江蘇省綜合能源服務(wù)的用電量預(yù)測(cè)研究

黃河 張岑 樊麗君 胡彩紅

1.國網(wǎng)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

一、引言

隨著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及電力改革進(jìn)程加快，綜合能源服務(wù)將成為更多能源企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的方向，成為電網(wǎng)公司增供擴(kuò)銷、提升服務(wù)形象的重點(diǎn)任務(wù)。綜合能源服務(wù)是一種新型的，為滿足終端客戶多元化能源生產(chǎn)與消費(fèi)的能源服務(wù)形式，包括能源和服務(wù)兩大類。為了提升江蘇省電力公司綜合能源服務(wù)形象，提升電網(wǎng)規(guī)劃運(yùn)行水平，滿足能源消費(fèi)供給、提升能源效率、降低用能成本、促進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)與合作、能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、能源系統(tǒng)形態(tài)新的發(fā)展趨勢(shì)需求，必須深入開展江蘇省綜合能源服務(wù)的用電量預(yù)測(cè)。

文1提出了電網(wǎng)公司綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)進(jìn)行混合所有制改革的三種模式，分析了各模式的優(yōu)劣勢(shì)和適用范圍。文2根據(jù)構(gòu)建了用戶不同類型負(fù)荷響應(yīng)特性模型，針對(duì)綜合能源服務(wù)商在運(yùn)營過程中面臨的主要不確定性因素，以其在不同類型市場(chǎng)中能源購置成本最小為目標(biāo)，構(gòu)建了計(jì)及DR資源的兩階段隨機(jī)市場(chǎng)購電決策模型。已有相關(guān)綜合能源服務(wù)的研究大多從項(xiàng)目級(jí)的角度探索，缺乏對(duì)其大范圍中長(zhǎng)期用電量預(yù)測(cè)方法的研究，戰(zhàn)略前瞻性不足。

本文結(jié)合江蘇省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和綜合能源服務(wù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的特點(diǎn)，建立灰色預(yù)測(cè)用電量預(yù)測(cè)模型，通過模型計(jì)算，可以給出中長(zhǎng)期江蘇省綜合能源服務(wù)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(wù)工作提供參考。

二、預(yù)測(cè)模型

灰色GM（1，1）模型預(yù)測(cè)法

通常情況下，建立的預(yù)測(cè)模型的數(shù)據(jù)越多越好，但樣本容量過大不一定能夠找到樣本的統(tǒng)計(jì)規(guī)律?；疑Ｐ?，即GM模型，不受模型樣本是否存在統(tǒng)計(jì)規(guī)律、統(tǒng)計(jì)規(guī)律是否為典型過程的限制，所需樣本量小，計(jì)算量小?；疑A(yù)測(cè)的思想是：先將原始數(shù)據(jù)生成具有一定規(guī)律的序列，再對(duì)生成序列進(jìn)行建模預(yù)測(cè)，得到生成序列的預(yù)測(cè)值，最后對(duì)生成序列的預(yù)測(cè)值進(jìn)行還原，得到模型的預(yù)測(cè)值。具體計(jì)算過程如下：

首先選擇基于時(shí)間序列的n個(gè)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(gòu)建GM（1，1）灰微分方程模型為，式中，a稱為發(fā)展灰數(shù)，b稱為內(nèi)生控制灰數(shù)。第五，構(gòu)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(shí)間響應(yīng)函數(shù)和灰微分方程的時(shí)間響應(yīng)序列；第七，構(gòu)建預(yù)測(cè)方程。

三、案例分析

江蘇是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份，2018年實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)總值92595.4億元，同比增加6.7%，人均GDP達(dá)到115322元。全社會(huì)用電量達(dá)到6128億千瓦時(shí)，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(jìn)綜合能源服務(wù)提升能源安全保障水平。未來江蘇省綜合能源服務(wù)涉及水電氣熱(冷)等能源，園區(qū)綜合能源服務(wù)是重點(diǎn)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(chǎn)等行業(yè)，用能種類豐富，涵蓋水、電、氣、熱、光、儲(chǔ)等多類型能源消費(fèi)，2018年園區(qū)用電量2.84億千瓦時(shí)，用熱蒸汽40萬噸，其中清潔能源占比8.68%。

未來江蘇經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型趨勢(shì)更加明顯，預(yù)計(jì)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(huì)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(zhǎng)中貢獻(xiàn)最大的成分是綜合能源服務(wù)，預(yù)計(jì)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(wù)用電量將達(dá)1350億千瓦時(shí)，約占新增用電量的40%，主要分布在工業(yè)園區(qū)、城鄉(xiāng)結(jié)合部、中心城鎮(zhèn)。從用電類型來看，江蘇綜合能源服務(wù)主要集中于電鍋爐、電窯爐、交通電氣化（電動(dòng)汽車和岸電等）和家庭電氣化。

四、結(jié)論

為了提升能源安全供應(yīng)水平、提高能源服務(wù)質(zhì)量，提升電網(wǎng)規(guī)劃運(yùn)行水平，江蘇省必須大力推進(jìn)綜合能源服務(wù)。本文結(jié)合江蘇省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和綜合能源服務(wù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的特點(diǎn)，建立灰色預(yù)測(cè)用電量模型，進(jìn)而預(yù)測(cè)未來江蘇省綜合能源服務(wù)用電量。研究表明，到2035年江蘇新增綜合能源服務(wù)用電量將達(dá)1350億千瓦時(shí)，約占新增用電量的40%，主要分布在工業(yè)園區(qū)、城鄉(xiāng)結(jié)合部、中心城鎮(zhèn)。從用電類型來看，江蘇綜合能源服務(wù)主要集中于電鍋爐、電窯爐、交通電氣化（電動(dòng)汽車和岸電等）和家庭電氣化。案例表明所提方法的可行性。