بخشی از مقاله
چکیده
صنعت برق کشور تا قبل از دهه اخیر ، به دلیل توسعه و گسترش زیاد شبکه برقرسانی و جذب مشترکان جدید، از رشد رو به بالای مصرف انرژی برخوردار بوده است. در سالهای اخیر تعداد مشترکان برق تقریباً به حد اشباع رسیده و تأمین نیاز برق مصرفی کشور را با چالشهایی مواجه ساخته است. در ایران و اکثر کشورهای جهان ، مصرفکنندگان انرژی الکتریکی به بخش خانگی، عمومی، سایر مصارف، صنعتی، کشاورزی و روشنایی معابر تقسیمبندی می شوند . هنر شبیهسازی میزان برق مصرفی آن است که با مطالعه و تحلیل مقادیر شبیهسازی میزان برق مصرفی، پارامترهای موثر را شناسائی و حساسیت هر کدام از پارامترها را تحلیل شود. آنگاه با استفاده از روشهای مختلف مدلهای مناسبی برای شبیهسازی میزان برق مصرفی تهیه و از طریق اعمال پارامترهای موثر به ورودیهای مدل مقادیر برق مصرفی آینده پیشبینی گردد.
بدلیل وجود رفتار تصادفی مصرف، همیشه در شبیهسازیها مقداری خطا وجود دارد. دقت شبیهسازی میزان برق مصرفی، در صنعت برق بسیار گرانبها میباشد. پژوهش حاضر نشان داد که بین سطح توسعه یک کشور و میزان مصرف انرژی آن رابطه مستقیمی برقرار است. بنابراین جهت رسیدن به بهره وری و کارایی بالا، صنعت برق بایستی به صورت یک بنگاه اقتصادی به فعالیت ادامه دهد . و حمایتهای دولتی منجر به حیات اقتصادی این صنعت نخواهد شد.
مقدمه
با توجه به توسعه روز افزون کشورها، یکی از مهمترین مسائلی که ذهن انسان امروزی را به خود جلب کرده است، مسئله انرژی و فناپذیر بودن آن است. در سالهای اخیر نوعی آگاهی و توجه به افزایش بی رویه مصرف انرژی و محدودیتهای متعدد در توسعه منابع در کنار مسائل زیستمحیطی و استفاده از انرژی های پاک، سبب شده است که مطالعات همه جانبه ای در سطح جهان با هدف کاهش شدت انرژی، قیمت بهینه انرژی، جایگزینی انرژی های نو و پاک و استفاده از انرژی های تجدید پذیر انجام گیرد و در عین حال به روند توسعه کشورها نیز لطمه وارد نشود. این توجه باعث بوجود آمدن برنامه و استراتژی های موسوم به مدیریت و توسعه اقتصاد انرژی گردیده است.
در این میان انرژی برق به عنوان یکی از اهرم های توسعه که از یک سو منبع تامین انرژی در بخشهای مختلف توسعه اقتصادی و از سوی دیگر عامل افزایش رفاه اجتماعی می باشد، از جایگاه ویژه ای برخوردار است. براساس مطالعات جهانی با توجه به روند کنونی، در سالهای آتی سهم انرژی برق از کل انرژی مصرفی افزایش مییابد، لذا لزوم توجه جدی به ویژگی های بنیادی صنعت برق که شامل ابعاد فنی ، توسعهی، اقتصادی، زیست محیطی و ملی - زیرساخت ها - میباشد. مزایای انرژی برق، مثل سادگی تبدیل، سهولت و بی خطر بودن انتقال، کنترل آسان و ملاحظات زیست محیطی، باعث شده است تا این شکل از انرژی، بیش از سایر انرژی ها مورد توجه قرارگیرد.
ساختار صنعت برق در بسیاری از کشورهای جهان در حال گذار از فضای انحصاری به فضای رقابتی است. در این فرایند که تحت عنوان کلی تجدید ساختار در صنعت برق پیگیری میشود، کشورهای مختلف با ارائه مدلهای متفاوتی سعی در شبیهسازی الگوی مصرف دارند تا بتوانند برنامهریزیهای بلند مدت را در زمینه توسعه شبکههای برقی، نیروگاههای برقی و .. تحقق بخشند.
