جستجو در سایت :   

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق

عنوان : پیش بینی کوتاه مدت بار استان مازندران با بهره گیری از سیستم های خبره

وزارت علوم،تحقیقات و فناوری

دانشگاه علوم و فنون مازندران

پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد

عنوان:

پیش بینی کوتاه مدت بار استان مازندران با بهره گیری از سیستم های خبره

استاد راهنما:

دکتر خلیل گرگانی فیروزجاه

استاد مشاور:

دکتر عبدالرضا شیخ الاسلامی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

فهرست مطالب:

فصل اول: مقدمه

1-1) اهمیت پیش بینی بار سیستم های قدرت……………………………………………….. .5

1-1-1) مطالعه اهمیت پیش بینی باراز لحاظ فنی…………………………………………….5

1-1-2) مطالعه اهمیت پیش بینی باراز لحاظ اقتصادی…………………………………….6

1-2) راهکارها………………………………………………………………………………………..8

1-3) پیش بینی بار ازدیدگاه دوره های زمانی……………………………………………….9

1-3-1) برنامه ریزی دراز مدت……………………………………………………………………..9

1-3-2) برنامه ریزی میان مدت………………………………………………………………….10

1-3-3)  برنامه ریزی کوتاه مدت…………………………………………………………………10

1-3-4)  برنامه ریزی لحظه ای / چند دقیقه تا چند ساعت……………………………….10  

1-4)  عوامل موثر در پیش بینی بار الکتریکی……………………………………………11

1-4-1)  عوامل اقلیمی………………………………………………………………………………12

1-4-2)  عوامل اقتصادی………………………………………………………………………..12

1-4-3)  تاثیر زمان بر بار مصرفی…………………………………………………………..12

– جمع بندی و نتیجه گیری…………………………………………….. …………………….12

 فصل دوم: روش های مدل سازی

2-1) پیش بینی………………………………………………………………………………………..16

2-2) دقت پیش بینی……………………………………………………………………………. 16

2-3) معیار سنجش خطا در پیش بینی……………………………………………………….. 17

2-4) روشهای پیش بینی……………………………………………………………………..17

2-4-1) روش سری زمانی…………………………………………………………………………….18

2-4-2) روش رگرسیون……………………………………………………………………………. 26

2-4-3) پیش بینی باربا بهره گیری ازآمارهای مستقل………………………………………….27

2-4-4)روش مصرف نهایی………………………………………………………………………..28

2-4-5) روش کاربری ارضی……………………………………………………………………..29

2-4-6)  روش عصبی……………………………………………………………………………….30

2-5) پیش بینی بارکوتاه مدت استان مازندران با بهره گیری از روش رگرسیون………..38

2-5-1) برازش مدل رگرسیون در محیط SAS ……………………………………………….

2-5-2) تحلیل نتایج حاصل ازمدل رگرسیون………………………………………………….41

–  جمع بندی و نتیجه گیری………………………………………………………………………   44

فصل سوم: مدل سازی به روش فازی

3-1) ضرورت بهره گیری از سیستم خبره فازی جهت پیش بینی بار……………………….47

3-2)  توابع عضویت…………………………………………………………………………………49

3-3) مراحل طراحی یک سیستم فازی…………………………………………………………52

3-4) کاربرد نرم افزار MATLAB…………………………………………………………………

3-4-1) ویرایشگر توابع عضویت (The Membership function editor)…………… 59

3-4-2)  ویرایشگر قواعد (The Rule editor)……………………………………………….63

3-4-3)  نمایشگر قواعد( (The Rule viewer……………………………………………….

