Giáo trình mạng _Chương 2
Dự báo là đi tìm một mô hình toán thích hợp mô tả đại lượng cần dự báo và các yếu tố khác. Việc xác định các tham số mô hình chính là bài toán trọng tâm của dự báo. Về mặt lý luận các chính xác.
Chöông 2: Döï baùo vaø caùc phöông phaùp döï baùo.
Chöông II
DÖÏ BAÙO VAØ CAÙC PHÖÔNG PHAÙP DÖÏ BAÙO
Trong phaàn naøy, giôùi thieäu veà döï baùo vaø trình baøy nhöõng phöông phaùp döï baùo
phuï taûi ñeå naâng cao khaû naêng cung caáp vaø giaûm toån thaát trong cung caáp ñieän.
I.KHAÙI NIEÄM CHUNG
Döï baùo laø ñi tìm moät moâ hình toaùn thích hôïp moâ taû ñaïi löôïng caàn döï baùo vaø
caùc yeáu toá khaùc. Vieäc xaùc ñònh caùc tham soá moâ hình chính laø baøi toùan troïng taâm cuûa
döï baùo.Veà maët lyù luaän caùc tính chaát cuûa moâ hình döï ñoaùn ñöôïc nghieân cöùu treân cô
sôû giaû ñònh raèng noù ñöôïc öùng duïng ñeå döï ñoaùn moïât quaù trình naøo ñoù sinh ra baèng
moät moâ hình giaûi tích.
Khoa hoïc döï baùo laø moät ngaønh coøn non treû, trong ñoù vaãn coøn nhieàu vaán ñeà
chöa hình thaønh troïn veïn. Ñoái töôïng nghieân cöùu cuûa khoa hoïc naøy laø caùc phöông
phaùp döï baùo, coøn phaïm vi öùng duïng cuûa noù laø caùc hieän töôïng xaõ hoäi, kinh teá, khoa
hoïc kyõ thuaät v.v…
Hieän nay coù nhieàu phöông phaùp luaän cho hoaït ñoäng döï baùo maø haàu heát caùc
phöông phaùp aáy ñeàu mang tính chaát kinh nghieäm thuaàn tuyù. Vaän duïng caùch giaûi
quyeát theo kinh nghieäm vaøo vieäc döï baùo laø khoâng ñaày ñuû, vì caùch laøm aáy chæ hoaøn
toaøn döïa treân nhöõng kinh nghieäm cuûa giai ñoaïn quaù khöù maø caùc kinh nghieäm aáy
khoâng phaûi luùc naøo cuõng coù theå vaän duïng vaøo hoaøn caûnh ñaõ thay ñoåi so vôùi tröôùc.
Do ñoù caàn phaûi hoaøn thieän veà maët lyù thuyeát caùc vaán ñeà döï baùo. Söï hoaøn thieän aáy
cho pheùp chuùng ta coù theâm cô sôû tieäm caän vôùi vieäc löïa choïn caùc phöông phaùp döï
baùo, ñaùnh giaù möùc ñoä chính xaùc cuûa döï baùo ñoàng thôøi xaùc ñònh khoaûng thôøi gian lôùn
nhaát coù theå duøng cho döï baùo.
Toùm laïi döï baùo laø moät khoa hoïc quan troïng, nhaèm muïc ñích nghieân cöùu nhöõng
phöông phaùp luaän khoa hoïc, laøm cô sôû cho vieäc ñeà xuaát caùc döï baùo cuï theå, cuõng nhö
vieäc ñaùnh giaù möùc ñoä tin caäy, möùc ñoä chính xaùc cuûa caùc phöông phaùp döï baùo.
Taùc duïng cuûa döï baùo ñoái vôùi quaûn lyù kinh teá noùi chung raát lôùn. Döï baùo vaø laäp
keá hoaïch laø hai giai ñoaïn lieân keát chaët cheõ vôùi nhau cuûa moät quaù trình quaûn lyù.
Trong moái quan heä aáy phaàn döï baùo seõ goùp phaàn giaûi quyeát caùc vaán ñeà cô baûn sau:
- Xaùc ñònh xu theá phaùt trieån cuûa kinh teá, cuûa khoa hoïc kyõ thuaät .
- Ñeà xuaát nhöõng yeáu toá cuï theå quyeát ñònh caùc xu theá aáy .
- Xaùc ñònh quy luaät vaø ñaëc ñieåm cuûa söï phaùt trieån kinh teá vaø khoa hoïc kyõ
thuaät theo döï baùo.
Chuùng ta hieåu raèng neáu coâng taùc döï baùo maø döïa treân laäp luaän khoa hoïc thì seõ
trôû thaønh cô sôû ñeå xaây döïng caùc keá hoaïch phaùt trieån neàn kinh teá quoác daân. Ñaëc bieät
ñoái vôùi ngaønh naêng löôïng thì taùc duïng cuûa döï baùo caøng coù yù nghóa quan troïng vì
- 31 -
Chöông 2: Döï baùo vaø caùc phöông phaùp döï baùo.
naêng löôïng coù lieân quan raát chaët cheõ ñoái vôùi taát caû caùc ngaønh kinh teá quoác daân,
cuõng nhö moïi sinh hoaït bình thöôøng cuûa nhaân daân.
Do ñoù neáu döï baùo khoâng chính xaùc hoaëc sai leäch quaù nhieàu veà khaû naêng cung
caáp hoaëc veà nhu caàu naêng löôïng thì seõ daãn ñeán nhöõng haïn cheá khoâng toát cho neàn
kinh teá.
Ví duï neáu chuùng ta döï baùo phuï taûi quaù thöøa so vôùi nhu caàu söû duïng thì daãn ñeán
haäu quaû laø huy ñoäng nguoàn voán quaù lôùn, taêng voán ñaàu tö, taêng toån thaát naêng löôïng.
