本發(fā)明涉及新能源及節(jié)能，具體涉及一種多變量區(qū)域能源結(jié)構(gòu)中長期路徑預(yù)測方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前，我國區(qū)域?qū)用娴那鍧嵞茉唇Y(jié)構(gòu)，由于尚處于發(fā)展階段，未表現(xiàn)出有明顯的趨勢性；影響清潔能源開發(fā)的影響因素不明，部分算法影響因素參數(shù)選取不足，無法起準(zhǔn)確預(yù)測作用，部分算法可能影響因素算法參數(shù)過多，數(shù)據(jù)需求過高，難以推廣開來；已有研究的預(yù)測范圍偏大，多停留在省級層面預(yù)測，對省內(nèi)各市級區(qū)級難以起到目標(biāo)規(guī)劃作用，導(dǎo)致綜合目標(biāo)設(shè)置困難、策略制定困難、落實難度大；同時，對區(qū)域能源結(jié)構(gòu)變化發(fā)展、路徑具體形態(tài)的預(yù)測方法尚停留在分階段增長率等理想化方法，階段與增長率的設(shè)置缺乏數(shù)據(jù)支撐與動態(tài)規(guī)劃的最優(yōu)化方法。

2、因此，如何設(shè)計和開發(fā)一種多變量區(qū)域能源結(jié)構(gòu)中長期路徑預(yù)測方法，成為亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明提供一種多變量區(qū)域能源結(jié)構(gòu)中長期路徑預(yù)測方法及裝置，能夠基于政策指標(biāo)和客觀情況有效預(yù)測中長期區(qū)域清潔能源結(jié)構(gòu)與用量，同時，在宏觀政策、預(yù)測算法層面兩手抓，綜合考慮政策路線、預(yù)測路線對具體路徑形態(tài)的影響，利用已知概率的馬爾科夫鏈預(yù)測模型，對分品類清潔能源結(jié)構(gòu)進行更客觀精準(zhǔn)的預(yù)測。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種多變量區(qū)域能源結(jié)構(gòu)中長期路徑預(yù)測方法，包括：

3、根據(jù)測算區(qū)域的客觀因素，通過設(shè)定處理策略，設(shè)定在未來30年以及60年測算區(qū)域的目標(biāo)總能耗需求；根據(jù)設(shè)定的測算區(qū)域的所述目標(biāo)總能耗需求、以及歷史人均能耗數(shù)據(jù)、單位gdp能耗數(shù)據(jù)、單位gdp碳排數(shù)據(jù)進行30-60年能源、碳排情況預(yù)測數(shù)據(jù)，構(gòu)建政策衍生路徑；

4、通過政策指標(biāo)策略，計算獲得測算區(qū)域60年目標(biāo)非化石一次能源需求比例；通過碳夾點計算策略，計算獲得測算區(qū)域60年目標(biāo)非化石能源預(yù)測用量與化石能源預(yù)測用量；

5、根據(jù)切片年決策者的偏好設(shè)置遞歸分析權(quán)重，將獲得的測算區(qū)域60年目標(biāo)非化石一次能源需求比例及非化石能源預(yù)測用量與化石能源預(yù)測用量數(shù)據(jù)進行遞歸分析，并根據(jù)綜合指數(shù)確定30-60年政策衍生路徑能源結(jié)構(gòu)；

6、通過對數(shù)變換的自回歸預(yù)測策略，逐步預(yù)測獲得切片年分品類化石能源占比數(shù)據(jù)；

7、根據(jù)重點影響因素分析策略，通過馬爾科夫鏈逐步預(yù)測模型逐步預(yù)測，獲得切片年分品類非化石能源占比數(shù)據(jù)；

8、根據(jù)自回歸預(yù)測情形下各能源品類的能源稟賦限制以及相比上一年的碳排放量限制，通過進行逐級增加或減少的迭代分析，得到算法外擴路徑；通過所述算法外擴路徑進行結(jié)構(gòu)預(yù)測，并根據(jù)所述政策衍生路徑進行能源總量計算，得到最終預(yù)測路徑。

9、作為一種多變量區(qū)域能源結(jié)構(gòu)中長期路徑預(yù)測方法的優(yōu)選方案，在通過設(shè)定處理策略，設(shè)定在未來30年以及60年測算區(qū)域的目標(biāo)總能耗需求的過程中，所述設(shè)定處理策略包括分階段增長率測算策略、gdp-能耗彈性系數(shù)測算策略、人均-能源消費總量預(yù)測策略、分產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)用能測算策略和china?times測算模型。

10、作為一種多變量區(qū)域能源結(jié)構(gòu)中長期路徑預(yù)測方法的優(yōu)選方案，在通過所述政策指標(biāo)策略，計算獲得測算區(qū)域60年目標(biāo)非化石一次能源需求比例的過程中，所述政策指標(biāo)策略為測算區(qū)域?qū)?yīng)未來30-60年期間內(nèi)的清潔能源占比、單位規(guī)劃指標(biāo)；

11、在通過所述碳夾點計算策略，計算獲得測算區(qū)域60年目標(biāo)非化石能源預(yù)測用量與化石能源預(yù)測用量的過程中，所述碳夾點計算策略的計算公式為：

12、

13、式中，si為能源i供給量；d為區(qū)域能源總需求量；fi為滿足區(qū)域能源需求的能源i的供給量；wi為剩余供給量；cin為區(qū)域能源需求排放因子；cout,i為能源i的供給排放因子；l為區(qū)域co2排放約束；z為滿足區(qū)域能源需求的清潔能源量。

14、作為一種多變量區(qū)域能源結(jié)構(gòu)中長期路徑預(yù)測方法的優(yōu)選方案，在根據(jù)綜合指數(shù)確定30-60年政策衍生路徑能源結(jié)構(gòu)的過程中，所述綜合指數(shù)計算公式為：

