Подсистема «Анализ и планирование балансов электроэнергии» (Энергостат-3.1)

Средства анализа, прогнозирования и планирования электропотребления и составляющих баланса электроэнергии.

Программная подсистема позволяет на единой информационной базе, с использованием однородного пользовательского интерфейса решать задачи анализа, прогнозирования и планирования электропотребления, балансов электроэнергии энергосистем и энергокомпаний.

Реализованная в подсистеме задача планирования балансов электроэнергии является одной из задач процесса планирования режимов работы предприятий электроэнергетики. В зависимости от решаемых задач и детальности планирования, в состав балансов могут входить компоненты, характеризующие структуру балансов на различных этапах и звеньях технологического процесса. Компоненты могут группироваться по территориальным, технологическим признакам. Планирование балансов начинается с оценки уровня расходной части баланса – уровня электропотребления [1,2].

Расчеты по планированию балансов, реализованные в подсистеме Энергостат-3.1 осуществляются в соответствии с определенной методологией расчетов, включающей в себя методы, алгоритмы, технологию расчетов, способы и средства обработки данных, необходимые для осуществления всего цикла планирования. Выбор и настройка моделей может производиться, как при внедрении программного обеспечения разработчиками, так и в процессе эксплуатации производственным персоналом. Основные этапы реализации методологии:

1. Подготовка исходной информации для анализа и планирования.
   • Подготовка структуры взаимосвязанных составляющих балансов. Создание объектной модели данных потребления, балансов. Группировка данных по определенным признакам.
   • Настройка и адаптация программных средств загрузки информации в темпе процесса из источников данных (АСКУЭ, макеты и файлы).
   • Загрузка архивных данных составляющих балансов за несколько лет. Балансировка данных по различным критериям, идентификация недостоверных значений. Замена недостоверных значений моделированными параметрами. Статистический анализ данных с использованием регрессионного и дисперсионного анализа.
2. Настройка математических моделей для реализации функций прогнозирования, планирования и учета ограничений.
   • Выбор и настройка математических моделей прогноза для компонент баланса.
   • Проведение серий оценочных расчетов для оценки точности прогнозов в ретроспективном режиме по фактическим данным. Необходимая коррекция моделей прогнозирования.
3. Расчет прогнозных значений составляющих баланса. Подготовка плановых значений.
   • Прогнозирование основных компонент электропотребления с использованием статистических алгоритмов.
   • Коррекция прогнозных значений с учетом влияющих факторов. Экспертная оценка и коррекция расчетов с использованием специальных программных интерфейсов.
   • Расчет прогнозного баланса в целом. Варианты расчетов:
     • расчет прогнозов по отдельным составляющим баланса потребления с последующим суммированием;
     • расчет прогнозов по суммарному показателю с последующей разбивкой по составляющим баланса потребления;
     • учет лимитов и ограничений (рабочая мощность, сетевые ограничения, другое).
   • Загрузка принятых прогнозных значений в плановые параметры.
4. Реализация обмена данными расчетов с другими уровнями управления.
   • На данном этапе производится обмен фактическими данными и результатами планирования балансов между объектами и уровнями управления.

Структура баланса может разбиваться на технологические группы (рис. 1).

Рис. 1. Структура показателей баланса электроэнергии.

Подсистема Энергостат-3.1 оснащена средствами создания и удаления параметров и показателей, просмотра и коррекции их величин и характеристик. Существует возможность создания расчетных параметров на основе формул с набором математических функций (рис. 2). Для удобства поиска, просмотра и обработки большого количества данных их можно группировать по определенным признакам, создавая иерархическую структуру (дерево параметров). Реализованы средства для организации хранения и ведения многолетних архивов данных различной дискретности. Загрузка осуществляется из внешних источников (АСКУЭ, макетов, файлов данных), средства встроенного макроязыка позволяют быстро настроить и автоматизировать процесс загрузки.

Рис. 2. Структура показателей баланса электроэнергии.

В настоящее время, в условиях функционирования оптового рынка электроэнергии, в структуру баланса добавляются новые составляющие:

• в суммарном потреблении выделяются новые компоненты - энергосбытовые компании, крупные потребители ОРЭМ, самостоятельно выходящие на рынок;
• структура выработки электроэнергии корректируется в связи с образованием генерирующих компаний (ОГК, ТГК);
• в структуре сальдо-перетоков выделяется отдельные группы сальдо-перетоков между субъектами ОРЭМ (рис. 3).

Рис. 3. Структура сальдо-перетоков электроэнергии между субъектами ОРЭМ.

Возможно формирование структуры параметров на основе перечня кодов учетных показателей, формируемого ОАО «АТС».

