技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種全社會用電量測算系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù):
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電力需求預(yù)測是指根據(jù)電力需求、經(jīng)濟(jì)、社會、氣象等的歷史數(shù)據(jù),探索電力需求的變化規(guī)律,尋求其與各種相關(guān)因素之間的內(nèi)在聯(lián)系,從而對未來的電力需求進(jìn)行的科學(xué)預(yù)測。
中長期電力需求預(yù)測通常指1年以上的電力需求預(yù)測,是電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ),其精度的高低直接影響電網(wǎng)規(guī)劃的質(zhì)量。中長期電力需求預(yù)測受到地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、政策因素、人民生活水平和消費(fèi)觀念、電力市場化程度以及氣候氣溫變化等諸多因素的影響,如何處理好該問題,是業(yè)內(nèi)一直以來非常關(guān)注、并不斷研究探索的方向之一。
在經(jīng)濟(jì)高速增長和電力發(fā)輸配售一體化的年代,中長期負(fù)荷預(yù)測方法相對簡單,例如經(jīng)典的單耗法、趨勢外推法、彈性系數(shù)法等。但是單純依靠比較適合于傳統(tǒng)的經(jīng)典預(yù)測方法,在經(jīng)濟(jì)高速增長和電力發(fā)輸配售一體化的年代難以保證電力需求預(yù)測的精度,存在一定的預(yù)測風(fēng)險。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
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有鑒于此,有必要提供一種全社會用電量測算系統(tǒng),通過全社會用電量測算系統(tǒng)及方法來解決現(xiàn)有的中長期負(fù)荷預(yù)測方法存在的問題。
還有必要提供一種全社會用電量測算方法。
一種全社會用電量測算系統(tǒng),包括存儲模塊、獲取模塊、輸入模塊、企業(yè)電價彈性值計算模塊、全社會用電量測算模塊,存儲模塊用于存儲高載能行業(yè)中的各企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)及預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù),其中,每個企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)包括電價pl1、電能單位產(chǎn)品耗量系數(shù)kl1、原材料價格plj(j=2,3,…ml)、原材料單位產(chǎn)品耗量系數(shù)klj(j=2,3,…ml)、各項期間費(fèi)用clk(k=ml+1,ml+2,…,nl)、產(chǎn)品售價pl、產(chǎn)品銷量ql、占全社會用電量占比ωl,每個企業(yè)的預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù)包括預(yù)測年份企業(yè)產(chǎn)品計劃產(chǎn)量q′l、預(yù)測年份企業(yè)預(yù)計業(yè)擴(kuò)報裝量q′l2、最大可承受的凈利率變動量δrlgmax、預(yù)計產(chǎn)品售價變動量δpl、預(yù)計開工率αl、預(yù)計原材料成本變動量δplj(j=2,3,…ml)、預(yù)計各項期間費(fèi)用變動量δclk(k=ml+1,ml+2,…,nl);獲取模塊用于從存儲模塊中獲取每個企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)及企業(yè)預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù),并將獲取的每個企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)及每個企業(yè)的預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù)提供給企業(yè)電價彈性值計算模塊及全社會用電量測算模塊;輸入模塊用于響應(yīng)用戶的輸入各企業(yè)的預(yù)計電價變動量的操作,產(chǎn)生對應(yīng)的每個企業(yè)的預(yù)計電價變動量δpl1(l=1,2,…,s),并將每個企業(yè)的預(yù)計電價變動量δpl1(l=1,2,…,s)提供給企業(yè)電價彈性值計算模塊及全社會用電量測算模塊;企業(yè)電價彈性值計算模塊用于根據(jù)接收的每個企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)及每個企業(yè)的預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù)、將接收的每個企業(yè)的預(yù)計電價變動量δpl1(l=1,2,…,s)及預(yù)存的計算公式:
一種全社會用電量測算方法,包括以下步驟:
存儲高載能行業(yè)中的各企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)及預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù),其中,每個企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)包括電價pl1、電能單位產(chǎn)品耗量系數(shù)kl1、原材料價格plj(j=2,3,…ml)、原材料單位產(chǎn)品耗量系數(shù)klj(j=2,3,…ml)、各項期間費(fèi)用clk(k=ml+1,ml+2,…,nl)、產(chǎn)品售價pl、產(chǎn)品銷量ql、占全社會用電量占比ωl,每個企業(yè)的預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù)包括預(yù)測年份企業(yè)產(chǎn)品計劃產(chǎn)量q′l、預(yù)測年份企業(yè)預(yù)計業(yè)擴(kuò)報裝量q′l2、最大可承受的凈利率變動量δrlgmax、預(yù)計產(chǎn)品售價變動量δpl、預(yù)計開工率αl、預(yù)計原材料成本變動量δplj(j=2,3,…ml)、預(yù)計各項期間費(fèi)用變動量δclk(k=ml+1,ml+2,…,nl);
獲取每個企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)及企業(yè)預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù);
響應(yīng)用戶的輸入各企業(yè)的預(yù)計電價變動量的操作,產(chǎn)生對應(yīng)的每個企業(yè)的預(yù)計電價變動量δpl1(l=1,2,…,s);
根據(jù)接收的每個企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)及每個企業(yè)的預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù)、接收的每個企業(yè)的預(yù)計電價變動量δpl1(l=1,2,…,s)及預(yù)存的計算公式:
根據(jù)接收的每個企業(yè)的電價彈性值el、接收的每個企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)及每個企業(yè)的預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù)、每個企業(yè)的預(yù)計電價變動量δpl1(l=1,2,…,s)及預(yù)存的計算公式:
上述社會電力需求預(yù)測系統(tǒng)及方法,通過分析以高載能企業(yè)為代表的大工業(yè)用戶的盈利能力和行業(yè)市場環(huán)境,建立企業(yè)的電價彈性預(yù)測模型,在此基礎(chǔ)上預(yù)測企業(yè)未來的用電組成,并最終得到全社會的用電量需求。
附圖說明:
圖1為本發(fā)明的全社會用電量測算系統(tǒng)的整體的原理示意圖。
圖2為本發(fā)明的全社會用電量測算方法的流程示意圖。
圖3為一較佳實施方式的全社會用電量測算系統(tǒng)的功能模塊示意圖。
圖4為高載能企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)庫示意圖。
圖5為用戶所輸入各企業(yè)的預(yù)計電價變動量對應(yīng)的預(yù)計電價變動量值表。
圖中:全社會用電量測算系統(tǒng)10、存儲模塊20、獲取模塊30、輸入模塊40、企業(yè)電價承受能力計算模塊50、企業(yè)電價彈性值計算模塊60、全社會用電量測算模塊70、全社會用電量測算值輸出模塊80、企業(yè)下一年度用電量預(yù)測值計算模塊90。
具體實施方式:
本發(fā)明公開了一種基于企業(yè)電價承受能力與電價彈性的全社會用電量測算系統(tǒng)及方法,通過建立高載能企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)庫、輸入預(yù)測年份的預(yù)計電價變動量、應(yīng)用核心算法對預(yù)測數(shù)值進(jìn)行計算及返回各重點企業(yè)的電價承受能力、彈性系數(shù)與全社會用電需求測算數(shù)據(jù),最終計算出全社會用電量測算值qe,以供電力部門參考。其中,請同時參看圖4,構(gòu)建高載能企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)庫的具體方式為:確定目標(biāo)地區(qū)共有t類高載能行業(yè),每類高載能行業(yè)對應(yīng)有si(i=1,2,…,t)個重點企業(yè),共
