Ứng dụng mạng nơron nhân tạo để dự báo phụ tải điện dài hạn cho khu vực Hà Nội

Bài viết Ứng dụng mạng nơron nhân tạo để dự báo phụ tải điện dài hạn cho khu vực Hà Nội trình bày việc xét các yếu tố ảnh hưởng chính: dân số, GDP, thời tiết; Sử dụng mô hình mạng nơ ron nhân tạo để dự báo; Có xét đến các yếu tố vùng miền.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng mạng nơron nhân tạo để dự báo phụ tải điện dài hạn cho khu vực Hà Nội Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 ỨNG DỤNG MẠNG NƠRON NHÂN TẠO ĐỂ DỰ BÁO PHỤ TẢI ĐIỆN DÀI HẠN CHO KHU VỰC HÀ NỘI Lê Công Thành, Lê Quang Cường Trường Đại học Thuỷ lợi, email: thanhlc@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Năng lượng luôn cần thiết cho sự phát 3.1. Dự báo phụ tải điện triển kinh tế xã hội. Quy hoạch hệ thống điện (HTĐ) định hướng phát triển ngành điện Dự báo phụ tải điện có thể thực hiện bằng nhằm bảo đảm đáp ứng nhu cầu năng lượng nhiều phương pháp. Các yếu tố ảnh hưởng cho phát triển kinh tế đất nước [1,2]. Một cũng đa dạng [2,6]. Tầm dự báo phụ tải có trong hai vấn đề quan trọng nhất cần giải thể chia thành ngắn hạn, trung hạn (1 ngày quyết trong các quy hoạch điện là dự báo phụ đến 1 năm) và dài hạn (1 đến 10 năm). tải trong tầm quan sát. Ở khía cạnh khác, cần HTĐ Việt Nam đang phát triển mạnh theo xét tới ảnh hưởng của yếu tố thị trường điện xu thế thị trường cạnh tranh. Các phát triển cạnh tranh trong dự báo phụ tải điện. định hướng thị trường của nguồn và lưới Mạng nơron nhân tạo (ANN) là các kỹ truyền tải đang đặt vấn đề cần chú ý nhiều hơn thuật khai phá dữ liệu đã và đang được đến yếu tố địa phương của phát triển phụ tải. nghiên cứu và sử dụng khá phổ biến trên thế Các dự báo phụ tải cũng vì thế cần chi tiết đến giới [5]. Các tài liệu nghiên cứu và kết quả từng vùng miền và từng thành phần phụ tải. công bố cho thấy kỹ thuật này được sử dụng Các phương pháp dự báo phụ tải trong rất hiệu quả trong việc giải quyết các vấn đề ngành điện thường dùng hiện nay bao gồm: về khai phá dữ liệu, xử lý dữ liệu và dự báo phương pháp hồi qui, phương pháp thông kê, trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là phương pháp sử dụng ANN, hệ chuyên gia… ngành điện [4,6,7]. Trong đó phương pháp sử dụng ANN đã Nghiên cứu này đề xuất một dự báo phụ nhận được nhiều sự quan tâm. tải cho miền Bắc Việt Nam với các đặc điểm: Nhu cầu phụ tải điện của xã hội phụ thuộc - Xét các yếu tố ảnh hưởng chính: dân số, vào rất nhiều các yếu tố như kinh tế, thời GDP, thời tiết. gian, thời tiết, cơ cấu ngành công nghiệp, - Sử dụng mô hình mạng nơ ron nhân tạo vùng miền… Trong đề tài này thực hiện dự để dự báo. báo phụ tải điện cho miền Bắc Việt Nam - Có xét đến các yếu tố vùng miền. giới hạn bởi các yều tố đầu vào là: tốc độ phát triển GDP, dân số và nhiệt độ tháng 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU nóng nhất trong năm của các vùng miền Các số liệu được thống kê, xử lí từ các trong khoảng thời gian xét [3,7]. (Bảng 1). nguồn chính thức. Phân tích các phương pháp 3.2. Ứng dụng mạng nơ ron nhân tạo để dự báo hiện đang sử dụng. Sử dụng phương dự báo phụ tải điện pháp mô hình hóa bằng ANN. Kiểm tra độ chính xác của mô hình với số liệu đã biết. Mạng nơron là cách tiếp cận tính toán mới Tiến hành dự báo nhu cầu phụ tải cho những liên quan đến việc phát triển các cấu trúc toán năm tiếp theo. học với khả năng học. 475 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 Bảng 1. Số liệu đầu vào Tổng Công ty thuật học [5] bao gồm: học có giám sát, học Điện lực Hà Nội tăng cường, học không giám sát. ANN lan truyền thông tin từ lớp vào đến A KT DS Tmax Năm lớp ra. Khi việc lan truyền kết thúc, thông [tỉ kWh] [%] [%] [ C] tin tại lớp ra chính là kết quả của quá trình 2008 5,99 10,7 1,25 29,4 lan truyền. 2009 7,35 7,50 1,41 30,3 ANN truyền thẳng nhiều lớp với giải thuật 2010 8,91 11,3 2,50 30,7 lan truyền ngược sai số: bao gồm một lớp vào, một lớp ra và một hoặc nhiều các lớp ẩn, 2011 9,51 10,7 1,93 29,9 các nơ ron chỉ có thể được kết nối với nhau 2012 10,6 9,00 1,54 30,3 theo một hướng tới một hay nhiều các nơ ron 2013 11,6 8,50 1,63 30,0 khác trong lớp kế tiếp. Giải thuật lan tryền 2014 12,2 8,80 1,70 30,1 ngược của sai số (BP) là giải thuật học có giám sát, nó cần một tập mẫu gồm các cặp 2015 13,9 9,24 1,69 30,9 véc tơ (Xi,Yi), với Xi là véc tơ vào, Yi là véc 2016 15,4 8,20 1,66 31,3 tơ ra mong muốn. Đối với một cặp véc tơ vào A - điện năng; KT - tốc độ phát triển kinh tế; và véc tơ ra mong muốn, giải thuật BP thực DS - tốc độ tăng dân số; Tmax - nhiệt độ trung hiện hai giai đoạn theo dòng chảy số liệu: 1) bình tháng nóng nhất trong năm Tín hiệu vào Xi được lan truyền qua mạng từ lớp vào đến lớp ra, kết quả của việc lan Cấu trúc và phân loại mạng nơron: truyền là sản sinh véc tơ tín hiệu ra; 2) Tín Trong mô hình ANN, các nơron được nối với hiệu sai số giữa véc tơ ra mong muốn và véc nhau bởi các liên kết nơron, mỗi liên kết có tơ tín hiệu ra, được lan truyền ngược từ lớp một trọng số đặc trưng cho ...