一种工商业用户零售电价套餐的量化方法和系统与流程

1.本发明涉及电网资源优化配置的技术领域，具体涉及一种工商业用户零售电价套餐的量化方法和系统。


背景技术：

2.国家电网公司根据用户的用电性质，将其分成四大类:居民生活用电、一般工商业用电、大工业用电和农业生产用电。有的城市还划分出了非居民照明用电的类别，对农业排灌也有单独的划分。各类别中还有更细的划分，它们都有不同的电度电价。
3.目前，现有面对工商业用户的零售电价套餐定价目标单一，以保障售电公司获取利润为主要目标，较少体现激励用电行为的价格信号，且现有电价过分强调了效益水平，在兼顾公平负担、公共政策目标等方面有所欠缺，没有发挥电价应承担的社会功能，同时没有根据用户的负荷特性制定电价，不能反映工商业用户用电成本的差异，对用户的激励不够。并且，零售电价格水平随意、简单，多为售电公司与工商业用户协商确定。售电电价的制定存在严重的主观判定，不能够充分反映零售市场的供需情况，经济杠杆作用发挥的有限。
4.有鉴于此，亟需提供一种可快速实现不同工商业用户差异化的零售价格水平，解决市场可能出现的多种用户及其适用的零售电价套餐精准定价问题的方法。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供了一种工商业用户零售电价套餐的量化方法，包括以下步骤：
6.获取计算所需相关数据；包括用户各时点的负荷、工商业用户总电费；
7.根据用户用电特性确定工商业用户零售电价套餐，且按负荷率进行分类；
8.根据各类负荷率、同时率与工商业用户用电总电费，建立负荷率电价理论模型，确定各负荷率对应的电价初始值；
9.根据工商业用户实际用电需求预测对各负荷率电价初始值做出调整，确定各类负荷率工商业用户的零售电价套餐最终值。
10.在上述方法中，通过二阶聚类的自动聚类法实现所述负荷率分类。
11.在上述方法中，所述通过二阶聚类的自动聚类法实现所述负荷率分类包括步骤：
12.先将任意一个负荷率放到树的根节点处，用于记录有该负荷率的变量信息；在根据设定的距离测度，作为相似性依据，使每个其他负荷率根据它与根节点处的负荷率的相似性，归放至最相似的节点中，若某负荷率没有找到与其他负荷率足够相似的节点，则形成一个新节点；
13.再使用凝聚聚类法对所述聚类特征树的节点进行分组；确定最优聚类个数。
14.在上述方法中，所述根据工商业用户实际用电需求预测对电价初始值作出调整，确定各类负荷率工商业用户的零售电价套餐最终值包括步骤：
15.s41、选择其中一类负荷率工商业用户i对应的两部制电价进行调整；
16.s42、计算其它类负荷率工商业用户的两部制电价水平；
17.s43、根据用户总电费不变原则，确定各类负荷率工商业用户的两部制电价最终值。
18.在上述方法中，所述步骤s42包括步骤：
19.s421、分别确定所述其他类负荷率工商业用户对应的两部制电价中的基本电价与所述步骤s41中所述负荷率工商业用户对应的两部制电价中的基本电价的比价；
20.s422、在各类负荷率的交界点，工商业用户电费支出一致的原则，分别计算所述其他类负荷率工商业用户的电量电价水平。
21.本发明还提供了一种工商业用户零售电价套餐的量化系统，包括
22.数据输模块：用于输入计算所需相关数据；包括用户各时点的负荷、工商业用户总电费；
23.负荷率分类模块：用于根据输入的数据及用户用电特性确定工商业用户零售电价套餐，并按负荷率进行分类；
24.负荷率电价初始值计算模块：用于根据各类负荷率、同时率与工商业用户用电总电费，建立负荷率电价理论模型，确定各负荷率对应的电价初始值；
25.零售电价套餐确认模块：用于根据工商业用户实际用电需求；预测对各负荷率电价初始值作出调整，确定各类负荷率对应的工商业用户的零售电价套餐最终值。
26.在上述方案中，所述负荷率分类模块通过二阶聚类的自动聚类法实现所述负荷率分类。
27.在上述方案中，所述负荷率电价初始值计算模块实现以下步骤：
28.选择其中一类负荷率工商业用户对应的两部制电价进行调整；
29.计算其它类负荷率工商业用户的两部制电价水平；
30.根据用户总电费不变原则，确定各类负荷率工商业用户的两部制电价最终值。
31.本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述的工商业用户零售电价套餐的量化方法。
32.本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的工商业用户零售电价套餐的量化方法。
