Investigation and implementation of the fractal properties of electric load on civilian objects in order to efficiently predict and control electrical consumption

Abstract

Дослiджено процес формування графiкiв електричного навантаження багатоповерхових житлових будинкiв мiкрорайону мiста з огля-ду фрактальної структури i наявностi корот-котермiнової та довготривалої залежностi, властивої самоафiнним стохастичним проце-сам. Результати дослiдження добових, тижне-вих, мiсячних, рiчних графiкiв показав наявнiсть фрактальних властивостей та наявнiсть корот-котермiнової i довготривалої пам’ятi. Це дозво-ляє для ефективного прогнозування i керування електроспоживання використовувати фракталь-ний аналiз, який встановлює залежнiсть май-бутнiх значень вiд ретроспективної iнформацiї. Особливiстю дослiдження є визначення кри-тичного значення показника Херста, при набли-женнi до якого система втрачає стiйкiсть та переходить у нестабiльний стан, за якого пара-метри швидко змiнюються. У теорiї фракталь-них множин i фрактальної геометрiї значну роль вiдiграють самоподiбнi i фрактальнi множини. Використовуючи зазначеннi властивостi фрак-талу, в роботi доведено наявнiсть фрактально-го принципу формування динамiки електрично-го навантаження цивiльних об’єктiв на прикладi електроспоживання багатоповерхових житлових будинкiв мiкрорайону мiста. Розрахунок показ-ника Херста надав можливiсть визначити, що ряд є персистентним i придатним для адекват-ного прогнозу та ефективного управлiння елек-троспоживанням. У перспективнiй моделi корот-костроковi прогнози навантаження є вихiдною iнформацiєю для формування заявок щодо об’єму електроенергiї при укладаннi договорiв мiж суб’єк-тами енергоринку – енергогенерувальними та електропостачальними компанiями i потужними електроспоживачами. Актуальнiсть дослiджен-ня полягає у застосуваннi фрактального аналiзу поведiнки електроспоживання саме до цивiльних об’єктiв, оскiльки в науковiй лiтературi аналiзу-ються процеси формування i прогнозування елек-тричного навантаження енергосистем, промисло-вих пiдприємств