Về mặt lý thuyết
Luận văn đã tiến hành phân tích, tìm hiểu được quy luật biến
đổi của điện năng tại Bình Định. Phát hiện ra nhưng nhân tố quyết
định đến nhu cầu điện năng của tỉnh, từ đó đề xuất mô hình dự báo
phù hợp.
Nghiên cứu các phương pháp và mô hình dự báo nhu cầu điện
năng nhằm áp dụng để giải quyết các yêu cầu đặt ra. Đặc biệt là các
phương pháp: ngoại suy chuỗi thời gian, san bằng hàm mũ, tương
quan hồi quy và phương pháp xác định toán tử dự báo tối ưu.
26 trang |
Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 2703 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Xây dựng mô hình dự báo tình hình sử dụng điện năng tại công ty điện lực Bình Định, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
CHÂU CÔNG HUYỀN
XÂY DỰNG MÔ HÌNH DỰ BÁO TÌNH HÌNH SỬ DỤNG
ĐIỆN NĂNG TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC BÌNH ĐỊNH
Chuyên ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH
Mã số: 60.48.01
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Đà Nẵng - Năm 2012
Công trình đƣợc hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Thanh Bình
Phản biện 1: PGS.TS. Võ Trung Hùng
Phản biện 2: TS. Lê Xuân Việt
Luận văn được bảo vệ tại Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp Thạc sĩ Kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày
19 tháng 01 năm 2013.
* Có thể tìm hiểu Luận văn tại:
- Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng.
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của Khoa học Công nghệ
đặc biệt là ngành Viễn thông và Công nghệ Thông tin đã tác động to
lớn đến mọi mặt của đời sống kinh tế xã hội. Việc ứng dụng Công
nghệ thông tin vào hoạt động sản xuất kinh doanh nhằm nâng cao
năng suất lao động đã đem lại lợi ích rất to lớn cho doanh nghiệp.
Nhận thức được tầm quan trọng đó, Lãnh đạo ngành điện nói
chung và Công ty Điện lực Bình Định nói riêng rất quan tâm đến vấn
đề này. Chính nhờ sự quan tâm đó, hiện nay rất nhiều khâu quan
trọng trong quy trình sản xuất kinh doanh đã được tin học hóa.
Một trong những công việc quan trọng của Công ty để đảm
bảo nguồn điện phục vụ phát triển kinh tế - xã hội và sinh hoạt người
dân đó là công tác quy hoạch và phát triển lưới điện. Để thực hiện
công việc này điều cần thiết phải tính toán xác định sản lượng điện
tiêu thụ tại một thời điểm trong tương lai. Tuy nhiên công việc này
không dễ thực hiện bởi vì:
Thứ nhất: Sản lượng điện tiêu thụ phụ thuộc vào nhiều yếu tố
biến động như: tình hình phát triển kinh tế, sự gia tăng dân số, thu
nhập của người dân, thời tiết, trình độ quản lý và các yếu tố kỹ thuật,
v.v…
Thứ hai: Điện là một sản phẩm hàng hóa rất đặc biệt, nó là
một sản phẩm vô hình và không thể để dành. Vì vậy, yêu cầu công
việc dự báo phải chính xác nhằm mục tiêu giảm rủi ro trong đầu tư
và đảm bảo nguồn điện phục vụ phát triển kinh tế - xã hội.
2
Chính vấn đề này đã làm cho lãnh đạo Công ty và những người
làm công tác lập kế hoạch gặp rất nhiều khó khăn trong công tác quy
hoạch lưới điện, vì hiện tại Công ty chưa có chương trình nào thuộc
lĩnh vực dự báo. Để thực hiện dự báo, thông thường họ dựa vào
năng lực và kinh nghiệm bản thân. Tuy nhiên, với cách làm này thì
kết quả dự báo chắc chắn sẽ thiếu chính xác, nhất là khi tình hình
kinh tế-xã hội có nhiều biến động.
Trong tương lai, khi Chính phủ thực hiện lộ trình thị trường
điện cạnh tranh, việc cung cấp điện không còn là lợi thế riêng của
ngành điện thì vấn đề lập kế hoạch và quản lý đầu tư là cực kỳ quan
trọng. Do vậy, vấn đề “dự báo nhu cầu điện năng” không chỉ là vấn
đề sống còn mà đồng thời sẽ là lợi thế cạnh tranh của từng doanh
nghiệp kinh doanh điện năng nói riêng. Thực tế cho thấy việc nghiên
cứu về vấn đề dự báo nhu cầu sử dụng điện năng tại Việt Nam hiện
nay mang tính cấp thiết và có ý nghĩa hết sức to lớn không chỉ cho
từng doanh nghiệp kinh doanh điện năng mà còn cho ngành điện cả
nước.