Ngöôïc laïi neáu ta döï baùo phuï taûi quaù thaáp so vôùi nhu caàu thì seõ khoâng ñuû naêng löôïng
cung caáp cho caùc hoä tieâu thuï vaø taát nhieân daãn ñeán vieäc caét bôùt moät soá phuï taûi moät
caùch khoâng coù keá hoaïch gaây thieät haïi cho neàn kinh teá quoác daân. Ngöôøi ta thöôøng
phaân loaïi döï baùo theo thôøi gian daøi haïn hay ngaén haïn vaø goïi laø taàm döï baùo. (Döï baùo
ngaén haïn khoaûng 1÷2 naêm, döï baùo haïn vöøa 3 ÷10 naêm, vaø döï baùo daøi haïn khoaûng
15 ÷ 20 naêm vaø daøi hôn nöõa ). Rieâng ñoái vôùi döï baùo daøi haïn (coøn goïi laø döï baùo trieån
voïng ) thì muïc ñích chæ laø neâu ra caùc phöông höôùng phaùt trieån coù tính chaát chieán
löôïc veà maët kinh teá, veà maët khoa hoïc kyõ thuaät. Noùi chung khoâng yeâu caàu xaùc ñònh
chæ tieâu cuï theå. Tính ñuùng ñaén cuûa döï baùo phuï thuoäc nhieàu vaøo caùc phöông phaùp döï
baùo maø chuùng ta aùp duïng, moãi phöông phaùp döï baùo öùng vôùi caùc sai soá cho pheùp
khaùc nhau.
Ñoái vôùi caùc döï baùo ngaén haïn, sai soá cho pheùp khoaûng 5 ÷ 10%. Coøn ñoái vôùi döï
baùo daøi haïn sai soá cho pheùp khoaûng 5÷ 15% vaø coù khi coøn cho pheùp ñeán 20%. Ngoaøi
caùc loaïi döï baùo ngaén haïn vaø daøi haïn noùi treân chuùng ta coøn gaëp döï baùo ñieàu ñoä, taàm
döï baùo khoaûng vaøi giôø, vaøi ngaøy, vaøi tuaàn leã ñeå phuïc vuï cho caùc coâng taùc vaän haønh
cuûa caùc xí nghieäp , caùc heä thoáng ñieän. Sai soá döï baùo naøy khoaûng 3 ÷ 5%.
II. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP DÖÏ BAÙO NHU CAÀU ÑIEÄN NAÊNG
Trong phaàn naøy chuùng ta seõ laàn löôït nghieân cöùu moät soá phöông phaùp döï baùo
thöôøng ñöôïc öùng duïng trong ngaønh naêng löôïng ñeå döï baùo nhu caàu ñieän naêng.
II.1. Phöông phaùp bình phöông cöïc tieåu
II.1.1. Khaùi nieäm chung
Tröôùc heát chuùng ta haõy xem xeùt moät tröôøng hôïp ñôn giaûn nhaát goàm coù hai bieán
ngaãu nhieân lieân heä vôùi nhau baèng moät haøm daïng tuyeán tính :
y = α + βx
Trong ñoù a, b laø haèng soá, x laø bieán ñoäc laäp, y laø bieán phuï thuoäc. Neáu xeùt ñeán
aûnh höôûng cuûa caùc hieän töôïng ngaãu nhieân thì phöông trình treân coù theå vieát moät caùch
toång quaùt nhö sau:
y = α + βx + ε
Trong ñoù nhieãu ε coù caùc giaû thieát nhö sau :
- 32 -
Chöông 2: Döï baùo vaø caùc phöông phaùp döï baùo.
- ε laø moät bieán ngaãu nhieân
- Kyø voïng toaùn hoïc cuûa ε baèng khoâng
- Phöông sai cuûa ε laø haèng soá
- Caùc giaù trò cuûa ε khoâng phuï thuoäc laãn nhau
Döïa vaøo keát quaû thoáng keâ chuùng ta thu ñöôïc moät daõy caùc giaù trò xi, töông öùng
seõ coù moät daõy caùc giaù trò yi. Vaán ñeà laø xaùc ñònh caùc thoâng soá α vaø β. Nhöng giaù trò
thöïc cuûa chuùng khoâng theå bieát ñöôïc vì chuùng ta döïa vaøo moät löôïng thoâng tin haïn
cheá, neân chæ nhaän ñöôïc caùc giaù trò tính toaùn gaàn ñuùng a vaø b. Do ñoù phöông trình hoài
quy coù daïng:
)
y = a + bx
Trong ñoù caùc heä soá a vaø b ñöôïc xaùc ñònh theo phöông phaùp bình phöông toái
thieåu. Thöïc chaát cuûa phöông phaùp bình phöông toái thieåu laø tìm caùc thoâng soá nhö theá
naøo ñeå toång bình phöông ñoä leäch giaù trò tính toaùn theo phöông trình hoài quy vôùi giaù
trò thöïc teá cuûa chuùng laø nhoû nhaát, nghóa laø:
n
)
∑ (y
i =1
i − y i ) 2 ⇒ min (2.1)
Phöông phaùp bình phöông toái thieåu ñöôïc öùng duïng phoå bieán vì tính chaát ñôn
giaûn cuûa noù, tính toaùn ít phöùc taïp vaø coù cô sôû vöõng chaéc veà maët xaùc suaát. Ñieàu ñaùng
chuù yù laø theo phöông phaùp bình phöông toái thieåu vôùi giaû thieát ε ñaõ neâu ôû treân thì caùc
giaù trò heä soá nhaän ñöôïc theo phöông trình hoài quy coù caùc tính chaát sau ñaây :
- Caùch ñaùnh giaù thoâng soá laø khoâng cheäch, nghóa laø kyø voïng toaùn hoïc cuûa giaù trò
thoâng soá baèng giaù trò thöïc cuûa thoâng soá aáy.
- Caùc giaù trò quan saùt ñöôïc laø xaùc ñaùng nghóa laø phöông sai cuûa caùc giaù trò aáy
tieán tôùi khoâng, khi taêng soá laàn quan saùt n leân.
- Caùc giaù trò quan saùt ñöôïc laø hieäu quaû nghóa laø chuùng coù phöông sai nhoû nhaát.
