Анализ графиков электропотребления городской нагрузки при прогнозировании

Прогнозирование потребления электроэнергии является актуальной задачей в настоящее время, т.к. с 1 ноября 2003 года на Федеральном оптовом рынке электроэнергии начал функционировать сектор свободной торговли (ССТ). При переходе предприятия с регулируемого сектора в сектор свободной торговли можно добиться существенной экономии денежных средств. Однако при переходе в ССТ помимо выгоды можно столкнутся с трудностями связанными с прогнозированием потребления электроэнергии.

Получение точных прогнозов является важной целью при прогнозировании потребления электроэнергии, т.к. отклонения от заявленной величины не должны превышать ±2%. Для учёта таких отклонений введён третий сектор оптового рынка - сектор отклонений.

На первом этапе разработки методов прогнозирования электропотребления необходимо выполнить анализ временных рядов изменения расходов электроэнергии – изучить суточные, недельные, месячные, годовые графики электропотребления и произвести их группировку. В качестве решения типовой задачи прогнозирования электропотребления исполнители договора придерживались следующих допущений: известна история потребления электроэнергии (данные за 1-3 года, детализация 1 час), календарь рабочих и выходных дней, график температур за каждый день рассматриваемого периода.

На рис.1 представлена динамика изменения электропотребления района г. Тольятти за 2004 – 2006 гг. Из графика видно, что прирост электропотребления в 2005 г. по сравнению с 2004 г. в среднем составляет 5-7% при одинаковом температурном фоне за рассматриваемые года. В 2006 г. за январь и февраль прирост электропотребления составил 12-20% при резком изменении температурного фона в сторону понижения.

На основании выполненного анализа графиков электропотребления района города за 2004 г., 2005г. и январь и февраль 2006 г. были выявлены факторы, влияющие на характер электропотребления района, в порядке убывания значимости:

1. Статус дня.

Процесс группировки графиков электропотребления района по статусу дня выполнялся в соответствии со схемой 2.

При анализе графиков электропотребления выделены следующие группы графиков в зависимости от статуса дня:

1 группа – понедельник;

2 группа – вторник, среда, четверг;

3 группа – пятница;

4 группа – суббота;

5 группа – воскресение.

Следует отметить, что не учет статуса дня в модели прогнозирования может привести к принципиально неверному прогнозу.

2. Существенное влияние на электропотребление оказывают метереологические факторы, в первую очередь, - температура и освещенность. Указанные факторы в значительной степени определяют глубокие сезонные колебания и суточную неравномерность графиков электропотребления. Устойчивые сезонные и суточные циклы колебаний метеофактов могут быть описаны аналитически и использоваться при разработке прогнозов. Однако при этом возникают следующие трудности.

Рис. 1. Динамика изменения электропотребления района г. Тольятти за 2004 – 2006 гг

Рис. 2. Процесс группировки графиков электропотребления района города

- во-первых, происходит постоянное увеличение коммунально-бытовой и осветительной нагрузки, как видно из рис.1 и, как следствие, увеличение влияния метеофактов на электропотребление;

- во-вторых, возникновение в последние годы устойчивых аномальных отклонений метеорологических факторов, особенно температуры наружного воздуха, например, январь и февраль 2006 г.

Аномальными считаются значительные отклонения метеофактов от устойчивых среднемногогодовых тенденций, которые приводят к резким скачкам электропотребления.

Аномальные колебания особенно сильно сказываются в весенний и осенний периоды, непосредственно примыкающие к отопительному сезону. Отопление в эти периоды отключено полностью или еще не включено, и волны эпизодических похолоданий заставляют население прибегать к альтернативным источникам тепла – всевозможным видам электронагревателей.