CN107016477A - 基于分时电价对生产任务进行调度的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
根据本发明，提出了一种基于分时电价对生产任务进行调度的方法，包括：确定各调度周期的待交货生产任务量、以及各调度周期的每个不同分时电价等级的分时时段的额定产量；以及在对当前调度周期的待交货生产任务量进行调度时，按照从初始调度周期到当前调度周期的顺序，且按照将当前调度周期的待交货生产任务量优先调度到具有剩余可用产量的较低分时电价等级的分时时段的方式，将当前调度周期的待交货生产任务量调度到各调度周期的具有剩余可用产量的分时时段上，直到将当前调度周期的待交货生产任务量调度完毕为止。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于分时电价对生产任务进行调度的方法和装置，能够在保证按时交货的前提下基于分时电价对生产任务进行调度，从而在按时完成生产任务的的同时，提高电力资源的利用效率且降低了生产成本。
背景技术
分时电价是指根据电网的负荷变化情况，将每天24小时划分为高峰、平段、低谷等多个时段，对各时段分别制定不同的电价水平，以鼓励用电客户合理安排用电时间，削峰填谷，提高电力资源的利用效率。
随着我国电力工业商业化运营的改革，电力需求侧的角色正在发生质的变化，通过参与需求响应，逐渐由被动向主动方向发展，成为维持电力系统安全、稳定及经济运行的一个重要参与者。为了充分利用需求侧的资源，提高电网的经济性和安全性，电力系统运行商实施了许多需求响应项目。而基于价格的需求响应常被用于工业用户，普遍使用的是峰谷分时电价，划分峰谷时段，不同时段制定不同的电价，用户根据价格信号自发进行用电管理。
分时电价是指根据电网的负荷变化情况，将每天24小时划分为高峰、平段、低谷等多个时段，对各时段分别制定不同的电价水平。峰谷分时电价的核心是通过合理的确定峰谷电价水平，在电价的引导下，用户主动改变用电方式，合理安排用电时间，削峰填谷，不但可以降低自身的用电成本，而且会减少电力系统建设和运行的费用乃至全社会的成本，实现电网和企业用户的双赢。
生产制造业中，对于产品的生产活动是按照生产计划进行的。生产计划的主要目标是合理利用资源同时满足计划交货日期。
在专利文献1(CN1714325A)中，公开了一种生产计划管理系统，可大幅减少剩余订货，抑制向订货者的交货延迟。
专利文献2(CN03164846)涉及一种生产计划管理方法和生产计划管理程序。在专利文献2中，主要考虑接受客户订单和预期订单，使得基于各主文件的自动答复用户交货日期成为可能。但其涉及的生产计划管理未对分时电价和电力成本进行考虑。
《东北电力大学学报》第34卷第4期的文章《峰谷分时电价下过程工业用户的用电响应模型》根据过程工业的用电特性建立其在峰谷分时电价激励下的用电决策模型。在该文章中，主要考虑了实时运行的用电策略，但未考虑峰谷分时电价下的生产计划策略。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷提出了本发明。因此，本发明的目的之一是提出一种基于分时电价对生产任务进行调度的方法和装置，能够在保证按时交货的前提下基于分时电价对生产任务进行调度，从而在按时完成生产任务的的同时，提高电力资源的利用效率且降低了生产成本。
为了实现上述目的，根据本发明，提出了一种基于分时电价对生产任务进行调度的方法，包括：确定各调度周期的待交货生产任务量、以及各调度周期的每个不同分时电价等级的分时时段的额定产量；以及在对当前调度周期的待交货生产任务量进行调度时，按照从初始调度周期到当前调度周期的顺序，且按照将当前调度周期的待交货生产任务量优先调度到具有剩余可用产量的较低分时电价等级的分时时段的方式，将当前调度周期的待交货生产任务量调度到各调度周期的具有剩余可用产量的分时时段上，直到将当前调度周期的待交货生产任务量调度完毕为止。
优选地，各调度周期的分时时段的剩余可用产量为该分时时段的额定产量与该分时时段上已被进行了调度的已用产量之间的差值。
优选地，所述分时时段的额定产量是根据该分时时段的时长和单位时间产量计算出的。
优选地，调度周期之间的分时电价等级数目是相同的。
优选地，调度周期之间的分时电价等级数目是不同的。
另外，根据本发明，还提出了一种基于分时电价对生产任务进行调度的装置，包括：确定各调度周期的待交货生产任务量、以及各调度周期的每个不同分时电价等级的分时时段的额定产量的单元；以及在对当前调度周期的待交货生产任务量进行调度时，按照从初始调度周期到当前调度周期的顺序，且按照将当前调度周期的待交货生产任务量优先调度到具有剩余可用产量的较低分时电价等级的分时时段的方式，将当前调度周期的待交货生产任务量调度到各调度周期的具有剩余可用产量的分时时段上，直到将当前调度周期的待交货生产任务量调度完毕为止的单元。
