Prognosierter Gasverbrauch

Die Verordnung über die Organisation des Erdgasmarktes hat für Lieferanten im Vertriebssystem der Republik Kroatien wesentliche Änderungen eingeführt. Die grundlegende Änderung ist die Einführung der Nominierung oder Lieferung des prognostizierten stündlichen Gasverbrauchs für den nächsten Gastag. Duplico hat in Zusammenarbeit mit der PTMG und der Fakultät für Elektrotechnik in Zagreb eine Anwendung entwickelt, um solche Nominierungen auf der Grundlage von Neuronennetzwerken durchzuführen.

 

Abbildung 1. Bildschirm mit den prognostizierten meteorologischen Bedingungen von morgen

Neuronale Netze haben die Eigenschaft eines universellen linearen Approximators, benötigen eine relativ kleine Menge an historischen Daten und sind in der Lage, sich anzupassen, wodurch Probleme aufgrund von Erdgasverbrauch, geringen Mengen von historischen Daten, erhöhten Benutzern und möglichen Reduktionen eliminiert werden.

Orte zum Herunterladen von Gasverbrauchsdaten

Da die Vertriebsgebiete eines einzelnen Lieferanten nach den Messeinheiten des Transportsystembetreibers aufgeteilt sind, müssen an diesen bestimmten Stellen Messungen des Gasverbrauchs durchgeführt werden. Dies gewährleistet die Vergleichbarkeit von Messungen mit diesen Verkehrssystembetreibern und erleichtert die Verarbeitung der empfangenen Daten für den Eintritt in das Nominierungssystem.
Der Verbrauch von Erdgas durch Großverbraucher, meist Industrieanlagen, hängt in erster Linie vom Produktionsstandpunkt ab und kann nicht mit vorhersehbaren Faktoren des Erdgasverbrauchs verknüpft werden.Deswegen wird an jeden Korrektor vom Grossverbraucher ein Messgerät verbunden der täglich dem Grossvrebraucher und dem Vertieler Daten über den stündliche Verbrauch liefert.

 

Abbildung 2. Nominierungsbildschirm

Daten Download-Methode

Messwerte von Messstationen und  Messungsreduktionzellen werden mit hilfe von Telemetrie gemessen, die die Möglichkeit haben, mit den statischen IP-Adressen jeder einzelnen Zelle eine Verbindung zu einem geschlossenen VPN-Netzwerk herzustellen. Die Konnektivität innerhalb des VPN-Netzwerks wird durch das GPRS / UMTS-Netz von Mobilfunkbetreibern realisiert, wodurch die Installation teurer Telekommunikationsgeräte vermieden und eine sichere, schnelle und kostengünstige Datenübertragung erreicht wird.

Für die erfolgreiche Gestaltung der Nominierung ist es notwendig, die meteorologischen Bedingungen zu kennen, die bei einer bestimmten Ablesung des Erdgasverbrauchs herrschten. Aus diesem Grund wird im Lieferantenbereich eine automatisierte Wetterstation an das VPN-Netzwerk angeschlossen und sendet stündlich ihre Messwerte an die Leitstelle. Die verfügbaren meteorologischen Stationen sind:
– Lufttemperatur
– Relative Feuchtigkeit
– Windrichtung
– Windstärke
– Niederschlagsmenge
– Bewölkheit

Einflussfaktoren auf den Gasverbrauch

Erdgasverbrauch ist ein System, dessen Dynamik von meteorologischen Daten, Tag zu Woche, Saisonalität und dem Wachstum oder Rückgang der Anzahl der Benutzer abhängt.

Aus meteorologischen Daten, die von einer automatischen Wetterstation gemessen werden, hat der größte Einfluss auf den Gasverbrauch Temperatur, weniger Niederschlag, Trübung und Geschwindigkeit und Windrichtung. Abhängig vom geografischen Gebiet, in dem sich der Lieferant befindet, und von der Jahreszeit gehen unterschiedliche meteorologische Größen verloren oder verlieren an Bedeutung.

Beschreibung des Nominierungssystems

Das Nominierungssystem besteht aus fünfzig neuronalen Netzen, Polynomfunktionen und einer Reihe von nicht relevanten Regeln zur Entscheidungsfindung.

Abbildung 3 zeigt einen Bildschirm, auf dem eine mögliche historische Analyse der Verbrauchs- und Temperaturanalyse mit der Nominierung und Prognosen für den nächsten Tag in Abhängigkeit von den erforderlichen Kriterien verglichen wird. Die Anzeigekriterien werden vom Benutzer im Menü in der Tabelle oben links auf dem Bildschirm ausgewählt.

Abbildung 3. Verbrauchsanalyse

Nach dem Vergleich der berechneten Nominierung und der prognostizierten meteorologischen Daten mit den historischen Verbräuchen und Wetterbedingungen kann der Benutzer die Nominierungen manuell ändern und sie aufgrund der Erfahrung und der Einberufung eines eventuellen außerordentlichen Verbrauchs (Einbeziehung der Asphaltdecke) als endgültig akzeptieren.

