電力市場輔助決策系統(tǒng)

1、電力市場輔助決策系統(tǒng)上海xxxx課程設(shè)計（大型作業(yè)）論文 課程編號： 1305313 課程名稱： 軟件設(shè)計 院 （系）： 計算機與信息工程學院 專 業(yè)： 軟件工程 姓 名： xxxx 學 號： 2008xxxx 班 級： 2008xxx 時 間： 6月27日-7月8日 目錄一、 引言21.1電力市場概述21.2電力的定價4二、 可行性研究52.1 技術(shù)可行性分析52.2 社會可行性分析52.3經(jīng)濟可行性分析52.4操作可行性52.5可行性研究結(jié)論5三、 需求分析53.1數(shù)據(jù)流分析53.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊分析6四、 總體設(shè)計74.1系統(tǒng)用例圖74.2系統(tǒng)類圖84.3活動圖104.4時序圖11五、 算

2、法分析11六、 模塊的實現(xiàn)與調(diào)試146.1灰色預測法代碼14七、 總結(jié)191、 引言1.1電力市場概述電力市場是指電力商品流通領(lǐng)域中電能的交換及其交換關(guān)系的總和。電力市場的主體包括電力建設(shè)企業(yè)，電力生產(chǎn)企業(yè) ，電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)以及電力消費用戶。電力市場的客體就是作為商品的電能，而電力市場的載體即為電網(wǎng)（包括輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)）。電力市場有別于其他商品市場最顯著的特征就是電力商品產(chǎn)供銷（發(fā)供用）瞬間同時完成。這個特征決定了電力市場較之其他商品市場就其運營難度以及技術(shù)、經(jīng)濟、體制、調(diào)節(jié)等因素的影響程度要廣泛的多。電力市場無論其理論還是實踐在我國尚處于雛形階段，他既依賴于電力工業(yè)體制的改革，也有賴與政策、理

3、論、技術(shù)很規(guī)則方面的準備，二者缺一不可。所謂電網(wǎng)商業(yè)化運營，就是在電力市場環(huán)境下，以價值規(guī)律為主導，在市場主體內(nèi)引入競爭機制；以電價作為支點，通過競爭上網(wǎng)，優(yōu)化調(diào)度，最終使得用戶獲得最大效益，并促進電力資源的合理配置。建立發(fā)電市場是電力行業(yè)從壟斷型經(jīng)營走向商業(yè)性市場經(jīng)營的第一步，其特點是：放開發(fā)電側(cè)，允許多種所有制形式電廠存在，具有獨立法人資格的發(fā)電公司各自承擔電廠經(jīng)營風險，參與發(fā)電市場上網(wǎng)電的競爭。其目的是：實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的公平、公正、公開和發(fā)電企業(yè)之間的平等競爭，促進電力企業(yè)提高效率，加強管理，優(yōu)化電力資源配置，在改革過程中逐步調(diào)整好電力企業(yè)與社會之間，電力企業(yè)之間的經(jīng)濟關(guān)系，以最終達到降低

4、銷售電價，使全社會收益的目的?？傊娏κ袌鼋⒌哪康氖墙档碗娏Τ杀?，使供需兩方共同收益，從而給電力工業(yè)帶來競爭的活力，同時使其他工業(yè)也因此降低了用電成本而帶來活力，所以電力市場可以增加整個國家產(chǎn)品的競爭力。1.2電力的定價1.2.1電價的概念電價是電力市場的支點,無論對供應(yīng)電力的一方還是需求電力的一方,電價都是直接關(guān)系到各市場參與者的最直接和最敏感的因素。電價作為電力市場的指針能夠自動引導資源的配置，它的導向力是直接和有力的。從發(fā)電商、輸電商、配電商的角度來看出，電價從長遠來說首先要能高過發(fā)電成本，影響發(fā)電成本的有以下一些因素：（） 發(fā)電所需的燃料費，在輸電、配電過程中的損失費；（） 從事電力

5、生產(chǎn)所需的人工費用的管理費用；（） 發(fā)電、輸電、配電所需的維修費用，設(shè)備老化折舊的費用以及更新所需的費用；（） 隨著負荷的不斷增長，還要考慮發(fā)電、輸電、配電所需的發(fā)展和還貸費用；除此之外，從理論上講，電價還是一個變數(shù)，原因如下：（） 電價隨負荷漲落而變化。負荷較高時燃料為增率升高，發(fā)電的成本較高，而且旋轉(zhuǎn)備用容量的費用也加大，因此在一天小時的峰谷時電價差別是很大的；（） 電價隨地點而變化。作為發(fā)電廠距離燃料產(chǎn)地越遠燃料價越貴，因為有運輸費用在里面，在同一個網(wǎng)內(nèi)燃料費幾乎能相差一倍。作為用戶也隨地點而不同，因為傳輸有損失，據(jù)電廠越遠電價越高；（） 電價隨可靠性變化。某些用戶要求供電可靠性非常高，