Là một nhân viên làm công tác tin học của Công ty, tôi rất hiểu
điều này và muốn giúp cho lãnh đạo có công cụ hỗ trợ hiệu quả về
công tác dự báo, tôi đã nghiên cứu và quyết định chọn đề tài: “Xây
dựng mô hình dự báo tình hình sử dụng điện năng tại Công ty
Điện lực Bình Định”. Với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS.
Nguyễn Thanh Bình và quyết tâm hoàn thành đề tài chất lượng cao
và đúng tiến độ, tôi tin rằng đề tài sẽ sớm được triển khai, ứng dụng
để nâng cao chất lượng dự báo điện năng tại Công ty Điện lực Bình
Định.
2. Mục tiêu nghiên cứu
3
Mục tiêu mà đề tài hướng tới là xây dựng và triển khai có hiệu
quả mô hình dự báo tính hình sử dụng điện năng tại Công ty Điện lực
Bình Định, nhằm giúp lãnh đạo có công cụ hỗ trợ công việc dự báo.
Để thực hiện mục đích ý tưởng đề ra cần nghiên cứu và tiến hành
triển khai các nội dung như sau:
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về các phương pháp dự báo.
- Tìm hiểu, phân tính hiện trạng tình hình phát triển kinh tế -
xã hội và tình hình sử dụng điện năng tại Bình Định giai đoạn quá
khứ từ năm 2000 đến năm 2011.
- Tìm hiểu các mô hình và công cụ dự báo điện năng hiện có,
trên cơ sở đó tiến hành phân tích đánh giá, lựa chọn mô hình dự báo
điện năng phù hợp
- Áp dụng cơ sở lý thuyết nền tảng để xây dựng và triển khai
ứng dụng tại Công ty Điện lực Bình Định.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Từ những yêu cầu của đề tài ta xác định được đối tượng và
phạm vi nghiên cứu như sau:
Đối tượng nghiên cứu:
- Các phương pháp dự báo điện năng.
- Các mô hình dự báo.
- Các công cụ hỗ trợ quá trình dự báo.
- Các nhân tố ảnh hưởng đến nhu cầu tiêu thụ điện năng tại
Bình Định.
Phạm vi nghiên cứu:
Dự báo tình hình sử dụng điện năng tại Công ty Điện lực Bình
Định với khoản dự báo ngắn và trung hạn.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
4
- Thu thập và phân tích các tài liệu và thông tin liên quan đến
đề tài để xem xét, lựa chọn phương hướng giải quyết vấn đề.
- Triển khai xây dựng chương trình ứng dụng.
- Kiểm tra, thử nghiệm và đánh giá kết quả.
5. Bố cục của đề tài
Luận văn được trình bày bao gồm các phần chính như sau:
+ Phần mở đầu
+ Chương 1: Cơ sở lý thuyết về dự báo nhu cầu điện năng.
+ Chương 2: Xây dựng mô hình dự báo tình hình sử dụng điện
năng tại Công ty Điện lực Bình Định.
+ Chương 3: Cài đặt và triển khai thử nghiệm hệ thống dự báo
tình hình sử dụng điện năng tại Công ty Điện lực Bình Định.
+ Phần kết luận.
6. Tổng quan về tài liệu nghiên cứu
Dự báo là một công tác rất quan trọng trong nhiều ngành. Dự
báo đặc biệt quan trọng với việc quản lý vĩ mô và kinh doanh. Với
ngành điện thì dự báo có ý nghĩa đặc biệt bởi nó ảnh hưởng trực tiếp
đến tình hình phát triển kinh tế-xã hội.
Mỗi ngành cụ thể lại có các phương pháp và công cụ dự báo
đặc thù khác nhau. Với đề tài dự báo nhu cầu điện năng hiện có khá
nhiều tài liệu và các công trình nghiên cứu thuộc lĩnh vực này. Trong
quá trình hoàn thành luận văn, tôi đã tìm hiểu và sử dụng các nguồn
tài liệu rất có giá trị sau đây:
+ Các tài liệu về dự báo điện năng đặc thù của ngành điện
+ Các phương pháp dự báo kinh tế có thể áp dụng để dự báo
nhu cầu điện năng..
+ Các đề tài, tạp chí nghiên cứu về dự báo nhu cầu điện năng
5
Ngoài ra, một số địa chỉ web thuộc lĩnh vực dự báo như
và các nguồn tài liệu nội
bộ là những tài liệu quan trọng thể hiện một cách cụ thể, sinh động
nhất nhu cầu tiêu thụ điện năng của tỉnh Bình Định.