(1)預(yù)測基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù),即作為預(yù)測的基準(zhǔn)年份的企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù),有:企業(yè)用電電價pl1,單位(元/kwh);企業(yè)生產(chǎn)單位產(chǎn)品所耗電量kl1,該系數(shù)由生產(chǎn)工藝和技術(shù)水平?jīng)Q定,基本為固定值,單位(kwh/單位產(chǎn)品);產(chǎn)品其余ml項原材料的價格plj(j=2,3,…ml),單位(元/單位原材料);企業(yè)生產(chǎn)單位產(chǎn)品所耗原材料klj(j=2,3,…ml),該系數(shù)由生產(chǎn)工藝和技術(shù)水平?jīng)Q定,基本為固定值,單位(單位原材料/單位產(chǎn)品);企業(yè)各項期間費(fèi)用,包含管理費(fèi)用、財務(wù)費(fèi)用、銷售費(fèi)用、折舊和稅金及附加項,單位(元),clk(k=ml+1,ml+2,…,nl);pl為企業(yè)產(chǎn)品銷價,單位(元/單位);ql為產(chǎn)品銷量;ωl為企業(yè)基準(zhǔn)年份產(chǎn)品生產(chǎn)所用電量占全社會占比。
(2)預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù),即需要預(yù)測的年份的企業(yè)的內(nèi)部規(guī)劃數(shù)據(jù),有:q′l為企業(yè)預(yù)測年份產(chǎn)品計劃產(chǎn)量;q′l2為預(yù)測年份的企業(yè)預(yù)計業(yè)擴(kuò)報裝電量,單位(kwh);δrlgmax為企業(yè)當(dāng)前最大可承受的凈利率變動量;δpl為企業(yè)對預(yù)測年份產(chǎn)品售價的變動量估計值;αl為企業(yè)預(yù)計開工率;δplj(j=2,3,…ml)為企業(yè)對預(yù)測年份產(chǎn)品各項原材料價格的變動量估計值;δclk(k=ml+1,ml+2,…,nl)為企業(yè)對預(yù)測年份企業(yè)各項期間費(fèi)用的變動量估計值。
請同時參看圖1至圖3,以下詳細(xì)介紹上述全社會用電量測算系統(tǒng)及全社會用電量測算方法:
全社會用電量測算系統(tǒng)10包括存儲模塊20、獲取模塊30、輸入模塊40、企業(yè)電價彈性值計算模塊60、全社會用電量測算模塊70。其中,存儲模塊20、獲取模塊30、輸入模塊40、企業(yè)電價彈性值計算模塊60、全社會用電量測算模塊70都為具有數(shù)據(jù)處理能力的數(shù)據(jù)處理裝置,全社會用電量測算系統(tǒng)10中的各模塊運(yùn)行對應(yīng)的計算機(jī)程序代碼后,實現(xiàn)彼此之間的數(shù)據(jù)交換及具有以下功能:
存儲模塊20用于存儲高載能行業(yè)中的各企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)及預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù),其中,每個企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)包括電價pl1、電能單位產(chǎn)品耗量系數(shù)kl1、原材料價格plj(j=2,3,…ml)、原材料單位產(chǎn)品耗量系數(shù)klj(j=2,3,…ml)、各項期間費(fèi)用clk(k=ml+1,ml+2,…,nl)、產(chǎn)品售價pl、產(chǎn)品銷量ql、占全社會用電量占比ωl,每個企業(yè)的預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù)包括預(yù)測年份企業(yè)產(chǎn)品計劃產(chǎn)量q′l、預(yù)測年份企業(yè)預(yù)計業(yè)擴(kuò)報裝量q′l2、最大可承受的凈利率變動量δrlgmax、預(yù)計產(chǎn)品售價變動量δpl、預(yù)計開工率αl、預(yù)計原材料成本變動量δplj(j=2,3,…ml)、預(yù)計各項期間費(fèi)用變動量δclk(k=ml+1,ml+2,…,nl)。
獲取模塊30用于從存儲模塊20中獲取每個企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)及企業(yè)預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù),并將獲取的每個企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)及每個企業(yè)的預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù)提供給企業(yè)電價承受能力計算模塊50、企業(yè)電價彈性值計算模塊60及全社會用電量測算模塊70。
