電力市場(chǎng)輔助決策系統(tǒng)

1、上海xxxx課程設(shè)計(jì)（大型作業(yè)）論文 課程編號(hào)： 1305313 課程名稱： 軟件設(shè)計(jì) 院 （系）： 計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 軟件工程 姓 名： xxxx 學(xué) 號(hào)： 2008xxxx 班 級(jí)： 2008xxx 時(shí) 間： 6月27日-7月8日 目錄一、 引言21.1電力市場(chǎng)概述21.2電力的定價(jià)4二、 可行性研究52.1 技術(shù)可行性分析52.2 社會(huì)可行性分析52.3經(jīng)濟(jì)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(jì)74.1系統(tǒng)用例圖74.2系統(tǒng)類圖84.3活動(dòng)圖104.4時(shí)序圖11五、 算法分析11六、 模塊

2、的實(shí)現(xiàn)與調(diào)試146.1灰色預(yù)測(cè)法代碼14七、 總結(jié)191、 引言1.1電力市場(chǎng)概述電力市場(chǎng)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(chǎng)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(yíng)企業(yè)以及電力消費(fèi)用戶。電力市場(chǎng)的客體就是作為商品的電能，而電力市場(chǎng)的載體即為電網(wǎng)（包括輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)）。電力市場(chǎng)有別于其他商品市場(chǎng)最顯著的特征就是電力商品產(chǎn)供銷（發(fā)供用）瞬間同時(shí)完成。這個(gè)特征決定了電力市場(chǎng)較之其他商品市場(chǎng)就其運(yùn)營(yíng)難度以及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、體制、調(diào)節(jié)等因素的影響程度要廣泛的多。電力市場(chǎng)無(wú)論其理論還是實(shí)踐在我國(guó)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、理論、技術(shù)很規(guī)則方面的

3、準(zhǔn)備，二者缺一不可。所謂電網(wǎng)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，就是在電力市場(chǎng)環(huán)境下，以價(jià)值規(guī)律為主導(dǎo)，在市場(chǎng)主體內(nèi)引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制；以電價(jià)作為支點(diǎn)，通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)上網(wǎng)，優(yōu)化調(diào)度，最終使得用戶獲得最大效益，并促進(jìn)電力資源的合理配置。建立發(fā)電市場(chǎng)是電力行業(yè)從壟斷型經(jīng)營(yíng)走向商業(yè)性市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)的第一步，其特點(diǎn)是：放開發(fā)電側(cè)，允許多種所有制形式電廠存在，具有獨(dú)立法人資格的發(fā)電公司各自承擔(dān)電廠經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，參與發(fā)電市場(chǎng)上網(wǎng)電的競(jìng)爭(zhēng)。其目的是：實(shí)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(jìng)爭(zhēng)，促進(jìn)電力企業(yè)提高效率，加強(qiáng)管理，優(yōu)化電力資源配置，在改革過(guò)程中逐步調(diào)整好電力企業(yè)與社會(huì)之間，電力企業(yè)之間的經(jīng)濟(jì)關(guān)系，以最終達(dá)到降低銷售電價(jià)，使全社會(huì)收

4、益的目的?？傊娏κ袌?chǎng)建立的目的是降低電力成本，使供需兩方共同收益，從而給電力工業(yè)帶來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的活力，同時(shí)使其他工業(yè)也因此降低了用電成本而帶來(lái)活力，所以電力市場(chǎng)可以增加整個(gè)國(guó)家產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。1.2電力的定價(jià)1.2.1電價(jià)的概念電價(jià)是電力市場(chǎng)的支點(diǎn),無(wú)論對(duì)供應(yīng)電力的一方還是需求電力的一方,電價(jià)都是直接關(guān)系到各市場(chǎng)參與者的最直接和最敏感的因素。電價(jià)作為電力市場(chǎng)的指針能夠自動(dòng)引導(dǎo)資源的配置，它的導(dǎo)向力是直接和有力的。從發(fā)電商、輸電商、配電商的角度來(lái)看出，電價(jià)從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)說(shuō)首先要能高過(guò)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(fèi)，在輸電、配電過(guò)程中的損失費(fèi)；（） 從事電力生產(chǎn)所需的人工費(fèi)用的