Chuùng ta bieát raèng cuøng moät giaù trò coù theå coù nhieàu öôùc löôïng khoâng cheäch vaø xaùc
ñaùng, caùc öôùc löôïng naøy coù phöông sai khaùc nhau. Do ñoù phöông sai cuûa caùc öôùc
löôïng naøo beù thì sai soá cuûa öôùc löôïng ñoù nhoû. Vì vaäy choïn phöông sai cöïc tieåu seõ
ñaëc tröng cho giaù trò quan saùt laø coù hieäu quaû .
II.1.2. Bieåu thöùc toaùn hoïc ñeå xaùc ñònh caùc heä soá cuûa moâ hình döï baùo
Giaû thieát raèng coù haøm soá lieân tuïc y = ϕ(x,a,b,c,…). Xaùc ñònh caùc heä soá a,b,c,…
sau cho thoûa ñieàu kieän :
n
∑ [y i − ϕ(x, a, b, c,...)] -> min (2.2)
i =1
Muoán vaäy chuùng ta laàn löôït laáy ñaïo haøm coâng thöùc treân theo a, b, c, … vaø cho
trieät tieâu chuùng ta seõ ñöôïc moät heä phöông trình :
- 33 -
Chöông 2: Döï baùo vaø caùc phöông phaùp döï baùo.
n
∂ϕ
∑ [y i − ϕ(x, a, b, c,...)] ∂a
=0
i =1
n
∂ϕ
∑ [y i − ϕ(x, a, b, c,...)] ∂b = 0 (2.3)
i =1
n
∂ϕ
∑ [y i − ϕ(x, a, b, c,...)] ∂c
=0
i =1
.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..
Giaûi heä phöông trình treân chuùng ta seõ xaùc ñònh caùc heä soá a, b, c, …
Ví duï 1.5:
Daïng phöông trình :
y = ax + b
Theo (2.3) ta coù
n
∑ [y i − (ax i + b)]x i = 0
i =1
n
∑ [y i − (ax i + b)] = 0
i =1
Hay:
n n n
a ∑ x2 + b ∑ x i =
i ∑ xi yi
i=1 i =1 i =1
n n
a ∑ x i + nb = ∑ y i
i =1 i =1
Ñaây laø heä thoáng 2 phöông trình 2 aån soá. Giaûi heä thoáng phöông trình naøy seõ xaùc
ñònh ñöôïc a vaø b.
Daïng phöông trình y = ax2 + bx + c thì (2.3) seõ laø:
n n n n
a ∑ x i4 + b ∑ x 3 + c ∑ x 2 =
i i ∑x 2
i yi
i =1 i =1 i =1 i =1
n n n n
a ∑ x 3 + b ∑ x i2 + c ∑ x i
i = ∑x i yi
i =1 i =1 i =1 i =1
n n n
a ∑ x i2 + b ∑ x i + n . c = ∑y i
i =1 i =1 i =1
- 34 -
Chöông 2: Döï baùo vaø caùc phöông phaùp döï baùo.
Cuõng giaûi phöông trình treân ñeå xaùc ñònh a, b, c
II.2 Phöông phaùp tính heä soá vöôït tröôùc
Phöông phaùp naøy giuùp ta thaáy ñöôïc khuynh höôùng phaùt trieån cuûa nhu caàu vaø sô
boä caân ñoái nhu caàu naøy vôùi nhòp ñoä phaùt trieån naêng löôïng ñieän vôùi nhòp ñoä phaùt
trieån cuûa toaøn boä neàn kinh teá quoác daân.
Ví duï 1-1 :Trong thôøi gian 5 naêm töø naêm 1950 -> 1955 saûn löôïng coâng nghieäp
cuûa Lieân Xoâ taêng töø 100 leân 185% coøn saûn löôïng ñieän naêng cuõng trong thôøi gian aáy
taêng 186,5%
Nhö vaäy heä soá vöôït tröôùc seõ laø:
186,5
K= =1,01
185
ÔÛ mieàn Baéc nöôùc ta töø 1955 -> 1960 heä soá vöôït tröôùc laø 0,81 töø naêm 1960->
1965 heä soá vöôït tröôùc laø 1,13.
Nhö vaäy phöông phaùp naøy chæ noùi leân moät xu theá phaùt trieån vôùi moät möùc ñoä
chính xaùc naøo ñoù vaø trong töông lai xu theá naøy coøn chòu aûnh höôûng cuûa nhieàu yeáu toá
khaùc nöõa, chaúng haïn nhö:
- Do tieán boä veà maët khoa hoïc kyõ thuaät vaø quaûn lyù neân suaát tieâu hao ñieän naêng
ñoái vôùi moãi saûn phaåm coâng nghieäp ngaøy caøng giaûm xuoáng.
- Do ñieän naêng ngaøy caøng ñöôïc söû duïng roäng raõi trong caùc ngaøng kinh teá quoác
daân vaø caùc ñòa phöông.
- Do cô caáu kinh teá khoâng ngöøng thay ñoåi. Vì nhöõng yeáu toá treân maø heä soá vöôït
tröôït coù theå khaùc 1 vaø taêng hay giaûm khaù nhieàu. Döïa vaøo heä soá K ñeå xaùc ñònh ñieän
naêng ôû naêm döï baùo.
II.3. Phöông phaùp tính tröïc tieáp
Noäi dung cuûa phöông phaùp naøy laø xaùc ñònh nhu caàu ñieän naêng cuûa naêm döï baùo,
döïa treân toång saûn löôïng kinh teá cuûa caùc ngaønh ôû naêm ñoù vaø suaát tieâu hao ñieän naêng
ñoái vôùi töøng loaïi saûn phaåm. Ñoái vôùi nhöõng tröôøng hôïp khoâng coù suaát tieâu hao ñieän
naêng thì xaùc ñònh nhu caàu ñieän naêng cho töøng tröôøng hôïp cuï theå (nhö coâng suaát
ñieän trung bình cho moät hoä gia ñình, beänh vieän, tröôøng hoïc v.v…).