CHƢƠNG 1
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ DỰ BÁO NHU CẦU
ĐIỆN NĂNG
1.1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.1.1. Khái niệm dự báo
1.1.2. Ý nghĩa và tầm quan trọng của dự báo
1.1.3. Phân loại dự báo
a. Căn cứ vào độ dài thời gian dự báo
b. Dựa vào các phương pháp dự báo
1.1.4. Cơ sở của việc dự báo nhu cầu điện năng
1.2. CÁC PHƢƠNG PHÁP DỰ BÁO NHU CẦU ĐIỆN NĂNG
1.2.1. Phƣơng pháp tính hệ số vƣợt trƣớc
Phương pháp này cho thấy khuynh hướng phát triển của nhu
cầu điện năng và sơ bộ cân đối nhu cầu này với nhịp độ phát triển
của nền kinh tế quốc .
1.2.2. Phƣơng pháp tính trực tiếp
Nội dung của phương pháp này là xác định nhu cầu điện năng
của năm dự báo dựa trên tổng sản lượng kinh tế của các ngành năm
đó và suất tiêu hao điện năng đối với từng loại sản phẩm.
1.2.3. Phƣơng pháp tính so sánh đối chiếu
Nội dung của phương pháp này là so sánh đối chiếu nhu cầu
phát triển điện năng của các nước hoặc các vùng khác có điều kiện
6
tương tự.
1.2.4. Phƣơng pháp chuyên gia
Phương pháp chuyên gia dựa trên cơ sở hiểu biết sâu sắc của
các chuyên gia giỏi về các lĩnh vực của các ngành để dự báo các chỉ
tiêu kinh tế.
1.2.5. Phƣơng pháp ngoại suy chuỗi thời gian
Phương pháp ngoại suy theo thời gian nghiên cứu sự diễn
biến của nhu cầu điện năng trong một thời gian quá khứ tương đối
ổn định, tìm ra quy luật nào đó rồi kéo dài quy luật ấy để dự báo
cho tương lai.
1.2.6. Phƣơng pháp hồi quy tƣơng quan
Thực chất của phương pháp này là nghiên cứu mối tương quan
giữa các thành phần kinh tế nhằm phát hiện những quan hệ về mặt
định lượng của các tham số trong nền kinh tế dựa vào các phương
pháp thống kê toán học.
1.2.7. Phƣơng pháp bình phƣơng cực tiểu
a. Khái niệm chung
Thực chất của phương pháp bình phương tối thiểu là cần phải
tìm các thông số như thế nào để tổng bình phương giá trị tính toán
theo phương trình hồi quy và giá trị thực tế của nó là nhỏ nhất, nghĩa
là: (1.25)
b. Biểu thức toán học để xác định hệ số của mô hình
Giả thuyết rằng có hàm số liên tục: y= φ(x,a,b,c,…), cần xác
định các hệ số a , b, c, … sao cho thỏa mãn điều kiện :
2
1
ˆ( ) min
n
i i
i
y y
2
1
[ ( , , , ,...)] min
n
i i
i
y x a b c
7
Phương trình bậc nhất: y=ax +b
Phương trình hàm bậc 2: y= ax2 + bx +c
Phương trình hàm mũ : y=abx với a > 0 , b > 0
Dạng phương trình đa biến:
1.2.8. Phƣơng pháp san bằng hàm mũ
Phương pháp dự báo bằng cách san bằng mũ sẽ tính toán
hiệu chỉnh các hệ số của toán tử dự báo theo phương pháp truy
chứng, các hệ số luôn được điều chỉnh từng năm cho thích hợp.
Brown. R. G đã phân tích công thức truy chứng để xác
định trung bình mũ như sau:
[k] [k-1] [k]
1( ) ( ) (1 ) ( )t t ts y s y s y
(1.48)
Như vậy xuất phát từ công thức truy chứng (1.48), tất cả các
đạo hàm trong công thức (1.45) đều có thể nhận được theo phương
trình.
[1] [1]
1
[2] [1] [2]
1
[n] [n-1] [n]
1
( ) (1 ) ( )
( ) ( ) (1 ) ( )
..................................................
( ) ( ) (1 ) ( )
t t t
t t t
t t t
s y y s y
s y s y s y
s y s y s y
(1.49)
Trong đó
[k]( )ts y
là trung bình mũ bậc k tại thời điểm t.
1.2.9. Phƣơng pháp xác định toán tử dự báo tối ƣu
Mỗi phương pháp dự báo có thể dùng một hoặc một số toán tử
dự báo khác nhau. Vấn đề đặt ra là trong một tập các toán tử dự báo
ấy, chúng ta cần tìm một tổ hợp toán tử dự báo tối ưu.
