Анализ и прогнозирование расхода электроэнергии нетяговыми потребителями железных дорог

• Автор: Торопов, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 178 с. : ил.

1 Проблематика прогнозирования электропотребления нетяговых потребителей
1.1 Электрическое хозяйство железных дорог и проблемы электроснабжения нетяговых потребителей
1.2 Модели прогнозирования электропотребления
1.3 Цель и задачи исследования
Выводы по разделу
2 Разработка методики прогнозирования электропотребления на основе аппарата ранговых параметрических Я-распределений
2.1 Математическая постановка задачи прогнозирования
2.2 Анализ расхода электроэнергии нетяговыми потребителями
2.2.1 Математическое обоснование
применения техноценологического подхода
2.2.2 Сезонные колебания
временных рядов электропотребления
2.3 Моделирование расхода электроэнергии
нетяговыми потребителями
2.3.1 Аппроксимация ранговых распределений
2.3.2 Прогнозирование параметров
гиперболической зависимости методом АРПСС
2.3.3 Прогнозирование расхода электроэнергии нетяговыми потребителями железной дороги
2.3.4 Прогнозирование расхода электроэнергии нетяговыми потребителями на уровне тяговых подстанций
Выводы по разделу
3 Прогнозирование электропотребления с использованием искусственных нейронных сетей

3.1 Функции активации искусственного нейрона
3.2 Оценка качества нейронной сети
3.3 Сравнение функций активации
3.4 Выбор структуры и методов обучения нейронной сети
для прогнозирования электропотребления
3.4.1 Линейная нейронная сеть
3.4.2 Многослойный персептрон
3.4.3 Сеть на радиальных базисных функциях
3.4.4 Обобщенно-регрессионная нейронная сеть
Выводы по разделу
4 Применение полученной методики для прогнозирования договорной величины расхода электроэнергии нетяговыми потребителями
4.1 Сравнение методов прогнозирования на основе ранговых Я-распределений и нейросетевого моделирования
4.2 Прогнозирование электропотребления с использованием аппарата ранговых Я-распределений для заключения договора
с энергосистемой
4.3 Коррекция прогнозных оценок
4.4 Экономическое обоснование применения
разработанной методики прогнозирования
Выводы по разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Актуальность работы. В связи с реформированием рынка энергоресурсов, созданием ФОРЭМ и выхода на этот рынок акционерного общества «Российские железные дороги» не только в качестве потребителя электроэнергии, но и в качестве крупной энергосбытовой организации, перед этой отраслью возник ряд новых задач. Одна из них - необходимость прогнозирования величины потребления электроэнергии на каждый следующий месяц.
В рамках договора на электроснабжение железная дорога ежегодно, с разбивкой по месяцам, заявляет параметры своего электропотребления, одним из которых является количество требуемой активной электроэнергии. За превышение заявленных значений электропотребления взимается штраф в размере 10-кратной стоимости перерасходованной электроэнергии, если же
фактическое потребление ниже договорного, то оплата производится по зна-

чению, обусловленному договором. За заявленное, но не использованное количество электроэнергии потребитель также платит.
Необходимость включения условия о количестве электроэнергии определена тем, что в соответствии с Гражданским Кодексом Российской Федерации договор энергоснабжения отнесен к договорам купли-продажи и должен определять наименование и количество товара, подлежащего передаче покупателю. Если договор купли-продажи не позволяет определить количество подлежащего передаче товара, то он не считается заключенным.
Особенность электроэнергии как товара, подлежащего купле-продаже, заключается в том, что в крупной энергетике процессы производства-потребления электроэнергии совпадают во времени и не могут быть разнесены. Электроэнергию нельзя «складировать». Поэтому при заключении договора электроснабжения возникает задача прогнозирования электропотребления.
Общее электропотребление железной дороги складывается из расхода энергии на тягу и на снабжение нетяговых потребителей. Договорные вели-

требления в 10-кратном размере стоимости электроэнергии, а эквивалентные потери соответствуют 9-кратному значению абсолютной ошибки договорной величины, так как десятая часть идет на оплату фактически использованной энергии. Следовательно, энергетический эквивалент финансовых потерь от неточности заявки электропотребления может быть вычислен как
где , 1¥ф - прогнозное и фактическое значения электропотребления нетяговых приемников филиала железной дороги, расположенных на территории рассматриваемой энергосистемы; Бтах,% - величина допустимого отклонения от заявленной величины электропотребления согласно договору с ЭСО.
В связи с тем, что энергосистема несет дополнительные затраты лишь при отклонении от договорной величины электропотребления в сторону повышения, то именно в этом случае потребитель компенсирует затраты, понесенные энергосистемой. Если электропотребление значительно ниже договорной величины, расчет все равно ведется в соответствии с договором. За заявленную, но не потребленную энергию деньги энергосистема не возвращает. Поэтому на практике количество электроэнергии в договоре заявляют с запасом [23].
Математическая формулировка задачи прогнозирования запишется в
виде
где - относительная ошибка прогнозного значения, %; А1ГЭ - эквивалент потерь от неточности заявки электропотребления (2.1).

(2.1)
(2.2)
А¥э -» пип,
(2.3)