Phöông phaùp tính tröïc tieáp thöôøng ñöôïc öùng duïng ôû caùc nöôùc xaõ hoäi chuû nghóa
vì neàn kinh teá phaùt trieån coù keá hoaïch, oån ñònh, khoâng coù söï caïnh tranh nhau vaø
khoâng coù khuûng hoaûng. Phöông phaùp naøy coù öu ñieåm laø tính toaùn ñôn giaûn, vaø ngoaøi
yeâu caàu xaùc ñònh toång ñieän naêng döï baùo chuùng ta coøn bieát ñöôïc tyû leä söû duïng ñieän
naêng trong caùc ngaønh kinh teá, chaúng haïn tyû leä ñieän naêng duøng cho coâng nghieäp,
noâng ngieäp, daân duïng v.v…, cuõng nhö xaùc ñònh ñöôïc nhu caàu ñieän ôû caùc khu vöïc ñòa
lyù khaùc nhau. Töø ñoù coù theå ñeà xuaát caùc phöông höôùng ñieàu chænh, quy hoaïch cho
- 35 -
Chöông 2: Döï baùo vaø caùc phöông phaùp döï baùo.
caân ñoái. Tuy nhieân xaùc ñònh möùc ñoä chính xaùc cuûa phöông phaùp naøy cuõng gaëp nhieàu
khoù khaên vì noù phuï thuoäc vaøo möùc ñoä chính xaùc cuûa toång saûn löôïng caùc ngaøng kinh
teá quoác daân trong töông lai döï baùo, cuõng nhö phuï thuoäc vaøo suaát tieâu hao ñieän naêng
cuûa moät ñôn vò saûn phaåm saûn xuaát ra cuûa caùc ngaønh kinh teá aáy. Do ñoù phöông phaùp
naøy thöôøng ñöôïc aùp duïng ñeå döï baùo nhu caàu ñieän naêng vôùi thôøi gian ngaén vaø trung
bình.
II.4. Phöông phaùp so saùnh ñoái chieáu
Noäi dung cuûa phöông phaùp naøy laø so saùnh ñoái chieáu nhu caàu phaùt trieån ñieän
naêng cuûa caùc nöôùc coù hoaøn caûnh töông töï. Ñaây cuõng laø phöông phaùp ñöôïc nhieàu
nöôùc aùp duïng ñeå döï baùo nhu caàu naêng löôïng cuûa nöôùc mình moät caùch hieäu quaû.
Phöông phaùp naøy thöôøng aùp duïng cho döï baùo ngaén haïn vaø trung haïn thì keát quaû
töông ñoái chính xaùc hôn.
II.5. Phöông phaùp chuyeân gia
Trong nhöõõng naêm gaàn ñaây nhieàu nöôùc ñaõ aùp duïng phöông phaùp chuyeân gia coù
troïng löôïng, döïa treân nhöõng hieåu bieát saâu saéc cuûa caùc chuyeân gia gioûi veà caùc lónh
vöïc cuûa caùc ngaønh ñeå döï baùo caùc chæ tieâu kinh teá. Cuõng coù khi duøng phöông phaùp
naøy ñeå döï baùo trieån voïng, luùc aáy ngöôøi ta laáy trung bình troïng löôïng yù kieán cuûa caùc
chuyeân gia phaùt bieåu veà naêng löôïng cuûa nöôùc mình.
II.6. Phöông phaùp san baèng haøm muõ
Moãi toaùn töû döï baùo ñöôïc ñaëc tröng bôûi moät haøm hoài quy ( coøn goïi laø haøm xu
theá). Trong caùc haøm hoài quy aáy, thöôøng caùc heä soá ñöôïc xaùc ñònh theo phöông phaùp
bình phöông toái thieåu. Baûn thaân phöông phaùp naøy cho ta caùc heä soá khoâng ñoåi cuûa
moâ hình döï baùo treân cô sôû nhöõng soá lieäu quan saùt trong quaù khöù. Söû duïng moâ hình
naøy ñeå tính döï baùo cho töông lai vôùi caùc heä soá haèng seõ phaïm moät sai soá naøo ñoù tuyø
thuoäc vaøo khoaûng thôøi gian döï baùo. Neáu taàm döï baùo caøng xa thì sai soá caøng lôùn.
Ngoaøi ra nhaän thaáy raèng nhöõng soá lieäu gaàn hieän taïi coù aûnh höôûng ñeán giaù trò döï baùo
nhieàu hôn nhöõng soá lieäu ôû quaù khöù xa. Noùi caùch khaùc tæ troïng cuûa caùc soá lieäu ñoái vôùi
giaù trò döï baùo giaûm theo haøm muõ khi luøi veà quaù khöù.
Döôùi ñaây trình baøi phöông phaùp döï baùo baèng caùch san baèng haøm muõ. Noäi dung
cô baûn cuûa phöông phaùp naøy laø tính toaùn söï hieäu chænh caùc heä soá cuûa toaùn töû döï baùo
theo phöông phaùp truy öùng. Tieáp theo trình baøi söï phuï thuoäc cuûa sai soá döï baùo trung
bình vaøo thôøi kyø quaù khöù vaø thôøi kyø döï baùo.
Döï baùo theo phöông phaùp san baèng haøm muõ
Giaû thieát coù moät chuoãi thôøi gian yt (t=1,2,…,n) vaø ñöôïc moâ taû baèng moät ña thöùc
baäc p.
a2 2 a p
ai i
yt = a 0+a1t+
2!
t + … + p t p + εt =
p!
∑ i!
t + εi (2.4)
i =0
- 36 -
Chöông 2: Döï baùo vaø caùc phöông phaùp döï baùo.
Trong ñoù ai ,t=0,1,…,p laø heä soá cuûa haøm döï baùo, εt laø sai soá döï baùo. Döïa vaøo
ñaây caàn döï baùo giaù trò yt taïi thôøi ñieåm (n+l) vôùi l=1,2,…,L. Döï baùo giaù trò yt taïi thôøi
ñieåm (t+l) (vôùi t=n) coù theå thöïc hieän theo phöông phaùp phaân tích chuoãi Taylor
l 2 (2) lp
yt+l = yt(0) + l yt(1) + y t + … + y (p)
t (2.5)
2! p!
