .
Nghiªn cøu ph−¬ng ph¸p dù b¸o phô t¶i ngµy lµ nghiªn cøu vµ ¸p dông
c¸c ph−¬ng ph¸p to¸n häc ®Ó t×m quan hÖ gi÷a phô t¶i ngµy vµ c¸c yÕu tè chñ
yÕu ¶nh h−ëng ®Õn phô t¶i ngµy. ThuËt to¸n ¸p dông cho dù b¸o phô t¶i theo
nhiÖt ®é ph¶i dùa trªn dù b¸o thêi tiÕt ngµy h«m sau gåm c¸c th«ng tin nh−:
nhiÖt ®é cao nhÊt vµ thÊp nhÊt trong ngµy, n¾ng hay m−a, gi«ng b·o ...
1.2. Bµi to¸n dù b¸o phô t¶i
1.2.1. §Æc ®iÓm ®å thÞ phô t¶i HT§ miÒn B¾c
Phô t¶i cña HT§ miÒn B¾c cã c¸c thµnh phÇn ®iÖn Qu¶n lý & Tiªu dïng
d©n c− vµ C«ng nghiÖp & x©y dùng chiÕm tû träng lín. B¶ng 1.3 thèng kª s¶n
17
l−îng tiªu thô cña tõng ngµnh trong ba n¨m 2003 ®Õn 2005. Cã thÓ nhËn thÊy
r»ng, tØ träng ®iÖn tiªu thô trong qu¶n lý & tiªu dïng d©n c− rÊt lín lµm chÕ
®é tiªu thô ®iÖn n¨ng xÊu ®i, hÖ sè phô t¶i gi¶m, g©y nhiÒu khã kh¨n cho viÖc
®¶m b¶o an toµn cung cÊp ®iÖn.
B¶ng 1.3 TØ träng s¶n l−îng ®iÖn tiªu thô cña c¸c thµnh phÇn kinh tÕ
Tiªu dïng C«ng nghiÖp N«ng l©m Th−¬ng
N¨m Kh¸c
d©n c− & x©y dùng nghiÖp nghiÖp
2003 45,32% 44,2% 1,41% 4,52% 4,55%
2005 44,59% 45,2% 1,4% 4,49% 4,32%
2006 44,31% 45,91 1,42 4,38 3,98
§å thÞ phô t¶i ngµy cña HT§ miÒn B¾c ®−îc x©y dùng theo gi¸ trÞ phô t¶i
24h trong ngµy. Trªn h×nh 1.6 lµ ®å thÞ hai ngµy lµm viÖc b×nh th−êng vµo
mïa ®«ng vµ mïa hÌ. §å thÞ phô t¶i biÕn ®æi theo tõng giê, phô t¶i cao nhÊt
trong ngµy (Pmax) lín h¬n rÊt nhiÒu so víi phô t¶i thÊp nhÊt trong ngµy (Pmin).
Cao ®iÓm tr−a th−êng x¶y ra 10h-11h, cao ®iÓm chiÒu th−êng x¶y ra 18h-19h.
ThÊp ®iÓm th−êng x¶y ra vµo ban ®ªm trong kho¶ng 3h-4h vµo mïa hÌ, 2h-3h
vµo mïa ®«ng. §å thÞ cña nh÷ng ngµy mïa hÌ th−êng ®ång ®Òu h¬n mïa
®«ng, chøng tá s¶n l−îng ®iÖn sinh ho¹t tiªu thô rÊt lín so víi c¸c ngµnh kh¸c.
18
§ å th Þ p h ô t¶i
3500
3000
2500
C«ng suÊt
2000
1500
1000
500
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
G iê
14/12/2005 11/07/2006
H×nh 1.6. §TPT hai ngµy lµm viÖc vµo mïa ®«ng vµ mïa hÌ
Trong qu¸ tr×nh vËn hµnh cña ®iÒu ®é, phô t¶i cao ®iÓm (Pmax) vµ phô t¶i
thÊp ®iÓm (Pmin) lµ hai ®iÓm quan träng nhÊt trong ngµy. Phô t¶i cao ®iÓm vµ
thÊp ®iÓm quyÕt ®Þnh huy ®éng nguån vµ ®iÒu chØnh phèi hîp nguån thuû
®iÖn, nhiÖt ®iÖn, diesel…
• Vµo thêi ®iÓm cao ®iÓm
§iÒu ®é Quèc Gia ph¶i huy ®éng c¸c nguån ®iÖn ®¾t tiÒn nh− c¸c nhµ
m¸y diesel, tua bin khÝ cho viÖc khëi ®éng vµ n©ng c«ng suÊt, trong tr−êng
hîp sù cè thiÕu nguån, ®iÒu ®é viªn cÇn ph¶i dù b¸o c«ng suÊt thiÕu ®Ó chuÈn
bÞ tr−íc ph−¬ng ¸n c¾t t¶i sau ®ã phèi hîp víi c¸c ®iÒu ®é miÒn ph©n bæ c¸c
c«ng suÊt cÇn ph¶i c¾t cho c¸c §iÒu ®é l−íi ®iÖn ph©n phèi. C¾t t¶i cã chuÈn
bÞ tr−íc sÏ Ýt g©y thiÖt h¹i vÒ kinh tÕ h¬n c¾t t¶i do r¬ le tÇn sè thÊp t¸c ®éng.
