CN112101642A - 一种改善火电厂边际成本算法的煤耗成本抵消方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及火力发电厂竞价上网的技术领域，具体而言，涉及一种改善火电厂边际成本算法的煤耗成本抵消方法。本发明包括：根据竞价前后机组负荷率带来的煤耗差异，进行煤耗成本抵减；建立的基础数据库，并根据基础数据库建立模型；根据建立的模型构建煤耗成本抵消算法；根据电厂生产经营统计数据，完善发电机组负荷率问题，得到最佳煤耗成本抵消值。本发明以边际成本作为竞价上网依据的方法，为火力发电企业能更科学的测算边际成本，快速决策报价提供依据。本发明还可以为发电企业参与竞价上网提供依据，并且可以更准确测算出发电企业的利润。

Description

一种改善火电厂边际成本算法的煤耗成本抵消方法
技术领域
本发明涉及火力发电厂竞价上网的技术领域，具体而言，涉及一种改善火电厂边际成本算法的煤耗成本抵消方法。
背景技术
随着电力改革的深入推进，集中竞价交易作为一种备受国外成熟电力市场认可的交易模式，被国内越来越多的省份引入本省电力市场中。集中竞价对发电企业提出了科学测算边际成本、快速决策报价的新要求。火电机组边际成本主要是煤、油、水等等，其中占比90％以上的是燃煤成本。暂忽略油、水成本，仅考虑燃煤成本。实际上燃油与耗水，也可折算入燃煤成本。因此，决定边际成本的核心因素为煤价和边际耗煤量。目前，不少火电厂直接将一段时间内的煤耗值作为发电边际成本，是不准确的。
实际应用中，由于通过统计仅掌握有限数量的耗煤量—发电量坐标点，无法构建出耗煤量—发电量函数曲线，也就难以确切计算每个发电量点上的边际耗煤量。根据有限的统计数据粗略拟合出的耗煤量—发电量曲线，如图1所示。曲线上Q0和Q1点对应的煤耗值，应分别等于Q0O线斜率(黄色直线正切值)和Q1O线斜率(棕色直线正切值)，而Q0点对应的边际耗煤量决定了边际成本，是指曲线在Q0点处的切线斜率(蓝色直线正切值)。显然，三条直线的斜率并不相等；根据前文所述，机组在Q0点竞价时，报价应该依据边际耗煤量，即蓝色直线正切值，但因难以求解出该曲线的函数表达式，故理论上难以准确计算Q0点对应的边际耗煤量；实际上，即便可以计算得到Q0点的边际耗煤量，因竞价时需要竞得一段电量，如Q0至Q1对应区间的电量，而这段区间内曲线上各点的切线斜率并不相同，难以作为竞价时的统一依据。
发明内容
本发明旨在解决上述技术问题的至少之一。对为此本发明提供了一种改善火电厂边际成本算法的煤耗成本抵消方法。本发明的技术方案能够改善传统发电企业边际成本测算方法，充分利发电机组负荷率升高而耗煤量降低的特性，负荷率与竞得电量的变化特性。
为实现本发明的发明目的，本发明是采用以下技术方案来实现的：
一种改善火电厂边际成本算法的煤耗成本抵消方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：根据竞价前后机组负荷率带来的煤耗差异，进行煤耗成本抵减；
步骤2：建立的基础数据库，并根据基础数据库建立模型；
步骤3：根据建立的模型构建煤耗成本抵消算法；
步骤4：根据电厂生产经营统计数据，完善发电机组负荷率问题，得到最佳煤耗成本抵消值。
所述煤耗成本抵减在于负荷率的提高，引起煤耗的降低，会带来边际成本的降低；而煤耗及边际成本的降低，反之有助于机组在市场交易中竞得电量；根据竞价前后机组负荷率高低带来的煤耗差异，进行煤耗成本的抵减，以此计算出待竞价电量对应的边际耗煤量及边际成本。
所述基础数据包括：收集、预测与统计的数据。
所述收集、预测与统计的数据包括：
建立《煤耗—负荷率—时段对应表》作为基础数据库表、计算竞价期初指标、计算预期指标及边际成本计算。
所述煤耗成本抵消算法数学表达式，如下：
△Q＝Q1－Q0
△F＝(f0－f1)×Q0
△f＝△F/△Q
f0-1＝f0－△f
C0-1＝p·f0-1
其中：△Q为竞价电量；△F为节煤量；△f为折算至竞价电量的煤耗抵消量；f0-1为抵减后的竞价电量的边际耗煤量；p为预测煤价；C0-1为发电边际成本；f0为对应于期初负荷率的期初煤耗；f1为对应于预期负荷率的预期煤耗f1；Q1为预期电量。
所述煤耗成本抵消算法包括：
步骤3.1：根据竞价期初电量计算期初负荷率，得到期初煤耗；
步骤3.2：根据竞价预期电量计算预期负荷率，得到预期煤耗；
步骤3.3：将得到的期初煤耗与预期煤耗通过煤耗抵减法进行计算，得到边际耗煤量。
步骤3.4：根据边际耗煤量计算得到发电边际成本。
所述竞价期初电量，是指机组竞价前已获得的电量计划；计算出竞价期初电量对应的期初负荷率，并从《煤耗—负荷率—月份对应表》中读取得到对应于期初负荷率的期初煤耗；
所述预期电量，是指竞价期初电量与竞价中期望竞得的电量之和；计算出竞价预期电量对应的预期负荷率，并从《煤耗—负荷率—月份对应表》中读取得到对应于预期负荷率的预期煤耗。
所述煤耗抵减法是将预期煤耗与期初煤耗的差异形成的节煤量，折算至竞价电量，即形成竞价电量的边际煤耗；
所述发电边际成本的计算是根据煤耗抵减法计算得到的边际耗煤量，结合预测煤价，计算得到发电边际成本；根据发电边际成本作为报价依据。
一种煤耗成本抵消装置，包括：
存储器，存储有计算机程序；
处理器，执行所述计算机程序；
其中，所述处理器在执行所述计算机程序时，实现任一项所述煤耗成本抵消方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，包括：
所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现任一项所述煤耗成本抵消方法的步骤。
本发明的优点及有益效果如下：
本发明改善传统发电企业边际成本测算方法，在阐释以发电边际成本为报价依据原理的基础上，提供了一种实用的边际成本测算方法———煤耗抵减法，该方法基于实际统计煤耗数据，从分析煤耗与负荷率相互关系入手，根据竞价前后机组负荷率高低带来的煤耗差异，采用煤耗成本抵消法进行竞价电量对应煤耗的抵减，测算边际耗煤量和边际成本，进而计算出边际成本，形成报价依据。
本发明以边际成本作为竞价上网依据的方法，为火力发电企业能更科学的测算边际成本，快速决策报价提供依据。本发明还可以为发电企业参与竞价上网提供依据，并且可以更准确测算出发电企业的利润。
附图说明
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
图1为现有根据有限的统计数据粗略拟合出的耗煤量—发电量曲线示意图；
图2为本发明方法的步骤流程框图；
图3为本发明中煤耗成本抵消算法流程框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
本发明实施例提供了一种改善火电厂边际成本算法的煤耗成本抵消方法，充分利发电机组负荷率升高而耗煤量降低的特性，负荷率与竞得电量的变化特性，提出了本发明方法。如图2所示，所述方法包括如下步骤：
步骤1：根据竞价前后机组负荷率带来的煤耗差异，进行煤耗成本抵减；
所述煤耗成本抵减含义在于负荷率的提高，引起煤耗的降低，会带来边际成本的降低。而煤耗及边际成本的降低，又反过来有助于机组在市场交易中竞得电量。结合这一特性，根据竞价前后机组负荷率高低带来的煤耗差异，进行煤耗成本的抵减，以此计算出待竞价电量对应的边际耗煤量及边际成本。
步骤2：建立的基础数据库，并根据基础数据库建立模型；
所述基础数据包括：收集、预测与统计的数据。
所述收集、预测与统计的数据具体包括以下：
建立《煤耗—负荷率—时段对应表》作为基础数据库表、计算竞价期初指标、计算预期指标及边际成本计算。
所述《煤耗—负荷率—时段对应表》表中包括：煤耗、负荷率、时间。
步骤3：根据建立的模型构建煤耗成本抵消算法；
所述煤耗成本抵消算法数学表达式，表示如下：
△Q＝Q1－Q0
△F＝(f0－f1)×Q0
△f＝△F/△Q
f0-1＝f0－△f
C0-1＝p·f0-1
其中：△Q为竞价电量；△F为节煤量；△f为折算至竞价电量的煤耗抵消量；f0-1为抵减后的竞价电量的边际耗煤量；p为预测煤价；C0-1为发电边际成本；f0为对应于期初负荷率的期初煤耗；f1为对应于预期负荷率的预期煤耗f1；Q1为预期电量。
所述煤耗成本抵消算法如图3所示，图3为本发明中煤耗成本抵消算法流程框图，具体包括以下步骤：
步骤3.1：根据竞价期初电量计算期初负荷率，得到期初煤耗；
所述竞价期初电量Q0，是指机组竞价前已获得的电量计划。计算出竞价期初电量对应的期初负荷率R0，并从《煤耗—负荷率—月份对应表》中读取得到对应于期初负荷率的期初煤耗f0。
步骤3.2：根据竞价预期电量计算预期负荷率，得到预期煤耗；
所述预期电量Q1，是指竞价期初电量与竞价中期望竞得的电量之和。计算出竞价预期电量对应的预期负荷率R1，并从《煤耗—负荷率—月份对应表》中读取得到对应于预期负荷率的预期煤耗f1。
步骤3.3：将得到的期初煤耗与预期煤耗通过煤耗抵减法进行计算，得到边际耗煤量。
期初负荷率低、期初煤耗高，而预期负荷率升高、预期煤耗降低。
所述煤耗抵减法是将预期煤耗与期初煤耗的差异形成的节煤量△F，折算至竞价电量△Q，即形成竞价电量的边际煤耗f0-1。
即：每多竞得电量1kWh要计算这1kWh电量的煤耗(边际成本)，不仅需要计算这1kWh电量本身的煤耗，还需要计算这1kWh电量引起的(负荷率升高)整体煤耗的降低值，即“额外收益”，将该“额外收益”从这1kWh电量的煤耗成本中抵减掉，才得到这1kWh电量的真实边际耗煤量和边际成本。
可见，一般情况下，边际耗煤量会显著低于煤耗值。
步骤3.4：根据边际耗煤量计算得到发电边际成本；
根据煤耗抵减法计算得到的边际耗煤量，结合预测煤价p，可以计算得到发电边际成本C0-1，C0-1＝p·f0-1。据此计算得到的发电边际成本具有足够准确度，可以作为报价依据。
步骤4：依据电厂生产经营统计数据，完善步骤3中发电机组负荷率问题，以得到最佳煤耗成本抵消值。
机组煤耗涉及因素复杂，其中最主要的因素，包括负荷率和季节性。
所述电厂生产经营统计数据包括：
电厂生产经营统计数据包括：发电量、煤耗率、机组负荷率、上网电价、厂用电率等
所述发电机组负荷率问题是指两方面，一方面是根据电厂机组各个设备运行状况来具体规定每台机组的负荷率，另一方面是根据国家电网调度中心的指令，确认电厂机组的发电量。
实施例2
本实施例提供了一种改善火电厂边际成本算法的煤耗成本抵消方法，如表1所示，表1为某电厂机组供电煤耗统计数据，煤耗的统计为一定时间段内、对应于一定负荷率的综合统计数值。
表1某电厂机组2015年煤耗统计数据g/kWh
Figure BDA0002657101500000071
煤耗统计数据与负荷率关系如下：
煤耗与负荷率及季节同时相关，且数学规律性不强，难以抽象成严谨的数学模型；总体看，除个别季节负荷95％-100％对应煤耗值略高于负荷率90％-95％对应煤耗值外，其他均为负荷率越高，煤耗越低；煤耗受季节因素影响同样明显，而市场交易也是分时开展，这恰好适应煤耗的分时段取值。
实施例3
本实施例提供了一种改善火电厂边际成本算法的煤耗成本抵消装置，包括：存储器，存储有计算机程序；处理器，执行所述计算机程序；其中，所述处理器在执行所述计算机程序时，实现如本发明任一实施例所述的煤耗成本抵消方法的步骤。
实施例4
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，包括：所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如本发明任一实施例所述的煤耗成本抵消方法的步骤。
本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改善火电厂边际成本算法的煤耗成本抵消方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1：根据竞价前后机组负荷率带来的煤耗差异，进行煤耗成本抵减；
步骤2：建立的基础数据库，并根据基础数据库建立模型；
步骤 3：根据建立的模型构建煤耗成本抵消算法；
步骤4：根据电厂生产经营统计数据，完善发电机组负荷率问题，得到最佳煤耗成本抵消值。
2.根据权利要求1所述的一种改善火电厂边际成本算法的煤耗成本抵消方法，其特征在于，所述煤耗成本抵减在于负荷率的提高，引起煤耗的降低，会带来边际成本的降低；而煤耗及边际成本的降低，反之有助于机组在市场交易中竞得电量；根据竞价前后机组负荷率高低带来的煤耗差异，进行煤耗成本的抵减，以此计算出待竞价电量对应的边际耗煤量及边际成本。
3.根据权利要求1所述的一种改善火电厂边际成本算法的煤耗成本抵消方法，其特征在于，所述基础数据包括：收集、预测与统计的数据。
4.根据权利要求3所述的一种改善火电厂边际成本算法的煤耗成本抵消方法，其特征在于，所述收集、预测与统计的数据包括：
建立《煤耗—负荷率—时段对应表》作为基础数据库表、计算竞价期初指标、计算预期指标及边际成本计算。
5.根据权利要求1所述的一种改善火电厂边际成本算法的煤耗成本抵消方法，其特征在于，所述煤耗成本抵消算法数学表达式，如下：
△Q＝Q1－Q0
△F＝（f0－f1）×Q0
△f＝△F ／△Q
f0-1＝f0－△f
C0-1=p·f0-1
其中：△Q为竞价电量；△F为节煤量；△f为折算至竞价电量的煤耗抵消量；f0-1为抵减后的竞价电量的边际耗煤量；p为预测煤价；C0-1为发电边际成本；f0为对应于期初负荷率的期初煤耗；f1为对应于预期负荷率的预期煤耗f1；Q1为预期电量。
6.根据权利要求1所述的一种改善火电厂边际成本算法的煤耗成本抵消方法，其特征在于，所述煤耗成本抵消算法包括：
步骤3.1：根据竞价期初电量计算期初负荷率，得到期初煤耗；
步骤3.2：根据竞价预期电量计算预期负荷率，得到预期煤耗；
步骤3.3：将得到的期初煤耗与预期煤耗通过煤耗抵减法进行计算，得到边际耗煤量；
步骤3.4：根据边际耗煤量计算得到发电边际成本。
7.根据权利要求6所述的一种改善火电厂边际成本算法的煤耗成本抵消方法，其特征在于，
所述竞价期初电量，是指机组竞价前已获得的电量计划；计算出竞价期初电量对应的期初负荷率，并从《煤耗—负荷率—月份对应表》中读取得到对应于期初负荷率的期初煤耗；
所述预期电量，是指竞价期初电量与竞价中期望竞得的电量之和；计算出竞价预期电量对应的预期负荷率，并从《煤耗—负荷率—月份对应表》中读取得到对应于预期负荷率的预期煤耗。
8.根据权利要求6所述的一种改善火电厂边际成本算法的煤耗成本抵消方法，其特征在于，
所述煤耗抵减法是将预期煤耗与期初煤耗的差异形成的节煤量，折算至竞价电量，即形成竞价电量的边际煤耗；
所述发电边际成本的计算是根据煤耗抵减法计算得到的边际耗煤量，结合预测煤价，计算得到发电边际成本；根据发电边际成本作为报价依据。
9.一种改善火电厂边际成本算法的煤耗成本抵消装置，其特征在于，包括：
存储器，存储有计算机程序；
处理器，执行所述计算机程序；
其中，所述处理器在执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至8中任一项的所述煤耗成本抵消方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括：
所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1至8中任一项的所述煤耗成本抵消方法的步骤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112651129A (zh) * 2020-12-28 2021-04-13 西安峰频能源科技有限公司 基于发电侧中长期市场集中竞价模型及其竞价方法

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