Gọi là một tổ hợp các dự báo tức là đặt:
1
1
ˆ ˆ
1
k
i i
i
k
i
i
Y Y
(1.63)
1 2
ˆ ˆ ˆ, ,... kY Y Y
Yˆ
1 1 2 2 m... a xi i i im iy a x a x e
8
Yˆ được gọi là tối ưu nếu nó thõa mãn điều kiện (1.63) đồng
thời nếu var đạt giá trị nhỏ nhất (trong đó )
1.3. QUY TRÌNH THỰC HIỆN DỰ BÁO
1.4. KẾT CHƢƠNG
Hình 1.1. Quy trình thực hiện dự báo điện năng theo thời gian [10]
ˆe y Y
Mục tiêu dự báo Biến cần dự báo
Thời gian dự
báo
Thu thập số liệu
Khảo sát số liệu
Dự báo các giai
đoạn quá khứ
Đánh giá
Dự báo các giai
đoạn trong tương lai
Kiểm tra độ chính
xác dự báo
Đánh giá
Khảo sát dạng dữ
liệu bảng các dữ
liệu đã cập nhật
Khảo sát lại dữ
liệu quá khứ
Không tốt
Tốt
Không tốt
MÔ HÌNH DỰ BÁO THEO THỜI GIAN
Chọn mô hình
dự báo
9
CHƢƠNG 2
XÂY DỰNG MÔ HÌNH DỰ BÁO TÌNH HÌNH SỬ
DỤNG ĐIỆN NĂNG TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC
BÌNH ĐỊNH
2.1. TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN KINH TẾ - XÃ HỘI TỈNH
BÌNH ĐỊNH GIAI ĐOẠN 2000-2011
2.1.1 Đặc điểm chung
2.1.2. Đánh giá tình hình phát triển kinh tế - xã hội Bình
Định giai đoạn 2000-2011
a. Tình hình tăng trưởng dân số
b. Về phát triển ngành công nghiêp - xây dựng
c. Về phát triển ngành ngành nông – lâm – thủy sản
d. Về phát triển ngành ngành thương mại – dịch vụ
Các chỉ tiêu kinh tế xã hội chính giai đoạn 2000-2011 được
tổng kết như bảng 2.1.
Bảng 2.1. Các chỉ tiêu kinh tế-xã hội giai đoạn 2000-2011 [3]
Năm
Dân số
(nghìn
ngƣời)
Tổng sản phẩm địa phƣơng (GDP)
( theo giá so sánh 1994)
TNBQ
(10
3
đồng/
ngƣời/
tháng)
Tổng
( tỷ
đồng)
Chia ra
NL-TS CN-XD Dịch vụ
2000 1.466,1 3.661,3 1.741,7 722,4 1.197,2 261,0
2001 1.468,4 3.873,9 1.805,6 776,9 1.291,4 279,1
2002 1.470,7 4.173,6 1.939,6 824,1 1.409,9 330,0
2003 1.473,1 4.565,4 2.061,4 963,7 1.540,3 368,5
2004 1.475,5 5.047,5 2.190,8 1.146,2 1.710,5 461,4
2005 1.477,8 5.607,7 2.303,4 1.327,4 1.976,9 580,5
2006 1.480,0 6.287,6 2.501,6 1.559,4 2.226,6 688,3
2007 1.482,2 7.086,4 2.602,9 1.867,9 2.615,6 836,4
10
2008 1.485,6 7.810,7 2.834,6 2.205,3 2.770,8 1.084,7
2009 1.487,4 8.494,1 3.038,8 2.357,3 3.098,0 1.226,6
2010 1.492,0 9.364,3 3.264,4 2.686,9 3.413,0 1.489,7
2011 1.497,3 10.324,9 3.415,4 3.047,4 3.862,1 1.993,8
2.2. TÌNH HÌNH TIÊU THỤ ĐIỆN NĂNG TẠI BÌNH ĐỊNH
GIAI ĐOẠN 2000-2011
2.2.1. Tình hình chung
2.2.2. Đánh giá tình hình tiêu thụ điện giai đoạn 2000-2011
a. Về tiêu thụ điện ngành công nghiệp – xây dựng
b. Về tiêu thụ điện ngành nông – lâm – thủy sản
c. Về tiêu thụ điện ngành thương mại – dịch vụ
d. Về vấn đề tổn thất điện năng
e. Về giá điện
23
,4
7
23
,0
4
28
,2
4
32
,0
2
35
,0
3
35
,7
7
39
,0
1
41
,9
4
43
,0
0
39
,8
2
43
,6
2
47
,3
4
2,35 2,39
1,63
1,52
1,40 1,32
1,10
1,07 1,01
0,89
1,20
1,69
6,58 7,11 1,97
2,10
2,62 3,01
3,29
2,96 2,86
2,55
2,65
2,72
65
,6
7
66
,0
6
58
,2
8
56
,9
0
55
,2
4
54
,9
2
53
,6
3
51
,1
0
50
,3
1
53
,8
3
49
,5
2
44
,9
0
1,93 1,40
9,89 7,47
5,71 4,97 2,97 2,92 2,82 2,91 3,02 3,35
0
0
40
60
80
100
120
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Tỷ
lệ
p
hầ
n
tr
ăm
Năm
SẢN LƯỢNG ĐIỆN PHÂN THEO KHU VỰC KINH TẾ
Công nghiệp Xây dựng Nông - Lâm Thủy sản Thương nghiệp dịch vụ Quản lý tiêu dùng Khác
Hình 2.7. Biểu đồ sản lƣợng điện phân theo các ngành kinh tế
11
Kết luận: Qua kết quả khảo sát hiện trạng kinh tế - xã hội và
tình hình tiêu thụ điện năng tại tỉnh Bình Định giai đoạn 2000-2011
ta thấy:
+ Sản lượng điện tiêu thụ tại Bình Định phụ thuộc chủ yếu vào
hai ngành chính đó là công nghiệp-xây dựng và quản lý tiêu dùng.
