燃氣熱電經營預測模型研究

國家能源集團信息公司 北京 東城 100010

1 引言

隨著電力市場化改革的推進，發(fā)電企業(yè)對自身成本與利潤的關注度越來越大。未來如何在市場競爭機制下進行成本分析和利潤預測已經成為發(fā)電企業(yè)最為關心的問題。在新的競爭體制下，由于電價、電量和市場環(huán)境總是在不斷的變化中，掌握成本與利潤的預測值尤為重要，將成為發(fā)電企業(yè)計劃編制與管理決策的重要依據(jù)，本文以數(shù)學模型的方式建立成本、利潤、產量之間的動態(tài)關系，命名為“經營預測分析模型”，圍繞最優(yōu)利潤做好生產經營相關計劃的統(tǒng)籌與協(xié)同，降低計劃偏差率，最大化創(chuàng)造價值，為電廠管理者和相關業(yè)務人員提供決策支持，實現(xiàn)既定經營目標。

經營預測分析模型采用影響因素分解的定量分析法，分析發(fā)電企業(yè)經營過程中成本和利潤的動態(tài)關系，從左到右一共有三類指標，分別是收入指標、成本指標和利潤指標。通過數(shù)據(jù)的采集和影響因素模型的建立，業(yè)務人員可以進行如下三種分析：

輔助生產經營計劃的制定

調整生產經營策略促成計劃達成

為不斷改進經營績效提供依據(jù)

通過調控有可能發(fā)生的實際值，可預測出電力收入、熱力收入、電價補貼收入值。通過調控發(fā)電氣折標煤耗、發(fā)電氣耗率、供熱氣耗率、燃氣量等變量，可預測出燃料成本，從而計算出營業(yè)利潤、售電利潤、供熱利潤、邊際貢獻等情況。

2 模型的原理

經營預測分析模型首先通過收入與成本計算利潤，再將收入、成本、利潤分解細化，逐漸形成各個生產指標與利潤的關聯(lián)關系。具體模型(以燃氣熱電廠為例)分解方式：將收入分解為電力收入、熱力收入、補貼收入；將成本分解為燃料成本、其他成本和稅金；將利潤分解為售電利潤、供熱利潤、邊際貢獻總額、售電單位邊際貢獻、供熱單位邊際貢獻、盈虧平衡發(fā)電量、不包含補貼的盈虧平衡電量。

2.1 收入算法

(1)電力收入=[發(fā)電量*(1-廠用電率)*平均電價]/(1+電力增值稅率)

(2)熱力收入=[售熱量*熱價]/(1+熱力增值稅率)

(3)電價補貼收入=[發(fā)電量*(1-廠用電率)*財政補貼電價]/(1+電力增值稅率)

2.2 成本算法

(1)燃氣量=發(fā)電燃氣量+供熱燃氣量

(2)發(fā)電燃氣量=發(fā)電汽耗率*發(fā)電量

(3)供熱燃氣量=供熱汽耗率*供熱量

(4)燃料成本=燃氣量*氣價/(1+天然氣增值稅率)

(5)其他成本及稅金=固定成本及期間費用+稅金及附加

2.3 利潤算法

(1)利潤總額=電力收入+熱力收入+補貼收入-燃料成本-其他成本及稅金

(2)售電利潤=電力收入+電力補貼收入-發(fā)電燃氣量*氣價/(1+天然氣增值稅率)-其他成本及稅金*發(fā)電燃氣量/燃料量

(3)供熱利潤=熱力收入-供熱燃氣量*氣價/(1+天然氣增值稅率)-其他成本及稅金*供熱燃氣量/燃料量

2.4 邊際算法

(1)邊際貢獻總額=電力收入+熱力收入+補貼收入-燃料成本

(2)售電單位邊際貢獻=[電力收入+電力補貼收入-發(fā)電燃氣量*氣價/(1+天然氣增值稅率)]/[發(fā)電量*(1-廠用電率)]

(3)售熱單位邊際貢獻=[熱力收入-供熱燃氣量*氣價/(1+天然氣增值稅率)]/售熱量

(4)售電單位邊際貢獻(不含補貼電價)=(售電單位邊際貢獻-財政補貼電價)/(1+電力增值稅率)