5、管理費(fèi)用；（） 發(fā)電、輸電、配電所需的維修費(fèi)用，設(shè)備老化折舊的費(fèi)用以及更新所需的費(fèi)用；（） 隨著負(fù)荷的不斷增長(zhǎng)，還要考慮發(fā)電、輸電、配電所需的發(fā)展和還貸費(fèi)用；除此之外，從理論上講，電價(jià)還是一個(gè)變數(shù)，原因如下：（） 電價(jià)隨負(fù)荷漲落而變化。負(fù)荷較高時(shí)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(fèi)用也加大，因此在一天小時(shí)的峰谷時(shí)電價(jià)差別是很大的；（） 電價(jià)隨地點(diǎn)而變化。作為發(fā)電廠距離燃料產(chǎn)地越遠(yuǎn)燃料價(jià)越貴，因?yàn)橛羞\(yùn)輸費(fèi)用在里面，在同一個(gè)網(wǎng)內(nèi)燃料費(fèi)幾乎能相差一倍。作為用戶也隨地點(diǎn)而不同，因?yàn)閭鬏斢袚p失，據(jù)電廠越遠(yuǎn)電價(jià)越高；（） 電價(jià)隨可靠性變化。某些用戶要求供電可靠性非常高，因此這種高質(zhì)量的服務(wù)

6、費(fèi)就不能與一般用戶相同?；谝陨显?，理論上電廠的電價(jià)、用戶的電價(jià)均是隨時(shí)間、地點(diǎn)而變化的，因此有人提出了實(shí)時(shí)電價(jià)（spot price）的概念。實(shí)時(shí)電價(jià)是隨時(shí)間變化的電價(jià)，這需要更精細(xì)的電價(jià)計(jì)算方法和更強(qiáng)的自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)來(lái)支持。出了實(shí)時(shí)電價(jià)以外，還有合同電價(jià)（long term contract），合同電價(jià)則可以在考慮各方面的優(yōu)惠和對(duì)雙方的限制的基礎(chǔ)上簽訂合同電價(jià)。電價(jià)的制定原則應(yīng)使電力市場(chǎng)的每一參與者的利益與電力市場(chǎng)的總體利益一致，而這一總體利益又應(yīng)該符合社會(huì)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(biāo)已達(dá)到要求。2.2 社會(huì)可行性分析1. 法律方面的

7、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(zé)任。2. 使用方面的可行性使用本軟件人員要求有一定計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的人員，系統(tǒng)管理員要求由計(jì)算機(jī)的專業(yè)知識(shí)。2.3經(jīng)濟(jì)可行性分析通過(guò)本系統(tǒng)對(duì)電力市場(chǎng)信息進(jìn)行全面的自動(dòng)化的管理，大大提高了電廠的辦公效率。通過(guò)本系統(tǒng)對(duì)電廠發(fā)電過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的管理和統(tǒng)計(jì)，避免人為處理各類數(shù)據(jù)時(shí)所產(chǎn)生的各種問(wèn)題，提高了電廠的經(jīng)濟(jì)效益，為電廠經(jīng)營(yíng)決策提供了大量的、權(quán)威的數(shù)據(jù)，使電廠的管理進(jìn)行到科學(xué)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(shí)現(xiàn)了通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)信息進(jìn)行發(fā)布、傳遞、 接收等一系列功能。系統(tǒng)中設(shè)置的電價(jià)預(yù)測(cè)模塊，為

8、電廠提供了一個(gè)很好的電價(jià)預(yù)測(cè)平臺(tái)，大大提高電廠預(yù)測(cè)電價(jià)的效率，進(jìn)而提高整個(gè)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(jì)合理層次分明，工程技術(shù)先進(jìn)，實(shí)用性強(qiáng)，投資與收益比例適當(dāng)具有一定開發(fā)價(jià)值。本工程產(chǎn)品的開發(fā)可進(jìn)行。3、 需求分析3.1數(shù)據(jù)流分析 根據(jù)對(duì)電價(jià)成本預(yù)算的調(diào)查，結(jié)合老師上課所講的成交電價(jià)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(jiǎn)要說(shuō)明：當(dāng)固定成本的數(shù)據(jù)和汽機(jī)、鍋爐運(yùn)行數(shù)據(jù)時(shí)，首先得出保本電價(jià)，再結(jié)合電力市場(chǎng)接收到得數(shù)據(jù)包，對(duì)成交電價(jià)進(jìn)行分析，然后得出電價(jià)的一個(gè)預(yù)測(cè)值，最后進(jìn)行申報(bào)處理，將申報(bào)數(shù)據(jù)傳達(dá)到電力市場(chǎng)進(jìn)行電價(jià)報(bào)價(jià)的競(jìng)爭(zhēng)，這就

