企业用电峰谷分时电价的成本效益优化分析模型
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峰谷分时电价建模策略综述廖烽然;程秀娟;刘晓娜;康学通【摘要】峰谷分时电价是需求侧管理的有效措施之一,是电力经济最有效的调节杠杆.合理的划分时段并制定电价可有效引导用户改变用电习惯,改善电能质量,保证电网资源的优化配置.如何公平合理地设计峰谷分时电价方案是确保其顺利实施的关键.针对峰谷分时电价决策模型进行综述,对其在国内外的发展现状进行概括和分析.具体给出几种常见的分时电价模型,总结分时电价的不同建模方法,最后展望峰谷分时电价的未来发展方向.【期刊名称】《山东电力技术》【年(卷),期】2014(041)006【总页数】4页(P17-20)【关键词】峰谷分时电价;需求侧管理;削峰填谷;电力市场【作者】廖烽然;程秀娟;刘晓娜;康学通【作者单位】国网山东省电力公司烟台供电公司,山东烟台 264000;国网山东省电力公司烟台供电公司,山东烟台 264000;国网山东省电力公司烟台供电公司,山东烟台 264000;国网山东省电力公司烟台供电公司,山东烟台 264000【正文语种】中文【中图分类】F407.61随着经济和工业的快速发展,用电负荷也在快速增长。
而用户用电时段较为集中,造成电网峰谷差较大,从而电网在低谷时期大量机组闲置,高峰时期拉闸限电,不仅造成资源浪费,还降低了整体经济效益。
为缓解用电高峰期的紧张局面,提出了利用峰谷分时电价的经济手段。
峰谷分时电价通过引导用户改变用电时间和习惯来调整用电负荷,实现削峰填谷,提高用电负荷率和供电质量[1]。
实行峰谷电价,可降低用户的用电成本,还可减少供电公司在电源和削峰填谷方面的投资,减少机组空置率。
因此采用峰谷分时电价来实施电力需求侧管理具有重要意义[2]。
实施峰谷分时电价的关键在于合理划分峰谷时段和确定各时段电价。
否则,如果峰谷分时电价制定不合理,则无法达到预期效果,甚至出现峰谷倒置的现象。
合理划分峰谷时段是保证分时电价顺利建模和实施的前提。
现有文献一般通过评估用户需求响应,将1个周期划分为峰、平、谷时段,所用方法一般分为两类:基于负荷曲线分布分析和基于供电成本变化分析。
中国工商业储能现状成本峰谷套利及运营机制工商业储能是指写字楼、工厂等用电侧配备的储能设备,其主要实现的目标包括自发自用或者峰谷价差套利。
国内各地主动拉大用电侧峰谷价差,拓宽工商业储能盈利空间,间接带动工商业储能发展。
随着未来各地峰谷价差的进一步扩大,同时规模效应带来的储能系统初始投资额下行,工商业储能的经济性凸显。
工商业储能系统主要包括PACK电池、PCS(储能变流器)、BMS(电池管理系统)、EMS(能量管理系统)等。
其大都一体化建设,多采取一体柜形式,工商业储能相较储能电站对系统控制水平要求较低,一些PCS同时具备BMS功能,EMS需设定系统充放电时间以达到能量管理目标。
目前随着工厂用电量的增加,部分工商储的容量也能达到MW级别。
工商业储能系统构成峰谷价差拉大近年来,国内各地主动拉大用电侧峰谷价差,拓宽工商业储能盈利空间,间接带动工商业储能发展。
2021年发改委推出的《关于进一步完善分时电价机制的通知》,在保持电价总水平稳定的基础上,更好引导用电侧削峰填谷、改善电力供需状况、促进新能源消纳,并要求各地科学划分峰谷时段、合理确定峰谷电价价差。
据CNESA 数据,2023年6月全国共计19个省份的最大峰谷价差超过0.6元/kWh,其中广东省(珠三角五市)的峰谷价差最大,达到1.347元/kWh,超过第二名(海南省)约0.1元/kWh 。