Trong ñoù yt(k) laø ñaïo haøm baäc k taïi thôøi ñieåm t, vaø baát cöù ñaïo haøm baäc k naøo
(vôùi k=0,1,2,…, p) cuûa phöông trình (2.5) ñeàu coù treå bieåu dieån baèng moät toå hôïp
tuyeán tính cuûa trung bình muõ ñeán baäc (p+1), vaø ta caàn xaùc ñònh trung bình muõ aáy
Giaù trò trung bình muõ baäc moät cuûa chuoãi yt xaùc ñònh nhö sau :
n
St[1] (y)= α ∑ (1 − α) i y t -i (2.6)
i =0
Trong ñoù α laø heä soá san baèng 0Chöông 2: Döï baùo vaø caùc phöông phaùp döï baùo.
Ñeå xaùc ñònh caùc heä soá cuûa phöông trình (2.10) ta duøng ñònh lyù cô baûn cuûa Brow
R.G vaø Meyer R.F, nhaän ñöôïc moät heä thoáng phöông trình bieåu dieån moái quan heä
giöõa giaù trò caùc heä soá a0, a 1 vôùi trung bình muõ St[1] (y), St[2] (y) nhö sau:
) 1- α )
ˆ
St[1] (y) = a0 + a1 (2.11)
α
ˆ 2.(1 - α ) )
)
St[2] (y) = a0 + a2
α
Giaûi heä thoáng phöông trình treân tìm ñöôïc:
ˆ
)
a 0 = 2.St[1] (y) - St[2] (y)
)ˆ α
a1 = [St[1] (y)- St[2] (y) ] (2.12)
1− α
Nhö vaäy haøm döï baùo luùc naøy coù daïng
) ) )
y t -1 = a 0 + a1l (2.13)
vaø sai soá döï baùo xaùc ñiònh theo coâng thöùc :
σ yt +1 = σ εt
)
α
( 2 − α) 3
[ ]
1 + 4(1 − α ) + 5(1 − α )2 + 2α( 4 − 3α )l + 2α 2 l 2 (2.14)
Trong ñoù σεt laø sai soá trung bình bình phöông (hay ñoä leäch quaân phöông) cuûa
caùc quan saùt trong quaù khöù.
Xaùc ñònh ñieàu kieän ñaàu
Töø coâng thöùc (2.8) ôû treân nhaän thaáy raèng, muoán xaùc ñinh thuû tuïc san baèng caàn
phaûi quy ñònh ñaïi löôïng ban ñaàu (ñieàu kieän ñaàu kí hieäu laø S0(y)).
Ñieàu kieän ñaàu ñoái vôùi moâ hình (2.10) coù daïng
1− α
S0[1] (y) = a0 - a1 (2.15)
α
1− α
S0[2] (y) = a0 – 2. a1
α
Xaùc ñònh thoâng soá san baèng α toái öu
Khi xaây döïng moâ toaùn töû döï baùo theo phöông phaùp san baèng haøm muõ moät vaán
ñeà quan troïng caàn quan taâm laø xaùc ñònh thoâng soá san baèng toái öu α. Roõ raøng laø vôùi
moãi α khaùc nhau thì keát quaû döï baùo seõ khaùc nhau. Giaù trò α ñöôïc tính theo coâng thöùc
sau:
- 38 -
Chöông 2: Döï baùo vaø caùc phöông phaùp döï baùo.
2
α= (2.16)
m +1
Trong ñoù m laø soá quan saùt ñöôïc trong khoaûng san baèng.
II.7. Phöông phaùp ngoaïi suy theo thôøi gian (Chuoãi thôøi gian):
ÔÛ ñaây chuùng ta duøng phöông phaùp ngoaïi suy theo thôøi gian nghóa laø nghieân cöùu
söï dieãn bieán cuûa nhu caàu ñieän naêng trong moät thôøi gian quaù khöù oån ñònh, tìm ra moät
quy luaät naøo ñoù, roài keùo daøi quy luaät ñoù ra ñeå döï ñoaùn trong töông lai. Trong phöông
phaùp naøy coù raát nhieàu moâ hình döï baùo. ÔÛ ñaây xin giôùi thieäu nhöõng moâ hình thöôøng
söû duïng sau ñaây:
a)Moâ hình coù daïng haøm giaûi tích:
Giaû söû moâ hình coù daïng haøm muõ nhö sau:
At = A0(1 + α)t (2.17)
Trong ñoù:
At laø ñieän naêng döï baùo ôû naêm thöù t
A0 laø ñieän naêng ôû naêm choïn laøm goác
α laø toác ñoä phaùt trieån bình quaân haøng naêm
t thôøi gian döï baùo.
Ñeå xaùc ñònh thöøa soá (1+α) chuùng ta döïa vaøo bieåu thöùc (2.3)
A ( t +1)
= 1 + α = const =C
At
Nhö vaäy daïng haøm muõ coù daïng ñôn giaûn, phaûn aùnh chæ soá phaùt trieån haøng naêm
khoâng thay ñoåi. Coù theå xaùc ñònh haèng soá C baèng caùch laáy giaù trò trung bình nhaân chæ
soá phaùt trieån nhieàu naêm :
n C .C .....C
C= 1 2 n (2.18)
Moät caùch toång quaùt moâ hình döï baùo ñieän naêng coù theå vieát nhö sau:
At = A0Ct (2.19)
Laáy logarit hoùa bieåu thöùc (2.19)
LogAt = logA0 + t.logC (2.20)
Ñaët y= logAt ; a=logA0 ; b= logC
Thì (2.20) coù theå vieát:
y = a+ b.t (2.21)
Vaán ñeà laø phaûi xaùc ñònh caùc heä soá a, b. Muoán vaäy ta duøng phöông phaùp bình
phöông cöïc tieåu (ñaõ ñöôïc trình baøy ôû phaàn tröôùc).
