Ứng dụng mạng nơron nhân tạo dự báo sản lượng điện của nhà máy điện mặt trời

Nghiên cứu này đã ứng dụng mạng nơron nhân tạo dự báo sản lượng điện của nhà máy điện mặt trời dựa trên các yếu tồ về thời tiết. Nghiên cứu được ứng dụng dự báo điện lượng ngày của nhà máy điện mặt trời công suất 752KWp tại tỉnh Hưng Yên cho kết quả tin cậy.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng mạng nơron nhân tạo dự báo sản lượng điện của nhà máy điện mặt trời BÀI BÁO KHOA HỌC ỨNG DỤNG MẠNG NƠRON NHÂN TẠO DỰ BÁO SẢN LƯỢNG ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI Trịnh Quốc Công1, Hồ Ngọc Dung1 Tóm tắt: Việt Nam được đánh giá là quốc giá có tiềm năng lớn về năng lượng mặt trời. Đây là nguồn năng lượng thân thiện với môi trường và tái tạo trong thiên nhiên. Trong những năm gần đây, với nhiều cơ chế khuyến khích, các dự án điện năng lượng mặt trời phát triển mạnh ở nước ta, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia. Tuy nhiên với sự phát triển nhanh kể cả về số lượng dự án, tổng công suất lắp đặt và sản lượng điện của các nhà máy điện mặt trời nên công tác vận hành hệ thống điện gặp khó khăn. Để có cơ sở phối hợp vận hành hợp lý các nguồn điện trong hệ thống cần có công tác dự báo công suất cũng như sản lượng điện của các nhà máy điện mặt trời. Nghiên cứu này đã ứng dụng mạng nơron nhân tạo dự báo sản lượng điện của nhà máy điện mặt trời dựa trên các yếu tồ về thời tiết. Nghiên cứu được ứng dụng dự báo điện lượng ngày của nhà máy điện mặt trời công suất 752KWp tại tỉnh Hưng Yên cho kết quả tin cậy. Kết quả nghiên cứu cung cấp một phương pháp hữu ích trong dự báo sản lượng điện của các nhà máy điện mặt trời, góp phần xây dựng chế độ vận hành hợp lý cho hệ thống điện. Từ khóa: Năng lượng điện mặt trời, mạng thần kinh nhân tạo ANN, dự báo điện lượng. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ * triển nhanh kể cả về số lượng dự án, tổng công suất Những năm qua, dưới tác động nghiêm trọng lắp đặt và sản lượng điện nên công tác vận hành hệ từ biến đổi khí hậu, Việt Nam đã chuyển hướng thống điện gặp khó khăn. Để có cơ sở phối hợp vận phát triển mạnh ngành năng lượng tái tạo. Các hành hợp lý các nguồn điện trong hệ thống cần có nguồn năng lượng gió và năng lượng mặt trời có công tác dự báo công suất cũng như sản lượng điện nhiều cơ chế khuyến khích để phát triển. Đến thời của các nhà máy điện trong hệ thống, đặc biệt là điểm hiện tại, tổng công suất lắp đặt về điện mặt công tác dự báo ngắn và trung hạn về sản lượng trời trên cả nước đã đạt tới 19.400 MWp (trong đó điện của các nhà máy điện mặt trời. có gần 9.300 MWp là điện mặt trời mái nhà), Công suất phát và điện lượng của nhà máy điện tương ứng 16.500 MW, chiếm khoảng 25% tổng mặt trời phụ thuộc vào bức xạ chiếu xuống bề mặt công suất lắp đặt nguồn điện của hệ thống điện tấm pin năng lượng. Sự biến thiên bức xạ chiếu quốc gia. Theo dự thảo Quy hoạch điện 8, đến xuống tấm pin phụ thuộc rất lớn vào các yếu tố năm 2030 tổng công suất lắp đặt điện mặt trời khí hậu như nhiệt độ không khí, chế độ mưa, chế khoảng 22.040 MW và đến năm 2045 công suất độ về mây phủ, số giờ nắng …vv. Do đó có thể lắp đặt điện mặt trời đạt khoảng 63.640 MW (Dự dự báo điện năng của nhà máy điện mặt trời dựa thảo Quy hoạch phát triển điện quốc gia, 2021). trên các yếu tố về thời tiết. Các số liệu về thời tiết Các dự án điện mặt trời đã đóng góp lớn vào như nhiệt độ không khí, số giờ mưa, chế độ mây việc đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia, góp phủ được lưu trữ ở các trạm khí tượng hoặc các phần phát triển đất nước. Tuy nhiên với sự phát trang web dự báo uy tín. Trong nghiên cứu này, các tác giả sử dụng phương pháp mạng nơron 1 nhân tạo (ANN) dự báo sản lượng điện của nhà Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy lợi 90 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ ĐẶC BIỆT (12/2021) máy điện mặt trời dựa trên số liệu về nhiệt độ cũng như nước ta đã ứng dụng mô hình toán ANN không khí, số giờ mưa, số giờ mây phủ. Nghiên vào giải quyết các bài toán dự báo cho kết quả đáng cứu được áp dụng dự báo sản lượng điện cho nhà tin cậy. Mạng thần kinh nhân tạo có ưu điểm là khả máy điện mặt trời áp mái công suất 752,4kWp tại năng học và xử lý chuỗi số liệu đầu vào, tận dụng huyện Tiên Lữ, tỉnh Hưng Yên. triệt để được các thông tin dữ liệu đo đạc hiện có 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU trong quá khứ, dựa vào mối quan hệ giữa các dữ liệu 2.1.Tính toán điện lượng nhà máy điện mặt trời đầu vào để từ đó đưa ra các dự báo. Trong các mô Điện năng sản xuất trong khoảng giờ ti trong hình ANN thì mô hình Mạng thần kinh nhân tạo ngày tính theo công thức (Kandasamy CP, 2013): truyền thẳng nhiều lớp (Multilayer Perceptron - E SPV ,i  N mod ul ,i .Z .t. SPV (1) MLP) được sử dụng phổ biến để giải quyết các bài Trong đó: Nmodul, Z, Δt, ηSPV - tương ứng là toàn phi tuyến, phức tạp, khi mà mối quan hệ giữa công suất phát, số lượng modul, thời gian phát các quá trình không dễ thiết lập một cách tường điện và hiệu suất trong thời đoạn i trong ngày của minh. Cấu trúc của mạng ANN truyền thẳng MPL nhà máy điện mặt trời. gồm lớp biến đầu vào input, lớp kết quả đầu ra Thành phần công suất phát điện của tấm pin output và các lớp ẩn hidden. (Vũ Hữu Tiệp, 2018). trong công thức (1) xác định căn cứ vào đường đặc tính công suất của tấm pin:   N mod ul ,i  f G  ,tt ,i , N mod ul ,G (2) Trong đó: G  ,tt ,i là tổng xạ chiếu xuống bề mặt tấm pin. N mod ul ,G  là công suất phát điện ứng với cường độ bức xạ chiếu tới bề mặt tấm pin do nhà sản xuất cung cấp. Đối với công trình đã lắp đặt, sản lượng điện phát Hình 1. Cấu trúc mạng nơron nhân tạo được trong thời đoạn i phụ thuộc vào tổn ...