3-4-4) نمایشگر سطوح(The surface viewer)……………………………………………65

فصل چهارم : طراحی مدل  فازی جهت پیش بینی بار کوتاه مدت استان مازندران

4-1) طراحی  مدل  فازی جهت پیش بینی بار کوتاه مدت……………………………..68

4-1-1)  مشخص کردن ورودی ها، خروجی ها و روش مورد بهره گیری برای غیر فازی کردن….68

4-1-2) تعیین مجموعه های فازی و تابع عضویت برای ورودی ها و خروجی ها…….70

4-1-3) شاخت قواعد با شناخت از مجموعه های فازی………………………………….76

4-1-4) معتبرسازی و بازنگری قواعد………………………………………………………..81

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

نتیجه گیری……………………………………………………………………………………….88

پیشنهادات…………………………………………………………………………………………..89

مراجع…………………………………………………………………………………………..92

چکیده:

پیش بینی بار کوتاه مدت، به صورت پیش بینی بار یک ساعت تا چند روز آینده تاثیر به سزایی بر امر بهره برداری سیستم های قدرت دارد. زیرا بسیاری از تدابیر مدیریت انرژی از قبیل تنظیم برنامه مقرون به صرفه  جهت بهره گیری از نیروگاه های موجود، برنامه ریزی خرید سوخت مورد نیاز نیروگاه ها، ورود و خروج واحدها، توسعه خطوط انتقال و ترانس شبکه فوق توزیع و همچنین اندازه خاموشی ها در صورت کمبود، بر اساس این پیش بینی انجام می گردد.

در این پروژه انواع مدلهای پیش بینی مانند مدل سری زمانی، رگرسیون، مصرف نهائی و شبکه عصبی مطالعه شده می باشد. با در نظر داشتن اینکه پیش بینی بار متداول در شرکت توزیع مازندران با بهره گیری از روش های سنتی بوده می باشد و از آنجایی که این روش قادر به پیش بینی دقیق بار روزهای آینده و روزهای خاص نبوده می باشد، برای دستیابی به مدل مطلوب به مطالعه روش فازی پرداخته شده می باشد. در این راستا آغاز به تشریح منطق فازی و روش پیاده سازی برنامه در محیط مطلب تصریح نموده و سپس با بهره گیری از اطلاعات سالهای گذشته و نمودار مصرف و لحاظ کردن تاثیر عوامل محیطی، بار کوتاه مدت استان مازندران را پیش بینی شده می باشد. بهره گیری از روش منطق فازی منجر به افزایش دقت و سرعت پیش بینی، رفع مشکل پیش بینی بار روزهای خاص، کاهش حجم بانک اطلاعاتی توام با افزایش قابلیت تاثیر عوامل مختلف گردیده می باشد.

فصل اول: مقدمه

1-1- اهمیت پیش بینی بار در سیستم های قدرت

صنعت برق از صنایع زیر بنائی یک کشور و رکنی بسیار مهم در رشد و پیشرفت جوامع امروزی به شمار می رود. با در نظر داشتن اینکه از یک طرف پروژه های صنعت برق نیاز به سرمایه گذاری کلان و زمان های طولانی دارد واز طرف دیگر با تکنولوژی موجود هنوز نمی توان ذخیره این انرژی را در ابعاد بزرگ امکان پذیر نمود. پس برنامه ریزی تولید بایستی به گونه ای صورت گیرد که پاسخگوی تقاضای انرژی الکتریکی باشد. بدین جهت پیش بینی بار به عنوان عاملی مهم در طرح توسعه و بهره برداری از سیستم های قدرت تلقی می گردد و در واقع وسیله ای می باشد که به کمک آن می توان در جهت بهبود تصمیم گیری اقدام نمود. برآورد طریقه تخصیص منابع برای توسعه شبکه برق رسانی الزامی می باشد.

در برنامه ریزی توسعه آینده یک سیستم قدرت برآورد بار از اهمیت زیادی برخوردار می باشد و اساس و مبنای مطالعات برنامه ریزی را تشکیل می دهد اندازه خطاهای پیش بینی بار دارای اهمیت خاص می باشد.