طی سالهای گذشته مطالعاتی در زمینهی مدلسازی، شبیهسازی و پیشبینی اقتصاد انرژی با استفاده از روشهای
اقتصادسنجی صورت گرفته است که می توان به تحقیقات Akar وEdiger برای پیشبینی تقاضای حاملهای انرژی طی دوره زمانی در ترکیه با استفاده از روشهای ARIMA و ARMA اشاره نمود
Saab Samer و همکاران به پیشبینی برق در لبنان با استفاده از مدلهای تک متغیره ARIMA میپردازد. در این
مقاله پس از مانا کردن دادهها، به پیشبینی تقاضای برق مصرفی با استفاده از مدلهای مختلف ARIMA از جمله AR و MA با مراتب مختلف میپردازد و در نهایت مدل AR به عنوان بهترین مدل انتخاب میگردد
Zhang G Peter ترکیب مدلهای شبکه عصبی مصنوعی و ARIMA را به عنوان یک راهکار بهینه در پیشبینی سریهای زمانی عنوان میکند وادعا میکند که ترکیب مدلهای شبکه عصبی مصنوعی به عنوان یک مدل غیر خطی، با مدل ARIMA به عنوان یک مدل خطی در پیشبینی سریهای زمانی عملکرد بهتر نسبت به پیشبینی صورت گرفته با استفاده از هر یک از مدلها به تنهایی دارد. در نهایت با استفاده از چند داده تجربی فرضیه خود را به اثبات میرساند
نجاری و همکاران اقدام به شبیهسازی تغیرات اقلیم وتاثیر آن بر توسعه پایدار منطقه با استفاده از مدل معروف ARIMA پرداختند، که نتایج حاکی از دقت بالای مدل در شبیهسازی بوده و لزوم استفاده از شبیه سازی را در برنامهریزیهای بلند مدت دولت متذکر میشود
تعریف توسعه پایدار که بوسیله کمیسیون سازمان ملل ارائه شد با این مضمون است، که "توسعه پایدار توسعهای است که نیازهای نسل حاضر را بدون نادیده گرفتن حق و توان نسلهای آینده برای تامین نیازهایشان برآورده میسازد
مواد و روشها
از آنجا که شبیهسازی وقایع گذشته در فرآیند تصمیم گیری نقش عمدهای ایفا میکند، لذا شبیهسازی برای بسیاری از سازمانها و نهادها حائز اهمیت است. در این تحقیق شبیهسازی اثر متغیر افزایش جمعیت مشترکان، بر میزان برق مصرفی و تاثیر آن بر توسعهی اقتصاد انرژی ایران با استفاده از مدل ARIMAX مطالعه شده است.
روش ARIMAX
مدل ARIMAX شامل چهار مرحلهی تشخیص، تخمین، کنترل تخمین و شبیهسازی است.
برای استفاده از این روش باید ویژگیهای آن در طی زمان ثابت باشد. بنابراین متغیرهای مورد استفاده در مدلهایی که برای شبیهسازی مورد استفاده قرار میگیرند باید در طی زمان، روند مانایی را از خود نشان دهند. لذا قبل از اقدام به برآورد مدلها باید از مانایی متغیرهای مورد استفاده در مدل اطمینان حاصل نمود.
روش که برای شبیهسازی تاریخی در مطالعات مربوط به توسعهی پایدار مورد استفاده قرار میگیرد، بر پایه شکل غیر ساختاری مکانیکی شبیهسازی است در اصل بر روش شناسی باکس - جنکینز - - BJ متکی است. ویژگیهای دو الگوی - - SARIMA خودرگرسیونی، میانگین متحرک هم انباشته فصلی و الگویی تحت عنوان ARMA - p,q - تشکیل میدهند. که p تعداد وقفههای متغیر مورد بررسی و q تعداد وقفههای جمله اخلال است. اگر از سری زمانی، d بار تفاضل گیری شود تا رفتار مانایی از خود نشان دهد و آنگاه در قالب الگوی ARMA - p,q - آورده شود، گفته میشود که سری زمانی اولیه یک فرآیند خود رگرسیونی جمعی میانگین متحرک از مرتبه p, d, q است. که به صورت ARIMA - p,d,q - نمایش داده میشود.
در مطالعاتی که در آنها از دادههای سری زمانی استفاده میشود بایستی مانایی متغیرهای بررسی شوند. به منظور تشخیص مانایی متغیر سری زمانی از آزمون های دیکی- فولر و دیکی- فولر تعمیم یافته استفاده شد. آزمون متغیر مورد بررسی نشان داد که متغیر مورد بررسی دارای مانایی از درجهی صفر - ً - I میباشد، بنابراین از مدل ARMAX به جای ARIMAX برای شبیهسازی استفاده می شود.
