Исследование влияния точности прогнозирования чистой нагрузки на рациональный уровень резерва энергосистемы

Аннотация

Актуальность: современное развитие электроэнергетических систем характеризуется увеличением доли возобновляемых источников энергии, изменчивость генерации которых обусловливает повышение неопределённости режимов функционирования энергосистемы. В этих условиях возрастает роль точного прогнозирования чистой нагрузки, определяемой как разность между электропотреблением и генерацией переменных возобновляемых источников энергии. Погрешности прогнозирования чистой нагрузки являются одним из основных факторов неопределённости при планировании режимов энергосистемы и непосредственно влияют на требуемый объём регулирующего резерва. Увеличение ошибки прогнозирования приводит к необходимости формирования дополнительного резерва, тогда как использование избыточного резерва сопровождается нерациональным использованием располагаемых регулирующих ресурсов. С другой стороны, недостаточный объём резерва повышает вероятность непокрытия фактических отклонений чистой нагрузки и возникновения дефицита при регулировании. В существующих подходах к формированию регулирующего резерва вероятность покрытия ошибок прогнозирования зачастую принимается на основе фиксированных нормативных или статистических значений. При этом изменение качества прогнозирования, характеризуемое величиной и распределением ошибок, может существенно изменять рациональное соотношение между вероятностью покрытия ошибки и необходимым объёмом резерва. В связи с этим исследование влияния точности прогнозирования чистой нагрузки на рациональный уровень резерва энергосистемы является актуальной задачей, направленной на повышение обоснованности определения регулирующего резерва. Установление данной зависимости позволяет учитывать фактическое качество прогнозирования при выборе вероятности покрытия ошибок и определении необходимого объёма резерва, обеспечивая требуемый уровень надёжности регулирования при рациональном использовании энергетических ресурсов.

Цель: анализ влияния точности прогнозирования чистой нагрузки энергосистемы на рациональный уровень резерва и обоснование вероятности покрытия ошибок прогнозирования, обеспечивающее требуемую надёжность регулирования при рациональном объёме резервных ресурсов.

Методы: использованы статистические методы анализа и прогнозирования.

Результаты: при одинаковом уровне покрытия ошибок, составляющем 93,5 %, применение модели Random Forest позволяет снизить суммарный объём регулирующего резерва с 1441 до 1018 МВт, то есть на 423 МВт (29,36 %) по сравнению с моделью ARMAX. Основное снижение наблюдается для нисходящего резерва, величина которого уменьшается с 967 до 555 МВт, что соответствует сокращению на 412 МВт (42,56 %). Величина восходящего резерва изменяется незначительно – с 474 до 462 МВт, то есть уменьшается на 11,51 МВт (2,43 %).