2.5 盈虧平衡算法

盈虧平衡發(fā)電量={其他成本及稅金-[熱力收入-供熱燃氣量*氣價/(1+天然氣增值稅率)]}/售電單位邊際貢獻/(1-廠用電率)

盈虧平衡發(fā)電量(不含補貼電價)={其他成本及稅金-[熱力收入-供熱燃氣量*氣價/(1+天然氣增值稅率)]}/售電單位邊際貢獻(不含補貼電價)/(1-廠用電率)

3 模型開發(fā)

經營預測分析模型的開發(fā)過程包括業(yè)務邏輯、計算指標、模型開發(fā)、前端展示、后臺計算等。模型開發(fā)前端應用(圖3-1)的技術有vue.js框架，element UI框架，iview框架，node庫，echarts圖表，ES6語言，less語言，sass語言，webpack工程化等。

圖3-1 經營預測模型的前端應用

后臺接口采用Java語言開發(fā)，使模型與國華綜合統(tǒng)計系統(tǒng)、燃氣熱電PI實時數(shù)據(jù)庫、ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)對接，取當月的發(fā)電量、平均電價、熱價、發(fā)電氣折標煤耗、供熱氣折標煤耗、氣價等數(shù)據(jù)。再通過設置頁面手動輸入當前的各種稅率，計算出當前實際的情況。最后滑塊滑動，調節(jié)未來預測發(fā)電量、平均電價、熱價、發(fā)電供熱氣折標煤耗、氣價等指標數(shù)值，右側利潤等相關指標會跟隨左側滑動的生產指標進行聯(lián)動顯示，從而得到單一指標的變化對利潤總額、邊際貢獻盈虧平衡等的影響，進而實現(xiàn)經營預測分析的目的。

4 應用效果

經營預測分析模型由國家能源集團信息公司自主研發(fā)，于2020年7月在國家能源集團國華北京燃氣熱電上線運行，該廠也成為集團內首個應用此模型進行經營預測分析的發(fā)電企業(yè)。模型上線后，實現(xiàn)了以下效果：

(1)輔助生產經營計劃的制定和平衡。當前發(fā)電企業(yè)在計劃編制時大多采用的方法是根據(jù)往年的生產經營情況編制來年的各項計劃，這種編制方法難以在各項計劃之間進行平衡。經營預測模型的建立使成本-利潤之間影響因素一目了然，通過成本的各個相關因素可以看出對利潤的影響率，因此在計劃制定時可以平衡計劃編制，不再“拍腦袋”編計劃。

(2)調整生產經營策略促成計劃達成。經營人員可以根據(jù)當前實際的生產經營情況數(shù)據(jù)，一方面可以用來調整當前計劃期內剩余天數(shù)的生產計劃，例如經營人員在月中發(fā)現(xiàn)當前的生產計劃沒有完成，那么通過模型測算，經營人員就能通知生產人員需要將發(fā)電量、供熱量調整成多少才能完成計劃。另一方面可以動態(tài)調整近期的生產經營策略，例如當電價處于較低水平時，調整發(fā)電/供熱比例，減少虧損；當用電緊張時，爭取更多上網電量，以獲得更多利潤。通過統(tǒng)計得知，模型應用后各項指標的實際值與計劃偏差率均少于5%。

(3)為不斷改進經營績效提供依據(jù)。盈虧平衡反映了企業(yè)對市場變化的適應能力和抗風險能力，企業(yè)的盈虧平衡點越低，其適應市場變化的能力和抗風險能力就越強。通過盈虧平衡電量和售電單位邊際貢獻可以反映一個電力企業(yè)的經營能力水平。經營預測分析模型中可以記錄這些指標的歷史趨勢，并與預測數(shù)據(jù)進行對比分析，管理人員可以了解當前的指標數(shù)值處于何種水平。

5 結語

目前，國內發(fā)電企業(yè)使用經營預測模型的案例比較少，通過上述應用效果可以得知，本模型具有巨大的推廣價值。經營預測模型的核心技術在于模型算法，面對巨大的市場，推廣時需要注意根據(jù)不同發(fā)電企業(yè)情況，選擇相應的模型算法。同時，有條件的企業(yè)還可以使模型與計劃管理系統(tǒng)、績效管理系統(tǒng)等進行對接，實現(xiàn)閉環(huán)管理，實現(xiàn)企業(yè)級在線經營，達到更好的應用效果。