معضلات تصمیم گیری در این مورد موقعی بیشتر می گردد که با بودجه محدود و هدف حداقل کردن هزینه از یک طرف و فشار متخصصین ومهندسین بخش قدرت برای خرید تجهیزات پیشرفته وگران قیمت از طرف دیگر و نیز گسترش بی رویه در بهره گیری از انرژی الکتریکی مواجه گردد. اگر اندازه بار پیش بینی شده کمتر از بار واقعی باشد ضریب اطمینان و در نتیجه کیفیت خدمات کاهش می یابد واین امر ممکن می باشد حتی به خاموش های اجباری بیانجامد. خود این مساله تا حدی کار مسئولین تجزیه وتحلیل قابلیت اطمینان سیستم را مشکل می سازد واز طرف دیگر اگر بار آینده پیش از مقدار مورد نیاز پیش بینی گردد سرمایه گذاری زیادی هدر شده وبه نیاز مالی منجر می گردد.

عدم امکان ذخیره سازی انرژی الکتریکی از یک طرف وهمچنین صرف هزینه های هنگفت اقتصادی جهت ایجاد نیروگاه های جدید از طرف دیگر سیاست های کلی تولید انرژی الکتریکی را به سمت وسوئی جدید در ارتباط با مدیریت انرژی الکتریکی سوق داده می باشد. واقعیت اینست که مصرف انرژی الکتریکی ثابت نبوده و همواره بصورت تابعی غیر خطی از پارامترهای مختلف زمانی،‌محیطی، اقتصادی و در نوسان می باشد. تغییرات مصرف بار الکتریکی شرکت های تولید کننده برق را موظف کرده می باشد در زمانبندیهای مختلف اطلاعات مورد نیاز را جهت مدیریت بهتر انرژی در سیستمهای قدرت پیش بینی کنند [9] و [13].

افزایش قابلیت اطمینان وکارائی در صنعت برق، کاهش هزینه ها وهزینه معاملات در صنعت برق، تامین
گزینه های بیشتری برای مصرف کنندگان و… به عنوان انگیزه های اقتصادی، اجتماعی، سیاسی مدیریت صنعت برق را به ناچار دچار تحول و دگرگونی نمود که ازآن به عنوان تجدید ساختار صنعت برق نامبرده
می گردد. در محیط سنتی، سیستمهای تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی به صورت انحصاری تحت کنترل دولت ویا یک نهاد انحصاری می باشد که وظیفه نظارت بر بازار انحصاری و حتی قیمتهای انحصاری را نیز دارا می باشد. در سیستمهای قدرت تجدید ساختار نشده، مصرف کننده ها شرکت های توزیع منحصر به فرد بودند که انرژی را به صورت عمده و بر حسب قواعد خاص از تولید کننده های انحصاری  دریافت می کردند. این مصرف کننده ها فقط تحت قیمت های از پیش تعیین شده توسط اپراتورسیستم انرژی خود را دریافت می کردند تولید کنندگان نیز فقط تحت قیمت هایی که توسط اپراتور سیستم وتحت قرار دادها وتعرفه کمی سنتی مشخص می گردید انرژی مورد نیاز شبکه قدرت را تولید می کردند. در این نوع اقتصاد تلفات شبکه بسیار زیاد وجود از اینرو هزینه های زیادی تلف می گردید.

با شروع تجدید ساختار صنعت برق و ورود بازارهای رقابتی انرژی الکتریکی قسمت های تولید، انتقال و توزیع اکثرا به قسمت های خصوصی واگذار شدند.

هر چند که در سطح انتقال این واگذاری به ندرت انجام گرفته می باشد مصرف کنندگان در این نوع ساختار به سیستم انتقال دسترسی مستقیمی دارند و می توانند تولید کننده خود را نیز انتخاب کنند. بازارها از انحصار دولت خارج شده اند و بطور مستقل و همچنین متناسب با اپراتور مستقل بازار فعالیت می کنند.

در بخش توزیع نیز با فراهم کردن زمینه برای مشارکت بخش خصوصی و احداث نیروگاه توسط سرمایه گذاران داخلی و خارجی و همچنین واگذاری ظرفیت های نصب شده موجود و فراهم آوردن زمینه رقابت با افزایش تولید کنندگان کوشش در جایگزین فضای رقابتی بجای شرایط انحصار گردیده که در بسیاری از کشورها این امر موفقیت آمیز بوده می باشد.

