Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634620)
Контекстум
.

Модели и методы прогнозирования электроэнергии и мощности при управлении режимами электроэнергетических систем (200,00 руб.)

0   0
Первый авторФилиппова Т. А.
ИздательствоИзд-во НГТУ
Страниц365
ID205835
АннотацияВ энергетике прогнозированию всегда уделяется большое внимание. В ра- боте рассматриваются основные задачи прогнозирования при управлении ре- жимами энергосистем и их формализации на основе сочетания математических и практических методов, а также задачи долгосрочного и краткосрочного пла- нирования и адаптации планов. Даются общие методологические принципы моделирования задач прогнозирования. Основное внимание уделяется стати- стическим моделям и математическим методам прогнозирования. В различных задачах используются методы временных рядов, регрессионного анализа, ран- говые модели, методы вероятностного и статистического анализа. Приводятся методики и численные примеры решения различных задач прогнозирования. Все модели ориентированы на применение компьютерных технологий.
ISBN978-5-7782-1235-0
УДК621.311.004.13
Филиппова, Т. А. Модели и методы прогнозирования электроэнергии и мощности при управлении режимами электроэнергетических систем : монография / Т. А. Филиппова .— Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2009 .— 365 с. — ISBN 978-5-7782-1235-0 .— URL: https://rucont.ru/efd/205835 (дата обращения: 19.04.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Ю.В. ДРОНОВА МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И МОЩНОСТИ ПРИ УПРАВЛЕНИИ РЕЖИМАМИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Монография НОВОСИБИРСК 2009 УДК 621.311.004.13 Ф 534 Рецензенты: <...> Модели и методы прогнозирования электроэнергии и мощности при управлении режимами электроэнергетических систем : монография / Т.А. Филиппова, А.Г. Русина, Ю.В. Дронова. <...> В работе рассматриваются основные задачи прогнозирования при управлении режимами энергосистем и их формализации на основе сочетания математических и практических методов, а также задачи долгосрочного и краткосрочного планирования и адаптации планов. <...> Первое – прогнозирование электропотребления и мощности нагрузки при развитии энергетики как основа выбора стратегий развития энергетики. <...> Второе – прогнозирование мощности и выработки электроэнергии при управлении режимами электростанций, электрических сетей и энергетических систем. <...> Второй раздел – модели и методы решения основных задач прогнозирования электроэнергии и мощности при решении режимных задач. <...> МЕТОДОЛОГИЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Принципы и методы прогнозирования зависят от множества факторов: от содержания задачи, цели действия, информации, требований к результатам и многого другого. <...> МЕТОДОЛОГИЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Планирование – главная функция управления. <...> МЕТОДОЛОГИЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ о будущем имеет большую неопределенность, поэтому в стратегическом планировании особым этапом является адаптация планов к реальным условиям. <...> Первый – собственно планирование, а второй – адаптация планов, их корректировка. <...> Факторы неопределенности могут требовать уточнения планов, а в ряде случаев и изменения целей планирования. <...> Требуется анализ прошлого и учет его в модели прогнозирования. <...> Цели Предположения о факторах неопределенности План Прошлое Возможные варианты плана Начало планирования Конечный срок реализации плана Время Рис. <...> Для периода <...>
Модели_и_методы_прогнозирования_электроэнергии_и_мощности_при_управлении_режимами_электроэнергетических_систем.pdf
Т.А. ФИЛИППОВА, А.Г. РУСИНА, Ю.В. ДРОНОВА МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И МОЩНОСТИ ПРИ УПРАВЛЕНИИ РЕЖИМАМИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Монография НОВОСИБИРСК 2009
Стр.1
УДК 621.311.004.13 Ф 534 Рецензенты: Г.И. Самородов д-р техн. наук, профессор, начальник отдела экспертов, заместитель директора СибНИИ Энергетики; Ю.А. Секретарев, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой систем электроснабжения предприятий, НГТУ Филиппова Т.А. Ф 534 Модели и методы прогнозирования электроэнергии и мощности при управлении режимами электроэнергетических систем : монография / Т.А. Филиппова, А.Г. Русина, Ю.В. Дронова. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2009. – 368 с. (Серия «Монографии НГТУ»). ISBN 978-5-7782-1235-0 В энергетике прогнозированию всегда уделяется большое внимание. В работе рассматриваются основные задачи прогнозирования при управлении режимами энергосистем и их формализации на основе сочетания математических и практических методов, а также задачи долгосрочного и краткосрочного планирования и адаптации планов. Даются общие методологические принципы моделирования задач прогнозирования. Основное внимание уделяется статистическим моделям и математическим методам прогнозирования. В различных задачах используются методы временных рядов, регрессионного анализа, ранговые модели, методы вероятностного и статистического анализа. Приводятся методики и численные примеры решения различных задач прогнозирования. Все модели ориентированы на применение компьютерных технологий. УДК 621.311.004.13 ISBN 978-5-7782-1235-0 © Филиппова Т.А., Русина А.Г., Дронова Ю.В., 2009 © Новосибирский государственный технический университет, 2009
Стр.2
Ministry of Education and Science of the Russian Federation NOVOSIBIRSK STATE TECHNICAL UNIVERSITY T.A. FILIPPOVA, A.G. RUSINA, YU.V. DRONOVA MODELS AND METHODS OF ELECTRIC ENERGY AND POWER FORECASTING IN POWER SYSTEM OPERATION MANAGEMENT Monograph NOVOSIBIRSK 2009
Стр.3
