張勁松　周建中

摘要:分析南水北調(diào)東線調(diào)水量及工程特點(diǎn),根據(jù)現(xiàn)有的分時(shí)電價(jià)政策,考慮市場(chǎng)管理模式,運(yùn)用最優(yōu)化原則,探討了分時(shí)電價(jià)機(jī)制下的東線水量?jī)?yōu)化調(diào)度問題,并提出了應(yīng)用多模式分時(shí)電價(jià)機(jī)制優(yōu)化水量調(diào)度的對(duì)策和建議。

關(guān)鍵詞:南水北調(diào);水量調(diào)度;分時(shí)電價(jià)

中圖分類號(hào):TV737;F426.61文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-1683(2009)05-0023-05

Water Optimal Regulation for Eastern Route of South-to-North Water Diversion Based on TOU Power Price

ZHANG Jin-song1,2,ZHOU Jian-zhong1

(1.School of Hydropower & Information Engineering,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,China;

2.The Office of South-to-North Water Diversion Project Construction Leading Group of Jiangsu Province,Nanjing 210029,China)

Abstract: The water transfer quantity and characteristics of Eastern Route of the South-to-North Water Diversion Project (ERSNWD) are analyzed in this paper. Based on the current TOU power price policy,water optimal regulation of ERSNWD are investigated by taking the pattern of market management into account and using the optimization principle. The strategies and suggestion of optimal water regulation based on multi-pattern TOU power price mechanism are also proposed.

Key words: South-to-North Water Diversion;water regulation;TOU power price policy

南水北調(diào)東線工程空間跨度大,水平高度差明顯,調(diào)水任務(wù)重,需要采用大功率電力泵站進(jìn)行抽水。東線工程建成后,泵站調(diào)水的電費(fèi)支出將占總運(yùn)行成本的50%以上,最小化電費(fèi)支出對(duì)實(shí)現(xiàn)工程高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著十分重大的意義。因此,研究峰谷分時(shí)電價(jià)下水量?jī)?yōu)化調(diào)度模型,合理安排調(diào)水計(jì)劃,是實(shí)現(xiàn)電費(fèi)支出最優(yōu)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是亟需解決的科學(xué)問題之一。

1 分時(shí)電價(jià)機(jī)制下水量?jī)?yōu)化調(diào)度研究的效用分析

1.1 調(diào)水成本中電費(fèi)占較大比例

南水北調(diào)東線工程從長(zhǎng)江下游調(diào)水,向黃淮海平原東部和山東半島補(bǔ)充水源,與南水北調(diào)中線、西線工程一起,共同解決我國(guó)北方地區(qū)水資源緊缺問題。工程分三期實(shí)施。根據(jù)《南水北調(diào)東線第一期工程可行性研究總報(bào)告》,第一期工程完成后,多年平均供水量187.55億m³,扣除損失水量后,多年平均凈供水量162.81億m³。其中江蘇133.70億m³、安徽15.58億m³、山東13.53億m³。多年平均抽江水量87.66億m³,最多年份達(dá)157.39億m³;入南四湖下級(jí)湖水量為21.80～37.82億m³,多年平均29.70億m³;入南四湖上級(jí)湖水量為14.46～21.33億m³,多年平均17.52億m³;調(diào)過黃河的水量為4.42億m³;到山東半島水量為8.83億m³[1]。

南水北調(diào)東線第一期工程輸水線路以黃河為脊背,分別向南、北傾斜,穿黃河處水位高于長(zhǎng)江水位約40 m,因此根據(jù)地形條件,東線工程的輸水方式為:東平湖以南需建泵站逐級(jí)提水北送,從東平湖向魯北、向膠東可采用自流輸水。東平湖以南共設(shè)13個(gè)調(diào)水梯級(jí),總揚(yáng)程65 m,南四湖以南為雙線輸水,共設(shè)泵站樞紐22處,34座泵站,其中利用江蘇省江水北調(diào)工程現(xiàn)有6處13座泵站,新建21座泵站。第一期工程總裝機(jī)容量為36.62萬kW,其中利用現(xiàn)有工程裝機(jī)13.1萬kW,新增裝機(jī)23.52萬kW。泵站多年平均運(yùn)行5 000 h左右。

