وزارت علوم،تحقیقات و فناوری

دانشگاه علوم و فنون مازندران

پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد

عنوان:

پیش بینی کوتاه مدت بار استان مازندران با استفاده از سیستم های خبره

استاد راهنما:

دکتر خلیل گرگانی فیروزجاه

استاد مشاور:

دکتر عبدالرضا شیخ الاسلامی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

فصل اول: مقدمه

1-1) اهمیت پیش بینی بار سیستم های قدرت……………………………………………….. .5

1-1-1) بررسی اهمیت پیش بینی باراز لحاظ فنی…………………………………………….5

1-1-2) بررسی اهمیت پیش بینی باراز لحاظ اقتصادی…………………………………….6

1-2) راهکارها………………………………………………………………………………………..8

1-3) پیش بینی بار ازدیدگاه دوره های زمانی……………………………………………….9

1-3-1) برنامه ریزی دراز مدت……………………………………………………………………..9

1-3-2) برنامه ریزی میان مدت………………………………………………………………….10

1-3-3)  برنامه ریزی کوتاه مدت…………………………………………………………………10

1-3-4)  برنامه ریزی لحظه ای / چند دقیقه تا چند ساعت……………………………….10  

1-4)  عوامل موثر در پیش بینی بار الکتریکی……………………………………………11

1-4-1)  عوامل اقلیمی………………………………………………………………………………12

1-4-2)  عوامل اقتصادی………………………………………………………………………..12

1-4-3)  تاثیر زمان بر بار مصرفی…………………………………………………………..12

– جمع بندی و نتیجه گیری…………………………………………….. …………………….12

 فصل دوم: روش های مدل سازی

2-1) پیش بینی………………………………………………………………………………………..16

2-2) دقت پیش بینی……………………………………………………………………………. 16

2-3) معیار سنجش خطا در پیش بینی……………………………………………………….. 17

2-4) روشهای پیش بینی……………………………………………………………………..17

2-4-1) روش سری زمانی…………………………………………………………………………….18

2-4-2) روش رگرسیون……………………………………………………………………………. 26

2-4-3) پیش بینی باربا استفاده ازآمارهای مستقل………………………………………….27

2-4-4)روش مصرف نهایی………………………………………………………………………..28

2-4-5) روش کاربری ارضی……………………………………………………………………..29

2-4-6)  روش عصبی……………………………………………………………………………….30

2-5) پیش بینی بارکوتاه مدت استان مازندران با استفاده از روش رگرسیون………..38

2-5-1) برازش مدل رگرسیون در محیط SAS ……………………………………………….

2-5-2) تحلیل نتایج حاصل ازمدل رگرسیون………………………………………………….41

–  جمع بندی و نتیجه گیری………………………………………………………………………   44

فصل سوم: مدل سازی به روش فازی

3-1) ضرورت استفاده از سیستم خبره فازی جهت پیش بینی بار……………………….47

3-2)  توابع عضویت…………………………………………………………………………………49

3-3) مراحل طراحی یک سیستم فازی…………………………………………………………52

3-4) کاربرد نرم افزار MATLAB…………………………………………………………………

3-4-1) ویرایشگر توابع عضویت (The Membership function editor)…………… 59

3-4-2)  ویرایشگر قواعد (The Rule editor)……………………………………………….63

3-4-3)  نمایشگر قواعد( (The Rule viewer……………………………………………….

3-4-4) نمایشگر سطوح(The surface viewer)……………………………………………65

فصل چهارم : طراحی مدل  فازی جهت پیش بینی بار کوتاه مدت استان مازندران

4-1) طراحی  مدل  فازی جهت پیش بینی بار کوتاه مدت……………………………..68

4-1-1)  مشخص کردن ورودی ها، خروجی ها و روش مورد استفاده برای غیر فازی کردن….68

4-1-2) تعیین مجموعه های فازی و تابع عضویت برای ورودی ها و خروجی ها…….70

4-1-3) شاخت قواعد با شناخت از مجموعه های فازی………………………………….76

4-1-4) معتبرسازی و بازنگری قواعد………………………………………………………..81

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

نتیجه گیری……………………………………………………………………………………….88

پیشنهادات…………………………………………………………………………………………..89

مراجع…………………………………………………………………………………………..92

چکیده:

پیش بینی بار کوتاه مدت، به صورت پیش بینی بار یک ساعت تا چند روز آینده تاثیر به سزایی بر امر بهره برداری سیستم های قدرت دارد. زیرا بسیاری از تدابیر مدیریت انرژی از قبیل تنظیم برنامه مقرون به صرفه  جهت استفاده از نیروگاه های موجود، برنامه ریزی خرید سوخت مورد نیاز نیروگاه ها، ورود و خروج واحدها، توسعه خطوط انتقال و ترانس شبکه فوق توزیع و همچنین میزان خاموشی ها در صورت کمبود، بر اساس این پیش بینی انجام می شود.