9、是一個(gè)電廠在集合所有信息、資料的時(shí)候?qū)κ袌?chǎng)電價(jià)的一個(gè)自我報(bào)價(jià)。3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊分析成本分析：對(duì)固定成本（人工費(fèi)、設(shè)備費(fèi)）和變動(dòng)成本（燃料費(fèi)、水費(fèi)、廠用電）的分析計(jì)算。競(jìng)價(jià)分析：對(duì)成本、競(jìng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)和保本電量的分析。報(bào)價(jià)：保本報(bào)價(jià)與市場(chǎng)報(bào)價(jià)的分析。數(shù)據(jù)交流：集合各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)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(jì)uml（unified modeling language的縮寫）統(tǒng)一建模語(yǔ)言，是用來(lái)對(duì)軟件密集系統(tǒng)進(jìn)行可視化建模的一種語(yǔ)言。uml為面向?qū)ο箝_發(fā)系統(tǒng)的產(chǎn)品進(jìn)行說(shuō)明、可視化、和編制文檔的一種標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言。統(tǒng)一建模語(yǔ)言 (uml)是非專利的第三代建模和規(guī)約語(yǔ)言。 uml是在開發(fā)階段，說(shuō)

10、明，可視化，構(gòu)建和書寫一個(gè)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(shí)踐，這些最佳實(shí)踐在對(duì)大規(guī)模，復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行建模方面，特別是在軟件架構(gòu)層次已經(jīng)被驗(yàn)證有效。uml被omg采納作為業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)。uml最適于數(shù)據(jù)建模，業(yè)務(wù)建模，對(duì)象建模，組件建模。4.1系統(tǒng)用例圖電力市場(chǎng)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(chǎng)和某一電廠。電力市場(chǎng)將以往的數(shù)據(jù)傳給電廠，電廠再結(jié)合成本電價(jià)和保本電價(jià)電量得出數(shù)據(jù)匯總得出此電廠對(duì)市場(chǎng)預(yù)測(cè)的電價(jià)，最后傳給電力市場(chǎng)進(jìn)行電價(jià)的競(jìng)價(jià)，如圖3所示。（1）成本電價(jià)：成本電價(jià)=某一時(shí)段+電廠的出力+電廠用電，得出電廠在

11、不虧損的情況下的保本電價(jià)。（2）保本電價(jià)電量：保本電價(jià)電量是對(duì)汽機(jī)運(yùn)行成本、固定成本、變動(dòng)成本和成本電價(jià)的分析來(lái)預(yù)測(cè)此次開機(jī)發(fā)電的成本電量。（3）接受的數(shù)據(jù)包：電廠從電力市場(chǎng)上得到以往的歷史數(shù)據(jù)（成交電價(jià)、成交電量等），結(jié)合電廠的保本電價(jià)和保本電量匯報(bào)給電力市場(chǎng)一個(gè)預(yù)測(cè)的電價(jià)來(lái)進(jìn)行電價(jià)的競(jìng)價(jià)。圖3.用例圖4.2系統(tǒng)類圖1. 類“變動(dòng)成本”該類是由電廠用電、燃料費(fèi)、水費(fèi)、修理成本等組合起來(lái)的，該類的操作有“查詢”、“刪除”、“添加”和“修改”，方便修改實(shí)際和改動(dòng)值。2. 類“固定成本”該類是由設(shè)備費(fèi)用、折舊成本、職工薪酬等組合起來(lái)的，該類的操作有“查詢”、“刪除”、“添加”和“修改”，方便修改實(shí)