Öu ñieåm cuûa phöông phaùp ngoaïi suy haøm muõ laø ñôn giaûn vaø coù theå aùp duïng ñeå
döï baùo ñieän naêng taàm ngaén vaø taàm xa. Khuyeát ñieåm cuûa phöông phaùp naøy laø chæ
- 39 -
Chöông 2: Döï baùo vaø caùc phöông phaùp döï baùo.
cho keát quaû chính xaùc neáu töông lai khoâng coù nhieãu vaø quaù khöù phaûi tuaân theo moät
qui luaät.
b- Moâ hình Brown:
Haøm döï baùo tuyeán tính coù daïng :
Y=a+bt
Ta coù caùc coâng thöùc tính caùc heä soá cuûa moâ hình nhö sau :
a(t) =a(t-1)+b(t-1) + (1-β²).e(t-1) ;
b(t) =b(t-1) + (1-β)².e(t-1).
Trong ñoù: β heä soá
c-Moâ hình Baeys:
Chuoãi thôøi gian y coù phaân boá f(y|θ) (phuï thuoäc vaøo θ). Ñaùnh giaù môùi seõ thu
ñöôïc ôû daïng h1(θ|y) goïi laø phaân phoái haäu nghieäm theo Bayes:
h0 (θ ) f ( y / θ )
h1(θ/y) =
g ( y)
d-Moâ hình Neural :
Y=F(NET)
NET=W*X
Trong ñoù:
Y laø ma traän ñaàu ra cuûa maïng Neural
X laø ma traän ñaàu vaøo cuûa maïng Neural
F laø haøm truyeàn cuûa caùc Neural trong maïng
W laø ma traän troïng soá
e-Moâ hình theo Wavelet:
Haøm phaân boá coù daïng:
N
g (t ) = ∑ ω i Ψ [ Di Ri (t − t i )] + Gtb
i =1
vôùi: N: soá wavelet:
ω:troïng soá moâ hình
ψ: Haøm meï (mother)
Di: ma traän tæ leä
Ri: ma traän quay; t: bieán cuûa haøm.
ti: heä soá truyeàn daãn (translation).
Gtb: trung bình coäng cuûa bieán ñaàu vaøo.
- 40 -
Chöông 2: Döï baùo vaø caùc phöông phaùp döï baùo.
II.8. Phöông phaùp töông quan
Thöïc chaát cuûa phöông phaùp naøy laø nghieân cöùu moái töông quan giöõa caùc thaønh
phaàn kinh teá nhaèm phaùt hieän nhöõng quan heä veà maët ñònh löôïng cuûa caùc tham soá
trong neàn kinh teá quoác daân döïa vaøo caùc phöông phaùp thoáng keâ toaùn hoïc. Cuï theå laø
chuùng ta nghieân cöùu söï töông quan giöõa ñieän naêng tieâu thuï vôùi caùc chæ tieâu kinh teá
khaùc nhö toång giaù trò saûn löôïng coâng nghieäp (ñoàng/naêm).
Ví duï 2-2 Toång ñieän naêng tieâu thuï , toång giaù trò saûn löôïng coâng nghieäp vaø toång
saûn löôïng kinh teá quoác daân töø naêm 1959 -> 1976 ñöôïc ghi thaønh baûng 2-1 sau:
Baûng 2-1: Baûng soá lieäu döï baùo töông quan
Thôøi gian Ñieän naêng Giaù trò saûn löôïng coâng Giaù trò saûn löôïng kinh teá
(naêm) (kWh) nghieäp (ñoàng/naêm) quoác daân (ñoàng naêm)
1959 A0 C0 K0
1960 A1 C1 K1
1961 A2 C2 K2
. . . .
. . . .
. . . .
1976 A12 C17 K17
Muoán döï baùo ñieän naêng ñeán naêm 1980 vaø 1985, ta döïa vaøo baûng caùc giaù trò
quan saùt treân, xaây döïng moâ hình bieåu dieãn söï töông quan giöõa ñieän naêng vôùi giaù trò
saûn löôïng coâng nghieäp vaø giaù trò saûn löôïng kinh teá quoác daân. Sau ñaáy duøng phöông
phaùp ngoaïi suy xaùc ñònh giaù trò saûn löôïng coâng nghieäp vaø giaù trò saûn löôïng kinh teá
quoác daân naêm döï baùo 1980, 1985. Cuoái cuøng thay giaù trò saûn löôïng coâng nghieäp vaø
giaù trò saûn löôïng kinh teá quoác daân cuûa naêm döï baùo vaøo moâ hình töông quan treân
chuùng ta seõ xaùc ñònh ñöôïc ñieän naêng döï baùo naêm 1980, 1985. Nhöôïc ñieåm cuûa
phöông phaùp töông quan laø muoán döï baùo ñieän naêng ôû naêm thöù t, chuùng ta phaûi thaønh
laäp caùc moâ hình döï baùo phuï veà saûn löôïng coâng nghieäp ôû naêm thöù t, giaù trò saûn löôïng
kinh teá quoác daân theo thôøi gian.
Moâ hình töông quan thöôøng ñöôïc söû duïng coù daïng :
- 41 -
Chöông 2: Döï baùo vaø caùc phöông phaùp döï baùo.
Y=f(x1,x2,…x n)
Trong ñoù caùc xi coù theå laø:
Ñieän naêng cuûa naêm tröôùc ñoù
Daân cö (lòch söû vaø döï baùo).
Toång saûn löôïng quoác gia (GSP, lòch söû vaø döï baùo).
Chæ soá giaù tieâu thuï (CPI, lòch söû vaø döï baùo).
Giaù ñieän (lòch söû vaø döï baùo)
…
III. KEÁT QUAÛ DÖÏ BAÙO CUÛA MOÄT SOÁ PHÖÔNG PHAÙP:
Döï baùo theo phöông phaùp san baèng haøm muõ:
Xaây döïng moâ hình döï baùo ñieän naêng coù daïng: At = A0.Ct
Trong ñoù At : Ñieän naêng döï baùo cuûa naêm thöù t.
