KOULE - střednědobá prognóza spotřeby

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

Programový systém KOULE je nástroj určený pro tvorbu střednědobých (měsíc, čtvrtletí, rok) a dlouhodobých prognóz spotřeby elektřiny. Systém slouží nejen k prognózování hodinových odečtů spotřeby, ale také k zevrubné analýze vývoje spotřeby a k analýze přesnosti prognóz. Systém při analýzách a tvorbě prognóz zohledňuje vliv meteorologických faktorů (teplota a oblačnost/globální sluneční záření), státních svátků a přechodů mezi letním a zimním časem.

 

Metodika

Systém používá znalostní přístup k prognózování, který je mnohem robustnější než běžně používané statistické metody. Při tvorbě prognóz je používána původní metodika předzpracování vstupních dat, která je výsledkem desetiletého výzkumu v této oblasti. Vzhledem k tomu, že na delší období dopředu není známo, jaké budou klimatické podmínky, je prognóza standardně prováděna pro nominální klimatické podmínky (normál teploty a oblačnosti), které představují statisticky nejlepší odhad možné situace. Tyto prognózy lze, v případě potřeby, následně přepočítat na uživatelem zadané klimatické podmínky. Automaticky provedené prognózy je možné dále velmi komfortním způsobem upravovat.

 

Popis modulů systému

WinKOULE slouží k přípravě a provádění střednědobých (dlouhodobých) predikcí hodinových odečtů spotřeb. Poskytuje také poměrně rozsáhlé prostředky k vyhodnocení přesnosti prognóz. Prognózy jsou prováděny pro klimatické podmínky odpovídající dlouhodobému normálu teploty a oblačnosti. Systém zahrnuje také model sloužící k přepočtu naměřených spotřeb na klimatické podmínky odpovídající dlouhodobému normálu teploty a oblačnosti. Automaticky provedený přepočet je možné dále podle požadavků uživatele upravit. Provedené prognózy je možno přepočítat na uživatelsky zadané klimatické podmínky. Program poskytuje široké spektrum grafů a tiskových sestav. Výsledky je možné exportovat do textových souborů anebo předávat do jiných aplikací pomocí schránky.

WinTEREZA slouží ke zpracování a správě dat o vývoji teplot ovzduší. Program data v případě jejich výpadku automaticky doplňuje. Hodnoty automaticky doplněných i naměřených teplot může uživatel v případě potřeby upravit. Předzpracované (doplněné, případně opravené) teploty mohou být ukládány na databázový server. Z programu je také možné provádět správu dlouhodobých teplotních normálů. Program má příjemné uživatelské rozhraní, množství výstupů ve formě grafů a jednoduchý export zpracovaných dat do jiných aplikací.

WinMRAK slouží ke zpracování a správě dat o vývoji stupně oblačnosti. Program data v případě jejich výpadku automaticky doplňuje. Hodnoty automaticky doplněných i naměřených stupňů oblačnosti může uživatel v případě potřeby upravit. Předzpracované (doplněné, případně opravené) hodnoty mohou být ukládány na databázový server. Z programu je také možné provádět správu dlouhodobých normálů oblačnosti. Program má příjemné uživatelské rozhraní, množství výstupů ve formě grafů a jednoduchý export zpracovaných dat do jiných aplikací.

 

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. Systém je řešen modulárně a umožňuje bezproblémovou výměnu dat mezi jednotlivými uživateli pomocí databázového serveru anebo textových souborů. Jednotlivé, pokud možno samostatné moduly, si předávají data přes databázový server. Tak je zaručeno, že případné změny v jednom modulu neovlivní práci a funkčnost ostatních modulů. To výrazně zjednodušuje a zlevňuje další rozšiřování systému v budoucnosti. Ne bez významu je také to, že takto koncipovaný systém je poměrně otevřený a může být rozšiřován přímo uživatelem nebo externími firmami.

 

Uživatelské prostředí

Systém KOULE má příjemné grafické uživatelské prostředí a poskytuje přes čtyřicet uživatelsky konfigurovatelných pohledů (sestav)  na zpracovávaná data v grafické podobě. Data zobrazená v grafech lze snadno exportovat do textových souborů, případně  přenášet do jiných programů, například MS Excel, pomocí schránky. Jednotlivé varianty prognóz lze samozřejmě ukládat do souborů a kdykoliv se k nim znovu vrátit a v případě potřeby je upravit.

 

Technická specifikace

Systém KOULE 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 10-200 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. Komunikace s databázovým serverem probíhá pomocí ovladačů ODBC.

 

Budoucí rozvoj systému

První verze systému vznikla v roce 1991 a od té doby je neustále vylepšován na základě vlastního výzkumu a podle požadavků zákazníků. S dalším výzkumem v oblasti prognózování a neustálým vylepšováním systému se počítá i v dalších letech.