12、際和改動(dòng)值。3. 類“保本電價(jià)電量”該類是由變動(dòng)成本、固定成本和汽機(jī)出力組合起來(lái)的，該類的操作有“查詢”、“刪除”、“添加”和“修改”，方便修改實(shí)際和改動(dòng)值。4. 類“成本電價(jià)”該類是由電廠出力、電廠用電、時(shí)段組合起來(lái)的，不同時(shí)段的電價(jià)有所不同，還有就是電廠在發(fā)電的同時(shí)，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(shí)際和改動(dòng)值。5. 類“預(yù)測(cè)電價(jià)”該類是由電價(jià)、時(shí)段、日期起來(lái)的，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)歷史電價(jià)、固定成本與變動(dòng)成本還有成本電價(jià)和保本電價(jià)的綜合分析得出預(yù)測(cè)的電價(jià)。該類的操作有“查詢”、“刪除”、“添加”和“修改”，方便修改實(shí)際和改動(dòng)值。6. 類“歷史電價(jià)”該類是

13、由電價(jià)和年份組成的，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)歷史電價(jià)、固定成本與變動(dòng)成本還有成本電價(jià)和保本電價(jià)的綜合分析得出預(yù)測(cè)的電價(jià)。該類的操作有“查詢”、“刪除”、“添加”和“修改”，方便修改實(shí)際和改動(dòng)值。圖4.類圖4.3活動(dòng)圖圖5.活動(dòng)圖1.系統(tǒng)接收來(lái)自電力市場(chǎng)的數(shù)據(jù)。2.算出固定成本=人工費(fèi)+ 設(shè)備費(fèi)。3.在算出變動(dòng)成本=書費(fèi)+電廠用電費(fèi)+汽機(jī)出力+鍋爐效率。4.得出本電廠的保本電量與電價(jià)。5.在集合本電廠的保本電量與電價(jià)得出一個(gè)預(yù)測(cè)電價(jià)。6.有電廠上報(bào)預(yù)測(cè)電價(jià)到電力市場(chǎng)中，進(jìn)行電價(jià)的競(jìng)價(jià)。7.保存當(dāng)日數(shù)據(jù)，用以備份4.4時(shí)序圖圖6.時(shí)序圖5、 算法分析按照“黑箱子”概念，既含有已知的確切信息，又含有未知的、非確切

14、信息的系統(tǒng)可定義為灰色系統(tǒng)。作為兩個(gè)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(duì)的概念，通常認(rèn)為沒(méi)有絕對(duì)的白色系統(tǒng)，因?yàn)槿魏蜗到y(tǒng)總有未知的部分，同樣，也沒(méi)有絕對(duì)的黑色系統(tǒng)，因?yàn)榧热灰粺o(wú)所知，也就無(wú)從談起系統(tǒng)的存在?；疑到y(tǒng)理論是認(rèn)為未知不確定信息是灰數(shù)，用灰色數(shù)學(xué)來(lái)處理不確定量，同樣能使不確定信息予以量化，通過(guò)灰色系統(tǒng)建模的具體數(shù)學(xué)方法，能運(yùn)用時(shí)間序列數(shù)據(jù)來(lái)確定微分方程的參量。灰色預(yù)測(cè)不是把觀測(cè)到的數(shù)據(jù)序列視為一個(gè)隨機(jī)過(guò)程，而是看作隨時(shí)間變化的灰色量或灰色過(guò)程，通過(guò)累加生成和累減生成逐步使灰色量白化，從而建立基于微分方程解的模型并作

15、出預(yù)報(bào)。灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)模型適合描述系統(tǒng)趨勢(shì)項(xiàng)發(fā)展變化，主要用于中長(zhǎng)期電價(jià)預(yù)測(cè)或具有一般分布?xì)v史趨勢(shì)的預(yù)測(cè)。一般意義上的灰色模型為gm（n，h），表示對(duì)h個(gè)變量建立n階微分方程。作預(yù)測(cè)用的模型一般為gm（n，1），實(shí)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(duì)此累減逆運(yùn)算還原，得到預(yù)測(cè)模型為 其中，a、b可由最小二乘法求解；是對(duì)原始序列的擬合值（k=2，n），同時(shí)也是對(duì)未來(lái)的預(yù)測(cè)值（k=n+1，）。gm（1,1）模型檢驗(yàn)gm(1,1)模型的檢驗(yàn)分為三個(gè)

