Статистический анализ и планирование технико-экономических показателей энергообъединений на основе программного комплекса "Энергостат"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Статистический анализ и планирование технико-экономических показателей энергообъединений на основе программного комплекса “Энергостат”

Б.И. Макоклюев, к.т.н.,

А.В. Антонов, инж.

(ВНИИЭ),

Б.И. Cалманов, инж.

(ООО Энергостат)

Задача планирования уровня электропотребления и связанных с ним технико-экономических показателей - тарифов на электроэнергию и товарной продукции (в денежном измерении) является одной из первоочередных при планировании работы энергообъединений (ЭО). В качестве ЭО могут выступать АО-энерго, их подразделения, а также иные субъекты рынка электроэнергии. Составляя планы потребления по ЭО в целом, для отдельных групп потребителей и крупных абонентов на предстоящие месяц, квартал, год, соответствующие службы решают задачу определения энергобаланса - соотношения между потребностью в электроэнергии и мощности и возможностями ее покрытия, а также задачу определения тарифов на электроэнергию для различных групп потребителей. Точность прогнозов потребления существенно влияет на итоговые экономические показатели ЭО и приобретает качественно новое значение в условиях формирования рынка электроэнергии.

Программно-технологическая система «Энергостат», эксплуатируемая в ряде ЭО, позволяет решать задачи анализа и планирования режимных параметров и технико-экономических показателей [1]. Одна из ее подсистем - комплекс “Энергостат-4.1” реализует функции планирования электропотребления по отдельным группам и потребителям и функции расчета тарифов и товарной продукции. Возможно последующее планирование общего баланса электроэнергии с разбивкой по характерным составляющим. Разработанная структура и программные средства базы данных позволяют загружать, хранить и анализировать данные с любой дискретностью и глубиной архивов, группировать по определенным признакам и образовывать иерархическую структуру. В базе хранятся фактические и плановые значения показателей, в том числе данные по товарной продукции и тарифам на электроэнергию. Загрузка производится из стандарных отчетных форм. Исходные данные и результаты расчетов представляются с различной временной дискретностью - год, полугодие, квартал, месяц и могут быть выведены в отчетные формы и экспортированы в Excel.

При планированиии программный комплекс оперирирует со следующими показателями:

* Полезный отпуск - потребленная потребителями в4 течение установленного периода (месяц, квартал, полугодие, год, нарастающий итог) электроэнергия и, в отдельных случаях, - установленная мощность. Группировка потребителей может быть различной - по форме 46-ЭС, либо другой заданной. Полезный отпуск, как и любой другой параметр, может быть плановым или фактическим.

* Товарная продукция - стоимость поставляемых энергосистемой услуг в денежном измерении. Группировка этого показателя совпадает с группировкой полезного отпуска, однако, в отличие от последнего, товарная продукция делится на плановую (расчитываемую на базе плана по полезному отпуску и действующих тарифов), фактическую (рассчитанную на базе фактического отпуска электроэнергии и действующих тарифов) и реализованную (оплаченная потребителями товарная продукция на установленную расчетную дату).

* Тарифы на электроэнергию. Показатель плановые тарифы содержит значения тарифов, утвержденных энергетическими комиссиями, действующих в настоящее время и служащих основой для расчетов с потребителями. Показатель среднеотпускные тарифы содержит тарифы, рассчитанные по фактической товарной продукции и фактическому полезному отпуску по группам потребителей.

На Рис.1 приведена рабочая панель программного комплекса, на которой слева отображена иерархическая структура показателей. В правом нижнем углу экрана - панель данных (в конкретном случае - данных по электропотреблению (полезный отпуск) населения с газовыми плитами).

Рис.1. Главное окно программного комплекса

Помимо основных показателей, размещенных в колонке «Итог», в других колонках приведены вспомогательные расчетные показатели - нарастающие итоги, приросты (абсолютные и проценты) и т. п..

Одним из основных факторов, влияющих на потребление, является температура окружающего воздуха. Средства корреляционного анализа программного комплекса позволяют установить наличие и степень корреляционной связи параметра с любым влияющим фактором, в данном случае - температурой наружного воздуха.

На Рис.2 представлен результат корреляционного анализа электропотребления непромышленных потребителей на интервале 1997 - 2000 гг. Справа от таблиц данных по температуре и потреблению размещено корреляционное поле параметров и таблица результатов корреляционного анализа - коэффициент корреляции, дисперсии, и коэффициенты линейной функции.

Рис.2. Пример результатов корреляционного анализа данных

статистический электроснабжение

Средства графического анализа, реализованные в программном комплексе, позволяют наглядно отслеживать динамику контролируемых параметров по отдельности и путем совмещения разных параметров - по выбору пользователя - на одном графике, как показано на Рис.3..

Рис.3. Динамика месячного электропотребления в региональной энергосистеме по трем характерным группам потребителей - промышленности, населению и непромышленным потребителям.

Оценка устойчивых тенденций изменения различных параметров осуществляется средствами регрессионного анализа.

Рис.4. Аппроксимация тенденции изменения месячных значений электропотребления августа месяца (1994-2000 гг), с помощью степенного полинома

На Рис.4 представлены фактические данные месячного потребления за несколько лет и регрессионная кривая, аппроксимированная степенным полиномом.

Одной из основных функций программного комплекса является прогнозирование показателей. Для прогнозирования используется метод сезонных кривых [2] - метод математического моделирования исследуемых процессов с помощью многочленов Фурье, дополненный алгоритмами адаптивного прогнозирования. Реализованная методика учета влияющих факторов позволяет производить планирование полезного отпуска с учетом влияния температуры или других заданных факторов.

Вариантное прогнозирование дает пользователю удобный инструмент экономического анализа и планирования различных показателей. Прогнозирование полезного отпуска может производиться как по каждой группе потребителей, так и в целом по системе. Сумма прогнозов составляющих (потреблений групп потребителей) отличается от прогнозных значений потребления системы в целом. Реализованные в комплексе различные методы устранения небаланса с применением оптимизационных алгоритмов можно разделить на два основных типа:

1 тип - Устранение небаланса от составляющих к суммарному показателю (прямой расчет)

2 тип - Устранение небаланса от суммарного показателя к составляющим (обратный расчет)

Для 1 типа расчетов прогноз полезного отпуска системы в целом определяется как сумма прогнозов полезных отпусков различных групп потребителей:

, (1)

где: - прогноз полезного отпуска i-ой группы потребителей.

Аналогично, на основе спланированных значений полезного отпуска групп потребителей и утвержденных групповых тарифов определяется прогноз по общей сумме товарной продукции:

(2)

где: - прогноз полезного отпуска для i-той группы потребителей,

- утвержденный групповой тариф для i-той группы потребителей.

Для задачи обратного расчета (2-ой тип) из всех групп потребителей выделяются группы, значения прогнозов которых не должны изменяться в процессе расчетов (группы приемлемых значений), оставшиеся группы могут менять значения потребления так, чтобы неравенство (3), основанное на первоначальных прогнозах, было обращено в равенство.

, (3)

где: - первоначальные значения прогноза полезного отпуска для i-ой фиксированной группы потребителей,

- первоначальные значения прогноза полезного отпуска для i-ой нефиксированной группы потребителей.

Сбалансированный прогноз полезного отпуска i-ой свободной группы потребителей расчитывается при этом по формуле:

, (4)

Аналогично ведется расчет товарной продукции и тарифов для задачи обратного расчета на основе заданного значения суммарной товарной продукции. Задача расчета - обращение неравенства (5) в равенство.

, (5)

где: , - первоначальные значения прогнозов полезного отпуска для группы потребителей с фиксироваными и свободными тарифами,

- значения тарифов фиксированных групп потребителей, не требующие дорасчета,

- значения тарифов свободных групп, требующие дорасчета для устранения небаланса.

Расчетный тариф по i-ой свободной группе потребителей определяется тогда по формуле:

, где (6)

(7)

где: , - новые сбалансированные значения товарной продукции и тарифа для i-ой свободной группы потребителей.

Задавая различные наборы фиксированных групп можно получить соответствующее количество расчетных тарифов для свободных групп, удовлетворяющих условию получения планируемой товарной продукции, прибыли и возмещению издержек производителей.

Реализованные в программном комплексе алгоритмы и методы планирования технико-экономических показателей в настоящее время используются в АО Мосэнерго, совершенствуются по мере накопления опыта практического применения и могут быть адаптированы к конкретным условиям региональных энергообъединений при внедрении комплекса.

Литература

1. Макоклюев Б.И., Антонов А.В., Костиков В.Н. Программный комплекс анализа и планирования режимных параметров энергообъединения «Энергостат-1.1». Вестник ВНИИЭ,1996, стр.76-80.

2. Макоклюев Б.И., Костиков В.Н. Моделирование электрических нагрузок электроэнергетических систем. Электричество.1994. N 10.

Размещено на Allbest.ru