南水北調(diào)東線一期工程供水總成本費(fèi)用包括水資源費(fèi)、固定資產(chǎn)折舊費(fèi)、工程維護(hù)費(fèi)、管理人員工資福利費(fèi)、工程管理費(fèi)、貸款年利息支出、抽水電費(fèi)和其它費(fèi)用等組成,按照《南水北調(diào)東線第一期工程可行性研究總報(bào)告》測(cè)算結(jié)果,抽水電費(fèi)占總成本費(fèi)用比例較高,在電價(jià)0.50元/kW?h時(shí),電費(fèi)所占比例為30%～50%,例如,出駱馬湖供水成本為0.25元/m³,其中電費(fèi)成本為0.08元,占32%,出下級(jí)湖供水成本為0.30元/m³,其中電費(fèi)成本為0.14元,占47%,出東平湖供水成本為0.51元/m³,其中電費(fèi)成本為0.19元,占37%。如按照江蘇省現(xiàn)行電網(wǎng)銷售電價(jià)0.733元/kW?h計(jì)算,供水成本中電費(fèi)所占比例將進(jìn)一步提高至40%～60%。

1.2 峰谷分時(shí)電價(jià)相差數(shù)倍

分時(shí)電價(jià)是電價(jià)結(jié)構(gòu)的一種重要形式,電力市場(chǎng)通過分時(shí)價(jià)格杠桿來維護(hù)發(fā)用電平衡,實(shí)現(xiàn)各方的最大利益。分時(shí)電價(jià)根據(jù)實(shí)時(shí)的長(zhǎng)短不同,有多種表現(xiàn)形式。通常有如下3種:①24 h(或48 h)的實(shí)時(shí)電價(jià),每小時(shí)(或半小時(shí))電價(jià)變化一次,用戶和發(fā)電廠商對(duì)電價(jià)的變化反應(yīng)敏捷,這是實(shí)時(shí)電價(jià)的最高層次。②每天分成高峰、低谷、平段,各段的電價(jià)各不相同,這是實(shí)時(shí)電價(jià)的中間層次。③每天有幾個(gè)價(jià)格段,每段價(jià)格可以在一個(gè)月或半年、一年調(diào)整一次,這是實(shí)時(shí)電價(jià)的最低層次。分時(shí)電價(jià)與常規(guī)電價(jià)相比較優(yōu)點(diǎn)如下:①分時(shí)電價(jià)反映系統(tǒng)的需求狀況。電價(jià)降低,需求增大,用戶可從電價(jià)信號(hào)中分析電力需求狀況,從而選擇自己的用電時(shí)間。②分時(shí)電價(jià)根據(jù)邊際成本確定,反映社會(huì)效益最優(yōu)原則。在有高效率的機(jī)組提供電力時(shí),分時(shí)電價(jià)會(huì)迫使低效率的機(jī)組從系統(tǒng)中解列,而常規(guī)電價(jià)都是基于補(bǔ)償歷史個(gè)別成本而不是社會(huì)平均成本,不能有效地引導(dǎo)資源合理使用。

按照統(tǒng)一政策、分步實(shí)施、逐步推行的原則,江蘇省電力部門從1999年起實(shí)施了符合各時(shí)期電網(wǎng)負(fù)荷特點(diǎn)的峰谷分時(shí)電價(jià)政策。2006年7月1日,江蘇省電網(wǎng)對(duì)供電區(qū)域內(nèi)企業(yè)用戶實(shí)行新的峰谷分時(shí)電價(jià)政策,峰谷電價(jià)比定為4∶1[2]。隨著電力市場(chǎng)化改革的推進(jìn),峰谷電價(jià)政策將在我國(guó)全面推廣,為大用戶全面享受峰谷電價(jià)政策,進(jìn)而降低用電成本、增加運(yùn)營(yíng)收益創(chuàng)造了難得的機(jī)遇。