Như vậy, giá trị SLCN, GDP và DS được xem là các nhân tố chính
quyết định đến sản lượng điện tiêu thụ tại Bình Định.
+ Khi tiến hành dự báo nhu cầu điện năng theo phương pháp
tương quan hồi quy, chúng ta cần phải dựa trên kết quả dự báo của
các nhân tố quyết định này. Các kết quả dự báo này có thể được xác
định thông qua kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Bình
Định hoặc có thể dùng mô hình phụ để dự báo.
+ Các nhân tố này thường biến động theo từng thời kỳ phát
triển kinh tế, do vậy khi tiến hành dự báo người dùng phải lựa chọn
nhân tố nào là nhân tố trung tâm để nâng cao độ chính xác của dự
báo.
2.3. XÂY DỰNG MÔ HÌNH
2.2.3. Nguyên tắc xây dựng mô hình
- Dựa vào tầm xa dự báo (ngắn hạn, trung hạn, dài hạn)
- Dựa vào số lượng các nhân tố phụ thuộc (0 nhân tố, 1 nhân
tố, nhiều nhân tố)
Từ hai nguyên tắt này ta chúng ta có thể xây dựng ba mô hình
dự báo điện năng phù hợp cho tỉnh Bình Định là:
Mô hình 1 (mô hình 0 nhân tố)
Mô hình 2 (mô hình 1 nhân tố)
Mô hình 3 (mô hình đa nhân tố)
2.2.4. Xây dựng mô hình
a.Thuật toán lựa chọn hàm dự báo tối ưu
12
Nhập số liệu thống kê
Tính các hệ số của 3 phương trình hàm
y1, y2, y3 theo (4), (5), (6)
Tính tổng bình phương độ lệch
n
i
i yyy
1
2
11
,
n
i
i yyy
1
2
22
n
i
i yyy
1
2
33
21 yy
32 yy 31
yy Chọn y3
Chọn y1 Chọn y2
Hiển thị
phương trình
Dừng
Sai
Đúng S ai
Đúng Đúng
Sai
Bắt đầu
Trong hầu hết các mô hình dự báo chúng ta cần phải xây dựng
hàm ngoại suy xu thế hay hàm tương quan hồi quy. Theo phương
pháp bình phương cực tiểu thì hàm tốt nhất là hàm có tổng bình
phương độ lệch bé nhất.
Hình 2.9 Thuật toán xác định hàm dự báo tối ƣu
13
b. Mô hình 1 (mô hình 0 nhân tố)
Hình 2.10. Mô hình 1- mô hình dự báo 0 nhân tố
Nhập số liệu điện năng quan sát
Bắt đầu
Kiểm định mô hình
Mô hình có
ước lượng tốt ?
? không? ?
Tính =2/(m+1)
Xác định điều kiện ban đầu , ,
K=1
Lấy số liệu quan sát năm k-1
Tính trung bình mũ năm k
Xác định hàm dự báo năm k
Tính độ lệch, sai số
Gán giá trị trung bình mũ năm k cho điều kiện ban đầu
k>m+1
Kết thúc
Xác định hàm xu thế theo thuật toán xác định hàm dự báo tối ưu
Tính 0, 1, 2 năm k
In kết quả
Có
Không
Sai
Đúng
14
c. Mô hình 2 (mô hình 1 nhân tố)
Hình 2.12. Mô hình 2 – Mô hình dự báo 1 nhân tố
Nhập dữ liệu quan sát
Biến phụ thuộc Y (điện năng)
Biến độc lập Xi (i=GDP,DS, SLCN)
Dự báo theo GDP Dự báo theo DS Dự báo theo SLCN
Xác định hàm hồi
quy tối ưu điện năng
theo GDP
Xác định hàm hồi
quy tối ưu điện năng
theo Dân số
Xác định hàm hồi
quy tối ưu điện năng
theo SLCN
Kiểm định mô hình
Hiển thị kết quả dự báo
Mô hình ước
lượng tốt không ?