2023上半年我国共有22个省份最大峰谷价差超过0.6元/KWh,大部分省份的峰谷价差相较于去年同期在持续拉大。
最大峰谷价差位列前五的分别是广东省(珠三角五市)1.352元/KWh 、海南省1.099元/KWh 、湖北省0.985元/KWh 、浙江省0.970元/KWh 、吉林省0.961元/KWh 。
■2023H1∙2022H12023上半年全国各地最大峰谷价差汇总(单位:元KWH ) 工商业储能成本优势提升凶犯⑪½*5aJ *=面 ≡s 去 *«底 *旨 花怅■≡{hti ≡κ≡ *6痍 事疝加 *口席 ≡A , ︐蛾艘(≡we2 *E≡fi9 Wl 柜M*(量),4登≡ed凶英⑪«■8*«1] 凶奖皿Mg ≡≡m 凶典≡≡回・小≡置 U ≡w* ew-H 凶«血&制舞矍≡ls -3 (邕共有22个省份 最大鳍谷价差超 过 0.6 τξ∕kWh1 1 O O O O O1、储能电芯成本呈下降趋势2023年以来碳酸锂价格大幅下滑,带动电化学储能成本降低。
电力公司成本效益精益化管理模型及实践孙贤【摘要】随着企业对成本精益化管理关注的增强,学界对成本效益精益化管理进行了长期探讨,但缺乏对具体行业的深入讨论.方法论对实践操作具有重要的指导意义,在参阅国内外成本精益化管理及效益提升相关研究文献的基础上,通过总结国内外研究现状,以成本效益精益化管理相关理论为指导,采用案例分析的研究方法,对A电力公司成本效益管理问题提出了建议.通过对费用和成本进行作业分解,创建了线路标准化作业成本汇总表.寻找作业动因,根据每项作业所需资源和成本动因率标准求得成本的资源需要量,使成本计算准确,责任分明.在此基础上建立的成本效益管理模型对电力企业实践具有重要意义.【期刊名称】《华北电力大学学报(社会科学版)》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】9页(P33-41)【关键词】精益化管理;成本;效益;电力企业【作者】孙贤【作者单位】国网冀北电力有限公司财务资产部,北京 100053【正文语种】中文【中图分类】F407.61随着国家对电力体制改革的逐步深入,对供电企业成本管理的要求提高,同时要求保障电力的可靠性、稳定性与电能质量水平,亟需对现有成本管控模式进行优化。
[1]随着企业对成本精益化管理关注的增强,学界对成本效益精益化管理进行了长期探讨,但缺乏对具体行业的深入讨论。
同时,已有文献偏向于对成本效益精益化管理进行理论探讨,而缺乏结合具体案例进行分析。
本文基于此,结合具体行业具体案例构建模型并进行测算,对方法论的实际应用具有重要意义。
在成本精益化管理下,成本核算从全过程的基础管理入手,通过进一步优化ERP系统核算流程,更为快速准确的核算出企业各作业环节的成本信息,构建起与企业决策息息相关的精益化成本核算体系。
[2]在此基础上,基于ERP系统提供的精益化成本数据,对成本对象的效益进行进一步测算。
[3]本模型以作业成本法方法论为基础,结合A公司业务实际情况,在此基础上建立成本效益测算模型。
分时电价下关注能耗成本的生产问题建模及算法研究摘要:现阶段由于社会和经济高速的发展,使得人们对于能源的需求越来越高。
能源危机的出现,也会直接导致环境问题的产生。
因此在发展过程中,如何合理的均衡用电负荷以及适应能源供给侧结构的特征,关乎着企业的发展前景。
本文主要就单机生产系统为分析对象,研究其分时电价模式下的能耗问题,并设计相关算法。
关键词:分时电价;能耗成本;分支规则;剪枝策略前言:能源是一个国家经济生产的重要基础,同时能源的价格在市场当中也对各行各业产生着重要的影响。
因此对于能源利用率的提升,是国家进行整体规划的重要工作方向。