33.本发明根据用户用电特性确定工商业用户零售电价套餐按负荷率进行分类，再根据负荷率、同时率及其与工商业用户用电成本的关系计算各类电价水平初始值，并根据工商业用户实际用电行为预测对电价初始值做出调整，形成各档电价水平最终值，可快速实现不同工商业类型用户差异化的零售价格水平，解决市场可能出现的多种工商业用户及其适用的零售电价套餐精准定价问题，有效引导工商业用户改变消费习惯、优化配置资源，保障电力系统安全稳定运行。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的
附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本发明提供的方法流程图；
36.图2为本发明提供的方法中步骤s4的流程图；
37.图3为本发明提供的系统框架示意图；
38.图4为本发明提供的计算机设备框架示意图。
具体实施方式
39.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等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元件必须具有特定的方位、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。
41.此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.下面结合具体实施方式和说明书附图对本发明做出详细的说明。
43.如图1-2所示，本发明提供了一种工商业用户零售电价套餐的量化方法，包括以下步骤：
44.s1、获取计算所需相关数据，包括用户各时点的负荷、工商业用户总电费；
45.s2、根据用户用电特性确定工商业用户零售电价套餐，且按负荷率进行分类。
46.本实施例，通过二阶聚类的自动聚类法对负荷率进行分类；
47.基于二阶聚类的自动聚类法将各负荷率进行分类，具体包括步骤：
48.s21、构建聚类特征树，将负荷率(观测量)初步聚为若干子类，具体为：
49.先将任意一个负荷率(观测量)放到树的根节点处，用于记录有该负荷率(观测量)的变量信息；在根据设定的距离测度，作为相似性依据，使每个其他负荷率(观测量)根据它与根节点处的负荷率(观测量)的相似性，归放至最相似的节点中，若某负荷率(观测量)没有找到与其他负荷率(观测量)足够相似的节点，则形成一个新节点。
50.s22、使用凝聚聚类法对上述聚类特征树的节点进行分组。确定最优聚类个数，也就是最优负荷率分组。
51.s3、根据各类负荷率、同时率及工商业用户用电总电费，建立负荷率电价理论模
型，确定各负荷率对应的电价初始值；本实施例中，负荷率为在统计期间内(日、月、年)内的平均负荷与最大负荷之比的百分数；同时率为电力系统综合最高负荷与电力系统各组成单位的绝对最高负荷之和的比率。本步骤中先计算出各负荷率对应的电价初始值，在此基础上对初始值调整，才形成最终值。
52.本实施例中，负荷率电价理论模型如下所示：
53.p
b,i
＝ac
b,i
·ei
·di
[0054][0055][0056][0057][0058]
式中：
[0059]
p
b,i
为第i类工商业用户的基本电价；
[0060]
p
q,i
为第i类工商业用户的电量电价；
[0061]
ac
b,i
为第i类工商业用户的单位容量成本；
[0062]
cb为负荷率电价需要回收的总容量费用，
[0063]cb,i
为第i类工商业用户应回收的容量费用；
[0064]
q为用户电量，
[0065]
qi为第i类工商业用户电量；
[0066]fi
为第i类工商业用户负荷率，在统计期间内的平均负荷与最大负荷的比率；
[0067]
p
max,i
为第i类工商业用户的最大负荷；
[0068]di
为第i类工商业用户同时率，电力系统综合最高负荷与电力系统各组成单位的绝对最高负荷之和的比率；
[0069]ei
为第i类工商业用户基本电价分摊容量费用的比率；
[0070]
i为各类负荷率工商业用户，i＝ⅰ，ⅱ，ⅲ，分别代表低、中、高负荷率工商业用户；
[0071]
t为月日历小时，为730小时；
[0072]
v为变动(燃料)成本，元/kwh。
[0073]
根据上述模型，计算各负荷率电价(两部制电价)初始值。
[0074]
p
b,i
＝ac
b,i
·ei
·di
[0075][0076]
s4、根据工商业用户实际用电需求(行为)预测对所述对各负荷率电价初始值作出调整，确定各类负荷率对应的工商业用户的零售电价套餐最终值。
[0077]
本实施例，按照理论测算的负荷率电价，会出现两个问题：一是两部制电价的比价关系和不同类负荷率电价的关系，可能与实际情况存在差距；二是回收的费用有可能低于实际回收的费用。这是因为按照各类负荷率用户的负荷特性计算的负荷率电价，其综合电价曲线的交点与我们预期的交点不一致，工商业用户在按理论负荷率电价进行选择时，就选择的是有利于工商业用户的其它负荷率电价，而不是工商业用户自身所在负荷率的电价，这样就可能导致电网企业回收电的费用低于预期回收的费用。
