在理想模型下對宿舍用電情況預測及階梯電價分析

張銀玉 張浩宇 劉暢

【摘 ?要】華北理工大學自搬遷至曹妃甸校區后，積極響應中央節能減排的政策，改善電力使用情況。我們具體地針對華北理工大學的宿舍樓用電量問題展開了研究和討論，對數據使用灰色預測數學模型進行分析，提出了可在宿舍實行階梯電價的制度理論猜想。

【關鍵詞】灰色預測;階梯電價;分類討論

1.使用灰色預測模型的目的

我們研究分析的是華北理工大學的宿舍用電量節約問題，將要以前幾年宿舍用電量的已知數據作為白色模塊，將未來未知的用電量數據作為黑色模塊，對未來的數據進行分析預測，在合理的改善用電制度和實行有效的獎懲措施后，研究此灰色模塊系統內部的關系，進行更合理的預測。

2.模型的總體設計

我們將對宿舍樓內的電器進行合理的分類研究，將對宿舍樓的電風扇、臺燈、手機、電腦、日用電燈等電器的總耗電量進行預測，首先通過我們所編寫的程序所根據的流程圖如下：

3.數學結構和表達式的建立

根據選擇的灰色預測模型，在對于未來幾年的宿舍樓用電量情況應進行累加生成公式計算。我們將對2019級和2020級新生進行預測，據調查顯示，我校的新生將會有增加的趨勢，在未采取新的獎懲措施之前，此因素將會成為影響用電量的一項主要因素。

4.預測模型的結果

對于理想模型下耗電總量的灰色預測數據

經過模型求解該組數據的精度檢驗值為0.050118，系統預測精度好，預計19級新生9月份耗電總量為108908.7805KW、20級新生耗電總量為116126.6494KW。

5.階梯電價模型的分析

根據華北理工大學在校學生用電情況、心理承受能力、經濟承受能力、學生需求差異和支付意愿的評估，在滿足在校大部分學生基本生活保障用電的基礎的上，我們決定提議對使用電能更高的宿舍施行階梯電價，對電能使用更低的宿舍施行低電價。目前，我們預計對我校在校學生的宿舍用電收費分為3檔。

5.1第一階梯電價

據不完全統計，該月電費支出不超過學生月生活費的5%～6%時，學生該月生活不會受到較大影響，因此第一階梯電價應盡可能考慮降低對經濟條件較差的學生的影響，該檔電價計算模型如式：

5.2第二階梯電價

該檔電價需要包含發電側的發電成本、電網側的輸配電成本以及電網公司的基本利潤，第二檔階梯電價計算模型如式：

5.3第三階梯電價

第三檔階梯電價所包含的電量，用于滿足經濟條件較為良好、高用電量學生宿舍特殊用電需求。該檔電量價格水平需要根據市場價格滿足特殊需求的原則進行制定。以高電價抑制不合理的用電需求。實現電能資源優化配置。其具體計算模型如式：

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作者簡介：

張銀玉，性別：男，出生年月：1999.7.27，民族：漢，籍貫：河北省石家莊市欒城區，學歷：大學本科，學校：華北理工大學，學校郵編：063210，專業：電子科學與技術，郵編。

（作者單位：華北理工大學電氣工程學院）