1.3 調(diào)水時(shí)考慮分時(shí)電價(jià)可以實(shí)現(xiàn)雙贏

在價(jià)格理論上講“分時(shí)電價(jià)”屬于價(jià)格歧視的范圍,更確切地說是二級(jí)差別定價(jià)。所謂價(jià)格歧視行為是指銷售者對(duì)同樣的商品或服務(wù),因人、因時(shí)、因地、因量的不同而將取不同的價(jià)格,以期獲得比統(tǒng)一價(jià)格更大的利潤(rùn)。而二級(jí)差別定價(jià),則是企業(yè)根據(jù)顧客購(gòu)買量或使用的時(shí)間分段定價(jià)。“分時(shí)電價(jià)”就屬于電力部門根據(jù)用戶在不同時(shí)間段的用電量來收取不同的電費(fèi)。電力部門采取價(jià)格歧視是有其客觀依據(jù)的,由于電能是不可儲(chǔ)存的產(chǎn)品,一旦這種產(chǎn)品產(chǎn)出后即被消費(fèi)掉,滿足消費(fèi)者高峰需求,電力部門必須有足夠能力的生產(chǎn)設(shè)備,為提供高峰服務(wù)必然增加了成本,這通常占企業(yè)總投資的很大部分。因此在高峰時(shí)期采取較高價(jià)格,目的在于將高峰生產(chǎn)的成本轉(zhuǎn)移到那些在高峰時(shí)期需要服務(wù)的消費(fèi)者身上。此外,實(shí)行較高的高峰價(jià)格和較低的低谷價(jià)格,可減少高峰時(shí)期的需求量,并且將某些需求從高峰期轉(zhuǎn)移到低谷期。對(duì)電力消費(fèi)者而言,推出“分時(shí)電價(jià)”后,可有效地節(jié)省大量電費(fèi),如一些工廠可將生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)時(shí)間安排在低谷用電時(shí)期,對(duì)于一些普通用電戶來說,可通過購(gòu)買能自動(dòng)控制時(shí)間、智能化程度較高的家電來利用低谷用電得到優(yōu)惠。雖然價(jià)格歧視一般僅會(huì)使壟斷部門得到好處,然而,“分時(shí)電價(jià)”卻不同于一般的價(jià)格歧視,因其可使供電方與用電方實(shí)現(xiàn)雙贏[3]。

南水北調(diào)東線工程由于地理?xiàng)l件的限制,需設(shè)置較多的大型電力泵站、耗費(fèi)大量的電能才能實(shí)現(xiàn)供水目標(biāo),按照常規(guī)電價(jià),將花費(fèi)大量的電費(fèi)。南水北調(diào)東線一期工程建成后,全線總裝機(jī)容量將達(dá)到36.6萬kW,如果能有一定的容量參與調(diào)峰運(yùn)行,以峰谷電價(jià)與常規(guī)電價(jià)相比較,按南水北調(diào)規(guī)劃年運(yùn)行時(shí)間200～250 d,每天按8 h參與調(diào)峰計(jì)算,不僅每年能減少數(shù)千萬元電費(fèi)支出,降低水價(jià),同時(shí)也能緩解電力供應(yīng)峰谷差的矛盾,對(duì)提高發(fā)電機(jī)組的效率,保持電網(wǎng)的穩(wěn)定性起到很重要的作用。因此,研究分時(shí)電價(jià)機(jī)制下的東線工程水量調(diào)度十分必要。

2 豐枯電價(jià)下的中長(zhǎng)期水量?jī)?yōu)化調(diào)度

豐枯電價(jià)是分時(shí)電價(jià)的一種,是指在豐水期將電價(jià)適當(dāng)降低,在枯水期將電價(jià)適當(dāng)提高,形成具有一定季節(jié)電量差價(jià)的電價(jià)結(jié)構(gòu)。

