10
-для зимнего освещения (рис. 3,а)
-для осени и зимы (рис. 3,б)
-для летнего освещения (рис. 3,в)
Pветр
Влияние ветровой нагрузки пр
I сез = 3000sin p (t -8) , 8
I сез = 6000sin p (t - 6) , 12
I сез =12000sin p (t - 3) . 18
на величину прогнозируемого значе-
ния мощности рассчитывается по формуле, МВт |
|
|
|
|
Pветр = в × DV × Р |
уст |
, |
(12) |
|
пр |
|
|
|
|
где в - приведенный ветровой коэффициент коррекции, в = 0,00256 |
1 |
; |
||
|
||||
|
|
|
м/с |
|
DV V=пр -Vтек - разность скоростей ветра в прогнозируемыеVпр и теку-
щие Vтек сутки, м/с.
Для упрощения расчетов скорость ветра(м/с) в течение суток принимается постоянной и равной следующим значениям в зависимости от силы ветровой нагрузки: при отсутствии ветра - 0, для слабого ветра - 5, для умеренного ветра - 10, для сильного ветра - 20.
2.3. Метод статистической экстраполяции
Необходимо рассчитать энергопотребление для часаt некоторых суток - Pпрt . Известны часовые значения мощности нагрузки дляп однотипных пред-
шествующих суток, МВт:
|
|
P1 |
, |
P2 |
, K, P24 |
|
||
|
|
1 |
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
P1 |
, |
P2 |
, K, P24 |
|
||
|
|
2 |
|
2 |
2 |
|
(13) |
|
|
|
M |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Pn1 , Pn2 , K, Pn24 . |
n |
|||||
|
|
|
|
|
|
1 |
||
На основании этих данных, |
используя известную формулу Pсрt = |
åPit , |
||||||
n |
||||||||
|
|
|
|
|
|
= |
||
определяются средние значения мощности для каждого часа t, МВт |
i 1 |
|||||||
|
||||||||
|
|
Pcp1 , Pcp2 , K, Pcp24 . |
|
|||||
По формуле rt |
= Pt |
- Pt |
|
рассчитываются графики отклонений |
потреб- |
|||
i |
i |
cp |
|
|
|
|
||
ления от среднего для каждого t - го часа. Для n исследуемых суток таблица отклонений имеет вид:
11
r11 , r12 , K, r124
r1 , r2 , K, r24
2 2 2 (14)
M
rn1 , rn2 , K, rn24 .
Обрабатывая исходные данные(13), можно также рассчитать значения среднеквадратических отклонений нагрузки от среднего значения для каждого часа t, МВт:
st = 
1n ån (Pit - Pcpt )2 . i=1
Вследствие замкнутости большой сильносвязанной системы, которой является энергосистема в целом, а также из-за инерционности энергопотребления имеет место взаимовлияние величин энергопотребления в разные часы суток друг на друга. Влияние поведения нагрузки в разные часы друг на друга описывается корреляционными зависимостями. В частности, для каждой пары часов t
и t рассчитываются значения корреляционных коэффициентов rtt . Чем ближе исследуемые часы друг к другу во временном ряду, тем больше значение rtt :
так, для t = t , значение rtt |
максимально и равно единице. Если влияние на- |
грузок друг на друга в часы t |
и t отсутствует, то rtt = 0. |
Исходными данными |
для расчета коэффициентов корреляции являются |
таблица отклонений (14) и величины s t . Их значения рассчитываются по формуле
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
å rt ×rt |
|
|
||
r |
= |
1 |
´ |
i=1 |
i i |
, |
(15) |
|
n |
s t ×st |
|||||||
tt |
|
|
|
|
||||
где t = 1,2,3….24, τ =1,2,3,…..24. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Корреляционная матрица для любой пары часов часовt и t |
одних суток |
|||||||
имеет вид: |
|
|
|
|
|
|
|
|
r1 1 , r1 2 , K, r1 24 |
|
|
||||||
r2 1, r2 2 |
, K, r2 24 |
|
(16) |
|||||
M |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
r24 1 , r24 2 , K, r24 24 . |
|
|||||||
Значения диагональных элементов матрицы rtt |
= 1, поскольку t = t . Чем даль- |
|||||||
ше отстоят друг от друга столбцы в матрице(13), то есть чем больше интервал времени между исследуемыми часамиt и t , тем меньше численное значение корреляционного коэффициента rtt . Исследования показывают, что корреляция нагрузок энергопотребления наблюдается только для часов, разница между ко-
12
торыми не более 6. То есть для часовых нагрузок при Dt > 6 , где Dt =t - t ,
можно принять rtt = 0.
