دانلود فایل ورد Word تحلیل و پیش بینی رفتار مصرف برق مشترکین با استفاده از تکنیک های داده کاوی

دانلود فایل ورد Word تحلیل و پیش بینی رفتار مصرف برق مشترکین با استفاده از تکنیک های داده کاوی

تحلیل و پیش بینی رفتار مصرف برق مشترکین با استفاده از تکنیک های داده کاوی (مطالعه موردی: شرکت توزیع نیروی برق آذربایجان غربی) در عصر حاضر به جرات می­توان گفت بشربرای انجام فعالیت­های روزمره و افزایش رفاه زندگی خود، بیش از هر انرژیدیگر از انرژی الکتریکی بهره می­برد. با توجه به مشکل ذخیره­سازی انرژیالکتریکی، پیش­بینی میزان بار مورد نیاز به منظور داشتن یک شبکه توزیع برقمطمئن و پایدار حیاتی است. مشترکین برق یکی از اصلی­ترین ارکان زنجیره عرضهبرق می­باشند. هدف این تحقیق پیش­بینی برق مصرفی مشترکین و تحلیل رفتارمصرفی آن­ها تحت تاثیر عوامل آب­و­هوایی و متغیرهای زمانی می­باشد. در صورتداشتن یک پیش­بینی مناسب و دقیق می­توان از هدررفت منابع مالی ناشی ازافزایش هزینه­های عملیاتی جلوگیری نمود. از سوی دیگر، با توجه به حجم انبوهداده­های مصرف مشترکین و عوامل موثر، تنها می­توان با استفاده از ابزارهاینوین فن­آوری اطلاعات همچون داده­کاوی به تجزیه­وتحلیل داده­ها پرداخت.ابزار داده­کاوی به استخراج الگوها و دانش پنهان از داده­ها جهت یکپیش­بینی درست می­پردازد.در این تحقیق، به بررسی و پیش­بینیمیزان مصرف برق مشترکین شرکت توزیع نیروی برق آذربایجان غربی می­پردازیم.برای این منظور و با در اختیار داشتن داده­های مصرفی 5595 مشترک طی 12 دورهدوماهه، الگوریتم­های پیش­بینی کننده همچون CHAID، C&R،Regression،Neural Networks را بر روی داده­های موجود اجرا نموده و نتایج حاصل ازاجرای هر الگوریتم بر اساس معیارهای ارزیابی خطای پیش­بینی مانند میانگیندرصد قدرمطلق خطا مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نیز با خوشه­بندی مشترکینبا استفاده از الگوریتم Kohonen به بررسی رفتار مصرفی آن­ها پرداخته شد.در نهایت، به نتیجه­گیری و ارائه ­پیشنهادات پرداختیم. کلمات کلیدی: پیش­بینی، مصرف برق، مشترک، داده‌کاوی، دسته­ بندی، رگرسیون، خوشه ­بندی   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 پایان­نامه                                                  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 پیش­بینی بار                                               22 2-6-1- الگوی مصرف                                               23 2-6-2- پیش­بینی 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- داده­کاوی                                                        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- فرآیند داده­کاوی ( مدل CRISP-DM )                          32 2-8- چکیده فصل                                                     34   فصل سوم: مروری بر ادبیات تحقیق3-1- پیشینه تحقیق                                                    36 3-2- چکیده فصل                                                     41   فصل چهارم: روش تحقیق4-1- مقدمه                                                          43 4-2- فرآیند داده­کاوی                                                  44 4-3- استاندارد CRISP-DM                                            44 4-3-1- مرحله درک تجاری                                           45 4-3-2- مرحله درک داده­ها                                           46 4-3-3- مرحله پیش­پردازش داده­ها                                     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 ارزیابی5-1- مقدمه                                                          63 5-2- نتایج                                                           64 5-2-1- نتایج حاصل از پیش­بینی مصرف برق مشترکین با در نظر گرفتن ‘تعطیلات’ به عنوان عامل موثر                                                       64 5-2-2- نتایج حاصل از پیش­بینی مصرف برق مشترکین با در نظر گرفتن ‘میانگین ارتفاع سقف ابر’ به عنوان عامل موثر                                             66 5-2-3- نتایج حاصل از پیش­بینی مصرف برق مشترکین با در نظر گرفتن ‘کمینه دما و بیشینه دمای موثر’ به عنوان عوامل موثر                                     67 5-2-4- نتایج حاصل از پیش­بینی 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: نتیجه­گیری و پیشنهادات 6-1- مقدمه                                                          77 6-2- یافته­های 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- پیش­بینی مصرف برق مشترکین با عامل ‘تعطیلات’                   65 جدول 5-2- پیش­بینی مصرف برق مشترکین با عامل ‘میانگین ارتفاع سقف ابر’        66 جدول 5-3- پیش­بینی مصرف برق مشترکین با عوامل ‘کمینه دما و بیشینه دمای موثر’  67 جدول 5-4- پیش­بینی مصرف برق مشترکین با عوامل ‘تعطیلات، میانگین ارتفاع سقف ابر، کمینه دما و بیشینه دمای موثر ‘                                           69 جدول 5-5- خوشه­های 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- داده­کاوی به عنوان یک مرحله از فرآیند کشف دانش                   29 شکل 2-8- مراحل مدل مرجع فرآیند داده­کاوی                               33 شکل 4-1- ساختار شبکه کوهونن                                         58 شکل 5-1- مقایسه الگوریتم­ها در پیش­بینی مصرف برق مشترکین با عامل ‘تعطیلات’   65 شکل 5-2- مقایسه الگوریتم­ها در پیش­بینی مصرف برق مشترکین با عامل ‘میانگین ارتفاع سقف ابر’                                                            67 شکل 5-3- مقایسه الگوریتم­ها در پیش­بینی مصرف برق مشترکین با عوامل ‘کمینه دما و بیشینه دمای موثر’                                                    68 شکل 5-4- مقایسه الگوریتم­ها در پیش­بینی 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 پیش­بینی شده توسط مدل Kohonen-CHAID                                                                   71 شکل 5-7- عملکرد حالت­های مختلف بر اساس معیار ارزیابی میانگین درصد قدرمطلق خطا                                                                     72  کلمات اختصاری   Co2 Carbon dioxide GDP Gross Domestic Product NI National Income IEA International Energy Agency LTF Long-Term Load Forecasting MTLF Medium-Term Load Forecasting STLF Short-Term Load Forecasting CRISP-DM Cross Industry Standard Process for Data Mining CI Computational Intelligence C&R Classification & Regression CHAID Chi-squared Automatic Interaction Detection SOM Self-Organizing Map MSE Mean-Square Error RMSE Root-Mean-Square Error MAE Mean Absolute Error MAPE Mean Absolute Percentage Error