目前實(shí)行豐枯季節(jié)電價(jià)的主要有重慶、四川、湖北、湖南和廣西省。如四川省每年6-9月為豐水期,1-4月和12月為枯水期,5月、11月為平水期,豐水期電價(jià)在基準(zhǔn)電價(jià)上下浮10%,枯水期電價(jià)在基準(zhǔn)電價(jià)上上浮20%。隨著水力發(fā)電比重逐漸增加,實(shí)行豐枯電價(jià)勢(shì)在必行。此外,南水北調(diào)東線工程建成后,基本上常年運(yùn)行。根據(jù)豐枯電價(jià)的特征,盡可能地發(fā)揮南水北調(diào)工程作為電力大用戶的優(yōu)勢(shì)爭(zhēng)取有利的價(jià)格優(yōu)惠政策,可以明顯地降低南水北調(diào)東線工程中的調(diào)水成本,提高調(diào)水效益。

根據(jù)電價(jià)的季節(jié)性和水量需求的不均勻性,中長(zhǎng)期水量調(diào)度分為年調(diào)度和月調(diào)度。其中,年調(diào)度以各個(gè)調(diào)水片預(yù)測(cè)年需水量為基礎(chǔ),以月或旬為調(diào)度時(shí)段,綜合考慮各種調(diào)度目標(biāo)和約束,研究年內(nèi)各月(或旬)水量的優(yōu)化配置方式。年調(diào)度根據(jù)豐枯電價(jià)的特性,以抽水電費(fèi)最少為目標(biāo),得出初步調(diào)度方案,為月調(diào)度提供支持。月調(diào)度以年調(diào)水任務(wù)分解到每月的調(diào)水量為基礎(chǔ),參考月預(yù)測(cè)需水量,并考慮月間的結(jié)轉(zhuǎn)水量,得出合理的月調(diào)水任務(wù),然后根據(jù)一定規(guī)則將月調(diào)水任務(wù)細(xì)分到每天。中長(zhǎng)期調(diào)度方案結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

2.1 年調(diào)度方案

年調(diào)度的基本任務(wù)是制定年調(diào)水任務(wù)分配到每個(gè)月的方案。根據(jù)年需水量的不同情況,可采用以下兩種方案之一。①如果歷史同期年需水量變化不大,可以根據(jù)年同期典型調(diào)度曲線來分解年調(diào)水量。②基于各調(diào)水片蓄水量預(yù)測(cè),保證完成年調(diào)水任務(wù),綜合考慮泵站出力、水源可供水量、最低需水量和調(diào)水片供水保證率約束,以抽水電費(fèi)最少或調(diào)水效益最大為目標(biāo)建立調(diào)度模型,求解分配到各月的調(diào)水量。

2.2 月調(diào)度方案

當(dāng)每個(gè)月的調(diào)水任務(wù)確定以后,月調(diào)度任務(wù)需要分解到調(diào)度月的每天完成?？筛鶕?jù)每月需水量情況不同,采用以下3種方案之一。①如果調(diào)度任務(wù)與歷史同期的需求水量相比變化不大,可以根據(jù)同期典型月調(diào)度曲線來分解月調(diào)水量。②把月調(diào)度水量平均分解到當(dāng)月的每一天,然后根據(jù)實(shí)際調(diào)度中出現(xiàn)的情況調(diào)整調(diào)度曲線,結(jié)果用于形成調(diào)度經(jīng)驗(yàn)庫(kù),用于指導(dǎo)以后各月的調(diào)度。如果和供電公司簽訂的協(xié)議中有考慮平衡電力系統(tǒng)負(fù)荷的義務(wù),則需要根據(jù)月度負(fù)荷的特性,在負(fù)荷水平較高時(shí)少用電,在負(fù)荷低谷時(shí)多用電,減小系統(tǒng)負(fù)荷峰谷差。③對(duì)調(diào)度月的日需水量進(jìn)行預(yù)測(cè),得出每月的日需水曲線,然后進(jìn)行歸一化處理得出每日的需水比例,根據(jù)這個(gè)比例將月調(diào)度任務(wù)分解到每一天。

中長(zhǎng)期水量調(diào)度是日水量調(diào)度的前提,在年預(yù)測(cè)需水量和月預(yù)測(cè)需水量的基礎(chǔ)上形成反映受水地區(qū)需水情況的需水曲線,并綜合考慮湖泊、河道和泵站的約束條件,按照抽水電費(fèi)最少和調(diào)水效益最大的目標(biāo)制定相應(yīng)的水量?jī)?yōu)化調(diào)度方案。當(dāng)實(shí)際調(diào)度與調(diào)水方案不符合時(shí),可采用月間結(jié)轉(zhuǎn)和月內(nèi)結(jié)轉(zhuǎn)的柔性調(diào)節(jié)方案,提高調(diào)度的靈活性,以保證年調(diào)度任務(wù)的順利完成。