6、因此這種高質(zhì)量的服務(wù)費就不能與一般用戶相同。基于以上原因，理論上電廠的電價、用戶的電價均是隨時間、地點而變化的，因此有人提出了實時電價（spot price）的概念。實時電價是隨時間變化的電價，這需要更精細的電價計算方法和更強的自動化技術(shù)系統(tǒng)來支持。出了實時電價以外，還有合同電價（long term contract），合同電價則可以在考慮各方面的優(yōu)惠和對雙方的限制的基礎(chǔ)上簽訂合同電價。電價的制定原則應(yīng)使電力市場的每一參與者的利益與電力市場的總體利益一致，而這一總體利益又應(yīng)該符合社會利益。2、 可行性研究2.1 技術(shù)可行性分析就目前使用的開發(fā)軟件，其基本的功能目標已達到要求。2.2 社會可行性

7、分析1. 法律方面的可行性所有軟件都選用正版。所有技術(shù)資料都由專人保管。合同制定確定違約責任。2. 使用方面的可行性使用本軟件人員要求有一定計算機基礎(chǔ)的人員，系統(tǒng)管理員要求由計算機的專業(yè)知識。2.3經(jīng)濟可行性分析通過本系統(tǒng)對電力市場信息進行全面的自動化的管理，大大提高了電廠的辦公效率。通過本系統(tǒng)對電廠發(fā)電過程中的數(shù)據(jù)進行全面的管理和統(tǒng)計，避免人為處理各類數(shù)據(jù)時所產(chǎn)生的各種問題，提高了電廠的經(jīng)濟效益，為電廠經(jīng)營決策提供了大量的、權(quán)威的數(shù)據(jù)，使電廠的管理進行到科學化、系統(tǒng)化的范籌。2.4操作可行性網(wǎng)絡(luò)化的辦公管理，使電廠管理更加規(guī)范，實現(xiàn)了通過網(wǎng)絡(luò)對信息進行發(fā)布、傳遞、 接收等一系列功能。系統(tǒng)中設(shè)

8、置的電價預測模塊，為電廠提供了一個很好的電價預測平臺，大大提高電廠預測電價的效率，進而提高整個電廠的效益。2.5可行性研究結(jié)論綜上所述，此系統(tǒng)設(shè)計合理層次分明，工程技術(shù)先進，實用性強，投資與收益比例適當具有一定開發(fā)價值。本工程產(chǎn)品的開發(fā)可進行。3、 需求分析3.1數(shù)據(jù)流分析 根據(jù)對電價成本預算的調(diào)查，結(jié)合老師上課所講的成交電價的流程首先畫出該系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程圖，如圖1所示：圖1.系統(tǒng)的頂層數(shù)據(jù)流圖系統(tǒng)流程圖的簡要說明：當固定成本的數(shù)據(jù)和汽機、鍋爐運行數(shù)據(jù)時，首先得出保本電價，再結(jié)合電力市場接收到得數(shù)據(jù)包，對成交電價進行分析，然后得出電價的一個預測值，最后進行申報處理，將申報數(shù)據(jù)傳達到電力市場進行

9、電價報價的競爭，這就是一個電廠在集合所有信息、資料的時候?qū)κ袌鲭妰r的一個自我報價。3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊分析成本分析：對固定成本（人工費、設(shè)備費）和變動成本（燃料費、水費、廠用電）的分析計算。競價分析：對成本、競價風險和保本電量的分析。報價：保本報價與市場報價的分析。數(shù)據(jù)交流：集合各項數(shù)據(jù)進行匯總的數(shù)據(jù)交流。圖2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊圖4、 總體設(shè)計uml（unified modeling language的縮寫）統(tǒng)一建模語言，是用來對軟件密集系統(tǒng)進行可視化建模的一種語言。uml為面向?qū)ο箝_發(fā)系統(tǒng)的產(chǎn)品進行說明、可視化、和編制文檔的一種標準語言。統(tǒng)一建模語言 (uml)是非專利的第三代建模和規(guī)約語言。 u

