WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

На правах рукописи

ТОМИН Никита Викторович

АНАЛИЗ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ И

ХАРАКТЕРИСТИК ДЛЯ СУБЪЕКТОВ РОЗНИЧНОГО РЫНКА

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА БАЗЕ ТЕХНОЛОГИЙ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

Специальность 05.14.02 – Электростанции и

электроэнергетические системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидата технических наук

Иркутск - 2007

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Братский государственный университет» на кафедре Систем электроснабжения

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Курбацкий Виктор Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Колосок Ирина Николаевна

кандидат технических наук

Каштанов Юрий Борисович

Ведущая организация: Новосибирский государственный

технический университет (НГТУ)

г. Новосибирск

Защита диссертации состоится 22 мая 2007 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д.003.017.01 при Институте систем энергетики им. Мелентьева (ИСЭМ) СО РАН по адресу: 664033, Иркутск-33, ул. Лермонтова, 130

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института систем энергетики им. Мелентьева СО РАН.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 664033, Иркутск-33, ул. Лермонтова, 130, ИСЭМ СО РАН

Автореферат разослан «20» апреля 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д.003.017.01

доктор технических наук А.М. Клер

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В современных условиях реформирования электроэнергетики России и перехода оптового рынка электроэнергии (ЭЭ) к розничному, первоочередной задачей является формирование новых отношений между субъектами рынка при обеспечении чётко отлаженных взаимоотношений между потребителем и энергоснабжающей организацией.

В соответствии с Федеральным законом «Об электроэнергетике» на розничных рынках электроэнергии (РРЭ) основными участниками являются оптовые покупатели-перепродавцы (энергосбытовые организации - ЭСО) и потребители. Взаимоотношения на рынке полностью контролирует государство в лице региональных энергетических комиссий (РЭК), которые устанавливают экономически обоснованные тарифы, как на отпуск, так и на покупку ЭЭ. Купля-продажа ЭЭ осуществляется по строго установленным тарифам. При превышении заявленного объёма потребления ЭЭ РЭК взимает штрафы, размер которых компенсирует расходы на дополнительную выработку ЭЭ.

Оптовый рынок ЭЭ состоит из двух частей:

  • регулируемый сектор;
  • сектор свободной торговли и балансирующий рынок.

Тарифы в регулируемом секторе определяет Федеральная служба по тарифам (ФСТ). Сектор свободной торговли предусматривает свободное ценообразование, когда тариф на ЭЭ является равновесной ценой спроса и предложения. Так, с 1-го ноября 2003 года в России введена продажа ЭЭ на федеральном оптовом рынке электроэнергии в размере до 15% от общей выработки по свободно формируемым ценам. Отклонения фактического графика нагрузок субъекта оптового рынка от заявленных значений больше определенного процента приводит к покупке электроэнергии с балансирующего рынка по более высокой цене. Отклонение в меньшую сторону также «карается» оплатой за недопоставленную электроэнергию, определяемую разницей между заявленным и фактическим потреблением ЭЭ по установленным расценкам.

Следует подчеркнуть, что изменение принципов функционирования отечественного рынка ЭЭ, приводит к повышению требований, предъявляемым к показателям качества прогнозных расчётов (точности, достоверности, информативности, быстродействию и т.д.). К сожалению, на сегодняшний момент далеко не все отечественные электрические сети и энергорайоны в должной степени обеспечены современными средствами учёта ЭЭ, что приводит к значительному дефициту исходной информации для задач анализа и прогнозирования, а, следовательно, затрудняет их решение.

Введение новых принципов функционирования рынков ЭЭ повлекло за собой и существенное изменение договоров энергоснабжения и купли-продажи. Энергоснабжающие организации и потребители (субъекты РРЭ) в сложившихся на данный момент условиях заинтересованы в достоверном планировании (прогнозировании) потребностей в ЭЭ и проведении эффективного анализа по её использованию. Вследствие этого существенно возрастает ответственность в решении задач анализа и прогнозирования режимных параметров* (в первую очередь, электрической нагрузки потребителей, перетоков мощности и т.д.) и характеристик (потерь электроэнергии, температуры наружного воздуха и т.д.) для каждого

* в зарубежных публикациях используется термин «regim var» - режимная переменная

конкретного ЭСО.