2.3 算例研究

以江蘇省某區(qū)域的年調(diào)度方案為例,該地區(qū)年度調(diào)水任務(wù)為80億m³。假設(shè)根據(jù)豐枯電價(jià)政策,豐水期為6月-10月,豐水期電價(jià)在常規(guī)電價(jià)的基礎(chǔ)上下調(diào)10%;枯水期為1月-4月和12月,枯水期電價(jià)在常規(guī)電價(jià)的基礎(chǔ)上上浮15%;平水期為5月和11月,平水期電價(jià)為常規(guī)電價(jià)。以江蘇省現(xiàn)行10 kV的大工業(yè)電價(jià)作為平水期的電價(jià),抽入和抽出泵站月最大供水能力分別為5億m³和4億m³。泵站機(jī)組年度檢修安排在枯水期,泵站在枯水期的供水能力為最大供水能力的70%。調(diào)水片泵站的平均揚(yáng)程為6 m,抽水效率為74%。分別制定了常規(guī)電價(jià)政策下(不考慮豐枯電價(jià)政策)和豐枯電價(jià)政策下的年調(diào)水方案,詳見表1。豐枯電價(jià)下的年調(diào)水方案對(duì)應(yīng)的抽水電費(fèi)為0.989億元,常規(guī)電價(jià)下的調(diào)水方案對(duì)應(yīng)的抽水電費(fèi)為0.993億元。對(duì)比兩種方案,豐枯電價(jià)下的調(diào)水方案比常規(guī)電價(jià)下調(diào)水方案節(jié)省抽水電費(fèi)4%,明顯減少了調(diào)水成本,提高了工程效益。

3 峰谷電價(jià)下的短期水量?jī)?yōu)化調(diào)度

短期水量?jī)?yōu)化調(diào)度是在中、長(zhǎng)期水量?jī)?yōu)化調(diào)度方案的基礎(chǔ)上,以日為調(diào)度周期,綜合考慮泵站、河道湖泊和生態(tài)環(huán)境等方面的約束,以抽水電費(fèi)最少、棄水量最小和缺水量最小為目標(biāo),研究峰谷電價(jià)下的短期水量最優(yōu)調(diào)度方案,使之能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)水量在日內(nèi)的逐時(shí)段最優(yōu)分配,對(duì)節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用,降低調(diào)水工程的運(yùn)營(yíng)成本具有重大科學(xué)和現(xiàn)實(shí)意義[4]。

3.1 建立短期調(diào)度模型

3.1.1 目標(biāo)函數(shù)

遵循中長(zhǎng)期水量調(diào)度的各項(xiàng)調(diào)水原則,短期水量?jī)?yōu)化調(diào)度是一個(gè)多水源、多用戶、多調(diào)節(jié)水庫(kù)的大系統(tǒng),如何協(xié)調(diào)各地區(qū)與各用水部門之間的矛盾,使工程發(fā)揮最大效益,是一個(gè)多目標(biāo)決策問題[5-6]。結(jié)合峰谷電價(jià)的差異,選取抽水電費(fèi)最少為主要目標(biāo),棄水量最小、缺水量最小為次要目標(biāo),建立三個(gè)目標(biāo)函數(shù)。

3.1.2 水量平衡方程

由于調(diào)水過程要充分考慮湖泊的調(diào)蓄作用,可以將沿途五片湖泊作為調(diào)蓄水庫(kù),考慮各片所屬湖泊在相鄰兩個(gè)時(shí)段的末庫(kù)容和初庫(kù)容之間的關(guān)系以及上下級(jí)湖泊間的水力關(guān)系,即:末庫(kù)容等于初庫(kù)容與入庫(kù)流量、上一級(jí)湖泊下泄到下一級(jí)湖泊的流量、河道和湖泊的天然徑流量和缺水量的總和減去出庫(kù)流量、棄水量、河道與區(qū)間的需水量和水量損失,可以得到各片湖泊在相鄰兩個(gè)時(shí)段的總水量平衡方程[6]。