Có
Không
Bắt đầu
Kết thúc
15
d. Mô hình 3 (mô hình đa nhân tố)
Hình 2.16. Mô hình 3 – Mô hình dự báo đa nhân tố
Nhập dữ liệu quan sát
Biến phụ thuộc Y (điện năng)
Biến độc lập Xi (i=GDP,DS, SLCN)
Bắt đầu
Lập toán tử dự báo phụ
Wi
ˆ
ngoại suy
theo t đối với biến độc lập i
Lập toán tử dự báo phụ
iYˆ
biểu thị mối quan hệ
giữa điện năng và biến độc lập i
1Yˆ
2Yˆ
kYˆ
Xác định Phương sai Di (i=1,2,…k)
Độ lệch quân phương di
qp
iqi
n
i
ipi
pq
dd
YYYY
n
r
)ˆ()ˆ(
1 1
Tính V, V-1
1
1
0
1, 0
k
i
i
pq
d
r V
b=BT.V-1 .B
11 ..ˆ bBV
k
i
ii YY
1
ˆ.ˆˆ
Đúng
Sai
Kết thúc
16
2.4. KẾT CHƢƠNG
Mỗi mô hình đều có ưu và nhược điểm riêng, sử dụng mô hình
nào để dự báo cho hợp lý là tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể.
Từ ba mô hình này ta có thể xây dựng mô hình dự báo chung như
hình 2.17. Mô hình này sẽ được tiến hành cài đặt và triển khai thử
nghiệm tại Công ty Điện lực Bình Định.
Nhập số liệu tính
toán
Mô hình 1 ( mô hình 0 nhân tố)
Ngoại suy chuỗi thời gian
+ san bằng hàm mũ
Mô hình 2 ( mô hình 1 nhân tố)
Tương quan đơn điện -DS
điện – GDP, điện -SLCN
Mô hình 3 (mô hình đa nhân tố)
Tương quan điện -DS, GDP, SLCN
+ Lựa chọn toán tử dự báo tối ưu
Kết quả dự báo
Lựa chọn
mô hình
Hình 2.17. Mô hình dự báo tổng hợp
CHƢƠNG 3
CÀI ĐẶT VÀ TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG DỰ
BÁO TÌNH HÌNH SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG TẠI CÔNG TY
ĐIỆN LỰC BÌNH ĐỊNH
3.1. MÔ TẢ ỨNG DỤNG
3.1.1. Hiện trạng công tác dự báo tại Công ty Điện lực Bình
Định
a) Giới thiệu về Công ty điện lực Bình Định
b) Hiện trạng công tác dự báo
3.1.2. Lý do xây dựng ứng dụng
3.1.3. Phƣơng pháp lựa chọn
17
3.2. PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG
3.2.1. Mô hình hệ thống
3.2.2. Sơ đồ phân rã chức năng
Hình 3.2. Sơ đồ phân rã chức năng của hệ thống
3.2.3. Tổ chức dữ liệu
3.2.4. Môi trƣờng phát triển
Dự báo nhu cầu điện năng
Nhập số liệu
Trình bày kết quả dự báo
Thực hiện dự báo
Nhập trực tiếp
Nhập từ file ngoài
Nhập từ file excel
Nhập từ file text
Dự báo theo mô hình 1
Dự báo theo mô hình 2
Dự báo theo mô hình 2.1
Dự báo theo mô hình 2.2
Dự báo theo mô hình 2.3
Dự báo theo mô hình 3
18
3.2.5. Giao diện chƣơng trình
+ Để vào chương trình nhấn nút “ ==>”
Hình 3.2. Màn hình giao diện ban đầu khi chạy chƣơng trình
+ Để nhập số liệu quan sát quá khứ nhấn nút “ Cập nhật số liệu”
Hình 3.5. Giao diện chức năng cập nhật số liệu
19
+ Chọn mô hình và năm cần dự báo, nhấn nút lệnh “Ghi”
Hình 3.4. Giao diện chức năng chọn thông số dự báo
+ Để xem kết quả dự báo nhấn nút “xem kết quả dự báo”
Hình 3.6. Giao diện chức năng xem kết quả dự báo
+ Để xem kết quả dự báo dạng đồ thị nhấn nút lệnh “xem đồ
thị”
20
3.2.6. Thử nghiệm và đánh giá chƣơng trình
a. Thử nghiệm
- Kịch bản 1: Cần dự báo điện năng tiêu thụ đến năm 2015
trong trường hợp người dự báo chưa biết trước giá trị dự báo của các
biến độc lập. Trường hợp này ta áp dụng mô hình 1. Kết quả dự báo
chi tiết như sau:
Bảng 3.10. Bảng kết quả dự báo theo kịch bản 1
TT Năm
Điện
dự báo
Sai số
Giới hạn
trên
Giới hạn
dƣới
13 2012 1196,882 6,0173 1202,899 1190,865
14 2013 1310,739 7,3047 1318,044 1303,435
15 2014 1430,249 9,0523 1439,301 1421,197
16 2015 1555,395 11,0437 1566,439 1544,351
- Kịch bản 2: Giả sử ta có số liệu dự báo trước về dân số tỉnh
Bình Định năm 2015 là 1,5 triệu người và ta quan tâm đến chỉ số
này, khi đó ta áp dụng mô hình 2.1 với giá trị dân số dự báo nhập
1,5. Kết quả điện năng dự báo năm 2015 là 1.188,509 GWh
- Kịch bản 3: Giả sử có số liệu dự báo về GDP tỉnh Bình Định
năm 2015 là 15 nghìn tỷ và ta quan tâm đến chỉ số này. Khi đó áp
dụng mô hình dự báo 2.2 ta được điện năng dự báo năm 2015 là
1478,260 GWh
- Kịch bản 4: Giả sử có số liệu dự báo về SLCN tỉnh Bình
Định năm 2015 là 4,8 nghìn tỷ và ta quan tâm đến chỉ số này. Khi đó
áp dụng mô hình dự báo 2.3 ta được điện năng dự báo năm 2015 là
1428,558 GWh.