根据本发明，能够在保证按时交货的前提下基于分时电价对生产任务进行调度，从而在按时完成生产任务的的同时，提高电力资源的利用效率且降低了生产成本。
附图说明
通过参考附图的详细描述，本发明的上述目的和优点将变得更清楚，其中：
图1是示出了根据本发明的基于分时电价对生产任务进行调度的方法的具体示例1的图。
图2是示出了作为图1的具体示例1的生产调度结果的生产调度图表。
图3是示出了根据本发明的基于分时电价对生产任务进行调度的方法的具体示例2的图。
图4是示出了作为图3的具体示例2的生产调度结果的生产调度图表。
图5是示出了根据本发明的基于分时电价对生产任务进行调度的方法的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明的优选实施例。在附图中，相同的元件将由相同的参考符号或数字表示。此外，在本发明的下列描述中，将省略对已知功能和配置的具体描述，以避免使本发明的主题不清楚。
下面，将结合图1来描述根据本发明的基于分时电价对生产任务进行调度的方法的具体示例1。
在具体示例1中，根据交货时间和交货数量对1月～3月这三个月份(三个调度周期)的待交货生产任务量进行调度。为了便于说明，设定1月～3月均具有三个不同分时电价等级的分时时段，三个不同分时电价等级分别为“谷”、“平”和“峰”，“谷”表示具有最低分时电价等级的分时时段。“平”表示具有中间分时电价等级的分时时段。“峰”表示具有最高分时电价等级的分时时段。但是，显而易见，本发明并不局限于这样的分时电价等级划分。
作为具体示例，各分时电价的等级划分、分时时段、以及各分时时段的额定产量可以如下表1所示。
表1
这里，可以用P[i]表示各分时时段的额定产量，其中i＝1～3。额定产量可以根据该分时时段的时长和单位时间产量来计算。在本例中，为了简化说明，将1～3月份的谷时段、平时段、峰时段的额定产量均分别设为P[1]、P[2]、P[3]。
另外，需要确定1月～3月这三个月份的待交货生产任务量。具体如下表2所示。
表2
| 交货日期 | 交货量 |
| 1月 | Q[1] |
| 2月 | Q[2] |
| 3月 | Q[3] |
这里，可以用Q[i]来表示1月～3月各月份的待交货生产任务量，其中i＝1～3。
下面将参考图1来对基于分时电价对生产任务进行调度的示例1的具体过程进行说明。图1中，阴影处为已用产量。
如图1所示，首先，对1月的待交货生产任务量Q[1]进行调度。由于Q[1]＜P[1]，将1月的待交货生产任务量Q[1]调度到1月的谷时段。此时，1月的谷时段的已用产量更新为Q[1]。剩余可用产量更新为P[1]-Q[1]。1月的平时段的剩余可用产量仍为P[2]，峰时段剩余可用产量仍为P[3]。
然后，对2月的待交货生产任务量Q[2]进行调度。此时，优先使用1月(较早月份)的谷时段的剩余可用产量。此时由于Q[2]＜P[1]-Q[1]，将Q[2]调度到1月的谷时段。此时，1月的谷时段的已用产量更新为Q[1]+Q[2]，剩余可用产量更新为P[1]-Q[1]-Q[2]。此时，1月的平时段的剩余可用产量仍为P[2]，峰时段剩余可用产量仍为P[3]。2月的谷时段、平时段、峰时段的剩余可用产量分别为P[1]、P[2]、P[3]。
然后，对3月的待交货生产任务量Q[3]进行调度。此时，优先使用1月(较早月份)的谷时段的剩余可用产量。此时，由于Q[3]＜P[1]-Q[1]-Q[2]，将Q[3]调度到1月的谷时段。此时，1月的谷时段的已用产量更新为Q[1]+Q[2]+Q[3]，剩余可用产量更新为P[1]-Q[1]-Q[2]-Q[3]。此时，1月的平时段的剩余可用产量仍为P[2]，峰时段剩余可用产量仍为P[3]。2月的谷时段、平时段、峰时段的剩余可用产量分别为P[1]、P[2]、P[3]。3月的谷时段、平时段、峰时段的剩余可用产量分别为P[1]、P[2]、P[3]。
到此，完成了对1月～3月这三个月份的待交货生产任务量的调度，形成了如图2所示的生产调度图表。图2中，右上角数值为该时段已用产量，左下角为该时段剩余可用产量。
下面，将结合图3来描述根据本发明的基于分时电价对生产任务进行调度的方法的具体示例2。对于与具体示例2的参数设定，由于与具体示例1类似，在此不再赘述。下面，参考图3来对基于分时电价对生产任务进行调度的示例2的具体过程进行说明。图3中，阴影处为已用产量。