UDC 621.311.004.13 F 534 Reviewers: Prof. G.I. Samorodov, D.Sc. (Eng.), Department of Experts, head, Siberian Research Institute of Energy, Deputy Director; Prof. Yu.A. Secretarev, D.Sc. (Eng.), NSTU Department of Enterprise Power Supply Systems, Head Filippova T.A. F 534 Models and methods of electric energy and power forecasting in power system operation management: monograph / T.A. Filippova, A.G. Rusina, Yu.V. Dronova. – Novosibirsk : NSTU publisher, 2009. – 368 pp. (NSTU Monographs series) ISBN 978-5-7782-1235-0 Much attention has always been paid to forecasting in power engineering. Major problems of forecasting in power system operation management and their formalization based on both mathematical and practical methods as well as problems of longterm and short-term planning and adaptation of plans are considered in the monograph. General methodological principles of the simulation of forecasting problems are presented. Main attention is given to statistical models and mathematical methods of forecasting. Methods of time series, regression analysis, probabilistic and statistical analyses and rank models are used to solve various problems. Methods and numerical examples of solving numerous problems of forecasting are described. All the models are based on computer technologies. UDC 621.311.004.13 ISBN 978-5-7782-1235-0 © Filippova T.A., Rusina A.G, Dronova Yu.V., 2009 © Novosibirsk State Technical University, 2009
Стр.4
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие ...........................................................................................................................7 Раздел 1. МЕТОДОЛОГИЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И МОЩНОСТИ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ ...........9 Глава 1. Прогнозирование в управлении производством ........................................... 11 1.1. Прогнозирование в управлении ....................................................................... 11 1.2. План и прогноз .................................................................................................. 13 1.3. Процесс планирования ..................................................................................... 18 1.4. Стратегическое планирование ......................................................................... 22 1.5. Особенности бизнес-процесса предприятия ................................................... 24 1.6. Деловая среда .................................................................................................... 28 1.7. Комплекс планирования ................................................................................... 34 1.8. Роль прогнозирования в управлении предприятием ...................................... 36 Глава 2. Научные основы прогнозирования ................................................................. 39 2.1. Методологические принципы .......................................................................... 39 2.2. Основы моделирования задач .......................................................................... 45 2.3. Структурные модели ЭЭС при решении режимных задач прогнозирования............................................................................................... 47 2.4. Математическая модель задачи ....................................................................... 54 2.5. Информация и ее свойства ............................................................................... 58 2.6. Исследование систем в условиях неопределенности ..................................... 62 Глава 3. Методы прогнозирования ................................................................................. 67 3.1. Общая характеристика методов прогнозирования ......................................... 67 3.2. Краткие положения теории вероятностей ....................................................... 68 3.3. Экспертные методы .......................................................................................... 77 3.4. Регрессионный анализ ...................................................................................... 84 3.5. Модель временного ряда .................................................................................. 88 3.6. Ранговые модели ............................................................................................... 91 3.7. Технологический метод прогнозирования ..................................................... 92 3.8. Применение искусственных нейронных сетей при прогнозировании в электроэнергетике ......................................................................................... 93 3.9. Статистический анализ ..................................................................................... 99 Глава 4. Прогнозирование электропотребления и мощности при перспективном планировании развития энергетики ............................................................ 103 4.1. Энергетика в общей хозяйственной структуре государства ....................... 103 4.2. Общие положения по прогнозированию развития энергетики ................... 110 4.3. Математическая модель прогнозирования и оптимизации энергетических систем .............................................................................................................. 116 4.4. Методика долгосрочного прогнозирования электропотребления .............. 120 4.5. Методика прогнозирования электропотребления по региону на перспективу 5 лет ...................................................................................... 122
Стр.359
362 ОГЛАВЛЕНИЕ 4.6. Методика прогнозирования электропотребления по региону на перспективу 10 лет .................................................................................... 129 4.7. Методика прогнозирования электропотребления по региону на перспективу 20 лет .................................................................................... 137 Раздел 2. МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРИ УПРАВЛЕНИИ РЕЖИМАМИ ЭНЕРГОСИСТЕМ ........................ 141 Глава 5. Прогнозирование электропотребления при текущем планировании производственной деятельности электроэнергетической системы ........ 143 5.1. Производственная деятельность энергосистемы ......................................... 143 5.2. Модели и методы прогнозирования электропотребления при текущем планировании ........................................................................... 147 5.3. Моделей прогнозирования электропотребления системы для годового периода ..................................................................................... 150 5.4. Модель прогноза электропотребления для сезонного периода .................. 154 5.5. Моделирование электропотребления для месячного периода .................... 