10、ml是在開發(fā)階段，說明，可視化，構(gòu)建和書寫一個面向?qū)ο筌浖芗到y(tǒng)的制品的開放方法。uml展現(xiàn)了一系列最佳工程實踐，這些最佳實踐在對大規(guī)模，復雜系統(tǒng)進行建模方面，特別是在軟件架構(gòu)層次已經(jīng)被驗證有效。uml被omg采納作為業(yè)界的標準。uml最適于數(shù)據(jù)建模，業(yè)務(wù)建模，對象建模，組件建模。4.1系統(tǒng)用例圖電力市場輔助決策系統(tǒng)在角色和權(quán)限上必須符合電廠內(nèi)部真正的辦公流程。在本系統(tǒng)中角色分為：電力市場和某一電廠。電力市場將以往的數(shù)據(jù)傳給電廠，電廠再結(jié)合成本電價和保本電價電量得出數(shù)據(jù)匯總得出此電廠對市場預測的電價，最后傳給電力市場進行電價的競價，如圖3所示。（1）成本電價：成本電價=某一時段+電廠的出力+

11、電廠用電，得出電廠在不虧損的情況下的保本電價。（2）保本電價電量：保本電價電量是對汽機運行成本、固定成本、變動成本和成本電價的分析來預測此次開機發(fā)電的成本電量。（3）接受的數(shù)據(jù)包：電廠從電力市場上得到以往的歷史數(shù)據(jù)（成交電價、成交電量等），結(jié)合電廠的保本電價和保本電量匯報給電力市場一個預測的電價來進行電價的競價。圖3.用例圖4.2系統(tǒng)類圖1. 類“變動成本”該類是由電廠用電、燃料費、水費、修理成本等組合起來的，該類的操作有“查詢”、“刪除”、“添加”和“修改”，方便修改實際和改動值。2. 類“固定成本”該類是由設(shè)備費用、折舊成本、職工薪酬等組合起來的，該類的操作有“查詢”、“刪除”、“添加”和

12、“修改”，方便修改實際和改動值。3. 類“保本電價電量”該類是由變動成本、固定成本和汽機出力組合起來的，該類的操作有“查詢”、“刪除”、“添加”和“修改”，方便修改實際和改動值。4. 類“成本電價”該類是由電廠出力、電廠用電、時段組合起來的，不同時段的電價有所不同，還有就是電廠在發(fā)電的同時，自身也是在用電。該類的操作有“查詢”、“刪除”、“添加”和“修改”，方便修改實際和改動值。5. 類“預測電價”該類是由電價、時段、日期起來的，系統(tǒng)通過對歷史電價、固定成本與變動成本還有成本電價和保本電價的綜合分析得出預測的電價。該類的操作有“查詢”、“刪除”、“添加”和“修改”，方便修改實際和改動值。6.

13、類“歷史電價”該類是由電價和年份組成的，系統(tǒng)通過對歷史電價、固定成本與變動成本還有成本電價和保本電價的綜合分析得出預測的電價。該類的操作有“查詢”、“刪除”、“添加”和“修改”，方便修改實際和改動值。圖4.類圖4.3活動圖圖5.活動圖1.系統(tǒng)接收來自電力市場的數(shù)據(jù)。2.算出固定成本=人工費+ 設(shè)備費。3.在算出變動成本=書費+電廠用電費+汽機出力+鍋爐效率。4.得出本電廠的保本電量與電價。5.在集合本電廠的保本電量與電價得出一個預測電價。6.有電廠上報預測電價到電力市場中，進行電價的競價。7.保存當日數(shù)據(jù)，用以備份4.4時序圖圖6.時序圖5、 算法分析按照“黑箱子”概念，既含有已知的確切信息，

14、又含有未知的、非確切信息的系統(tǒng)可定義為灰色系統(tǒng)。作為兩個極端，稱信息完全未知的系統(tǒng)為黑色系統(tǒng)，而稱信息完全已知的系統(tǒng)為白色系統(tǒng)。顯然，黑色、白色、灰色都是一種相對的概念，通常認為沒有絕對的白色系統(tǒng)，因為任何系統(tǒng)總有未知的部分，同樣，也沒有絕對的黑色系統(tǒng)，因為既然一無所知，也就無從談起系統(tǒng)的存在?；疑到y(tǒng)理論是認為未知不確定信息是灰數(shù)，用灰色數(shù)學來處理不確定量，同樣能使不確定信息予以量化，通過灰色系統(tǒng)建模的具體數(shù)學方法，能運用時間序列數(shù)據(jù)來確定微分方程的參量?；疑A測不是把觀測到的數(shù)據(jù)序列視為一個隨機過程，而是看作隨時間變化的灰色量或灰色過程，通過累加生成和累減生成逐步使灰色量白化，從而建立基于