Abbildung 4. Anzeige mit vom Benutzer geänderten Benennungen

Die meteorologischen Daten, die von einer automatischen meteorologischen Station gesammelt werden, werden in einer Datenbank gespeichert, auf die durch den gezeigten Bildschirm auf Abblidung 3. zugegriffen werden kann. Es ist auch möglich, eine elementare statistische Analyse der Daten in dem gewünschten Zeitintervall durchzuführen, wie in Abbildung 5 gezeigt.

 

Abbildung 5. Visualisierung von meteorologischen Datenarchiven mit statistischer Analyse

Abbildung 6 zeigt eine Darstellung von Verbraucharchiven und -nominierungen, die für die Analyse und Anpassung des Nominierungssystems weiter verwendet werden können.

 

Abbildung 6. Zeigt das Archiv für Nominierung und Verbrauch an

 

Ansicht der Ergebnisse

Die folgenden Abbildungen zeigen die Ergebnisse, wenn der prognostizierte Gasverbrauch für die Winter- und Sommersaison am Verteiler PLIN VTC aus Virovitica berechnet wurde.

Ergebniss Wintertag

Die folgenden Bilder zeigen Nominierungen und meteorologische Bedingungen sowie Abweichungen von den tatsächlichen Werten für den 19.2.2010. Nur Temperaturen als Eingabe meteorologischer Parameter wurden bei der Gestaltung dieser Nominierungen verwendet. Der Grund dafür ist eine sehr kleine Datenbank historischer Daten, die bis zum 19.2.2010 gesammelt wurden ,nur für die letzten siebzig Tage. Trotz so geringer Datenmengen wurde eine zufriedenstellende Genauigkeit bei der Erstellung von Nominierungen erreicht. In diesem Fall betrug die tägliche Nominierung 4431 m3 und der tatsächliche Verbrauch betrug 4377 m3, was einem Fehler von 54 m3 oder 1,2% und einem durchschnittlichen Stundenfehler von 4,7% entspricht.

 

Abbildung 7 Anzeige des nominalen und tatsächlichen Stundenverbrauchs für den 19.2.2010. mit prozentualen Abweichungen

 

Abbildung 8. Diagramm der gemessenen und prognostizierten Temperaturen für den 19.2.2010.

Ergebnis Sommertag

Im Folgenden finden Sie eine Beschreibung des nominalen und tatsächlichen Stundenverbrauchs für 08/07/2010 mit prozentualen Abweichungen.

 

Abbildung 9. Angezeigter nominaler und tatsächlicher Stundenverbrauch für den 08.07.2010 mit prozentualen Abweichungen

Abbildung 10. Diagramm der gemessenen und prognostizierten Temperaturen für den 8.7.2010.

Im Sommer sinkt der tägliche Verbrauch auf ein Zehntel des Winters, und seine Abhängigkeit von der Tageszeit und dem Faktor Mensch gewinnt mehr an Bedeutung als die Temperatur. Zu solch niedrigen Stundenverbrauch kommt es zum  Problem der Genauigkeit des Nominierungssystems. Bei einem Stundenverbrauch von nur 10 m3 kann unsere Nominierung beispielsweise 12 m3 betragen. Absolut, dies ist ein kleiner Fehler von nur 2 m3, aber es ist relative 20% groß. Unter solchen Bedingungen ist ein Stundenfehler von weniger als 10% im Laufe des Tages praktisch unmöglich. Die Differenz von 2 m3 können auch nur wenige Haushalte erzeugen, indem Erdgas für Zwecke verwendet wird, die nicht direkt mit den Eingangsparametern in Verbindung gebracht werden können (z. B. Kochen oder Braten).

Für den 8.7.2010. ein Tagesverbrauch von 522 m3 wurde mit einem Nennwert von 527 m3 erreicht, was eine Differenz von 5 m3 oder 1% ergibt. Der durchschnittliche Stundenfehler betrug 10,4%.

Unter den Bedingungen eines niedrigen Erdgasverbrauchs, der von vielen Vertriebsgebieten in der Republik Kroatien dominiert wird, hat der Plan für die Nominierung des geplanten Erdgasverbrauchs gute Ergebnisse gezeigt. Die Hauptprobleme, die bei der Gestaltung des Nominierungsprogramms auftraten, waren kleine oder keine Archive historischer meteorologischer Daten über den Erdgasverbrauch und die Bedingungen, unter denen dieser Verbrauch stattfand. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Daten zu sammeln und das Archiv zu erstellen, bevor das Nominierungsprogramm gestartet wird. Bei einem niedrigen Verbrauch im System, insbesondere im Sommer, haben Verbraucher, die nicht zu den großen Verbrauchern im Regelwerk gehören,einen höheren Einfluss.

Die Erfahrung hat daher gezeigt, dass das Programmpaket für die Nominierung von geplantem Erdgasverbrauch nicht als fertiges Paket auf dem Markt gekauft werden kann, sondern eine enge mehrjährige Zusammenarbeit zwischen den Projektleitern des Nominierungsprogramms und den Nutzern erforderlich ist, um die Vielfalt und Besonderheiten des beobachteten Programms zu definieren, zu sehen und in das Programm aufzunehmen Vertriebsgebiet.

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