A0 : Ñieän naêng choïn laøm goác.
C : Haèng soá
Laáy logarit 2 veá, ta coù :
LogAt =logA0 + t.logC
Vieát laïi nhö sau :
y= a0 + a1.t
Vôùi y= logAt
a0 =logA0
a1 = logC
Soá lieäu ñöôïc cho ôû baûng 1 - phuï luïc 2
Phaân tích soá lieäu: ( Seõ ñöôïc trình baøy cuï theå trong chöông 3)
Töø baûng soá lieäu nhö ôû baûng 1 - phuï luïc 2 ta thaáy: Ñeå döï baùo cho giôø thöù t cuûa
ngaøy thöù n thì ta caàn chính giôø thöù t cuûa caùc ngaøy tröôùc ñoù. Nhö vaäy ôû baûng ta laáy
soá lieäu döï baùo theo töøng coät. Khoaûng san baèng ôû ñaây ta seõ laáy 35 maãu quan saùt ( töø
ngaøy 3/9/2003 ñeán 7/10/2003). Ta baét ñaàu döï baùo cho coät ñaàu tieân ( giôø thöù 1):
Baûng 2.3: Baûng soá lieäu cô sôû
m At ti ti2 logAt ti*logAt
1 562.1 1 1 2.749814 2.749814
2 722 2 4 2.858537 5.717074
3 753.5 3 9 2.877083 8.63125
4 738.4 4 16 2.868292 11.47317
5 744.7 5 25 2.871981 14.35991
6 701.8 6 36 2.846213 17.07728
7 715.6 7 49 2.85467 19.98269
- 42 -
Chöông 2: Döï baùo vaø caùc phöông phaùp döï baùo.
8 705.4 8 64 2.848435 22.78748
9 719 9 81 2.856729 25.71056
10 737.4 10 100 2.867703 28.67703
11 730.6 11 121 2.86368 31.50048
12 691.9 12 144 2.840043 34.08052
13 620 13 169 2.792392 36.30109
14 719.1 14 196 2.856789 39.99505
15 724.3 15 225 2.859918 42.89878
16 741 16 256 2.869818 45.91709
17 732 17 289 2.864511 48.69669
18 700.8 18 324 2.845594 51.22069
19 679.8 19 361 2.832381 53.81524
20 580.3 20 400 2.763653 55.27305
21 681.4 21 441 2.833402 59.50144
22 733.4 22 484 2.865341 63.0375
23 711.4 23 529 2.852114 65.59862
24 694.6 24 576 2.841735 68.20163
25 696.5 25 625 2.842921 71.07303
26 650.3 26 676 2.813114 73.14096
27 652 27 729 2.814248 75.98469
28 717.6 28 784 2.855882 79.96471
29 691.7 29 841 2.839918 82.35762
30 678.3 30 900 2.831422 84.94265
31 709.5 31 961 2.850952 88.37952
32 724.7 32 1024 2.860158 91.52506
33 680 33 1089 2.832509 93.47279
34 657.5 34 1156 2.817896 95.80846
35 702.7 35 1225 2.84677 99.63695
Toång 24401.3 630 14910 99.48662 1789.491
Trong ñoù:
m: Soá maãu quan saùt trong khoaûng san baèng
At: Ñieän naêng thöïc teá.
Duøng phöông phaùp bình phöông toái thieåu ñeå xaùc ñònh caùc heä soá a0 , a1 ta coù heä
phöông trình sau:
35 35 35
LogC ∑ t i2 + logA0 ∑ t i = ∑t i logAi
i =1 i =1 i =1
35 35
LogC ∑ t i + 35.logA0 = ∑ log A i
i =1 i =1
- 43 -
Chöông 2: Döï baùo vaø caùc phöông phaùp döï baùo.
Ta coù
35
∑t
i =1
i =630
36
∑t
i =1
i
2
=14910
35
∑t
i =1
i logAi =1789.491
35
∑ log A
i =1
i =99.48662
Thay vaøo heä phöông trình treân ta tính ñöôïc
LogC = -0.00036 => C = 0.99917
LogA0 = 2.848871 => A0 =706.107786
=>y = 2.848871 - 0.00036*t
Choïn giôø ñaàu tieân laøm goác (t = 0) ta döï baùo cho caùc giôø sau, aùp duïng caùc coâng
thöùc (2.12), (2.15), ( 2.9) keát quaû thu ñöôïc nhö sau:
Baûng 2.4: Baûng keát quaû tính toaùn theo phöông phaùp san baèng haøm muõ
t Thöïc teá St1 St2 a0 a1 Tính toaùn e%
1 562.1 2.854912 2.860953 2.848871 -0.00036 562.1 0.00
2 722 2.849073 2.860293 2.837853 -0.00066 687.3745 4.80
3 753.5 2.849599 2.859699 2.839499 -0.00059 689.1454 8.54
4 738.4 2.851126 2.859222 2.843029 -0.00048 694.3851 5.96
5 744.7 2.852079 2.858825 2.845333 -0.0004 697.8242 6.29
6 701.8 2.853185 2.858512 2.847858 -0.00031 701.9258 0.02
7 715.6 2.852798 2.858195 2.847401 -0.00032 700.6418 2.09
8 705.4 2.852902 2.857901 2.847903 -0.00029 701.2044 0.59
9 719 2.852654 2.857609 2.847698 -0.00029 700.4324 2.58
10 737.4 2.85288 2.857346 2.848414 -0.00026 701.5348 4.86
11 730.6 2.853704 2.857144 2.850263 -0.0002 705.0815 3.49
12 691.9 2.854258 2.856984 2.851532 -0.00016 707.5679 2.26
13 620 2.853468 2.856788 2.850148 -0.0002 704.3753 13.61
14 719.1 2.850075 2.856415 2.843735 -0.00037 690.0586 4.04
15 724.3 2.850448 2.856084 2.844812 -0.00033 692.1031 4.45
16 741 2.850974 2.8558 2.846148 -0.00028 694.8485 6.23
17 732 2.852021 2.85559 2.848452 -0.00021 699.9917 4.37
18 700.8 2.852715 2.85543 2.849999 -0.00016 703.5324 0.39
- 44 -
Chöông 2: Döï baùo vaø caùc phöông phaùp döï baùo.