相较于在生产过程中的提升工艺以及技术,企业对于能源的合理运用,不仅仅可以降低企业运行的成本,还可以促进企业的高速发展。
1 分时电价下能耗成本的生产问题建模随着我国对能源供给侧的改革,使得现阶段能源的价格的定价模式也在逐渐地转变为精准化与复杂化。
在发展的过程中,分时电价是一种被广泛使用的定价模式,这样的模式是指在用电的高峰期间用电价较高,但是在低谷时期电价定价较低,这样便可以有效地促进用户节约用电,养成错峰用电的习惯,能够产生削峰填谷的效果。
现阶段很多人都对分时电价数据进行了分析和研究。
在研究中发现在进行分时电价的定价时,其生产调度计划当中的空闲缓冲时间会有利于降低企业的用电成本值,这样的效果使得其远比传统分延迟型调度有着较高的优势性。
为此在对能源消耗问题的分析过程中,不仅仅需要对分时电价进行分析,还需要利用组合优化的方式,对排序、分配等各种离散变量进行优化分析。
下图1为分时电价模式。
图1 分时电价模式1.1离散时间建模使用离散时间建模的方法,是需要将整个企业的生产周期进行离散处理,是指分成若干个最小时间单位,这样便可以很好地对出现的问题进行建模。
这样的建模方式可以很好地解决在资源受限项目当中的调度问题。
并且,伴随着离散之后对精度需求的提升,一定会提升问题当中的决策变量的实际规模。
企业用电成本分析及优化对策随着经济的快速发展,企业的用电成本越来越高。
特别是一些能源密集型企业,用电成本占比较大,因此,对于企业来说,降低用电成本就变得尤为重要。
本文将从政策、技术和管理等多个方面,详细分析企业用电成本的分解和优化对策,希望为企业降低用电成本提供参考。
一、企业用电成本分解1.电费电费是企业用电成本的主要部分,在企业成本结构中占据较高比例。
企业的电费主要包括基本电费、附加电费和政策性调节电费。
其中,基本电费是根据电表使用量计算的,主要涵盖了企业用电的基本费用。
附加电费主要包括各种附加费用,如输配电费、环保费等。
政策性调节电费是国家为了调节用电行为而设定的一类费用,主要包括用能标准等。
要分析并降低企业的用电成本,首先要了解企业用电成本在电费中的分解和结构。
企业用电成本从政策性、技术性和管理性三个方面进行分解,进而找出可以优化的点,实现用电成本的降低。
2.能耗结构企业的能耗结构是指企业不同消耗能源的比例。
根据调查数据,国内企业的用电成本占整个能耗的比例高达60%以上。
因此,针对企业能耗结构进行分析和优化,也是企业用电成本分析的重点之一。
企业能耗结构分析的目的在于找出企业在不同环节以及不同生产过程中能源的消耗量以及消耗方式,进而从中发现潜在的优化点。
例如,在生产过程的高峰时段,一些企业往往需要大量的电力,但是在其他时间,能源消耗量却相对较低。
因此,可以通过调整生产计划和增加用电设备的过载能力,实现用电成本的降低。
3.能耗管理能耗管理是维持企业用电成本优化的核心手段。
企业应该根据用电情况制定用电制度,提高员工的用电意识,加强设备检修和维护等措施,推行能源管理,开展节约用电宣传活动。
例如,在设备维护方面,企业可以采取定期检查设备状况、维修故障设备的方法。
在能源管理方面,可以实施诸如合理的生产计划、设备自动化控制、能源计量和能源费用分配等管理方法的提高节能水平。
二、降低企业用电成本的优化对策1.应用可再生能源可再生能源是指通过自然界的自我更新过程或人工成品装置的能量获取方式,可以自然更新而不会造成能源物质不可持续的能源,如风能、太阳能、水能、生物质能等。
电力系统电价建模与经济分析电力系统是国民经济的重要组成部分,电力系统电价的确定对于保证电力系统运行的可持续性和经济性非常重要。
