پایان نامه:تحلیل و پیش بینی رفتار مصرف برق مشترکین با بهره گرفتن از تکنیک های داده کاوی(مطالعه موردی شرکت توزیع نیروی برق آذربایجان غربی) |
 |
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه و طرح مسئله
1-1- مقدمه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1-2- بیان مسئله تحقیق . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1-3- ضرورت و اهداف تحقیق . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
1-4- جنبه جدید بودن و نوآوری تحقیق . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1-5- ساختار پایان نامه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
فصل دوم: مبانی نظری تحقیق
2-1- مقدمه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2-2- انرژی الکتریکی و اهمیت آن . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2-3- ویژگیهای انرژی الکتریکی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2-4- تاریخچه صنعت برق در جهان و ایران . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2-5- زنجیرهی عرضهی برق . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2-5-1 تولید . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .16
عنوان صفحه
2-5-2- انتقال . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2-5-3- توزیع . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
2-5-3-1- مصرف برق در ایران و جهان . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2-5-3-2- مشترک . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2-5-3-2-1- مشترکین بخش خانگی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2-5-3-2-2- مشترکین بخش تجاری . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
2-5-3-2-3- مشترکین بخش صنعت . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
2-5-3-2-4- مشترکین بخش عمومی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 19
2-5-3-2-5- مشترکین بخش حملونقل . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2-5-3-2-6- مشترکین بخش کشاورزی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
2-6 مطالعه و پیش بینی بار . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
2-6-1- الگوی مصرف . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
2-6-2- پیش بینی مصرف . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
2-6-3- عوامل موثر بر مصرف برق . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
2-6-3-1- شرایط آبوهوایی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2-6-3-2- متغیرهای زمانی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
2-6-3-3- ویژگیهای محل اقامت مشترک . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2-7- داده کاوی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2-7-1- اهداف داده کاوی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2-7-2- روشهای داده کاوی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
2-7-2-1- دستهبندی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
عنوان صفحه
2-7-2-2- خوشهبندی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
2-7-2-3- تحلیل وابستگی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
2-7-3- فرایند داده کاوی ( مدل CRISP-DM ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
2-8- چکیده فصل . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
فصل سوم: بر ادبیات تحقیق
3-1- پیشینه تحقیق . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3-2- چکیده فصل . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
فصل چهارم: روش تحقیق
4-1- مقدمه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4-2- فرایند داده کاوی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
4-3- استاندارد CRISP-DM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4-3-1- مرحله درک تجاری . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4-3-2- مرحله درک داده ها . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
4-3-3- مرحله پیشپردازش داده ها . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50
4-3-4- مرحله ساختن مدل . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
4-3-4-1- الگوریتم C&R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4-3-4-2- الگوریتم CHAID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4-3-4-3- الگوریتم رگرسیون خطی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4-3-4-4- الگوریتم شبکه عصبی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4-3-4-5- الگوریتم کوهونن . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
عنوان صفحه
4-3-5- مرحله ارزیابی مدل . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4-3-6- بکارگیری مدل . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
4-4- چکیده فصل . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
فصل پنجم: نتایج و ارزیابی
5-1- مقدمه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
5-2- نتایج . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
5-2-1- نتایج حاصل از پیش بینی مصرف برق مشترکین با در نظر گرفتن “تعطیلات” به عنوان عامل موثر . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
5-2-2- نتایج حاصل از پیش بینی مصرف برق مشترکین با در نظر گرفتن “میانگین ارتفاع سقف ابر” به عنوان عامل موثر . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
5-2-3- نتایج حاصل از پیش بینی مصرف برق مشترکین با در نظر گرفتن “کمینه دما و بیشینه دمای موثر” به عنوان عوامل موثر . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67
5-2-4- نتایج حاصل از پیش بینی مصرف برق مشترکین با در نظر گرفتن “تعطیلات، میانگین ارتفاع سقف ابر، کمینه دما و بیشینه دمای موثر” به عنوان عوامل موثر . . . . . . . . .68
5-2-5- مقایسه عملکرد حالتهای مختلف بر اساس معیار ارزیابی میانگین درصد قدرمطلق خطا . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