3.1.3 約束條件

約束條件包括:機(jī)組功率約束、機(jī)組流量約束、蓄水庫(kù)容約束、棄水量約束、可供水量約束、需水量約束、各片各時(shí)段供水保證率約束、河道輸水流量約束、生態(tài)庫(kù)容約束、北調(diào)控制庫(kù)容約束和非負(fù)約束。

3.2 算法實(shí)現(xiàn)

峰谷電價(jià)下的短期水量?jī)?yōu)化調(diào)度仿真算法的實(shí)現(xiàn)主要基于分時(shí)分片的思想,考慮各項(xiàng)約束條件,求得各片各時(shí)段的調(diào)入調(diào)出水量以及棄水量、缺水量,直到棄水和缺水控制在一個(gè)很小的范圍內(nèi),算法實(shí)現(xiàn)流程圖如圖2所示。

3.3 日調(diào)水方案

為了測(cè)試和檢驗(yàn)在短期水量?jī)?yōu)化調(diào)度中實(shí)行峰谷電價(jià)的優(yōu)越性,根據(jù)2006年7月1日開始實(shí)施的大工業(yè)峰谷電價(jià),運(yùn)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法分別制定常規(guī)電價(jià)下和峰谷電價(jià)下最優(yōu)的短期日調(diào)水計(jì)劃,使工程所需抽水電費(fèi)最少。為了滿足計(jì)算的需要,假設(shè)一個(gè)典型日五片區(qū)域的總調(diào)水量分別為1.2億m³和1.5億m³時(shí),以抽水電費(fèi)最少為目標(biāo)函數(shù),各時(shí)段各片的調(diào)水量為決策變量,考慮機(jī)組過流,機(jī)組功率,機(jī)組揚(yáng)程等一系列約束條件,按照兩重動(dòng)態(tài)規(guī)劃法將總調(diào)水量分配到沿途的五片區(qū)域。

為了突出峰谷電價(jià)在短期水量?jī)?yōu)化調(diào)度中的優(yōu)越性,算例重點(diǎn)分析了實(shí)行常規(guī)電價(jià)和峰谷電價(jià)時(shí)的差異。表2和表3分別給出了典型日五片區(qū)域的總調(diào)水量分別為1.2億m³和1.5億m³時(shí),10 kV電壓等級(jí)的大工業(yè)常規(guī)電價(jià)和峰谷電價(jià)下的日調(diào)水計(jì)劃和抽水電費(fèi)。其中,峰時(shí)段8:00~12:00,17:00~21:00,電價(jià)為0.937元,平時(shí)段12:00~17:00,21:00~24:00電價(jià)為0.562元,谷時(shí)段0:00~8:00,電價(jià)為0.247元。

從表中可以看出,當(dāng)日調(diào)水量為1.2億m³和1.5億m³時(shí),使用峰谷電價(jià)每天節(jié)省的電費(fèi)分別為43.784萬元和42.6萬元,分別占常規(guī)電價(jià)下電費(fèi)的34.64%和26.96%。隨著調(diào)水任務(wù)的增加,抽水所耗費(fèi)的電量中平時(shí)段和峰時(shí)段的電量所占的比重將逐漸增加,工程效率將隨之有所降低。按照南水北調(diào)規(guī)劃的年運(yùn)行時(shí)間200～250 d,與實(shí)行常規(guī)電價(jià)下的調(diào)度方案相比,峰谷電價(jià)下的調(diào)度方案每年節(jié)省下來的抽水電費(fèi)將相當(dāng)可觀,這樣既緩解了電力供應(yīng)的峰谷差矛盾,又可以減少浪費(fèi),節(jié)約運(yùn)行成本。

4 應(yīng)用分時(shí)電價(jià)優(yōu)化水量調(diào)度的對(duì)策和建議

電價(jià)對(duì)南水北調(diào)東線調(diào)水成本影響較大,分時(shí)電價(jià)又是電價(jià)結(jié)構(gòu)的重要形式。因此,在南水北調(diào)水量調(diào)度中,必須認(rèn)真研究分時(shí)電價(jià)機(jī)制。