19 679.8 2.852319 2.855257 2.849381 -0.00017 701.8917 3.25
20 580.3 2.851212 2.855033 2.847391 -0.00022 696.8189 20.08
21 681.4 2.846347 2.85455 2.838144 -0.00048 673.7422 1.12
22 733.4 2.845628 2.854055 2.837202 -0.0005 671.1081 8.49
23 711.4 2.846723 2.853647 2.839799 -0.00041 677.39 4.78
24 694.6 2.847023 2.853279 2.840766 -0.00037 679.6754 2.15
25 696.5 2.846729 2.852915 2.840543 -0.00036 678.9048 2.53
26 650.3 2.846517 2.85256 2.840475 -0.00036 678.5611 4.35
27 652 2.844662 2.852121 2.837202 -0.00044 669.5664 2.69
28 717.6 2.842972 2.851613 2.834331 -0.00051 661.6183 7.80
29 691.7 2.843689 2.851173 2.836206 -0.00044 666.623 3.63
30 678.3 2.84348 2.850745 2.836214 -0.00043 666.5306 1.74
31 709.5 2.84281 2.850304 2.835315 -0.00044 663.8801 6.43
32 724.7 2.843262 2.849913 2.836611 -0.00039 667.5489 7.89
33 680 2.844201 2.849596 2.838806 -0.00032 673.9859 0.88
34 657.5 2.843551 2.84926 2.837843 -0.00034 671.0596 2.06
35 702.7 2.842126 2.848864 2.835388 -0.0004 663.6102 5.56
Sai soá trung bình(%) 4.57
Ñoà thò tính toaùn trong tröôøng hôïp naøy nhö sau:
1000
800
600
400
Thöïc teá Tính toaùn
200
0
0 10 20 30 40 50
Hình 2.1: Ñoà thò tính toaùn theo phöông phaùp san baèng
Baây giôø ta döï baùo cho 1 tuaàn ( 7 ngaøy sau ñoù), keát quaû nhö sau:
Baûng 2.5: Keát quaû döï baùo theo phöông phaùp san baèng
t Thöïc teá St1 St2 a0 a1 Döï baùo e%
37 695 2.842614 2.848176 2.837051 -0.00033 668.7625 3.78
38 687 2.842579 2.847865 2.837292 -0.00031 669.5554 2.54
39 750.9 2.842267 2.847554 2.836979 -0.00031 668.5887 10.96
- 45 -
Chöông 2: Döï baùo vaø caùc phöông phaùp döï baùo.
40 757.1 2.844117 2.847363 2.840871 -0.00019 681.4355 9.99
41 639 2.846064 2.847291 2.844837 -7.2E-05 694.9421 8.75
42 706 2.84381 2.847098 2.840523 -0.00019 680.1336 3.66
43 880.1 2.844088 2.846931 2.841245 -0.00017 682.687 22.43
Sai soá döï baùo trung bình(%) 8.87
Töông töï ta tieáp tuïc döï baùo cho taát caû caùc coät coøn laïi cho ñeán khi keát thuùc. Soá
lieäu döï baùo cho nhöõng ngaøy tieáp theo ñöôïc ghi ôû baûng 2 - phuï luïc 2
Nhaän xeùt:
-Ñöôøng thöïc teá vaø ñöôøng tính toaùn theo phöông phaùp naøy coøn khaù xa. Phöông
phaùp naøy khoâng ñaùp öùng ñöôïc neáu thöïc teá coù daïng ñieàu hoaø Vì vaäy phöông phaùp
naøy khoâng ñaùp öùng ñöôïc yeâu caàu.
-Keát quaû döï baùo coøn sai soá raát lôùn ( sai soá trung bình laø 8.87% ) coù tröôøng hôïp
sai soá coøn vöôït quaù 20%. Trong khi ñoù yeâu caàu cuûa thöïc teá ngaøy caøng ñoøi hoûi söï
chính xaùc, do ñoù caàn phaûi tìm moâ hình môùi phuø hôïp hôn.
-Ñöôïc moâ phoûng döïa treân hoaït ñoäng cuûa boä naõo con ngöôøi, coù theå thích nghi
vôùi nhieàu daïng döõ lieäu. Do ñoù maïng Neural laø giaûi phaùp thöïc söï toái öu trong öùng
duïng döï baùo. Tính öu vieät cuûa maïng Neural theå hieän qua nhöõng theá maïnh sau:
+ Maïng Neural cho pheùp ta thay theá thôøi gian ngöôøi baèng thôøi gian maùy, do ñoù
tieát kieäm ñöôïc chi phí.
+ Maïng Neural coù theå taïo ra moät moâ hình toát hôn vôùi nhöõng qua heä giöõa caùc
bieán nhaäp vaø bieán xuaát phöùc taïp hôn.
+ Maïng Neural ñaûm baûo raèng moâ hình seõ toát nhaát coù theå neáu ta khoâng bieát
ñöôïc daïng baøi toaùn döï baùo.
+ Coù theå xaây döïng moâ hình maïng Neural coù nhieàu ñaàu ra song song, trong khi
caùc moâ hình coå ñieån thöôøng chæ coù moät maø thoâi.
+ Coù nhöõng daïng maïng Neural coù theå coù nhöõng khaû naêng maø phöông phaùp coå
ñieån khoâng theå coù. Nhö vieäc xöû lyù caùc maãu xuaát hieän khoâng thöôøng xuyeân,….
+ Vôùi söï xuaát hieän cuûa giaûi thuaät truyeàn ngöôïc sai soá (BackPropagation) vieäc
öùng duïng maïng Neural vaøo thöïc teá trôû neân khaù deã daøng.
Noäi dung chi tieát seõ ñöôïc trình baøy trong caùc chöông sau.
- 46 -