5-2-6- خوشهبندی رفتار مصرفی مشترکین برق با در نظر گرفتن عوامل موثر . . . . . . .72
5-3- چکیده فصل . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76
فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات
6-1- مقدمه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
6-2- یافته های تحقیق . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
6-3- پیشنهاد برای تحقیقات آتی. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
منابع . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
فهرست جدولها
عنوان و شماره صفحه
جدول 4-1- اطلاعات کارکرد مشترکین . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
جدول 4-2- اطلاعات هواشناسی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
جدول 5-1- پیش بینی مصرف برق مشترکین با عامل “تعطیلات” . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65
جدول 5-2- پیش بینی مصرف برق مشترکین با عامل “میانگین ارتفاع سقف ابر” . . . . . . . .66
جدول 5-3- پیش بینی مصرف برق مشترکین با عوامل “کمینه دما و بیشینه دمای موثر” . 67
جدول 5-4- پیش بینی مصرف برق مشترکین با عوامل “تعطیلات، میانگین ارتفاع سقف ابر، کمینه دما و بیشینه دمای موثر ” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
جدول 5-5- خوشه های رفتاری مشترکین برق . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل 2-1- نمودار مصرف برق در جهان در طی سالهای 2000-20009 . . . . . . . . . . . . .17
شکل 2-2- نمودار مصرف برق در ایران در طی سالهای 1383-1389 . . . . . . . . . . . . . . .18
شکل 2-3- درصد انرژی برق مصرفی کشور به تفکیک بخشهای مختلف در سال 1389. . .21
شکل 2-4- درصد مشترکین بخشهای مختلف در سال 1389 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
شکل 2-5- درصد انرژی مصرفی استان آذربایجان غربی به تفکیک بخشهای مختلف در سال 1389 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
شکل 2-6- درصد مشترکین بخشهای مختلف استان آذربایجان غربی در سال 1389 . . . .21
شکل 2-7- داده کاوی به عنوان یک مرحله از فرایند کشف دانش . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
شکل 2-8- مراحل مدل مرجع فرایند داده کاوی . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
شکل 4-1- ساختار شبکه کوهونن . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
شکل 5-1- مقایسه الگوریتمها در پیش بینی مصرف برق مشترکین با عامل “تعطیلات” . . 65
شکل 5-2- مقایسه الگوریتمها در پیش بینی مصرف برق مشترکین با عامل “میانگین ارتفاع سقف ابر” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
شکل 5-3- مقایسه الگوریتمها در پیش بینی مصرف برق مشترکین با عوامل “کمینه دما و بیشینه دمای موثر” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
شکل 5-4- مقایسه الگوریتمها در پیش بینی مصرف برق مشترکین با عوامل “تعطیلات، میانگین ارتفاع سقف ابر، کمینه دما و بیشینه دمای موثر ” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
شکل 5-5- قسمتی از درخت تصمیم ایجاد شده توسط مدل Kohonen-CHAID . . . . . 70
شکل 5-6- مقادیر میانگین مصرف واقعی و پیش بینی شده توسط مدل Kohonen-CHAID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
شکل 5-7- عملکرد حالتهای مختلف بر اساس معیار ارزیابی میانگین درصد قدرمطلق خطا . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
فصل اول: مقدمه و طرح مسئله
1-1- مقدمه
انرژی به طور عام و انرژی الکتریکی به صورت خاص، از ارکان مهم رشد و توسعه اقتصادی جوامع میباشد. صنعت برق در اقتصاد ملی و تامین رفاه اقتصادی و اجتماعی کشورها ارزش زیادی دارد و جزء صنایع مهم زیربنایی است. اصولا انرژی الکتریکی تمیزترین و بهترین نوع انرژی است که به آسانی میتوان آن را به هر نقطهای انتقال داد.
تأمین انرژی الکتریکی همواره یکی از نیازهای جوامع پیشرفته کنونی بوده است. با توجه به پیشرفتهای صورت گرفته در حالحاضر تقریبا اکثر فعالیتهای روزمرهی تجاری، پزشکی، صنعتی و … با بهره گرفتن از این انرژی صورت میگیرد. با در نظر گرفتن رشد سریع جوامع، نیاز به تأمین انرژی برق هر چه بیشتر احساس میگردد.
یکی از مسائلی که در این رابطه حتماً باید مدنظر قرار گیرد، زمانبر و هزینهبر بودن ساخت تأسیسات بزرگ تولید و انتقال انرژی الکتریکی میباشد. همین امر لزوم پیش بینی میزان انرژی الکتریکی مورد نیاز در دوره های بعدی را هر چه بیشتر مشخص می کند. بنابراین برای داشتن یک شبکه قابل اطمینان باید یک دید کلی از مصرف انرژی در دوره های مصرف بعدی داشت و با توجه به آن برنامه ریزی ساخت و نصب تجهیزات گوناگون شبکه های تولید، انتقال و توزیع را انجام داد. در این راستا مسأله برآورد انرژی الکتریکی از اهمیت بالایی برخوردار میباشد که دقیقتر بودن آن به معنی استفاده بهتر از امکانات و جلوگیری از به هدر رفتن سرمایه میباشد .
در ایران نیز با توجه به نیازهای روزافزون كشور به انرژی و رشد سریع مصرف انرژی، بخصوص انرژی الكتریكی، نیاز به مدیریت و برنامه ریزی مناسب در جهت تامین این انرژی برای مشتركین از اهمیت بالایی برخوردار خواهد بود.
از سوی دیگر با توجه به تاثیر عوامل متعدد و پیچیده بر میزان مصرف انرژی الکتریکی، شناخت این عوامل و بررسی میزان تاثیر هر گروه از عوامل می تواند در تدوین الگوهای مصرف مطلوب کارا باشد. استفاده از روشهای آماری سنتی با توجه به حجم عظیم اطلاعات کارکرد مشترکین و تعدد عوامل موثر بر مصرف در زمینه برآورد انرژی الکتریکی مورد نیاز بسیار دشوار میباشد، بنابراین ابزارهای نوین فنآوری اطلاعات همچون پایگاه داده و داده کاوی می تواند با پیش بینی دقیق میزان مصرف برق و استخراج الگوها و دانش پنهان در اطلاعات مصرفی مشترکین راهکار مناسبی در زمینه مدیریت مصرف انرژی الکتریکی باشد.
1-2- بیان مسئله تحقیق
امروزه اهمیت انرژی بر هیچ کسی پوشیده نیست. انرژی در حیات جوامع، نقش زیربنائی را ایفا می کند و به عنوان عامل اصلی هرگونه فعالیتی به شمار می‌رود. یكی از ویژگیهای دنیای امروز ، استفاده گسترده از انرژی الكتریكی است.
فرم در حال بارگذاری ...
|
[دوشنبه 1399-10-01] [ 04:20:00 ب.ظ ]
|