电价建模和经济分析是研究电力系统电价的重要方法和工具,可以帮助制定科学合理的电价政策,提高电力系统运行效率。
一、电价建模电价建模是电力系统电价制定的理论基础,也是电价经济分析的重要内容。
它包括了对电力市场的模拟和对市场中各参与主体的行为模拟两个方面。
1.电力市场模型电力市场涉及到大量的市场主体之间的博弈和交互,因此需要建立相应的电力市场模型,来研究电力市场的运行规律和市场主体之间的交互行为。
电力市场模型一般包括供需模型、成本模型和市场均衡模型。
供需模型是描述市场供求关系的模型,它反映了市场需求量和供给量之间的平衡关系,可以用来预测市场价格的变化趋势。
成本模型是描述市场供应商成本结构和成本计算方法的模型,它可以帮助预测市场供应方的出价策略和市场价格的上限。
市场均衡模型是描述市场主体之间博弈行为的模型,它可以通过博弈论方法来刻画市场参与者的决策行为和策略选择,以及市场均衡状态的产生和演化机制。
2.市场参与主体行为模型市场参与主体包括供电企业、发电企业、用户和调度中心等,它们的行为对电力市场的供求关系和价格水平产生影响。
因此,需要建立相应的市场参与主体行为模型,来研究不同市场主体的行为策略和决策机制。
供电企业是市场的监管者和调度者,它需要考虑用户需求和市场稳定性,根据市场均衡情况进行调度和优化。
因此,供电企业的行为模型需要考虑市场参与主体的需求和供给情况,协调市场各方的决策行为。
发电企业是市场的供应方,它需要考虑市场竞争和成本效益,根据市场规律制定出价策略和供应方案。
因此,发电企业的行为模型需要考虑市场竞争情况和成本结构,根据市场价格和成本水平进行最优化决策。
用户是市场的需求方,它需要考虑市场价格和电力质量,根据市场需求制定用电计划和用电策略。
因此,用户的行为模型需要考虑市场价格和用电需求,根据市场供需情况进行最优化决策。
1引言电力市场的运行具有明显的时变特性,这主要表现为电力需求的峰谷差异。
随着电力市场化的推进和新能源技术的应用,如何通过市场机制来优化电力资源的配置,缓解电力系统的运行压力,提高电力系统的运行效率和经济效益成为电力企业和政策制定者面临的重要挑战。
在这个背景下,时变电价制度应运而生,它通过在不同时间段设定不同的电价来引导消费者改变电力消费行为,从而实现电力系统运行的优化和电力资源的合理配置。
2电力峰谷差异的分析2.1电力需求的时变特性电力需求的时变特性是电力系统运营和电力市场运作的重要特点之一。
首先,从日内看,电力需求会随着时间的推移出现高峰和低谷,形成显著的峰谷差异。
通常情况下,高峰期出现在早晨和傍晚,因为这两个时段是人们生活和工作活动最为密集的时间,电力需求量相对较大。
而在夜间,由于大部分人处于休息状态,电力需求量会明显下降,形成低谷期。
其次,电力需求还具有明显的季节性变化。
例如,在冬季和夏季,由于需要使用暖气和空调设备,电力需求量通常会增加,而在春秋两季,电力需求量相对较低。
通过分析电力需求的时变特性,电力企业可以更好地理解市场需求,制定相应的电价和营销策略,以优化电力资源的配置,提高电力系统的运行效率和电力企业的经济效益。
同时,时变特性的分析也为电力企业提供了利用时变电价来引导消费者改变电力消费行为,以缓解电力系统的运行压力和提高电力市场运行效率的可能性。
2.2电力峰谷差异的影响2.2.1对电力系统运行的影响电力峰谷差异直接影响电力系统的运行。
高峰期时,电力需求急剧增加,电力系统需要有足够的产能来满足这种需求,否则可能会出现供电不足的情况,甚至导致电力系统的不稳定。
同时,电力系统还需要具备良好的调峰能力来应对需求的快速变化。
低谷期时,由于电力需求减少,电力系统可能会面临产能过剩的问题,导致电力资源的浪费。