- Kịch bản 5: Giả sử ta đã có số liệu dự báo tin cậy của cả 3
biến DS, GDP và SLCN năm 2015 là 1,5; 15 và 4,8. Khi đó ta áp
dụng mô hình 3 để dự báo điện năng năm 2015, kết quả như sau:
21
Bảng 3.11. Bảng kết quả dự báo theo kịch bản 5
TT Năm Y-DS Y-GDP Y-SLCN Y-TỐI ƢU
16 2015 1188,509 1478,260 1428,558 1382,305
Y - DS là sản lượng điện dự báo theo biến dân số
Y - GDP là sản lượng điện dự báo theo biến GDP
Y - SLCN là sản lượng điện dự báo theo biến SLCN
Y - TỐI ƯU là sản lượng điện dự báo theo phương pháp xác
định toán tử dự báo tối ưu.
- Kịch bản 6: Giả sử người dự báo muốn dự báo điện năng
năm 2015 theo các biến DS, GDP và SLCN nhưng muốn tính giá trị
dự báo của các biến này theo phương pháp hồi quy theo thời gian.
Khi đó ta áp dụng mô hình 3 với các biến DS, GDP, SLCN nhập là 0.
Kết quả dự báo của chương trình trong trường hợp này như sau:
Bảng 3.12. Bảng kết quả dự báo theo kịch bản 6
TT Năm
DS
Dự báo
Y
DS
GDP
Dự báo
Y
GDP
SLCN
Dự báo
Y
SLCN
Y
TỐI
ƢU
1
3
2012 1,4996 1178,306 11,374 1181,154 3,450 1175,261 1178,980
1
4
2013 1,5035 1282,902 12,459 1278,412 3,859 1264,498 1276,555
1
5
2014 1,5076 1391,119 13,611 1373,851 4,295 1347,687 1372,936
1
6
2015 1,5119 1502,794 14,829 1466,061 4,758 1422,493 1466,868
b. Đánh giá kết quả
Để đánh kết quả của các mô hình chúng ta tính sẽ tính sai số
tuyệt đối trung bình của từng mô hình áp dụng với bộ dữ liệu quá
khứ. Kết quả tính sai số tuyệt đối trung bình của các mô hình như
bảng sau:
22
Bảng 3.13. Bảng tính sai số tuyệt đối trung bình các mô hình dự báo
Mô
hình
Mô
hình 1
Mô
hình 2.1
Mô
hình 2.2
Mô
hình 2.3
Mô
hình 3
Sai số 78,08875 20,76141 7,560795 13,38731 4,060981
Như vậy đối với giai đoạn quá khứ thì phương pháp lựa chọn
toán tử dự báo tối ưu cho sai số nhỏ nhất. Vì vậy nên sử dụng mô
hình này để tiến hành dự báo điện năng tại Bình Định trong giai đoạn
hiện nay. Mặt khác qua số liệu khảo sát, tình hình phát triển kinh tế -
xã hội tỉnh Bình Định thời gian qua tăng trưởng khá ổn định. Vì vậy,
có thể dùng phương pháp hồi quy theo thời gian để tiến hành dự báo
giá trị của các biến này tại năm cần dự báo.