4.1 建立多模式分時(shí)電價(jià)下水量?jī)?yōu)化調(diào)度模型

南水北調(diào)東線調(diào)度運(yùn)行涉及多種因素,是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),需要建立優(yōu)化調(diào)度模型。模型庫(kù)子系統(tǒng)包括模型庫(kù)及模型庫(kù)管理系統(tǒng)。其中模型庫(kù)用來存儲(chǔ)輔助決策所需要的各種模型,這些模型按功能可分為:①預(yù)測(cè)模型。結(jié)合各地區(qū)城市和工農(nóng)業(yè)用水情況,根據(jù)需水量、來水量和各種相關(guān)資料,采用各種預(yù)測(cè)模型對(duì)各地區(qū)的生活需水、工業(yè)需水、農(nóng)業(yè)需水、生態(tài)與環(huán)境需水等方面分別進(jìn)行預(yù)測(cè),計(jì)算出未來各地區(qū)各時(shí)段的需水量,提供給實(shí)時(shí)調(diào)度模型。②優(yōu)化調(diào)度模型。 優(yōu)化調(diào)度模型是輔助決策系統(tǒng)的核心部分,包括豐枯電價(jià)下的中長(zhǎng)期水量?jī)?yōu)化調(diào)度模型、峰谷電價(jià)下的短期水量?jī)?yōu)化調(diào)度模型以及枯水年份的聯(lián)合調(diào)度模型等。③評(píng)價(jià)決策模型。為協(xié)調(diào)好調(diào)水、防洪與航運(yùn)的關(guān)系,本系統(tǒng)包括各類支持評(píng)價(jià)與決策的分析計(jì)算模型,即評(píng)價(jià)決策模型。具體包括:綜合指數(shù)評(píng)價(jià)模型、層次分析模型、風(fēng)險(xiǎn)決策模型、模糊綜合評(píng)判模型等。

模型庫(kù)管理系統(tǒng)是針對(duì)模型管理特殊要求而設(shè)計(jì)的專用軟件系統(tǒng),具備如下功能:對(duì)庫(kù)內(nèi)各模型進(jìn)行統(tǒng)一管理,按功能需要進(jìn)行模型維護(hù)、修改、組裝、聯(lián)接、生成等。實(shí)現(xiàn)模型庫(kù)與方案庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、人機(jī)接口的聯(lián)結(jié),負(fù)責(zé)新增模型的管理等。

4.2 以政府為主體,建立需求側(cè)管理資金,形成對(duì)供電公司、供水公司(用戶)相互聯(lián)系的電價(jià)補(bǔ)償機(jī)制

電價(jià)的確定是一個(gè)涉及政府、供電公司和用戶多方面利益的問題,江蘇省實(shí)行峰谷分時(shí)電價(jià)已有10年,但還需進(jìn)一步完善,從公用事業(yè)部門產(chǎn)品定價(jià)的一般原理出發(fā),為了實(shí)現(xiàn)社會(huì)資源在電力用戶和供電公司之間的最優(yōu)配置,建議建立多模式分時(shí)電價(jià)補(bǔ)償機(jī)制。

任何一種分時(shí)電價(jià)的建立,供電公司都有一個(gè)由贏利到虧損的過程,這是分時(shí)電價(jià)引導(dǎo)用電的必然結(jié)果。這是由于分時(shí)電價(jià)的收益被計(jì)入了供電公司的正常收入,從而對(duì)供電公司產(chǎn)生了一種不利的導(dǎo)向:如果用戶不削峰填谷,供電公司反而能得到更高的收益。因此,供電公司一旦出現(xiàn)虧損之后,就會(huì)對(duì)分時(shí)電價(jià)政策產(chǎn)生抵觸情緒,從而影響了分時(shí)電價(jià)的執(zhí)行效果。