如图3所示，首先，对1月的待交货生产任务量Q[1]进行调度。由于Q[1]＞P[1]，将1月的待交货生产任务量Q[1]中的一部分生产任务量P[1]调度到1月的谷时段，将余下的另一部分生产任务量Q[1]-P[1]调度到1月的平时段。此时，1月的谷时段的剩余可用产量更新为0。1月的平时段的剩余可用产量更新为P[2]-(Q[1]-P[1])，峰时段的剩余可用产量仍为P[3]。
然后，对2月的待交货生产任务量Q[2]进行调度。此时，由于1月的谷时段的剩余可用产量更新为0，因此，顺序地转到2月，优先将Q[2]调度到2月的谷时段。由于Q[2]＝P[1]，因此在调度后，2月的谷时段的剩余可用产量更新为0，平时段的剩余可用产量仍为P[2]，峰时段剩余可用产量仍为P[3]。
然后，对3月的待交货生产任务量Q[3]进行调度。此时，由于1月和2月的谷时段的剩余可用产量更新为0，因此，顺序地转到3月，优先将Q[3]调度到3月的谷时段。此时，由于Q[3]＞P[1]，因此，将3月的待交货生产任务量Q[3]中的一部分生产任务量P[1]调度到3月的谷时段。由于余下的另一部分生产任务量Q[3]-P[1]的任务量较大，按照从1月到3月的顺序，将其依次调度到具有剩余可用余量的1～3月的平时段上，直到将3月的待交货生产任务量Q[3]调度完毕为止。此时，该余下的另一部分生产任务量中的P[2]-(Q[1]-P[1])被调度到1月的平时段的剩余可用产量，其中的P[2]被调度到2月的平时段的剩余可用产量，最后余下的Q[3]-(P[2]-(Q[1]-P[1]))-P[2]被调度到3月的平时段。在调度完成后，1月和2月的平时段的剩余可用产量更新为0，3月的平时段的剩余可用产量更新为P[2]-(Q[3]-(P[2]-(Q[1]-P[1]))-P[2])。1月、2月、3月的峰时段由于还未使用，因此剩余可用产量均仍为P[3]。
到此，完成了对1月～3月这三个月份的待交货生产任务量的调度，形成了如图4所示的生产调度图表。图4中，右上角数值为该时段已用产量，左下角为该时段剩余可用产量。
根据上述示例1和2可知，在本发明的方法中，在对当前月份的待交货生产任务量进行调度时，按照从初始月份到当前月份的顺序，且按照将当前月份的待交货生产任务量优先调度到具有剩余可用产量的较低分时电价等级的分时时段的方式，将当前月份的待交货生产任务量调度到各月份的具有剩余可用产量的分时时段上，直到将当前月份的待交货生产任务量调度完毕为止。
以上，尽管按照各调度周期之间的分时电价等级数目是相同的方式进行了说明。但是，本发明并不局限于此，调度周期之间的分时电价等级数目可以是不同的。
下面，参考图5的流程图来描述基于分时电价对生产任务进行调度的方法。首先，需要进行各种数据的初始化。首先，确定各调度周期的待交货生产任务量、以及各调度周期的每个不同分时电价等级的分时时段的额定产量。这里，可以根据单位时间产量和分段时段的时长来计算各分时时段的额定产量。另外，还需要初始化各调度周期的各分时时段的已用产量＝0，剩余产量＝额定产量，未分配产量＝待调度周期的待交货生产任务量。
作为示例，具体数据可以如下表3～7所示。
表3分时电价信息
| 分时电价 | 1 | 2 | … | M |
| 分时时段 | XX：XX～X：XX | XX：XX～X：XX | XX：XX～X：XX | XX：XX～X：XX |
| 分时时长 | X小时 | X小时 | X小时 | X小时 |
| 时段产量 | F[1] | F[2] | … | F[M] |
表4交货信息
| 交货周期 | 交货量 |
| 1 | Q[1] |
| 2 | Q[2] |
| … | … |
| N | Q[N] |
表5剩余产量初始化
| 调度周期 | 1 | 2 | … | M |
| 1 | P[1] | P[2] | … | P[M] |
| 2 | P[1] | P[2] | … | P[M] |
| … | … | … | … | … |
| N | P[1] | P[2] | … | P[M] |
表6已用产量初始化
| 调度周期 | 1 | 2 | … | M |
| 1 | 0 | 0 | … | 0 |
| 2 | 0 | 0 | … | 0 |
| … | … | … | … | … |
| N | 0 | 0 | … | 0 |
表7未分配产量初始化
如图5所示，在步骤501，开始调度。
在步骤503，将待调度周期初始化为0。在步骤505，进行下一待调度周期，此时可以确定该待调度周期的待交货生产任务量(初始未分配产量)，以在后续的步骤中进行调度。