为了保证电力系统的稳定运行,电网公司需要投资建设调峰电厂和储能设施,增加系统运行的成本。
企业用电峰谷分时电价的成本效益优化分析模型
摘要:介绍实施峰谷分时电价是一项有效的DSM措施。
从电力市场运行规则、峰谷分时电价的成本效益分析模型及峰谷分时电价成本效益分析与计算流程几方面进行了浅析。
关键词:峰谷分时电价;成本效益分析;需求侧管理(DSM);用电企业
TOU electricity tariff corporate cost-benefit analysis model optimization
Fang XiumeiHuang Rulin
Abstract: The implementation of TOU pricing is an effective DSM measures. From the electricity market operation rules, TOU pricing model and cost-benefit analysis cost-benefit analysis of TOU pricing and calculation of several aspects of the Analysis Process.Key words:TOU price; cost-benefit analysis; demand-side management (DSM); electricity companies
一、引言
随着企业的不断发展,用电需求也越来越高,而电力需求侧管理(demand side management,DSM)作为一种有效的负荷管理手段也越来越受到重视。
DSM是指电力公司为了影响(改变)用户的电力消费,使其产生电力公司希望的负荷曲线形状(即改善负荷时间特性及数量)而计划和实施的措施。
国内外的研究表明,峰谷分时电价的确是一项有效的DSM措施。
它通过价格信号引导用户采取合理的用电结构和方式,从而减小电网高峰时段的负荷需求,提高系统负荷率和设备利用率,增强系统运行的可靠性和经济性,不仅有利于节约能源和电网资源的优化配置,还有助于企业的可持续发展。
一项可行的峰谷分时电价方案应确保企业从中受益,也就是保证获得的利润不低于实施峰谷分时电价之前的状况。
因此,对峰谷分时电价方案进行合理、有效的成本效益分析,也是DSM措施成功实施的前提与基础,是引导企业积极参与DSM的重要依据。
国内外对DSM措施成本效益分析的研究已取得了一些成果,并提出了DSM 措施的评价指标体系,给出了相应指标的计算模型。
就社会而言,指出了各参与方利益的合理分配,这对DSM措施的成功实施非常重要。
同时必须选用能使各参与方的益本比(benefit cost ratio,BCR)均大于或等于1的方案。
有的对三方成本效益进行分析,并给出了最优效益模型及计算机仿真模型,研究成果都是在发、供、用电一体的前提下,对DSM各参与方的成本效益进行分析和合理分配。
企业通过DSM措施的实施者,可有效较低成本,提高经济效益。
二、电力市场运行规则
国内电力市场现行的峰谷分时电价方案,主要是针对需求侧实施的,其
意义在于“削峰填谷”,即降低电网高峰负荷和峰谷差,优化负荷曲线,从而减少高峰备用装机容量,提高发电机组运行效率和降低发电成本,因此发电公司是实施峰谷分时电价的主要受益者。
然而电网公司却承担了实施峰谷分时电价的大部分成本(如相关设备投入、宣传推广、技术开发费用等)。
此外,实施峰谷分时电价还有可能造成电网公司的售电收入有所减少,这是由于为了增强电力用户参与“削峰填谷”的积极性,应确保实施峰谷分时电价后的用户电费支出不得大于其在实施前的电费支出。