如果規(guī)定新的分時(shí)電價(jià)帶來的贏利(增收)部分不再計(jì)入供電公司的正常收入。用這筆資金建立供電公司開展需求側(cè)管理的“蓄水池”,即建立一種供電公司的補(bǔ)償機(jī)制。一旦供電公司執(zhí)行分時(shí)電價(jià)出現(xiàn)虧損的時(shí)候,就用這筆資金對(duì)供電公司進(jìn)行補(bǔ)貼。這種方式表面上看,與現(xiàn)行供電公司先賺后虧的運(yùn)行模式?jīng)]有什么區(qū)別,但它消除了供電公司執(zhí)行分時(shí)電價(jià)時(shí)的不利導(dǎo)向,更有利于分時(shí)電價(jià)的執(zhí)行效果。然而,一旦用戶的消費(fèi)理念成熟之后,可能任何一種分時(shí)電價(jià)的設(shè)計(jì)都不可能造成供電公司贏利。因此,在這種情況下,政府就需要開辟另外一條補(bǔ)償資金的籌集渠道——隨電量征收需求側(cè)管理資金(國(guó)外稱能效基金),用以對(duì)供電公司的虧損補(bǔ)貼。

4.3 按照不同的負(fù)荷種類、季節(jié)性用電差別,制訂科學(xué)合理的峰谷分時(shí)、季節(jié)性價(jià)格體系

擴(kuò)大峰谷電價(jià)執(zhí)行范圍,對(duì)不同用電類別執(zhí)行不同的分時(shí)電價(jià)。根據(jù)用電結(jié)構(gòu)和負(fù)荷特點(diǎn),調(diào)整行業(yè)分類,細(xì)分電力市場(chǎng),逐步擴(kuò)大峰谷分時(shí)電價(jià)執(zhí)行范圍。峰谷電價(jià)比例應(yīng)在考慮電力企業(yè)的合理成本和利潤(rùn)的前提下按價(jià)值規(guī)律確定,根據(jù)不同用電類別,執(zhí)行不同的峰谷電價(jià)標(biāo)準(zhǔn),其比值可在2～5倍之間選擇。對(duì)于高峰電力短缺,峰谷差較大且可轉(zhuǎn)移負(fù)荷潛力較大的電網(wǎng),應(yīng)考慮推行尖峰電價(jià),如在現(xiàn)行峰谷電價(jià)的基礎(chǔ)上,高峰時(shí)段選取2～3 h作為尖峰時(shí)段,其電價(jià)為高峰電價(jià)的2倍。

根據(jù)用電負(fù)荷的季節(jié)性特征,出臺(tái)季節(jié)性浮動(dòng)電價(jià)。季節(jié)性電價(jià)對(duì)抑制高峰用電負(fù)荷,緩解季節(jié)性的供需矛盾有很大作用。目前江蘇省的季節(jié)性供電緊張主要體現(xiàn)在冬夏兩季,因此可參照鐵道部在春節(jié)期間對(duì)火車票價(jià)上下浮動(dòng)的做法,根據(jù)工業(yè)物價(jià)影響指數(shù)和電力短缺情況給常規(guī)電價(jià)一定的上下浮動(dòng)空間,同時(shí)舉行電價(jià)聽證會(huì)并及時(shí)向社會(huì)公示。

基于電網(wǎng)峰谷特性的南水北調(diào)東線工程的水量?jī)?yōu)化調(diào)度在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,根據(jù)電網(wǎng)峰谷特性和分時(shí)電價(jià)特點(diǎn)對(duì)水量調(diào)度進(jìn)行優(yōu)化配置,從傳統(tǒng)的行政指令性調(diào)度向市場(chǎng)調(diào)度轉(zhuǎn)變。由于我國(guó)的電力市場(chǎng)與水市場(chǎng)仍在形成過程中,涉及的一些市場(chǎng)條件尚未成熟,因此本文的探究尚處于探索階段。在日漸成熟的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,如何實(shí)現(xiàn)南水北調(diào)東線工程水量?jī)?yōu)化調(diào)度與管理,對(duì)南水北調(diào)工程的水資源分配,乃至對(duì)中國(guó)水資源的高效、合理和可持續(xù)利用,意義和難度都同等重大,是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。

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