در این پروژه انواع مدلهای پیش بینی از جمله مدل سری زمانی، رگرسیون، مصرف نهائی و شبکه عصبی بررسی شده است. با توجه به اینکه پیش بینی بار متداول در شرکت توزیع مازندران با استفاده از روش های سنتی بوده است و از آنجایی که این روش قادر به پیش بینی دقیق بار روزهای آینده و روزهای خاص نبوده است، برای دستیابی به مدل مطلوب به بررسی روش فازی پرداخته شده است. در این راستا ابتدا به تشریح منطق فازی و روش پیاده سازی برنامه در محیط مطلب اشاره نموده و سپس با بهره گیری از اطلاعات سالهای گذشته و نمودار مصرف و لحاظ نمودن تاثیر عوامل محیطی، بار کوتاه مدت استان مازندران را پیش بینی شده است. استفاده از روش منطق فازی منجر به افزایش دقت و سرعت پیش بینی، رفع مشکل پیش بینی بار روزهای خاص، کاهش حجم بانک اطلاعاتی توام با افزایش قابلیت تاثیر عوامل مختلف گردیده است.

فصل اول: مقدمه

1-1- اهمیت پیش بینی بار در سیستم های قدرت

صنعت برق از صنایع زیر بنائی یک کشور و رکنی بسیار مهم در رشد و پیشرفت جوامع امروزی محسوب می شود. با توجه به اینکه از یک طرف پروژه های صنعت برق نیاز به سرمایه گذاری کلان و زمان های طولانی دارد واز طرف دیگر با تکنولوژی موجود هنوز نمی توان ذخیره این انرژی را در ابعاد بزرگ امکان پذیر نمود. بنابراین برنامه ریزی تولید باید به گونه ای صورت گیرد که پاسخگوی تقاضای انرژی الکتریکی باشد. بدین جهت پیش بینی بار به عنوان عاملی مهم در طرح توسعه و بهره برداری از سیستم های قدرت تلقی می شود و در واقع وسیله ای است که به کمک آن می توان در جهت بهبود تصمیم گیری اقدام نمود. برآورد روند تخصیص منابع برای توسعه شبکه برق رسانی الزامی است.

در برنامه ریزی توسعه آینده یک سیستم قدرت برآورد بار از اهمیت زیادی برخوردار است و اساس و مبنای مطالعات برنامه ریزی را تشکیل می دهد میزان خطاهای پیش بینی بار دارای اهمیت خاص است.

مشکلات تصمیم گیری در این مورد موقعی بیشتر می شود که با بودجه محدود و هدف حداقل کردن هزینه از یک طرف و فشار متخصصین ومهندسین بخش قدرت برای خرید تجهیزات پیشرفته وگران قیمت از طرف دیگر و نیز گسترش بی رویه در استفاده از انرژی الکتریکی مواجه شود. اگر میزان بار پیش بینی شده کمتر از بار واقعی باشد ضریب اطمینان و در نتیجه کیفیت خدمات کاهش می یابد واین امر ممکن است حتی به خاموش های اجباری بیانجامد. خود این مساله تا حدی کار مسئولین تجزیه وتحلیل قابلیت اطمینان سیستم را مشکل می سازد واز طرف دیگر اگر بار آینده پیش از مقدار مورد نیاز پیش بینی گردد سرمایه گذاری زیادی هدر شده وبه نیاز مالی منجر می گردد.

عدم امکان ذخیره سازی انرژی الکتریکی از یک طرف وهمچنین صرف هزینه های هنگفت اقتصادی جهت ایجاد نیروگاه های جدید از طرف دیگر سیاست های کلی تولید انرژی الکتریکی را به سمت وسوئی جدید در ارتباط با مدیریت انرژی الکتریکی سوق داده است. واقعیت اینست که مصرف انرژی الکتریکی ثابت نبوده و همواره بصورت تابعی غیر خطی از پارامترهای مختلف زمانی،‌محیطی، اقتصادی و در نوسان می باشد. تغییرات مصرف بار الکتریکی شرکت های تولید کننده برق را موظف کرده است در زمانبندیهای مختلف اطلاعات مورد نیاز را جهت مدیریت بهتر انرژی در سیستمهای قدرت پیش بینی کنند [9] و [13].