Усложнение структуры баланса электроэнергии и его постоянное изменение сделали процесс формирования согласованных балансов на разных уровнях управления значительно более трудоемким. Создание и поддержка большого количества взаимосвязанных составляющих баланса является сложной задачей и ее решение путем ручного ввода каждого показателя и интегрирования его в общую схему баланса оказывается весьма затруднительным. Автоматизация средств создания структуры показателей требует формирования объектной базы данных, включающей административное деление территорий, состав объектов и участников рынка, топологию сальдо-перетоков и т.п. Для этого может быть использована интеграция и совместное использование подсистемы Энергостат-3.1 с программными средствами подсистемы Энергостат-6.1 – компонентой Менеджер субъектов ОРЭМ.

Средствами подсистемы Энергостат-6.1 формируется иерархическая объектная модель структуры балансов. Основу модели составляют производственные и административные объекты верхнего уровня ОРЭМ. Объекты связаны друг с другом и образуют несколько различных иерархий, пересекающихся на определенных уровнях управления. Состав объектов верхнего уровня можно разделить условно на две группы:

• Условно-постоянную группу объектов, которая редко подвержена изменениям. В состав группы входят:
  • территории энергосистем и объединенных энергосистем;
  • электростанции, группы точек поставки (ГТП) электростанций;
  • филиалы и дочерние компании ФСК - магистральные электрические сети (МЭС), предприятия магистральных электрических сетей (ПМЭС), магистральные сетевые компании (МСК) территорий энергосистем.
• Изменяемую группу объектов, состав которой заранее предполагается переменным и периодически изменяется и пополняется. В эту группу входят:
  • крупные потребители ОРЭМ;
  • абоненты крупных потребителей ОРЭМ (промышленные предприятия, заводы и т.п.);
  • энергосбытовые компании.

Загрузка исходных данных может производиться из различных источников, в т.ч. из макетов 51070 (“акты оборота электроэнергии”). При этом фактические данные суточных графиков автоматически интегрируются в месячные значения (рис. 4), которые затем используются при планировании.

Рис. 4. Средства просмотра фактических данных.

Программные средства статистического анализа (рис. 5) подсистемы позволяют провести расчеты средних величин, сумм, дисперсий, значений приростов в абсолютных величинах и процентах, нарастающих значений за определенный временной интервал. Реализованы автоматический поиск и индикация максимальных и минимальных точек статистического ряда, а также поиск выбросов по заданным критериям. При проведении статистических расчетов возможно задание определенных типов дней (рабочие, выходные) и сложных временных интервалов. Результаты могут быть представлены в графическом и табличном виде, выведены на печать и экспортированы в таблицы Windows-приложения Excel.

Рис. 5. Статистический анализ показателей баланса.

Система планирования баланса электроэнергии, разработанная в подсистеме Энергостат-3.1, реализует методику централизованной подготовки структуры показателей баланса на верхнем уровне и сбора фактических и плановых балансов от нижнего уровня согласно утвержденной структуре. Важным этапом подготовки является обмен данными между уровнями иерархии. Технология обработки данных для различных объектов верхнего уровня (ОДУ, ТГК, ОГК, энергосбытовые компании), а также объектов нижнего уровня (РДУ, станции, крупные потребители) идентична и различается в основном структурой показателей.

Для осуществления функций прогнозирования используется система моделей прогнозирования, позволяющая в условиях эксплуатации осуществлять планирование компонент с различным характером колебаний и объемом данных. Выбор моделей может производиться, как при внедрении программного обеспечения разработчиками, так и в процессе эксплуатации производственным персоналом [2-3].

Рис. 6. Средства прогнозирования показателей баланса.

Подсистема включает средства совместного расчета показателей и баланса в целом (рис. 6), а также средства балансировки показателей на всех уровнях. Возможен переход от интегральных месячных и суточных величин компонент баланса электроэнергии к почасовым и получасовым значениям.

Подсистема Анализ и планирование балансов электроэнергии (Энергостат-3.1) в настоящее время внедрена в 35 филиалах ОАО «СО ЕЭС», в ОАО «Дальневосточная энергетическая компания» и ее филиалах (ОАО «Амурэнергосбыт», ОАО «Дальэнергосбыт», ОАО «Хабаровскэнергосбыт», ОАО «Энергосбыт ЕАО»).

Литература:

• Макоклюев Б.И. Методология и система моделей прогноза электропотребления.// Электрические станции, 2007, № 3.
• Макоклюев Б.И. Анализ и планирование электропотребления. М: Энергоатомиздат, 2008.
• Макоклюев Б. И., Cалманов Б. И., Антонов А. В. Статистический анализ и планирование технико-экономических показателей энергообъединений на основе программного комплекса Энергостат. // Энергетик, 2002, № 3.