APES - asistent prognózování spotřeby elektřiny
Motivace
Znalost předpokládané velikosti dodávky elektřiny koncovým zákazníkům patří k základním podkladům pro přípravu ekonomického provozu distribuční společnosti. Příprava je podle časového horizontu členěna od přípravy dlouhodobé (rok a více), přes střednědobou (měsíce až rok) a krátkodobou (týdenní a denní) po operativní (hodiny). Každý horizont má své cíle a způsoby zabezpečení. Tomuto členění také odpovídají jednotlivé horizonty prognózování od dlouhodobého, přes střednědobé a krátkodobé po operativní. Při prognózování, jež může být považováno za inteligentní extrapolaci minulosti a současnosti do budoucnosti, by mělo být snahou plné využití maximálního množství dostupných informací o vývoji spotřeby a vlivech na ni působících. Přesnost prognózování ovlivňuje kvalitu řízení a má přímý vliv na ekonomickou bilanci rozvodné společnosti. Je dobré si uvědomit, že přesnost prognóz je závislá nejen na použitém modelu, ale také na kvalitě (množství, struktura a přesnost) vstupních údajů a v neposlední řadě také na samotné predikovatelnosti spotřeby.
Charakteristika
Výpočetní modul APES slouží k provádění prognóz hodinových spotřeb elektřiny ve třech časových horizontech 24 hodin, 4 dny a 12 dnů. Prognózy na prvých dvou horizontech zohledňují také předpověď počasí (minimálních a maximálních teplot ovzduší). Střednědobé prognózy na 12 dnů jsou prováděny pro nominální klimatické podmínky (dlouhodobý teplotní normál). Modul při tvorbě prognóz zohledňuje vliv meteorologických faktorů (teplota a oblačnost/globální sluneční záření), státních svátků a přechodů mezi letním a zimním časem.
Vedle samotných prognóz poskytuje program APES také informaci o jejich předpokládané kvalitě. Tato informace však nemá kvantitativní charakter (odhadovaná velikost chyby), ale kvalitativní charakter (stupeň zhoršení prognózy) daný působením nepředvídatelných změn ve spotřebě a případně chybějícími předpověďmi teploty.
Modul APES umožňuje predikce až 100 rozdílných profilů (trajektorií) spotřeby, zpracování až 50ti stanovišť měřených teplot a až 50ti "umělých" profilů teplot vzniklých váženým průměrováním měřených teplot. Provedení predikce pro jeden profil a časový horizont trvá asi 1 s.
Vstupní a výstupní data
Potřebnými vstupními daty systému jsou hodinové odečty spotřeby a průměrné denní teploty, případně hodinové odečty teploty, nebo denní minimální a maximální teplota. Doporučené, ale ne nezbytné jsou hodinové odečty stupně oblačnosti, nebo globálního slunečního záření, případně délka slunečního svitu.
Uživatelské prostředí
Systém APES byl vytvořen jako výpočetní modul, který může být pomocí ovládacího programu přímo začleněn do informačního systému (např. SCADA) distribuční společnosti. Proto systém nemá žádné uživatelské rozhraní.
Technická specifikace
Systém APES lze provozovat na běžném osobním počítači nebo pracovní stanici. Doporučené technické parametry jsou frekvence procesoru alespoň 300 MHz, velikost operační paměti alespoň 32 MB a místo na pevném disku zhruba 5 MB pro instalaci a dalších zhruba 10 MB pro provoz (podle množství spravovaných dat). Systém je určen pro softwarové platformy Windows 95, Windows 98, Windows NT 4.0 (service pack 4) a Windows 2000. Systém je dodáván ve formě dynamické knihovny DLL.
Budoucí rozvoj systému
První verze systému vznikla v roce 1996 a od té doby je vylepšován na základě vlastního výzkumu a podle požadavků zákazníků. S dalším výzkumem v oblasti prognózování a vylepšováním systému se počítá i v dalších letech.