По данным (16) рассчитываются средние нормированные коэффициенты корреляции, характерные для исследуемой энергосистемы. Расчет этих коэффициентов следующий. Для нагрузок в соседние часы(например, в 1 час и в 2 часа или в 13 и 14 часов, интервал времени между этими часами равен 1, то есть Dt =1) средний нормированный коэффициент корреляции определяется как
1
r%1ср = 24 -1 (r12 + r23 + ... + r23 24 ) .
Для нагрузок, расположенных по времени через 1 час (например, в 1 час и в 3 часа или в 13 и в 15 часов) интервал времени равен 2, то есть Dt = 2
1
r%2ср = 24 - 2 (r13 + r24 +... + r22 24 ) .
Для любого интервала Dt расчетная формула имеет вид:
% |
|
|
1 |
24-Dt |
|
|
|
rD |
= |
|
å r |
, |
|||
24 - Dt |
|||||||
|
tср |
|
t=1 |
t(t+Dt ) |
|
||
где Dt - сдвиг по времени между исследуемыми часами суток ( Dt = 0, 1, ..., 6). Прогнозируемое значение нагрузки Pïtð , МВт для часа t с учетом корре-
ляционных зависимостей рассчитывается по формуле
t |
t |
1 |
6 |
|
D |
D |
t |
|
|
|
|
|
t- t |
t- |
|
|
|||
Pпр = Pcр + |
|
årDtcр (Pфакт |
- Pcр |
|
) , |
(17) |
|||
|
|
7 |
Dt |
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где Pфактt - фактическое значение нагрузки в часы суток, предшествующих
дню прогноза, то есть это часовые замеры текущих суток.
Прогноз нагрузки, рассчитанный методом статистической экстраполяции, более точен по сравнению с расчетом, выполненным методом календарного планирования, поскольку исходными данными являются значения нагрузок в ближайшие к моменту прогноза часы. Кроме того, учитывается взаимовлияние нагрузок в соседние часы, чем косвенно учитываются и метеоусловия. Влияние метеоусловий при использовании этого метода можно уточнить по методике, приведенной в п. 2.2.
3.Программа работы
3.1.Получить у преподавателя допуск к выполнению лабораторной работы. Для этого необходимо ответить на ряд вопросов по теории прогнозирования нагрузки, предлагаемых тестовыми заданиями в документированной форме либо программой "LUKS1". В случае получения неудовлетворительной оценки, студент к выполнению лабораторной работы не допускается.
13
3.2.Получить у преподавателя вариант задания(см. Приложение), содержащий фактические графики нагрузки ОАО "Кировэнерго" за пять однотипных суток и суток, предшествующих дню прогноза. Метеоусловия для текущих и прогнозируемых суток приведены в исходных данных.
Построить по фактическим данным часовой суточный график нагрузки (1) для прогнозируемых суток (дата указана в варианте задания).
3.3.Используя метод календарного планирования, рассчитать почасовой прогноз нагрузки для прогнозируемых суток. Результаты представить в виде суточного часового графика нагрузки (2) в тех же координатах, что и фактический график (1).
3.4.Выполнить расчет прогноза с учетом поправки по метеоусловиям для каждого четного часа суток. Принять установленную мощность энергосистемы
Pуст = 940 МВт. График скорректированного прогноза (3) построить в тех же координатах, что и в пп. 3.2, 3.3.
3.5.Рассчитать суточный график нагрузки методом статистической экстраполяции, используя программу "LUKS". При расчете учесть изменения метеоусловий в день прогноза по отношению к текущим суткам. В тех же координатах (пп. 3.2 – 3.4) построить полученные графики нагрузки: 4 – без учета влияния метеоусловий, 5 – с коррекцией по метеоусловиям.
3.6.Выполнить анализ результатов расчетов, полученных методом экстраполяции, с целью выявления наиболее значимого для коррекции прогноза метеофактора.
3.7.Выполнить анализ полученных разновидностей графиков нагрузки:
-сравнить фактический график с прогнозами, сделать вывод о верности прогнозов, выполненных рассмотренными методами; пояснить причины погрешностей, имеющих место в расчетах обоими методами;
-сравнить значения нагрузок, полученные различными методами прогнозирования, между собой и с фактом для дневного и ночного времени суток;
-объяснить влияние метеоусловий на прогноз.
3.8.Оформить результаты выполненной работы в виде отчета, представить к
защите.
4.Пояснения к выполнению работы. Требования к отчету
4.1.Расчеты пп. 3.3 и 3.4 могут выполняться либо вручную либо на ЭВМ
сиспользованием пакетовMS Excel, MathCad или других программных продуктов.
4.2.При выполнении .п 3.5 по желанию студента вместо программы "LUKS"могут быть также использованы пакеты MS Excel, MathCad.
4.3.Отчет должен содержать исходные данные, результаты расчетов в виде оформленных таблиц с полными пояснениями, изображения указанных в