بخش انتقال با در نظر داشتن ماهیتی که دارد و این واقعیت که نمی توان دو یا چند شبکه موازی در کنار هم تاسیس نمود تا برای انتقال برق با هم رقابت نمایند تقریبا هنوز به شکل انحصاری اداره شده و تحت عنوان شبکه ملی باقی مانده می باشد.

در بخش توزیع نیز کلیه فعالیت های از نقطه دریافت برق از شبکه انتقال تا تحویل به مصرف کننده نهایی انحصاری می باشد، آغاز بخش خطوط از بخش مشترکین  تفکیک شده پس این بخش خطوط از بخش مشترکین تفکیک شده، پس این بخش که مشابه به بخش انتقال می باشد یا در تملک دولت باقی مانده ویا در بعضی کشورها با رویکردهای اجرائی متفاوت به بخش خصوصی واگذار شده اند در بخش خدمات مشترکین نیز کلیه امور از درخواست و وصول مطالبات و… توسط شرکت های خرده فروش انجام می گیرد. از آنجایی که این بخش از شرایطی متفاوت با بخشهای انتقال و توزیع برخوردار می باشد فعالیت های این بخش از فعالیت انحصاری برخوردار نبوده و پس شرکت های خرده فروش همزمان می توانند رضایت مشتری با هم رقابت نمایند که به بهبود کیفیت و کاهش هزینه های منتهی خواهند گردید. پس واگذاری این امور به بخش خصوصی و ایجاد زمینه مناسب برای رقابتی کردن این بخش نتایج قابل توجهی به همراه داشته می باشد.

 در اقتصاد برق، شرکت های تولید کننده برق موظفند، مصرف کننده های خود را قابلیت اطمینان زیاد، با کیفیتی بالا و قیمت مناسب با در نظر داشتن محدودیت های مانند حفظ محیط زیست، قرار داد با دیگر شرکا در سیستم های به هم پیوسته وبا در نظر گرفتن قیودی نظیر توان و نوع نیروگاه های موجود اندازه ذخیره سوخت مورد نیاز  نیروگاه های حرارتی، اندازه آب موجود در مخزن ها برای بهره گیری نیروگاه های آبی، و غیره تغذیه نماید.

برای نیل به این اهداف بایستی از طرفی، تجهیزات مورد نظر نیروگاه ها و شبکه های انتقال و توزیع، به نحو بهینه مورد بهره گیری و بهره برداری قرار گیرند ( حداقل سرمایه گذاری دراز مدت ) و از طرفی دیگر، انرژی های اولیه موجود برای تولید برق (انواع سوخت ها و آب و…. ) به طرز بهینه، مورد مصرف واقع شوند ]12[.

1-1-1-مطالعه اهمیت پیش بینی بارازلحاظ فنی

ضرورت پیش بینی کوتاه مدت باراز لحاظ فنی را می توان به صورت زیر اختصار نمود:

1- تنظیم برنامه جهت بهره گیری از نیروگاه های موجود، به این شکل که حتی الامکان از نیروگاه ها بخار بعنوان بار پایه واز نیروگاه های آبی جهت کنترل فرکانس واز نیروگاه های گازی جهت رفع کمبود تولید در ساعات پیک بهره گیری نمود.

2- تهیه برنامه جهت ذخیره چرخان وغیر چرخان شبکه ومیزان خاموشی ها در صورت کمبود

3- تهیه برنامه خروج از واحدها خطوط انتقال ترانسفورماتورهای شبکه توزیع

4- رعایت اندازه انرژی تعیین شده واحد های آبی که در این خصوص با در نظر داشتن متفاوت بودن اندازه بار در ساعات مختلف روز می توان با آگاهی از اندازه ذخیره آب در پشت سدها در ماه های مختلف از این نیروگاه ها حداکثر راندمان را با کمترین هزینه بدست آورد.