15、微分方程解的模型并作出預報?；疑到y(tǒng)預測模型適合描述系統(tǒng)趨勢項發(fā)展變化，主要用于中長期電價預測或具有一般分布歷史趨勢的預測。一般意義上的灰色模型為gm（n，h），表示對h個變量建立n階微分方程。作預測用的模型一般為gm（n，1），實際多采用gm（1，1）。gm（1，1）的建模原理如下：設(shè)x（0）為原始的已知數(shù)據(jù)序列由原始數(shù)據(jù)序列得到一次累加生成序列為設(shè)x(1)(i)滿足一階常微分方程為其解為將上式連續(xù)函數(shù)離散化，得 再對此累減逆運算還原，得到預測模型為 其中，a、b可由最小二乘法求解；是對原始序列的擬合值（k=2，n），同時也是對未來的預測值（k=n+1，）。gm（1,1）模型檢驗gm(1,1

16、)模型的檢驗分為三個方面：殘差檢驗；關(guān)聯(lián)度檢驗；后驗差檢驗。1 殘差檢驗殘差大小檢驗，即對模型值和實際值的殘差進行逐點檢驗。首先按模型計算，將累減生成，最后計算原始序列與的絕對殘差序列，及相對殘差序列，%并計算平均相對殘差給定，當，且成立時，稱模型為殘差合格模型。2 關(guān)聯(lián)度檢驗關(guān)聯(lián)度檢驗，即通過考察模型值曲線和建模序列曲線的相似程度進行檢驗。按前面所述的關(guān)聯(lián)度計算方法，計算出與原始序列的關(guān)聯(lián)系數(shù)，然后算出關(guān)聯(lián)度，根據(jù)經(jīng)驗，關(guān)聯(lián)度大于0.6便是滿意的。3 后驗差檢驗后驗差檢驗，即對殘差分布的統(tǒng)計特性進行檢驗。（1） 計算出原始序列的平均值：= （2） 計算原始序列的均方差：=（3） 計算殘差的均

17、值：=（4） 計算殘差的均方差：=（5） 計算方差比c：（6） 計算小殘差概率：p (19)（p是滿足的基本事件數(shù)除以n得到的值.由c和p判斷預測模型精度）令=0.6745，即p。若對于給定的，當時，稱模型為均方差比合格模型；如對給定的，當時，稱模型為小殘差概率合格模型。若相對殘差、關(guān)聯(lián)度、后驗差檢驗在允許的范圍內(nèi)，則可以用所建的模型進行預測，否則應(yīng)進行殘差修正。6、 模塊的實現(xiàn)與調(diào)試6.1灰色預測法代碼#include <math.h>#include<stdio.h>main()int n,i;double e_avg=0,p;double a1,b1,q;doub

18、le c=0,d=0,e=0,f=0; double a30,b30,c30,d30,e30,f30;printf("請輸入原始數(shù)據(jù)的個數(shù):");scanf("%d",&n);printf("請輸入原始數(shù)據(jù):n");for(i=0;i<n;i+)scanf("%lf",&ai);for(i=0;i<n;i+)ai=100*ai;b0=a0; /*計算ago x（0）*/ for(i=1;i<n;i+)bi=bi-1+ai;c0=0; /*計算mean x(1)*/for(i=1;i

19、<n;i+)ci=(bi+bi-1)/2;for(i=1;i<n;i+) /*計算二級參數(shù)包c,d,e,f*/c=c+ci;d=d+ai;e=e+ci*ai;f=f+ci*ci;a1=(c*d-(n-1)*e)/(n-1)*f-c*c);/*計算發(fā)展系數(shù)a與灰做用量b*/b1=(d*f-c*e)/(n-1)*f-c*c);q=b1/a1;for(i=0;i<n+6;i+)di=(a0-q)*exp(-a1*i)+q;f0=a0; /*歷年預測值*/for(i=0;i<n+6;i+)fi+1=di+1-di;for(i=0;i<n;i+) /*殘差計算*/ei=(f

20、i-ai)/ai;for(i=0;i<n;i+) /*平均殘差計算*/e_avg=e_avg+fabs(ei)/n; printf("ago x的值:n");for(i=0;i<n;i+)printf("%lf ",bi/100);printf("n");printf("mean x的值:n");for(i=1;i<n;i+)printf("%lf ",ci/100); printf("n");printf("計算發(fā)展系數(shù)a與灰做用量b的值:n&q

21、uot;);printf("a=%lf,b=%lfn",a1,b1/100);printf("n");printf("原始預測值:n");for(i=0;i<n+6;i+)printf("%lf ",di/100);printf("n");printf("歷年預測值:n");for(i=0;i<n+6;i+)printf("%lf ",fi/100);printf("n");printf("殘差:n");for(i=0;i<n;i+)printf("%lf% ",ei*100);printf("n"); printf("平均殘差:e(av