[0078]
因此，本实施例根据理论计算的各类负荷率电价需要根据实际情况进行调整，计算除符合实际情况的可操作的电价，具体包括以下步骤：
[0079]
s41、选择其中一类负荷率工商业用户i对应的两部制电价进行调整。
[0080]
s42、计算其它类负荷率工商业用户的两部制电价水平，包括步骤：
[0081]
s421、分别确定其他类负荷率工商业用户i对应的两部制电价中的基本电价与步骤s41中所述的负荷率工商业用户i对应的两部制电价中的基本电价的比价。
[0082]
s422、在各类负荷率的交界点，工商业用户电费支出一致，分别计算所述其他类负荷率工商业用户i的电量电价水平。
[0083]
s43、根据用户总电费不变原则，确定各类负荷率工商业用户的两部制电价最终值；用户总电费不变原则为总电费在电价调整前和调整后保持不变。
[0084]
下面以低、中、高三类负荷率为例说明步骤s4，具体如下：
[0085]
根据步骤s41，选择中等负荷率电价首先进行调整，根据费用平衡的原则，调整两部制电价比重，确定中等负荷率工商业用户对应的两部制电价水平。
[0086][0087][0088]
式中：
[0089]
p'
b,ii
为中等负荷率工商业用户调整后的基本电价；
[0090]
p'
q,ii
为中等负荷率工商业用户调整后的电量电价；
[0091]
ρ
ii
为中等负荷率工商业用户基本电费占总电费的比重。
[0092]
根据步骤s42，计算低、高负荷率对应的工商业用户两部制电价水平，具体包括：
[0093]
根据步骤s421，首先，确定高、低负荷率基本电价与中负荷率基本电价的比价,计算公式如下：
[0094]
p'
b,i
＝ρ
i-ii
p'
b,ii
[0095]
p'
b,iii
＝ρ
iii-ii
p'
b,ii
[0096]
式中：
[0097]
p'
b,i
为低负荷率工商业用户调整后的基本电价；
[0098]
p'
b,iii
为高负荷率工商业用户调整后的基本电价；
[0099]
ρ
i-ii
为低负荷率工商业用户基本电价与中等负荷率用户基本电价的比价，小于1。
[0100]
ρ
iii-ii
为高负荷率工商业用户基本电价与中等负荷率用户基本电价的比价，大于1。
[0101]
再根据步骤s422，根据价格选择性原理，在高、中、低负荷率的交界点，用户电费支出一致的原则，分别计算高、低负荷率负荷率工商业用户i的电量电价水平。
[0102]
计算公式表示如下：
[0103][0104][0105]
式中：
[0106]
p'
q,i
为低负荷率工商业用户调整后的电量电价；
[0107]
p'
q,iii
为高负荷率工商业用户调整后的电量电价；
[0108]
t1为划分低负荷率工商业用户与中等负荷率用户的时间分界点，例如工商业用户月最大负荷利用小时小于250小时为低负荷率用户，则t1即为250小时。
[0109]
t2为划分高负荷率工商业用户与中等负荷率工商业用户时间分界点。
[0110]
在根据步骤s43，确定最终各类负荷率工商业用户的两部制电价。
[0111]
由于根据一、二两步计算的各类负荷率工商业用户两部制电价计算出的总电费，与需要回收的总费用不会一致，存在一定的差异，为此，需要对上述计算出的电价进行调整，使总费用得以平衡。
[0112]
调整方法为，维持各类负荷率工商业用户的基本电价不变，仅对各类负荷率工商业用户的电量电价进行调整；基本电价不变可以保持价格的稳定，如果基本电价和电量电价都变了，价格就不确定了。
[0113]
各类负荷率工商业用户的电量电价调整额度根据各类负荷率工商业用户的总费用差额除以总电量计算得到，因此，确定最终各类负荷率工商业用户的两部制电价计算具体如下式：
[0114]
各负荷率用户电量电价调整幅度计算如下式：
[0115][0116]
各负荷率工商业用户的两部制电价最终值计算公式为：
[0117][0118][0119][0120]
[0121][0122][0123]
式中：
[0124]
分别为低、中、高负荷率工商业用户最终的基本电价；
[0125]
分别为低、中、高负荷率工商业用户最终的电量电价。
[0126]fi
为第i类工商业用户负荷率；
[0127]di
为第i类工商业用户同时率。
[0128]
如图3所示，本发明还提供了一种工商业用户零售电价套餐的量化系统，包括：
[0129]
数据输模块：用于输入计算所需相关数据，包括用户各时点的负荷、工商业用户总电费；
[0130]
负荷率分类模块：用于根据输入的数据及用户用电特性确定工商业用户零售电价套餐，并按负荷率进行分类。