16、方面：殘差檢驗(yàn)；關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)；后驗(yàn)差檢驗(yàn)。1 殘差檢驗(yàn)殘差大小檢驗(yàn)，即對(duì)模型值和實(shí)際值的殘差進(jìn)行逐點(diǎn)檢驗(yàn)。首先按模型計(jì)算，將累減生成，最后計(jì)算原始序列與的絕對(duì)殘差序列，及相對(duì)殘差序列，%并計(jì)算平均相對(duì)殘差給定，當(dāng)，且成立時(shí)，稱模型為殘差合格模型。2 關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)，即通過(guò)考察模型值曲線和建模序列曲線的相似程度進(jìn)行檢驗(yàn)。按前面所述的關(guān)聯(lián)度計(jì)算方法，計(jì)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(yàn)，關(guān)聯(lián)度大于0.6便是滿意的。3 后驗(yàn)差檢驗(yàn)后驗(yàn)差檢驗(yàn)，即對(duì)殘差分布的統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行檢驗(yàn)。（1） 計(jì)算出原始序列的平均值：= （2） 計(jì)算原始序列的均方差：=（3） 計(jì)算殘差的均值：=（4） 計(jì)算殘

17、差的均方差：=（5） 計(jì)算方差比c：（6） 計(jì)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(yù)測(cè)模型精度）令=0.6745，即p。若對(duì)于給定的，當(dāng)時(shí)，稱模型為均方差比合格模型；如對(duì)給定的，當(dāng)時(shí)，稱模型為小殘差概率合格模型。若相對(duì)殘差、關(guān)聯(lián)度、后驗(yàn)差檢驗(yàn)在允許的范圍內(nèi)，則可以用所建的模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，否則應(yīng)進(jìn)行殘差修正。6、 模塊的實(shí)現(xiàn)與調(diào)試6.1灰色預(yù)測(cè)法代碼#include #includemain()int n,i;double e_avg=0,p;double a1,b1,q;double c=0,d=0,e=0,f=0; double a30,b30,c30,

18、d30,e30,f30;printf(請(qǐng)輸入原始數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù):);scanf(%d,&n);printf(請(qǐng)輸入原始數(shù)據(jù):n);for(i=0;in;i+)scanf(%lf,&ai);for(i=0;in;i+)ai=100*ai;b0=a0; /*計(jì)算ago x（0）*/ for(i=1;in;i+)bi=bi-1+ai;c0=0; /*計(jì)算mean x(1)*/for(i=1;in;i+)ci=(bi+bi-1)/2;for(i=1;in;i+) /*計(jì)算二級(jí)參數(shù)包c(diǎn),d,e,f*/c=c+ci;d=d+ai;e=e+ci*ai;f=f+ci*ci;a1=(c*d-(n-1)*e)/(n-

19、1)*f-c*c);/*計(jì)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;in+6;i+)di=(a0-q)*exp(-a1*i)+q;f0=a0; /*歷年預(yù)測(cè)值*/for(i=0;in+6;i+)fi+1=di+1-di;for(i=0;in;i+) /*殘差計(jì)算*/ei=(fi-ai)/ai;for(i=0;in;i+) /*平均殘差計(jì)算*/e_avg=e_avg+fabs(ei)/n; printf(ago x的值:n);for(i=0;in;i+)printf(%lf ,bi/100);printf(n);printf(

20、mean x的值:n);for(i=1;in;i+)printf(%lf ,ci/100); printf(n);printf(計(jì)算發(fā)展系數(shù)a與灰做用量b的值:n);printf(a=%lf,b=%lfn,a1,b1/100);printf(n);printf(原始預(yù)測(cè)值:n);for(i=0;in+6;i+)printf(%lf ,di/100);printf(n);printf(歷年預(yù)測(cè)值:n);for(i=0;in+6;i+)printf(%lf ,fi/100);printf(n);printf(殘差:n);for(i=0;in;i+)printf(%lf% ,ei*100);printf(n); printf(平均殘差:e(