請同時參看圖5,輸入模塊40用于響應(yīng)用戶的輸入各企業(yè)的預(yù)計電價變動量的操作,產(chǎn)生對應(yīng)的預(yù)計電價變動量δpl1(l=1,2,…,s),并將預(yù)計電價變動量δpl1(l=1,2,…,s)提供給全社會用電量測算模塊70。其中,用戶可以根據(jù)對應(yīng)企業(yè)的最大可以接受的電價波動值來確定。
企業(yè)電價承受能力計算模塊50用于根據(jù)接收的每個企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)及每個企業(yè)的預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù)及預(yù)存的計算公式:
新增過程變量:cl為產(chǎn)品生產(chǎn)總成本,cl1為產(chǎn)品的電能總成本,
則有企業(yè)凈利率計算方程:
新增過程變量:rlg為企業(yè)l的產(chǎn)品凈利率。
銷量ql以及各原材料耗量之間的關(guān)系為:
最終企業(yè)凈利率計算方程為:
根據(jù)公式(5),將所有成本項考慮在內(nèi)建立凈利率敏感性方程,有各因素的敏感性為:
因此有凈利率敏感性分析方程為:
其中,公式(8)表示只要有了現(xiàn)實實際上的電價、原材料和各成本項變動量,我們是能計算出凈利率變動量的(實際上我們是不可能知道未來真正的變動情況,我們只有預(yù)計的一個變動數(shù)據(jù))。因此我們將除電價變動量之外的其余預(yù)計變動數(shù)據(jù)和最大可以接受的企業(yè)的凈利率變動數(shù)值帶入公式(9)中,就能計算得到這個情形下的電價變動量,這個變動量即為企業(yè)最大可以接受的電價波動值,即最大電價承受能力值,具體為基于凈利率敏感性分析方程(8),將預(yù)計電價變動量挪到左側(cè),可以得到預(yù)計電價變動量的表達(dá)式(9):
將公式(9)中的凈利率變動量δrlg替換成企業(yè)最大可承受的電價變動量δrlgmax,即可得到企業(yè)電價承受能力測算方程(10):
將企業(yè)l數(shù)據(jù)庫中:電價pl1、電能單位產(chǎn)品耗量系數(shù)kl1、原材料價格plj(j=2,3,…ml)、產(chǎn)品售價pl、產(chǎn)品銷量ql、原材料單位產(chǎn)品耗量系數(shù)klj(j=2,3,…ml)、最大可承受的凈利率變動量δrlgmax、各項期間費(fèi)用clk(k=ml+1,ml+2,…,nl)、預(yù)計產(chǎn)品售價變動量δpl、預(yù)計原材料成本變動量δplj(j=2,3,…ml)、預(yù)計各項期間費(fèi)用變動量δclk(k=ml+1,ml+2,…,nl)帶入公式(10)中,可測算得到企業(yè)l的最大電價承受能力值δpl1max。
企業(yè)電價彈性值計算模塊60用于根據(jù)接收的每個企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)及每個企業(yè)的預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù)、將接收的每個企業(yè)的預(yù)計電價變動量δpl1(l=1,2,…,s)及預(yù)存的計算公式:
高載能行業(yè)屬于用電大戶,其設(shè)施比較先進(jìn),并可以通過雙邊交易自由選擇供電方,能較為靈活應(yīng)對市場的變化,因此其彈性系數(shù)會較大,從長期來看其電力需求主要會受電價、行業(yè)市場供需環(huán)境兩個因素影響,其中行業(yè)市場供需環(huán)境因素主要包括產(chǎn)品售價及各類原材料價格。
將公式(5)中根據(jù)銷量ql進(jìn)行變換,得到如下公式:
則根據(jù)公式(2)企業(yè)用電量與產(chǎn)量之間的關(guān)系,得到企業(yè)用電量表達(dá)式:
在實際經(jīng)營過程中,產(chǎn)品售價、各類原材料價格和其余成本項均會影響到電價彈性,因此將用電量ql1對電價pl1、售價pl、各類原材料價格plj和其余成本項clk的敏感性方程為如下所示:
因此有企業(yè)用電量敏感性分析方程為:
式中新增過程變量:δql1表示用電量的變動量。
則有企業(yè)電價彈性el公式為如下所示:
將企業(yè)l數(shù)據(jù)庫中:電價pl1、電能單位產(chǎn)品耗量系數(shù)kl1、產(chǎn)品售價pl、產(chǎn)品銷量ql、動態(tài)輸入的企業(yè)l的預(yù)計電價變動量δpl1(l=1,2,…,s)帶入公式(16)中,可測算得到企業(yè)l的電價彈性值el。
全社會用電量測算模塊70用于根據(jù)接收的每個企業(yè)的電價彈性值el、接收的每個企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)及每個企業(yè)的預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù)、每個企業(yè)的預(yù)計電價變動量δpl1(l=1,2,…,s)及預(yù)存的計算公式:
某高載能企業(yè)l下一年度的用電量由兩部分組成:合同期內(nèi)電量和業(yè)擴(kuò)報裝電量,如下式所示。
qle=q′l1+q′l2(l=1,2,...,s)(17)
式中新增過程變量:qle為企業(yè)未來某年度用電量,q′l1為企業(yè)合同期內(nèi)電量。
合同期內(nèi)電量又由兩部分組成:完成產(chǎn)品計劃產(chǎn)量消耗的電量和受電價、行業(yè)態(tài)勢變化而改變的電量,如下式所示。
因此,若以本年為基準(zhǔn),預(yù)測下一年度的企業(yè)l的用電量,計算公式為:
最終,有全社會用電量測算值為:
將所有企業(yè)數(shù)據(jù)庫中—電價pl1(l=1,2,…s)、電能單位產(chǎn)品耗量系數(shù)kl1(l=1,2,…s)、產(chǎn)品銷量ql(l=1,2,…s)、企業(yè)預(yù)計開工率αl(l=1,2,…s)、預(yù)測年份企業(yè)產(chǎn)品計劃產(chǎn)量q′l(l=1,2,…s)、預(yù)測年份企業(yè)預(yù)計業(yè)擴(kuò)報裝量q′l2(l=1,2,…s)、占全社會用電量占比ωl(l=1,2,…s)與各企業(yè)的電價彈性值el(l=1,2,…,s)、動態(tài)數(shù)據(jù)各企業(yè)的預(yù)計電價變動量δpl1(l=1,2,…,s)帶入公式(20)中,可得到全社會用電量測算值qe。
進(jìn)一步的,社會電力需求預(yù)測系統(tǒng)10還包括全社會用電量測算值輸出模塊80,全社會用電量測算值輸出模塊80用于將各企業(yè)的最大電價承受能力值、各企業(yè)電價彈性系數(shù)及全社會用電量測算值qe輸出,供用戶參考;社會電力需求預(yù)測系統(tǒng)10還包括企業(yè)下一年度用電量預(yù)測值計算模塊90,企業(yè)下一年度用電量預(yù)測值計算模塊90用于根據(jù)計算公式
本發(fā)明提供的一種全社會用電量測算方法,包括以下步驟:
存儲高載能行業(yè)中的各企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)及預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù),其中,每個企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)包括電價pl1、電能單位產(chǎn)品耗量系數(shù)kl1、原材料價格plj(j=2,3,…ml)、原材料單位產(chǎn)品耗量系數(shù)klj(j=2,3,…ml)、各項期間費(fèi)用clk(k=ml+1,ml+2,…,nl)、產(chǎn)品售價pl、產(chǎn)品銷量ql、占全社會用電量占比ωl,每個企業(yè)的預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù)包括預(yù)測年份企業(yè)產(chǎn)品計劃產(chǎn)量q′l、預(yù)測年份企業(yè)預(yù)計業(yè)擴(kuò)報裝量q′l2、最大可承受的凈利率變動量δrlgmax、預(yù)計產(chǎn)品售價變動量δpl、預(yù)計開工率αl、預(yù)計原材料成本變動量δplj(j=2,3,…ml)、預(yù)計各項期間費(fèi)用變動量δclk(k=ml+1,ml+2,…,nl);
獲取每個企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)及企業(yè)預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù);
響應(yīng)用戶的輸入各企業(yè)的預(yù)計電價變動量的操作,產(chǎn)生對應(yīng)的每個企業(yè)的預(yù)計電價變動量δpl1(l=1,2,…,s);
根據(jù)接收的每個企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)及每個企業(yè)的預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù)、接收的每個企業(yè)的預(yù)計電價變動量δpl1(l=1,2,…,s)及預(yù)存的計算公式:
根據(jù)接收的每個企業(yè)的電價彈性值el、接收的每個企業(yè)的基準(zhǔn)年份歷史數(shù)據(jù)及每個企業(yè)的預(yù)測年份計劃數(shù)據(jù)、每個企業(yè)的預(yù)計電價變動量δpl1(l=1,2,…,s)及預(yù)存的計算公式:
上述全社會用電量測算方法還包括以下步驟:將各企業(yè)的電價承受能力值、各企業(yè)電價彈性系數(shù)及全社會用電量測算值qe輸出,供用戶參考。
上述全社會用電量測算方法,還包括以下步驟:根據(jù)計算公式