افزایش قابلیت اطمینان وکارائی در صنعت برق، کاهش هزینه ها وهزینه معاملات در صنعت برق، تامین
گزینه های بیشتری برای مصرف کنندگان و… به عنوان انگیزه های اقتصادی، اجتماعی، سیاسی مدیریت صنعت برق را به ناچار دچار تحول و دگرگونی کرد که ازآن به عنوان تجدید ساختار صنعت برق نامبرده
می شود. در محیط سنتی، سیستمهای تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی به صورت انحصاری تحت کنترل دولت ویا یک نهاد انحصاری است که وظیفه نظارت بر بازار انحصاری و حتی قیمتهای انحصاری را نیز دارا می باشد. در سیستمهای قدرت تجدید ساختار نشده، مصرف کننده ها شرکت های توزیع منحصر به فرد بودند که انرژی را به صورت عمده و بر حسب قواعد خاص از تولید کننده های انحصاری  دریافت می کردند. این مصرف کننده ها فقط تحت قیمت های از پیش تعیین شده توسط اپراتورسیستم انرژی خود را دریافت می کردند تولید کنندگان نیز فقط تحت قیمت هایی که توسط اپراتور سیستم وتحت قرار دادها وتعرفه کمی سنتی مشخص می شد انرژی مورد نیاز شبکه قدرت را تولید می کردند. در این نوع اقتصاد تلفات شبکه بسیار زیاد وجود از اینرو هزینه های زیادی تلف می شد.

با شروع تجدید ساختار صنعت برق و ورود بازارهای رقابتی انرژی الکتریکی قسمت های تولید، انتقال و توزیع اکثرا به قسمت های خصوصی واگذار شدند.

هر چند که در سطح انتقال این واگذاری به ندرت انجام گرفته است مصرف کنندگان در این نوع ساختار به سیستم انتقال دسترسی مستقیمی دارند و می توانند تولید کننده خود را نیز انتخاب کنند. بازارها از انحصار دولت خارج شده اند و بطور مستقل و همچنین هماهنگ با اپراتور مستقل بازار فعالیت می کنند.

در بخش توزیع نیز با فراهم کردن زمینه برای مشارکت بخش خصوصی و احداث نیروگاه توسط سرمایه گذاران داخلی و خارجی و همچنین واگذاری ظرفیت های نصب شده موجود و فراهم آوردن زمینه رقابت با افزایش تولید کنندگان سعی در جایگزین فضای رقابتی بجای شرایط انحصار گردیده که در بسیاری از کشورها این امر موفقیت آمیز بوده است.

بخش انتقال با توجه به ماهیتی که دارد و این واقعیت که نمی توان دو یا چند شبکه موازی در کنار هم تاسیس کرد تا برای انتقال برق با هم رقابت نمایند تقریبا هنوز به شکل انحصاری اداره شده و تحت عنوان شبکه ملی باقی مانده است.

در بخش توزیع نیز کلیه فعالیت های از نقطه دریافت برق از شبکه انتقال تا تحویل به مصرف کننده نهایی انحصاری است، ابتدا بخش خطوط از بخش مشترکین  تفکیک شده پس این بخش خطوط از بخش مشترکین تفکیک شده، پس این بخش که مشابه به بخش انتقال است یا در تملک دولت باقی مانده ویا در برخی کشورها با رویکردهای اجرائی متفاوت به بخش خصوصی واگذار شده اند در بخش خدمات مشترکین نیز کلیه امور از درخواست و وصول مطالبات و… توسط شرکت های خرده فروش انجام می گیرد. از آنجایی که این بخش از شرایطی متفاوت با بخشهای انتقال و توزیع برخوردار می باشد فعالیت های این بخش از فعالیت انحصاری برخوردار نبوده و بنابراین شرکت های خرده فروش همزمان می توانند رضایت مشتری با هم رقابت نمایند که به بهبود کیفیت و کاهش هزینه های منتهی خواهند شد. لذا واگذاری این امور به بخش خصوصی و ایجاد زمینه مناسب برای رقابتی کردن این بخش نتایج قابل توجهی به همراه داشته است.

 در اقتصاد برق، شرکت های تولید کننده برق موظفند، مصرف کننده های خود را قابلیت اطمینان زیاد، با کیفیتی بالا و قیمت مناسب با توجه به محدودیت های از جمله حفظ محیط زیست، قرار داد با دیگر شرکا در سیستم های به هم پیوسته وبا در نظر گرفتن قیودی نظیر توان و نوع نیروگاه های موجود میزان ذخیره سوخت مورد نیاز  نیروگاه های حرارتی، میزان آب موجود در مخزن ها برای استفاده نیروگاه های آبی، و غیره تغذیه نماید.

برای نیل به این اهداف باید از طرفی، تجهیزات مورد نظر نیروگاه ها و شبکه های انتقال و توزیع، به نحو بهینه مورد استفاده و بهره برداری قرار گیرند ( حداقل سرمایه گذاری دراز مدت ) و از طرفی دیگر، انرژی های اولیه موجود برای تولید برق (انواع سوخت ها و آب و…. ) به طرز بهینه، مورد مصرف واقع شوند ]12[.

برای دانلود پایان نامه اینجا را کلیک کنید.

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 535