 :دانلود فایل متن کامل پایان نامه در سایت sabzfile.com

2-2-1-  مطالعه اهمیت پیش بینی بارازلحاظ اقتصادی

یکی از وظایف آتی شرکتهای توزیع پس از راه اندازی بازار خرده فروشی خرید انرژی الکتریکی مورد نیاز محدوده خود از بازار عمده فروشی یا برق منطقه ای می باشد. انرژی الکتریکی مورد نیاز هر شرکت بایستی از بازار برق خریداری گردد و خریدار بابت خرید برق بایستی هزینه های مربوطه که عبارتند از قدرت درخواستی، انرژی مصرفی و جریمه آزمون ناموفق مصرف را پرداخت نماید. پروسه خرید به این شکل می باشد که خریداران برق مورد نیاز خود را روز قبل از مصرف پیش بینی نموده و برای بازار برق ارسال می نمایند. روش های بسیاری برای پیش بینی نیاز مصرف هست که در ادامه به آنها تصریح خواهیم نمود. پیش بینی نادرست نیاز مصرف باعث افزایش هزینه خرید انرژی الکتریکی می گردد. دقت در پیش بینی نیاز مصرف منجر به کاهش جریمه آزمون ناموفق مصرف و هزینه های قدرت درخواستی خواهد گردید. آغاز بایستی بازه مجاز و بهینه خطا را شناسایی نموده و با در نظر داشتن این بازه، پیش بینی اولیه را به گونه ای تصحیح نمود که احتمال افزایش متوسط قدر مطلق خطا از حد مجاز کاهش یابد.

قبل از ایجاد تجدید ساختار در صنعت برق کشور، پیش بینی بار برای کل کشور انجام شده و سپس با در نظر داشتن نتایج بدست آمده از این پیش بینی، شبکه مورد بهره برداری قرار می گرفت. در ساختار سنتی پیش بینی نادرست عواقب زیر را به دنبال دارد:

1- پیش بینی بیشتر از نیاز مصرف منجر به زیاد شدن ذخیره چرخان و در نتیجه هزینه های مرتبط با آن
می گردد.

2- پیش بینی کمتر از نیاز مصرف منجر به افت فرکانس، ناپایداری شبکه و در مدار قرار دادن واحدهای خاموش و هزینه های مرتبط با آن می گردد.

پس از تجدید ساختار در صنعت برق کشور، پیش بینی نیاز مصرف ساعتی توسط شرکت های برق منطقه ای انجام شده و به تبع شفاف سازی هزینه ها، پیش بینی نادرست نیاز مصرف باعث می گردد که شرکت های برق منطقه ای جریمه گردند. امروزه با راه اندازی بازار خرده فروشی پیش بینی نیاز مصرف توسط شرکت های توزیع انجام می گیرد و عواقب پیش بینی نادرست متوجه این شرکت ها خواهد بود. روش های متفاوتی برای پیش بینی کوتاه مدت بار هست، روش های ابتدایی عموما بر پایه روش های آماری و با در نظر داشتن منحنی بار روزانه استوار می باشد اما در سال های اخیر پیش بینی کوتاه مدت بار، بیشتر با روش های هوش مصنوعی انجام شده که مانند آنها می توان به شبکه عصبی، فازی-عصبی، عصبی تطبیقی و عصبی – فازی تصریح نمود.

 در نگاه اول ممکن می باشد تصور گردد که پیش بینی نیاز مصرف با خطای کم، هزینه خرید برق را حداقل می نماید اما قوانین حاکم بر بازار برق ایران به گونه ای تدوین شده که پیش بینی با خطای کم تنها پارامتر کاهش هزینه های خرید برق نمی باشد. به بیانی دیگر مطابق قوانین بازار برق ایران پیش بینی کمتر یا بیشتر از نیاز مصرف به خریداران هزینه های متفاوتی را تحمیل می نماید.

تعداد صفحه : 99

قیمت : 14700 تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه ارشد: بازآرایی وتخصیص بهینه خازن در شبکه های توزیع در جهت به حداقل رسانی تلفات انرژی

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  **** ***

دسته‌ها: مهندسی برق