Одним из путей повышения качества решения указанных задач, с учётом выделенных проблем, является использование современных технологий искусственного интеллекта (ТИИ), в частности наиболее популярных и эффективных структур ТИИ – искусственных нейронных сетей (ИНС). Необходимо подчеркнуть, что ТИИ не связаны с алгоритмическими вычислениями, и, следовательно, не требуют построения сложных вычислительных моделей объекта. В нашей стране вопросами применения методов искусственного интеллекта для решения электроэнергетических задач занимаются в Институте систем энергетики им. Мелентьева СО РАН (ИСЭМ СО РАН), Отделе энергетики Института социально-экономических и энергетических проблем Севера Коми, Новосибирском государственном техническом университете (НГТУ), Уральском государственном техническом университете (УГТУ УПИ) и ряде других организаций. Решению отдельных аспектов этой многогранной проблемы посвящены работы Богатырёва Л.Л., Воропая Н.И., Гамма А.З., Глазуновой А.М., Колосок И.Н., Курбацкого В.Г., Манова Н.А., Манусова В.З., Михайлова М.Ю., Успенского М.И., Хохлова М.В., Чукреева Ю.Я., Этингова П.В. и других.

В данной работе представлены результаты исследований и практические методы решения задач анализа и прогнозирования режимных параметров и характеристик (РПХ) на базе современных ТИИ в системах электроэнергетики низшего иерархического уровня*. Предложенные подходы ориентированы для применения в расчётах энергосбытовых и других сетевых организаций – субъектов РРЭ** с учётом современных условий.

Целью работы является разработка подходов на базе современных ТИИ для низшего уровня электроэнергетической системы, позволяющих эффективно решать задачи анализа и прогнозирования РПХ в рамках субъектов РРЭ.

Для достижения этой цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:

  1. Исследование известных методов и алгоритмов анализа данных, используемых при решении электроэнергетических задач.
  2. Анализ существующих методов и подходов по прогнозированию РПХ.
  3. Анализ современных ТИИ, применяемых в электроэнергетике.
  4. Изучение алгоритмов и процедур предварительной обработки исходных данных и возможности их практического использования в задачах анализа и прогнозирования РПХ в электрических сетях.
  5. Разработка нейросетевой процедуры визуализации РПХ для анализа основных технических и экономических показателей ЭСО.
  6. Разработка нейросетевого метода кластерного анализа потерь электроэнергии в распределительных электрических сетях субъектов РРЭ.
  7. Разработка подходов к прогнозированию РПХ на базе современных методов искусственного интеллекта (ПМИИ***)

* к ним относят структурные подразделения энергосистемы, являющиеся частью РРЭ (ЭСО, электросетевые и энергоснабжающие организации, потребители ЭЭ и т.д.)

** под субъектами РРЭ понимаются следующие: потребители ЭЭ, гарантирующие поставщики, ЭСО, исполнители коммунальных услуг, сетевые организации и иные владельцы объектов электросетевых хозяйств, а также производители (поставщики) ЭЭ

*** в работе под сокращением ПМИИ будем понимать предложенный подход к прогнозированию РПХ методами искусственного интеллекта

Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе использовались методы математической статистики, современные технологии искусственного интеллекта, алгоритмы и процедуры нелинейного анализа данных. Для выполнения экспериментальных исследований и практических расчётов были использованы современные программные пакеты по искусственному интеллекту.

Научная новизна

  1. На базе современных методов искусственного интеллекта предложены оригинальные подходы к прогнозированию РПХ для субъектов РРЭ, использующие специализированные процедуры предварительной обработки информации, что позволяет значительно упростить решение задачи прогнозирования и существенно повысить точность прогноза.
  2. Разработана нейросетевая процедура адаптивного анализа и визуализации РПХ, позволяющая эффективно выделить особенности и различия в режимах работы электрической сети.
  3. Разработан нейросетевой метод кластерного анализа потерь электроэнергии на базе самоорганизующихся карт Кохонена, позволяющий в электрических сетях субъектов РРЭ эффективно выявлять «очаги» потерь ЭЭ* с выяснением причин их возникновения и осуществлять текущее планирование потерь ЭЭ, даже в условиях дефицита исходной информации.
  4. Выполнен сравнительный анализ эффективности использования предложенных «интеллектуальных» подходов анализа и прогнозированию РПХ с традиционными вероятностно-статистическими методами. Показана целесообразность применения методов искусственного интеллекта в задачах анализа и прогнозирования РПХ в новых рыночных условиях.