§Æc biÖt rÊt ®¶m b¶o an toµn ®èi víi c¸c nhµ m¸y s¶n xuÊt c«ng nghiÖp nÆng.
• Vµo giê thÊp ®iÓm. (phô t¶i th−êng thÊp h¬n giê cao ®iÓm 2-3 lÇn)
CÇn ®iÒu chØnh c¾t gi¶m c¸c nguån ®iÖn ®¾t tiÒn nh− nguån tua bin khÝ
ch¹y dÇu, nhiÖt ®iÖn sao cho tho¶ m·n chØ tiªu kinh tÕ.
NÕu dù b¸o cµng chÝnh x¸c Pmin, Pmax, th× cã thÓ huy ®éng vµ ®iÒu chØnh
nguån hîp lý, dÉn ®Õn vËn hµnh hÖ thèng an toµn, hiÖu qu¶ vµ kinh tÕ h¬n.
19
1.2.2. Dù b¸o phô t¶i ng¾n h¹n cho 24h tiÕp theo
Dù b¸o phô t¶i l−íi ®iÖn cho 24h tiÕp theo nh»m ®−a ra c¸c gi¸ trÞ phô
t¶i dù b¸o theo tõng giê cña ngµy tiÕp theo s¸t víi thùc tÕ vËn hµnh, trong ®ã
gi¶m sai sè lµ vÊn ®Ò mang tÝnh chiÕn l−îc trong qu¸ tr×nh dù b¸o.
Trong qu¸ tr×nh ph©n tÝch, so s¸nh ®å thÞ phô t¶i cña miÒn B¾c vµ c¸c
miÒn kh¸c trong mét thêi gian dµi cho thÊy kiÓu ®å thÞ phô t¶i ngµy chñ yÕu bÞ
¶nh h−ëng bëi thãi quen tæ chøc sinh ho¹t, c¸ch ph©n c«ng s¾p xÕp c«ng viÖc
cña kh¸ch hµng, tõ ®ã ta thÊy §TPT cã mèi liªn quan chÆt chÏ víi m«i tr−êng
ho¹t ®éng, ngµy lµm viÖc, ngµy nghØ, lÔ, tÕt,… cña c¶ céng ®ång d©n c−. Cßn
®¸y vµ ®Ønh phô t¶i lµ hµm cña biÕn thêi tiÕt nh− nhiÖt ®é, l−îng m−a, ®é
Èm…
Bµi to¸n dù b¸o phô t¶i HT§ cã thÓ chia thµnh hai bµi to¸n nhá:
• Bµi to¸n dù b¸o ®Ønh vµ ®¸y §TPT ngµy cÇn dù b¸o
• Bµi to¸n x¸c ®Þnh d¹ng §TPT ngµy cÇn dù b¸o
1.2.2.1. C¸c d¹ng cña ®å thÞ phô t¶i
XÐt ®å thÞ phô t¶i HT§ trªn h×nh 1.7, ®©y lµ ®å thÞ phô t¶i cña C«ng ty
®iÖn lùc I c¸c ngµy 14/5/2006 (chñ nhËt) vµ ngµy 15/5/2006 (Thø hai) ®−îc
x©y dùng theo gi¸ trÞ phô t¶i 24h trong ngµy. §TPT hai ngµy ®iÔn h×nh nµy cã
d¹ng t−¬ng tù nh− §TPT ngµy cña HT§ miÒn B¾c, ta thÊy c¸c gi¸ trÞ phô t¶i
ph©n bè trªn §TPT kh«ng ®ång ®Òu. §Æc biÖt ®é chªnh lÖch gi÷a hai gi¸ trÞ
Pmax vµ Pmin lµ rÊt lín.