由此实施峰谷分时电价也造成了电网公司和发电公司之间利益的不平衡,限制了电网公司参与的积极性。
所以对发电侧上网电价结构进行调整很必要,并实行相应的峰谷上网电价,以均衡电网公司与发电公司的利益。
总之,对需求侧峰谷分时电价成本效益分析的研究也就是要基于以下市场规则进行:1、对发电侧实行峰谷上网电价,对电力市场需求侧实行峰谷分时电价。
2、实行峰谷分时电价前后电网的用电总量基本保持不变。
3、实行峰谷分时电价前后由于网损变化而减少的电网公司购电费用,为了简化模型可忽略。
三、峰谷分时电价的成本效益分析模型
对于用户与实施峰谷分时电价相关的效益,包括用户减少的电费支出,其成本包括用户承担的设备投资成本和项目管理费用,而项目管理费用又包括用户增加的运行、维护费用,以及由于用电方式调整而给予工人的加班补贴费用等等。
因此,企业用电成本、效益分析模型便分别为:
(1)
(2)
式中:Cu、Bu分别为企业实施峰谷分时电价的总成本和总效益;Cui、Bui 分别为企业第i年的成本和效益;Ei′、Mi′分别为用户第i年的设备投资成本和项目管理费用。
在这里:Ei′与Ei分别为企业和电网公司各自承担的设备投资成本,它们之和为实施峰谷分时电价的相关设备投资总成本。
四、峰谷分时电价成本效益分析与计算流程
华南理工大学与广东电网公司合作开发的“广东省电力需求侧管理决策支持系统”的“峰谷分时电价成本效益分析”子系统中,应用这些模型的计算流程,得出的结果较好。
该分析系统的实现原理是针对峰谷分时电价方案实施期内的每一年单独进行成本效益分析,目标旨在计算出确保各参与方在实施期内每一年的益本比均大于或等于1的“削峰填谷”电量临界值∆Qic(i=1, 2,…,M)。
即对于某一峰谷分时电价方案,当企业自觉改变用电方式使得在实施期内第i年的用电高峰时段削减的电量能达到或超过∆Qic时,此方案即可通过“无受损者测试”。
其处理的意义在于:1、可确保在第i年获得的利润均大于或等于其在实施峰谷分时电价前的利润,即保证第i年实施峰谷分时电价的净利润大于或等于0,从而
消除了企业响应受年度盈利情况波动过大的影响。
2、可求得方案实施期内每一年的∆Qic,克服了由于M≥1造成的未知数∆Qi(i=1,2,…,M)过多以致无法求解的问题。
应该指出:不合理的峰谷分时电价方案,有可能引起企业用电响应过度,并导致负荷曲线“峰谷倒置”现象的发生,这就严重危害电力系统运行的可靠性和经济性。
因此,在对峰谷分时电价方案进行成本效益分析之前,应事先限定一个合适的“削峰填谷”电量最大值∆Qim,它可取为第i年用电总量预测值的一个百分比(一般取5%-10%),又可根据负荷预测结果确定。
五、结束语
采用合理、有效的分析模型,可对峰谷分时电价方案进行成本效益分析,确保多方利益的合理分配,而DSM措施则是成功实施的前提和基础。
通过成本效益分析模型,可求得“削峰填谷”电量临界值,电网公司可在政府部门相关政策的指导下,结合网内用户的负荷特性及其需求响应规律,研究制定对峰谷分时电价方案、响应方案。
若响应结果(“削峰填谷”电量预计值)处于以“削峰填谷”电量临界值为下限,最大值为上限的闭区间内,则说,说明方案是可行的,然后按此系列可行的峰谷分时电价方案实施,从中发、供、用电三方均可获得利润的最优化和最大化。
在企业内部,通过“削峰填谷”电量临界值核算,然后付出实施,也能使内部用电结构得到最佳优化、效益最大化。
参考文献
1、曾鸣.电力需求侧管理[M].北京:中国电力出版社,2001.
2、江辉,彭建春,丁克.需方用电管理的电价策略与效益评估[J].电力自动化设备,2001,21(3):29-32.。