[0131]
本实施例，负荷率分类模块基于二阶聚类的自动聚类法将各负荷率进行分类，具体包括步骤：
[0132]
a21、构建聚类特征树，将负荷率(观测量)初步聚为若干子类，具体为：
[0133]
先将任意一个负荷率(观测量)放到树的根节点处，用于记录有该负荷率(观测量)的变量信息；在根据设定的距离测度，作为相似性依据，使每个其他负荷率(观测量)根据它与根节点处的负荷率(观测量)的相似性，归放至最相似的节点中，若某负荷率(观测量)没有找到与其他负荷率(观测量)足够相似的节点，则形成一个新节点。
[0134]
a22、使用凝聚聚类法对上述聚类特征树的节点进行分组。确定最优聚类个数，也就是最优负荷率分组。
[0135]
负荷率电价初始值计算模块：用于根据各类负荷率、同时率及工商业用户用电总电费，建立负荷率电价理论模型，确定各负荷率对应的电价初始值。
[0136]
本实施例，负荷率电价初始值计算模块建立负荷率电价理论模型如下所示：
[0137]
p
b,i
＝ac
b,i
·ei
·di
[0138][0139][0140][0141][0142]
式中：
[0143]
p
b,i
为第i类工商业用户的基本电价；
[0144]
p
q,i
为第i类工商业用户的电量电价；
[0145]
ac
b,i
为第i类工商业用户的单位容量成本；
[0146]
cb为负荷率电价需要回收的总容量费用，
[0147]cb,i
为第i类工商业用户应回收的容量费用；
[0148]
q为用户电量，
[0149]
qi为第i类工商业用户电量；
[0150]fi
为第i类工商业用户负荷率，在统计期间内的平均负荷与最大负荷的比率；
[0151]
p
max,i
为第i类工商业用户的最大负荷；
[0152]di
为第i类工商业用户同时率，电力系统综合最高负荷与电力系统各组成单位的绝对最高负荷之和的比率；
[0153]ei
为第i类工商业用户基本电价分摊容量费用的比率；
[0154]
i为各类负荷率工商业用户，i＝ⅰ，ⅱ，ⅲ，分别代表低、中、高负荷率工商业用户；
[0155]
t为月日历小时，为730小时；
[0156]
v为变动(燃料)成本，元/kwh。
[0157]
负荷率电价初始值计算模块根据上述模型，计算各负荷率电价初始值。
[0158]
零售电价套餐确认模块：用于根据工商业用户实际用电需求(行为)预测对所述电价初始值作出调整，确定各类负荷率对应的工商业用户的零售电价套餐最终值。
[0159]
本实施例，零售电价套餐确认模块通过以下是步骤确定各类负荷率工商业用户的两部制电价最终值，具体包括步骤：
[0160]
a41、选择其中一类负荷率工商业用户i对应的两部制电价进行调整。
[0161]
a42、计算其它类负荷率工商业用户的两部制电价水平，包括步骤：
[0162]
a421、分别确定其他类负荷率工商业用户i对应的两部制电价中的基本电价与步骤a41中所述的负荷率工商业用户i对应的两部制电价中的基本电价的比价。
[0163]
a422、在各类负荷率的交界点，工商业用户电费支出一致的原则，分别计算所述其他类负荷率工商业用户i的电量电价水平。
[0164]
a43、根据用户总电费不变原则，确定各类负荷率工商业用户的两部制电价最终值；用户总电费不变原则为总电费在电价调整前和调整后保持不变。
[0165]
负荷率电价初始值计算模块具体的计算可参考上述方法的具体内容，此处不再赘述。
[0166]
本发明有益效果如下：
[0167]
1、本发明采用二阶聚类方法对工商业用户零售电价套餐按负荷率进行分类，使用户分类比一般人为确定更加精准。
[0168]
2、本发明考虑用户类别、用电负荷特性的区别，提出可选择的零售电价套餐，吸引工商业用户并提高工商业用户可选择性，同时在时间上分售电侧放开的不同阶段设计不同的零售电价体系。
[0169]
解决市场可能出现的多种工商业用户及其适用的零售电价套餐精准定价问题，有效引导工商业用户改变消费习惯、优化配置资源，保障电力系统安全稳定运行。
[0170]
如图4所示，本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例中计及关键指标提升运行效果的配电网技术改造系统。
[0171]
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中识别模型训练方法，或者计算机程序被处理器执行时实现上述实施例工商业用户零售电价套餐的量化方法。
[0172]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0173]
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。