156 5.6. Информационные технологии прогнозирования сальдоперетока электроэнергии ............................................................................... 158 5.7. Ожидаемое месячное электропотребление при расчетах по типовым суткам ......................................................................................... 162 Глава 6. Принципы статистического моделирования и прогнозирования графиков нагрузки ЭЭС, их структуры и параметров.............................. 165 6.1. Особенности использования статистических моделей графиков нагрузки в энергосистемах............................................................ 165 6.2. Параметрические свойства графиков нагрузки энергосистемы ........................................................................................................... 168 6.3. Структурная модель ГН ЭЭС по составляющим нагрузки ......................... 175 6.4. Прогнозирование графиков нагрузки ЭЭС с учетом их свойств ....................................................................................................... 180 Глава 7. Методика прогнозирования графиков нагрузки ........................................ 183 7.1. Прогнозирование графика нагрузки ЭЭС при решении оперативных задач................................................................................................................. 183 7.2. Многолетний и годовой прогнозы характерных показателей графика нагрузки ........................................................................................................... 189 7.3. Моделирование графиков нагрузки для годовых и месячных периодов 193 Глава 8. Адаптивность статистических моделей прогноза графиков нагрузки 197 8.1. Процесс адаптации.......................................................................................... 197 8.2. Общие положения расчета и порядок внесения поправок в статистические прогнозы ГН ...................................................................... 200 8.3. Влияние температуры наружного воздуха на нагрузку ............................... 203 8.4. Методика внесения поправок на температуру наружного воздуха в статистический график нагрузки ................................................. 206 8.5. Модель поправок на состояние облачности и методика ее использования при прогнозах нагрузки ................................................... 212 8.6. Поправки в прогноз нагрузки на изменение частоты системы ........................................................................................................... 220
Стр.360
363 8.7. Влияния электрических режимов работы межсистемных электрических сетей на потери мощности при прогнозах графиков нагрузки ................... 221 8.8. Тестирование статистических моделей прогнозирования графиков нагрузки .......................................................................................... 225 Глава 9. Вероятностный анализ случайной составляющей при прогнозировании графиков нагрузки и электропотребления предприятий ...................................................................................................... 232 9.1. Особенности прогнозирования ГН и электропотребления на предприятиях ............................................................................................. 232 9.2. Применение вероятностного анализа для процесса электропотребления и мощности нагрузки потребителей ............................................................. 235 9.3. Методические принципы применения положений теории вероятностей для анализа электропотребления и нагрузки ............................................... 241 Глава 10. Ранговые модели структурного моделирования и прогнозирования мощностей сетевой компании ..................................................................... 246 10.1. Основные положения рангового моделирования ....................................... 246 10.2. Методика разработки ранговых моделей для прогнозирования нагрузок в узлах электрической сети .......................................................... 251 10.3. Ранговые модели мощностей электростанций, расположенных в генераторных узлах сетевой компании .................................................... 259 10.4. Использование ранговых моделей для задач прогнозирования ................ 260 Глава 11. Прогнозирование потерь электроэнергии в электрических сетях ........ 264 11.1. Особенности прогнозирования потерь электроэнергии мощности в электрических сетях ................................................................ 264 11.2. Имитационные модели прогнозирования потерь электроэнергии и мощности в электрических сетях ............................................... 271 11.3. Имитационная модель прогнозирования потерь мощности для сетевой компании .................................................................................. 279 Глава 12. Прогнозирование выработки электроэнергии гидроэлектростанций в условиях неопределенности ...................................................... 289 12.1. Принципы прогнозирования при неопределенной информации о гидроресурсах ............................................................................................ 289 12.2. Вероятностная природа стока ...................................................................... 293 12.3. Прогноз и адаптивное уточнение планов использования водных ресурсов ГЭС ................................................................................... 298 12.4. Схема прогнозных расчетов по рациональному использованию гидроэнергетических ресурсов .................................................................... 303 Глава 13. Учет риска при прогнозировании ............................................................... 306 13.1. Неопределенность и риск ............................................................................. 306 13.2. Факторы риска прогноза электропотребления ........................................... 311 13.3. Основные виды рисков ................................................................................. 315 13.4. Оценка рисков ............................................................................................... 319 13.5. Основные положения теории принятия решений ...................................... 322 13.6. Риск-менеджмент .......................................................................................... 329