Áp dụng tính toán dự báo điện năng cho tỉnh Bình Định đến
năm 2015 theo kịch bản số 3 và số 6 là đáng tin cậy vì dựa vào bộ số
liệu thống kê quá khứ 10 năm do Cục thống kê tỉnh Bình Định cung
cấp và kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Bình Định giai đoạn
năm 2011–2015[3]cũng như kế hoạch phát triển điện của BĐPC[4]
đến năm 2015 tầm nhìn đến 2020. Theo đó các kết quả tính toán của
các mô hình này có thể sử dụng cho công tác quy hoạch phát triển hệ
thống điện của tỉnh Bình Định trong những năm tới.
3.3. KẾT CHƢƠNG
Trên cơ sở phân tích hiện trạng công tác dự báo điện năng tại
BĐPC và các mô hình dự báo đã xây dựng trong chương 2, chúng ta
đã xây dựng thành công chương trình “dự báo tình hình sử dụng điện
năng tại Công ty Điện lực Bình Định”. Chương trình đã được kiểm
tra, đánh giá thử nghiệm bằng các kịch bản cụ thể với kết quả dự báo
khá chính xác và đáng tin cậy
23
KẾT LUẬN
Dự báo nhu cầu điện năng đóng vai trò rất quan trọng trong
công tác đầu tư, quy hoạch và phát triển hệ thống điện nhằm đảm
bảo cung cấp đủ nguồn điện phục vụ phát triển kinh tế-xã hội. Với
mục tiêu “Xây dựng mô hình dự báo tình hình sử dụng điện năng tại
Công ty Điện lực Bình Định”, luận văn đã đạt được những kết quả
cũng như còn tồn tại những hạn chế như sau:
1. Kết quả đạt đƣợc
Về mặt lý thuyết
Luận văn đã tiến hành phân tích, tìm hiểu được quy luật biến
đổi của điện năng tại Bình Định. Phát hiện ra nhưng nhân tố quyết
định đến nhu cầu điện năng của tỉnh, từ đó đề xuất mô hình dự báo
phù hợp.
Nghiên cứu các phương pháp và mô hình dự báo nhu cầu điện
năng nhằm áp dụng để giải quyết các yêu cầu đặt ra. Đặc biệt là các
phương pháp: ngoại suy chuỗi thời gian, san bằng hàm mũ, tương
quan hồi quy và phương pháp xác định toán tử dự báo tối ưu.
Về mặt thực tiễn
Luận văn đã xây dựng thành công 3 mô hình dự báo tình hình
sử dụng điện năng phù hợp áp dụng tại Công ty Điện lực Bình Định
trên cơ sở phân tích, đánh giá tình hình phát triển kinh tế -xã hội và
tình hình sử dụng điện năng giai đoạn 2000-2011 tại Bình Định. Các
mô hình dự báo đã xây dựng bao gồm: mô hình 0 nhân tố, mô hình 1
nhân tố và mô hình đa nhân tố.
Xây chương trình có khả năng dự báo tốt tình hình sử dụng
điện năng tại Công ty Điện lực Bình Định. Chương trình đã được
kiểm chứng, thử nghiệm bằng nhiều kịch bản khác nhau với kết quả
dự báo khá chính xác và đáng tin cậy.
24
Có thể nói, đây là một công cụ hữu ích nhằm cung cấp cho
Công ty có thêm một giải pháp hỗ trợ về công tác dự báo.
2. Hạn chế
Bên cạnh những kết quả đạt được, luận văn còn có những mặt
hạn chế sau đây:
+ Các mô hình dự báo trên chưa xét đến yếu tố thời tiết và yếu
tố mùa vụ trong dự báo.
+ Các mô hình này chỉ phù hợp hợp tầm dự báo ngắn hạn,
trung hạn với khoảng thời gian tính bằng năm, chưa đề cập đến việc
dự báo điều độ với khoảng thời gian cực ngắn tính theo giờ, ngày,
tuần đây cũng là loại dự báo rất cần thiết cho người làm công tác vận
hành hệ thống điện nhất là công tác điều độ.
+ Hệ thống hiện tại đang xây dựng bằng Microsoft Access nên
chư triển khai được trong môi trườn nhiều người dùng.
3. Hƣớng phát triển
Những hạn chế trên cũng chính là định hướng phát triển của
luận văn trong tương lai.
+ Về mặt chuyên môn, luận văn sẽ tiếp tục hoàn thiện và bổ
sung các phương pháp mới về dự báo tầm trung. Đồng thời, mở rộng
và và ứng dụng các phương pháp dự báo mới có tính đến yếu tố mùa
vụ và các phương pháp dự báo cực ngắn phục vụ công tác vận hành
hệ thống.
+ Với mong muốn xây dựng một chương trình dự báo với đầy
đủ tính năng, chính xác và dễ sử dụng. Vì vậy, về phần chương trình
sẽ chuyển đổi sang mô hình mạng hoạt động theo mô hình Client –
Server để phục vụ cho nhiều đối tượng sử dụng với nhiều mục đích
khác nhau.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- tomtat_59_3082.pdf