Практическая ценность. Разработанные методы и подходы и результаты выполненных исследований могут использоваться в ЭСО, электросетевых и энергоснабжающих организациях для решения практических задач анализа и прогнозирования различных РПХ. Один из предложенных в работе методов прогнозирования в настоящее время применяется в Братском муниципальном теплоэнергетическом предприятии (МБ ТЭП) ЖКХ МО г. Братска при формировании тарифов на ЭЭ и тепловую энергию (ТЭ).

Основное практическое значение работы заключается в повышении эффективности используемых методов анализа и прогнозирования РПХ, что продиктовано новыми рыночными условиями функционирования российской электроэнергетики.

Реализация работы. Исследования, представленные в диссертационной работе, выполнены в рамках хоздоговорных работ с ЭСО (организациями электрических сетей и теплоэнергетическими предприятиями). При использовании предложенного подхода по прогнозированию РПХ в задаче определения расхода ТЭ для МБ ТЭП ЖКХ МО г. Братска достигнут экономический эффект порядка 644 000 (Шестьсот сорок четыре тысячи) рублей в год. (акт внедрения от 23 марта 2005 г.)

Часть полученных в диссертационной работе результатов, в настоящее время, отражена в учебном пособии Курбацкий В.Г., Томин Н.В. АСДУ энергосистем. Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2005. – 62 с. и используется в дисциплине «АСДУ энергосистем» для специальности 14020565.

* в общем случае, под «очагом» потерь ЭЭ будем понимать участок электрической сети с повышенными фактическими потерями ЭЭ.

Апробация работы. Материалы работы докладывались и обсуждались на

международных, всероссийских, региональных конференциях, в том числе на:

  1. International Scientific-Practical Conference “Communication-2004” (Киргизия, г. Бишкек, 2004 г.)
  2. XLII, XLIII Международных студенческих конференциях «Студент и научно-технический прогресс» (НГУ, г. Новосибирск, 2004 (диплом II-ой степени), 2005 гг.)
  3. II Всероссийской научно-технической конференции «Энергосистема: управление, качество, конкуренция» (УГТУ-УПИ, г. Екатеринбург, 2004 г.)
  4. Открытом конкурсе Московского энергетического института на лучшую научную работу студентов по разделам №42 «Энергетика, электротехника и энергетическое машиностроение» и №43 «Энергосберегающие технологии» (г. Москва, 2005 г., диплом Министерства образования науки России)
  5. XII, XIII Всероссийских семинарах «Нейроинформатика и её приложения» (ИВМ СО РАН, г. Красноярск, 2004, 2005 гг.)
  6. IV Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Энергетика: управление, качество и эффективность использования энергоресурсов» (АмГУ, г. Благовещенск, 2005 г.)
  7. Научно-технических конференциях Братского государственного университета (БрГУ, г. Братск 2003-2006 гг.)
  8. Конференции молодых ученых ИСЭМ СО РАН (г. Иркутск, 2006 г., диплом Гран-при)
  9. Всероссийской научно-техническая конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Научная сессия ТУСУР-2006» (г. Томск, 2006 г.)
  10. V Международной конференции «Энергетическая кооперации в Азии: механизмы, риски, барьеры» (г. Якутск, 2006 г.).
  11. III International workshop «Liberalization and modernization of power systems: risk assessment and optimization for asset management» (ИСЭМ СО РАН, г. Иркутск, 2006 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано более 30 печатных работ

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения; четырёх глав; заключения, списка литературы, 4-х приложений. Диссертация содержит 183 страницы основного текста, 50 рисунков, 34 таблицы. Список литературы насчитывает 130 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проблемы эффективного решения задач анализа и прогнозирования РПХ в электрических сетях субъектов РРЭ. Сформулированы цель и структура работы, показана научная новизна проведённых исследований и их практическая ценность. Приведены сведения о внедрении результатов работ, перечислены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе дана постановка задач анализа и прогнозирования РПХ в электрических сетях субъектов РРЭ.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»