Стр.361
364 ОГЛАВЛЕНИЕ Глава 14. Примеры учета рисков при прогнозировании энергетических параметров ...................................................................................................... 332 14.1. Пример идентификации факторов риска .................................................... 332 14.2. Пример оценки рисков ................................................................................. 336 14.3. Пример выбора решения с учетом величины риска ................................... 342 14.4. Пример оценки риска для разработки методов защиты ............................ 348 Заключение ......................................................................................................................... 352 Библиографический список ............................................................................................... 354 Предметный указатель ....................................................................................................... 358
Стр.362
CONTENTS Introduction ..............................................................................................................................7 Section 1. METHODOLOGY OF ELECTRIC ENERGY AND POWER FORECASTING IN POWER SYSTEMS ..............................................................................................................9 Chapter 1. Forecasting in Production Management ......................................................... 11 1. Forecasting in management ....................................................................................... 13 Plans and forecasts 18 The process of planning 22 Strategic planning 24 Peculiarities of an enterprise business process ........................................................... 28 Business environment 34 The planning complex 36 General notions of the role of forecasting in enterprise management ........................ 39 Chapter 2. Scientific Grounds of Forecasting .................................................................... 39 2.1. Methodological principles ................................................................................... 39 2.2. Fundamentals of problem modeling .................................................................... 45 2.3. Structural models of a power system in solving problems of operation forecasting .......................................................................................................... 47 2.4. A mathematical model of a problem ................................................................... 54 2.5. Information and its properties ............................................................................. 58 2.6. Study of systems under uncertainty conditions ................................................... 62 Chapter 3. Methods of Forecasting ..................................................................................... 67 3.1. General characteristics of forecasting methods .................................................. 67 3.2. Brief statements of the probability theory .......................................................... 68 3.3. Expert techniques 77 3.4. Regression analysis ............................................................................................ 84 3.5. A time series model ........................................................................................... 88 3.6. Rank models 91 3.7. A technological method of forecasting .............................................................. 92 3.8. Application of artificial neural networks in power engineering ......................... 93 3.9. Statistical analysis 99 Chapter 4. Forecasting of Power Consumption and Capacity in Long-Term Planning of Power Engineering Development ............................................... 103 4.1. The role of power engineering in the country’s economy ................................ 103 4.2. General notions of forecasting power engineering development ..................... 110 4.3. A mathematical model of forecasting and optimization of power systems ...... 116 4.4. Methods of long-term forecasting of power consumption ............................... 120 4.5. Methods of forecasting power consumption in the region for the period of 5 years .................................................................................. 122
Стр.363
366 CONTENTS 4.6. Methods of forecasting power consumption in the region for the period of 10 years ................................................................................ 129 4.7. Methods of forecasting power consumption in the region for the period of 20 years ................................................................................ 137 Section 2. METHODS AND MODELS OF FORECASTING IN POWER SYSTEM OPERATION MANAGEMENT .............................. 141 Chapter 5. Forecasting Power Consumption in Current Planning of Power System Production Activity ............................................................ 143 5.1. Power system production activity ..................................................................... 143 5.2. Models and methods of power consumption forecasting in current planning 147 5.3. Models of power consumption for the period of 1 year .................................... 150 5.4. A model of power consumption forecasting in a power system for a seasonal period ............................................................................ 154 5.5. Modeling of power consumption for a 1 month period ..................................... 156 5.6. Information technologies for forecasting net power flow ................................ 158 5.7. Expected monthly power consumption calculated based on a standard day ..... 162 Chapter 6. Principles of Statistical Modeling and Forecasting of Power System Load Demands, Their Structure and Parameters ............................ 165 6.1. Peculiarities of using statistical models of load demands in power systems ..... 165 6.2. Parametric properties of power system load demands ...................................... 168 6.3. Methods of modeling of load demands and power consumption ...................... 175 6.4. A structural model of power system load demands based on load components ..................................................................................................... 180 Chapter 7. Methods of Load Demand Forecasting .......................................................... 183 7.1. Power system load demand forecasting in solving operation problems ............ 183 7.2. Annual and long-term forecasting of characteristic load demand parameters 189 7.3. Modeling of load demands for annual and monthly periods ............................. 193 Chapter 8. The Adaptability of Statistical Models of Load Demand Forecasting ........ 197 8.1. The process of adaptation ................................................................................. 197 8.2. General notions of load demand calculation and making corrections in statistical forecasts ....................................................................................... 200 8.3. Influence of the outer air temperature on the load............................................. 203 8.4. Methods of applying corrections for the outer air temperature to statistical load demands ................................................................................ 206 8.5. A model of corrections for cloudiness and methods of its application to load forecasting ............................................................................................ 212 8.6. Corrections for power system frequency variations in load forecasts ............... 220 8.7. Influence of electric operation conditions of intersystem electric networks on power losses in forecasting load demands ................................................... 221 8.8. Testing statistical models of load demand forecasting ...................................... 225 Chapter 9. The Probabilistic Analysis of a Random Component in Enterprise Load Demand and Power Consumption Forecasting ................................... 232 9.1. Peculiarities of forecasting enterprise load demand and power consumption 232 9.2. The application of a probabilistic analysis for the process of power consumption and load power of consumers ...................................................... 235
Стр.364
367 9.3. Methodological principles of using the probability theory in power consumption and load analysis ......................................................................... 241 Chapter 10. Rank Models of Structural Modeling and Forecasting of a Network Company Capacity ................................................................. 246 10.1. Basic concepts of rank modeling .................................................................... 246 10.2. Methods of developing rank models to forecast loads in power network nodes .............................................................................................................. 251 10.3. Methods of developing rank models based on the example of forecasting power in load nodes in a power network ........................................................ 259 10.4. Rank models of capacities of power plants located in generator sets of network companies .................................................................................... 260 Chapter 11. Forecasting Electric Losses in Electric Networks ....................................... 264 11.1. Peculiarities of forecasting electric and power losses in electric networks ..... 264 11.2. Simulation models of forecasting electric and power losses in electric networks ......................................................................................................... 271 11.3. Simulation models of forecasting power losses for network companies ...................................................................................................... 279 Chapter 12. Forecasting Power Generation at Hydropower Plants under Uncertainty Conditions ................................................................................. 289 12.1. Principles of forecasting capacities based on uncertain information about water resources .............................................................................................. 289 12.2. A stochastic nature of a power flow ................................................................ 293 12.3. Forecasting and adaptive updating of plans of using hydropower plant water resources ..................................................................................... 298 12.4. A predictive calculation pattern of hydropower resource rational use ............ 303 Chapter 13. Risk Analysis in Focasting ....................................................................... 306 13.1. Assessment of uncertainty in management ..................................................... 306 13.2. Risk factors in forecasting power consumption .............................................. 311 13.3. Major risk types .............................................................................................. 315 13.4. Risk assessment .............................................................................................. 319 13.5. Basic concepts of the decision making theory ............................................... 322 13.6. Risk management ............................................................................................ 329 Chapter 14. Practical Examples of Risk Analysis in Forecasting Power Parameters ..................................................................................................... 332 14.1. An examples of risk factor identification ........................................................ 332 14.2. An example of risk assessment ...................................................................... 336 14.3. An example of decision making with an allowance for a risk level ................ 342 14.4. An example of risk assessment for protection method development .............. 348 References ............................................................................................................................ 354 Subject Index ........................................................................................................................ 358
Стр.365

Облако ключевых слов *


* - вычисляется автоматически
.
.