在步骤507，将调度周期和分时时段均初始化为0。然后，在步骤509进入下一分时时段，在步骤511，进入下一调度周期。在步骤513，判断未分配产量是否小于当前调度周期的该分时时段的剩余产量。如果结果为是，则转到步骤529，将未分配产量调度到本调度周期的当前分时时段上，并且本调度周期的当前分时时段的剩余产量更新为剩余产量＝剩余产量-未分配产量。在步骤531，将已用产量更新为已用产量＝已用产量+未分配产量。在步骤533，未分配产量＝0，即，完成了当前待调度周期的待交货生产任务量的调度。然后，进入步骤525，判定所有待调度周期是否结束。如果未结束，则转到步骤505，进入接下来的待调度周期继续进行其待交货生产任务量的调度。
如果步骤513的判断结果为否，即，表示剩余产量不足以满足未分配产量，则在步骤515，将未分配产量的一部分调度到本调度周期的当前分时时段上的同时(此时，剩余产量不为零)，并将未分配产量更新为未分配产量＝未分配产量-剩余产量。在步骤517，将剩余产量更新为0。在步骤519，将已用产量更新为等于额定产量，然后在步骤521，判定调度周期是否截止，如果截止，即在当前待调度周期之前的所有调度周期并未调度完毕，则转到步骤511，进入下一调度周期继续对未分配产量的剩余一部分的调度，直到对该剩余一部分的调度完毕为止。如果在步骤521，判定调度周期截止，即在当前待调度周期之前的所有调度周期已调度完毕，则转到步骤523，判断是否所有分时时段均已经截止，如果截止，则进入步骤525。如果步骤523的判断结果为未截止，则转到步骤509，进入下一分时时段，继续对未分配产量的剩余一部分的调度，直到对该剩余一部分的调度完毕为止。
根据本发明，在保证某调度周期的交货生产任务量的基础上，优先将交货生产任务量调度到电价低的时段中时间(或者调度月份、调度周期)早的剩余可用产量，由此提高了电力资源的利用效率且降低了生产成本。
以上列举了若干具体实施例来详细阐明本发明，这些个例仅用于说明本发明的原理及其实施方法，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，本发明不应由上述实施例来限定，而应由所附权利要求及其等价物来限定。
Claims (6)
1.一种基于分时电价对生产任务进行调度的方法，包括：
确定各调度周期的待交货生产任务量、以及各调度周期的每个不同分时电价等级的分时时段的额定产量；以及
在对当前调度周期的待交货生产任务量进行调度时，按照从初始调度周期到当前调度周期的顺序，且按照将当前调度周期的待交货生产任务量优先调度到具有剩余可用产量的较低分时电价等级的分时时段的方式，将当前调度周期的待交货生产任务量调度到各调度周期的具有剩余可用产量的分时时段上，直到将当前调度周期的待交货生产任务量调度完毕为止。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
各调度周期的分时时段的剩余可用产量为该分时时段的额定产量与该分时时段上已被进行了调度的已用产量之间的差值。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述分时时段的额定产量是根据该分时时段的时长和单位时间产量计算出的。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，
调度周期之间的分时电价等级数目是相同的。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，
调度周期之间的分时电价等级数目是不同的。
6.一种基于分时电价对生产任务进行调度的装置，包括：
确定各调度周期的待交货生产任务量、以及各调度周期的每个不同分时电价等级的分时时段的额定产量的单元；以及
在对当前调度周期的待交货生产任务量进行调度时，按照从初始调度周期到当前调度周期的顺序，且按照将当前调度周期的待交货生产任务量优先调度到具有剩余可用产量的较低分时电价等级的分时时段的方式，将当前调度周期的待交货生产任务量调度到各调度周期的具有剩余可用产量的分时时段上，直到将当前调度周期的待交货生产任务量调度完毕为止的单元。
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| Title |
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| 张伟: "信息化管理：给水企业在分时峰谷电价下的节能探讨", 《晋冀鲁豫鄂蒙川云贵甘沪湘十二省市区机械工程学会河南分会学术年会》 * |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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Application publication date: 20170804 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |