本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)管理，具體地，涉及一種基于高鐵牽引用電最大需量預(yù)測的年度基本電費計費優(yōu)化方法、存儲介質(zhì)、設(shè)備及計算機程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、隨著高鐵網(wǎng)絡(luò)的不斷擴展，牽引供電系統(tǒng)的用電量也顯著增加，導(dǎo)致電費支出成為高鐵運營成本中重要的一部分。高鐵牽引供電系統(tǒng)的主要負荷是電力機車，其負荷特性具有較強的隨機性和波動性，使得傳統(tǒng)的固定容量計費方法無法有效反映實際用電情況，造成電費支出的不經(jīng)濟。

2、目前，我國大部分地區(qū)的高鐵牽引供電系統(tǒng)普遍采用兩部制電價計費方法，包括變壓器容量計費和最大需量計費。變壓器容量計費方法是根據(jù)變壓器的容量與基本電費單價相乘計算每月的基本電費，而最大需量計費方法則是根據(jù)一個計費周期內(nèi)的最大需量值計算基本電費。為了提高高鐵牽引供電系統(tǒng)的運行經(jīng)濟性，需要研究不同計費方式的適用條件及其對基本電費的影響，優(yōu)化電費支出。

3、在現(xiàn)有技術(shù)中，針對高鐵牽引供電系統(tǒng)的電費優(yōu)化研究相對較少，部分研究主要集中在電力負荷預(yù)測和最大需量計算方面，但缺乏對不同計費方式綜合應(yīng)用的系統(tǒng)性分析。尤其是在考慮季節(jié)性負荷變化和政策調(diào)整的情況下，如何通過動態(tài)調(diào)整計費方式實現(xiàn)年度電費的最小化，尚無系統(tǒng)的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于高鐵牽引用電最大需量預(yù)測的年度基本電費計費優(yōu)化方法、存儲介質(zhì)、設(shè)備及計算機程序產(chǎn)品，實現(xiàn)全年基本電費成本最小化，提高了高鐵電費管理的經(jīng)濟性和科學(xué)性。

2、為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種基于高鐵牽引用電最大需量預(yù)測的年度基本電費計費優(yōu)化方法，具體包括如下步驟：

3、步驟1、收集高鐵牽引供電系統(tǒng)中所有采集點的歷史日用電量和月最大需量，從歷史日用電量中提取出與月最大需量相關(guān)的特征；

4、步驟2、根據(jù)變壓器容量計費和實際最大需量計費的適用條件并結(jié)合高鐵的用電特性，構(gòu)建年度基本電費計費優(yōu)化模型，并設(shè)置年度基本電費計費優(yōu)化模型的決策條件；

5、步驟3、根據(jù)提取的特征利用離散數(shù)據(jù)曲線擬合方法預(yù)測出未來一年內(nèi)每個月的月最大需量；

6、步驟4、將未來一年劃分滿足決策條件的計費周期，將每一種劃分策略結(jié)合預(yù)測的月最大需量采用構(gòu)建的年度基本電費計費優(yōu)化模型，預(yù)測出年度基本電費總額；

7、步驟5、將年度基本電費總額預(yù)測值最小的劃分策略作為未來一年基本電費計費策略。

8、進一步地，步驟1中與月最大需量相關(guān)的特征包括：歷史日用電量均值、歷史日用電量的均方根值、歷史日用電的95％概率最大值。

9、進一步地，步驟2中年度基本電費計費優(yōu)化模型的構(gòu)建過程具體為：

10、

11、其中，f表示年度基本電費總額，t表示未來一年內(nèi)的月份索引，f(t)為第t個月選擇計費方式的決策變量，tc表示變壓器的容量，cp表示以變壓器容量計費方式的基本電價的單價，dm(t)表示預(yù)測的第t個月最大需量，dp表示以實際最大需量計費方式的基本電費單價。

12、進一步地，步驟2中設(shè)置的年度基本電費計費優(yōu)化模型的決策條件具體為：

13、(1)選擇變壓器容量計費和實際最大需量計費中的一種計費方式至少持續(xù)3個月；

14、(2)當(dāng)從一種計費方式切換到另一種計費方式時，切換時間點發(fā)生在前一種計費方式結(jié)束后。

15、進一步地，步驟3中未來一年內(nèi)每個月的月最大需量的預(yù)測過程具體為：

16、dm(t)＝a0+a1φ(imean(t)，irms(t)，imax·95％(t))

17、其中，a0表示第一曲線擬合參數(shù)，a1表示第二曲線擬合參數(shù)，imean(t)表示在歷史t月中日用電量均值，irms(t)表示在歷史t月中日用電量的均方根值，imax·95％(t)表示在歷史t月中日用電的95％概率最大值，φ(imean(t)，irms(t)，imax·95％(t))表示通過imean(t)、irms(t)、imax·95％(t)計算需量特征的函數(shù)。

18、進一步地，步驟4包括如下子步驟：

19、步驟4.1、將未來一年按照同一種計費方式至少持續(xù)3個月劃分所有可能的計費周期；

20、步驟4.2、對于每一種劃分策略中相鄰兩個計費周期采用不同的計費方式，將預(yù)測的月最大需量輸入構(gòu)建的年度基本電費計費優(yōu)化模型中，預(yù)測出每一種劃分策略下年度基本電費總額。

21、進一步地，本發(fā)明還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，存儲有計算機程序，所述計算機程序使計算機執(zhí)行所述的基于高鐵牽引用電最大需量預(yù)測的年度基本電費計費優(yōu)化方法。

22、進一步地，本發(fā)明還提供了一種電子設(shè)備，包括：存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行計算機程序時，實現(xiàn)所述的基于高鐵牽引用電最大需量預(yù)測的年度基本電費計費優(yōu)化方法。

23、進一步地，本發(fā)明還提供了一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述的基于高鐵牽引用電最大需量預(yù)測的年度基本電費計費優(yōu)化方法。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明基于高鐵牽引用電最大需量預(yù)測的年度基本電費計費優(yōu)化方法從歷史日用電量中提取出與月最大需量相關(guān)的特征從而預(yù)測未來一年內(nèi)每個月的月最大需量，該月最大需量預(yù)測方法能夠提高電費預(yù)算的準(zhǔn)確性，優(yōu)化電費結(jié)構(gòu)，增強用電計劃性，支持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，有助于電力需求側(cè)管理，提升電力資源利用效率，降低不確定性和風(fēng)險，并支持長期規(guī)劃和靈活應(yīng)對政策變化，為用戶和電力供應(yīng)方帶來經(jīng)濟效益和管理便利；同時，本發(fā)明對未來一年劃分滿足決策條件的計費周期，將每一種劃分策略結(jié)合預(yù)測的月最大需量采用構(gòu)建的年度基本電費計費優(yōu)化模型，預(yù)測出年度基本電費總額，將年度基本電費總額預(yù)測值最小的劃分策略作為未來一年基本電費計費策略，在電費計費成本最小的基礎(chǔ)上獲取最優(yōu)的本電費計費策略，能夠有效降低年度電費支出，并且年度基本電費計費優(yōu)化模型的構(gòu)建依賴于歷史日用電量，能夠提升預(yù)測精度和可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種基于高鐵牽引用電最大需量預(yù)測的年度基本電費計費優(yōu)化方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高鐵牽引用電最大需量預(yù)測的年度基本電費計費優(yōu)化方法，其特征在于，步驟1中與月最大需量相關(guān)的特征包括：歷史日用電量均值、歷史日用電量的均方根值、歷史日用電的95％概率最大值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于高鐵牽引用電最大需量預(yù)測的年度基本電費計費優(yōu)化方法，其特征在于，步驟2中年度基本電費計費優(yōu)化模型的構(gòu)建過程具體為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于高鐵牽引用電最大需量預(yù)測的年度基本電費計費優(yōu)化方法，其特征在于，步驟2中設(shè)置的年度基本電費計費優(yōu)化模型的決策條件具體為：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于高鐵牽引用電最大需量預(yù)測的年度基本電費計費優(yōu)化方法，其特征在于，步驟3中未來一年內(nèi)每個月的月最大需量的預(yù)測過程具體為：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于高鐵牽引用電最大需量預(yù)測的年度基本電費計費優(yōu)化方法，其特征在于，步驟4包括如下子步驟：

7.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序使計算機執(zhí)行如權(quán)利要求1-6任一項所述的基于高鐵牽引用電最大需量預(yù)測的年度基本電費計費優(yōu)化方法。

8.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行計算機程序時，實現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任一項所述的基于高鐵牽引用電最大需量預(yù)測的年度基本電費計費優(yōu)化方法。

9.一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求1-6任一項所述的基于高鐵牽引用電最大需量預(yù)測的年度基本電費計費優(yōu)化方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于高鐵牽引用電最大需量預(yù)測的年度基本電費計費優(yōu)化方法、存儲介質(zhì)、設(shè)備及計算機程序產(chǎn)品，包括：收集高鐵牽引供電系統(tǒng)中歷史日用電量和月最大需量，從歷史日用電量中提取出與月最大需量相關(guān)的特征；根據(jù)變壓器容量計費和實際最大需量計費的適用條件并結(jié)合高鐵的用電特性，構(gòu)建年度基本電費計費優(yōu)化模型，并設(shè)置年度基本電費計費優(yōu)化模型的決策條件；根據(jù)提取的特征預(yù)測出未來一年內(nèi)每個月的月最大需量；將未來一年劃分滿足決策條件的計費周期，將每一種劃分策略采用年度基本電費計費優(yōu)化模型預(yù)測出年度基本電費總額，將年度基本電費總額預(yù)測值最小的劃分策略作為未來一年基本電費計費策略，實現(xiàn)全年基本電費成本最小化。

技術(shù)研發(fā)人員：王磊,尚俊強,章巍,段金超,沃慧群,劉杰,王先明,智旭輝,唐星星,李治國,陳光宇,陶澳慶,力嘉易
受保護的技術(shù)使用者：江蘇高速鐵路有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21