黃河 張岑 樊麗君 胡彩紅
1.國網江蘇省電力有限公司常州供電分公司; 2.北京成和能源咨詢有限公司
隨著泛在電力物聯網技術以及電力改革進程加快,綜合能源服務將成為更多能源企業(yè)轉型發(fā)展的方向,成為電網公司增供擴銷、提升服務形象的重點任務。綜合能源服務是一種新型的,為滿足終端客戶多元化能源生產與消費的能源服務形式,包括能源和服務兩大類。為了提升江蘇省電力公司綜合能源服務形象,提升電網規(guī)劃運行水平,滿足能源消費供給、提升能源效率、降低用能成本、促進競爭與合作、能源結構轉型、能源系統(tǒng)形態(tài)新的發(fā)展趨勢需求,必須深入開展江蘇省綜合能源服務的用電量預測。
文1提出了電網公司綜合能源服務業(yè)務進行混合所有制改革的三種模式,分析了各模式的優(yōu)劣勢和適用范圍。文2根據構建了用戶不同類型負荷響應特性模型,針對綜合能源服務商在運營過程中面臨的主要不確定性因素,以其在不同類型市場中能源購置成本最小為目標,構建了計及DR資源的兩階段隨機市場購電決策模型。已有相關綜合能源服務的研究大多從項目級的角度探索,缺乏對其大范圍中長期用電量預測方法的研究,戰(zhàn)略前瞻性不足。
本文結合江蘇省經濟社會發(fā)展和綜合能源服務技術發(fā)展趨勢的特點,建立灰色預測用電量預測模型,通過模型計算,可以給出中長期江蘇省綜合能源服務用電量情況,為江蘇省電力公司和上下游企業(yè)、政府部門部署綜合能源服務工作提供參考。
灰色GM(1,1)模型預測法
通常情況下,建立的預測模型的數據越多越好,但樣本容量過大不一定能夠找到樣本的統(tǒng)計規(guī)律。灰色模型,即GM模型,不受模型樣本是否存在統(tǒng)計規(guī)律、統(tǒng)計規(guī)律是否為典型過程的限制,所需樣本量小,計算量小?;疑A測的思想是:先將原始數據生成具有一定規(guī)律的序列,再對生成序列進行建模預測,得到生成序列的預測值,最后對生成序列的預測值進行還原,得到模型的預測值。具體計算過程如下:
首先選擇基于時間序列的n個觀察值X(0);其次,通過累加生成新序列X(1);第三,基于X(1)緊鄰均值生成序列Z(1);第四,構建GM(1,1)灰微分方程模型為,式中,a稱為發(fā)展灰數,b稱為內生控制灰數。第五,構建微分方程為上述灰色微分方程的白化方程;第六,求解白化方程的時間響應函數和灰微分方程的時間響應序列;第七,構建預測方程。
江蘇是我國經濟發(fā)達省份,2018年實現生產總值92595.4億元,同比增加6.7%,人均GDP達到115322元。全社會用電量達到6128億千瓦時,同比增加5.5%,省外輸入電量占比18%。江蘇能源資源匱乏,是典型的能源輸入型地區(qū),因此必須大力推進綜合能源服務提升能源安全保障水平。未來江蘇省綜合能源服務涉及水電氣熱(冷)等能源,園區(qū)綜合能源服務是重點發(fā)展方向。例如江蘇紅豆工業(yè)園,涉及紡織服裝、橡膠輪胎、生物醫(yī)藥、地產等行業(yè),用能種類豐富,涵蓋水、電、氣、熱、光、儲等多類型能源消費,2018年園區(qū)用電量2.84億千瓦時,用熱蒸汽40萬噸,其中清潔能源占比8.68%。
未來江蘇經濟發(fā)展轉型趨勢更加明顯,預計2035年以前GDP年均增速將維持在4.5%-6%,稍低于全國平均水平。全社會用電量年均增速將維持在2.5%-4%,也將低于全國平均水平。江蘇電力增長中貢獻最大的成分是綜合能源服務,預計2035年以前年均增速將維持在4%-6%,到2035年江蘇新增綜合能源服務用電量將達1350億千瓦時,約占新增用電量的40%,主要分布在工業(yè)園區(qū)、城鄉(xiāng)結合部、中心城鎮(zhèn)。從用電類型來看,江蘇綜合能源服務主要集中于電鍋爐、電窯爐、交通電氣化(電動汽車和岸電等)和家庭電氣化。
為了提升能源安全供應水平、提高能源服務質量,提升電網規(guī)劃運行水平,江蘇省必須大力推進綜合能源服務。本文結合江蘇省經濟社會發(fā)展和綜合能源服務技術發(fā)展趨勢的特點,建立灰色預測用電量模型,進而預測未來江蘇省綜合能源服務用電量。研究表明,到2035年江蘇新增綜合能源服務用電量將達1350億千瓦時,約占新增用電量的40%,主要分布在工業(yè)園區(qū)、城鄉(xiāng)結合部、中心城鎮(zhèn)。從用電類型來看,江蘇綜合能源服務主要集中于電鍋爐、電窯爐、交通電氣化(電動汽車和岸電等)和家庭電氣化。案例表明所提方法的可行性。