15、q＝w·x＝∑wixi

16、式中，q為為各方案的綜合指數(shù)，q值越大，方案越好；wi為表權(quán)重參數(shù)，各項權(quán)重之和等于1；xi(i＝1,2,3,4,5,6)分別為2060年能源消耗總量、2060年80％非化石能源占比目標(biāo)完成程度、單位gdp能耗、單位gdp非化石能源消耗、人均能耗、人均非化石能源消耗。

17、作為一種多變量區(qū)域能源結(jié)構(gòu)中長期路徑預(yù)測方法的優(yōu)選方案，在通過所述馬爾科夫鏈逐步預(yù)測模型逐步預(yù)測，獲得切片年分品類非化石能源占比數(shù)據(jù)的過程中，所述馬爾科夫鏈逐步預(yù)測模型的表達(dá)式為：

18、

19、式中，px→y(n)表示x類能源轉(zhuǎn)換為y類能源的概率；a為風(fēng)能；s為太陽能；w為水能；g為地?zé)崮?；n為核能；b為生物質(zhì)能。

20、本發(fā)明還提供一種多變量區(qū)域能源結(jié)構(gòu)中長期路徑預(yù)測裝置，基于以上一種多變量區(qū)域能源結(jié)構(gòu)中長期路徑預(yù)測方法，包括：

21、政策衍生路徑構(gòu)建模塊，用于根據(jù)測算區(qū)域的客觀因素，通過設(shè)定處理策略，設(shè)定在未來30年以及60年測算區(qū)域的目標(biāo)總能耗需求；根據(jù)設(shè)定的測算區(qū)域的所述目標(biāo)總能耗需求、以及歷史人均能耗數(shù)據(jù)、單位gdp能耗數(shù)據(jù)、單位gdp碳排數(shù)據(jù)進行30-60年能源、碳排情況預(yù)測數(shù)據(jù)，構(gòu)建政策衍生路徑；

22、目標(biāo)非化石能源與化石能源用量數(shù)據(jù)預(yù)測模塊，用于通過政策指標(biāo)策略，計算獲得測算區(qū)域60年目標(biāo)非化石一次能源需求比例；通過碳夾點計算策略，計算獲得測算區(qū)域60年目標(biāo)非化石能源預(yù)測用量與化石能源預(yù)測用量；

23、30-60年政策衍生路徑能源結(jié)構(gòu)確定模塊，用于根據(jù)切片年決策者的偏好設(shè)置遞歸分析權(quán)重，將獲得的測算區(qū)域60年目標(biāo)非化石一次能源需求比例及非化石能源預(yù)測用量與化石能源預(yù)測用量數(shù)據(jù)進行遞歸分析，并根據(jù)綜合指數(shù)確定30-60年政策衍生路徑能源結(jié)構(gòu)；

24、切片年分品類化石能源占比預(yù)測模塊，用于通過對數(shù)變換的自回歸預(yù)測策略，逐步預(yù)測獲得切片年分品類化石能源占比數(shù)據(jù)；

25、切片年分品類非化石能源占比預(yù)測模塊，用于根據(jù)重點影響因素分析策略，通過馬爾科夫鏈逐步預(yù)測模型逐步預(yù)測，獲得切片年分品類非化石能源占比數(shù)據(jù)；

26、最終預(yù)測路徑獲取模塊，用于根據(jù)自回歸預(yù)測情形下各能源品類的能源稟賦限制以及相比上一年的碳排放量限制，通過進行逐級增加或減少的迭代分析，得到算法外擴路徑；通過所述算法外擴路徑進行結(jié)構(gòu)預(yù)測，并根據(jù)所述政策衍生路徑進行能源總量計算，得到最終預(yù)測路徑。

27、作為一種多變量區(qū)域能源結(jié)構(gòu)中長期路徑預(yù)測裝置的優(yōu)選方案，所述政策衍生路徑構(gòu)建模塊中，在通過設(shè)定處理策略，設(shè)定在未來30年以及60年測算區(qū)域的目標(biāo)總能耗需求的過程中，所述設(shè)定處理策略包括分階段增長率測算策略、gdp-能耗彈性系數(shù)測算策略、人均-能源消費總量預(yù)測策略、分產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)用能測算策略和china?times測算模型。

28、作為一種多變量區(qū)域能源結(jié)構(gòu)中長期路徑預(yù)測裝置的優(yōu)選方案，所述目標(biāo)非化石能源與化石能源用量數(shù)據(jù)預(yù)測模塊中，在通過所述政策指標(biāo)策略，計算獲得測算區(qū)域60年目標(biāo)非化石一次能源需求比例的過程中，所述政策指標(biāo)策略為測算區(qū)域?qū)?yīng)未來30-60年期間內(nèi)的清潔能源占比、單位規(guī)劃指標(biāo)；

29、在通過所述碳夾點計算策略，計算獲得測算區(qū)域60年目標(biāo)非化石能源預(yù)測用量與化石能源預(yù)測用量的過程中，所述碳夾點計算策略的計算公式為：

30、

31、式中，si為能源i供給量；d為區(qū)域能源總需求量；fi為滿足區(qū)域能源需求的能源i的供給量；wi為剩余供給量；cin為區(qū)域能源需求排放因子；cout,i為能源i的供給排放因子；l為區(qū)域co2排放約束；z為滿足區(qū)域能源需求的清潔能源量。

32、作為一種多變量區(qū)域能源結(jié)構(gòu)中長期路徑預(yù)測裝置的優(yōu)選方案，所述30-60年政策衍生路徑能源結(jié)構(gòu)確定模塊中，在根據(jù)綜合指數(shù)確定30-60年政策衍生路徑能源結(jié)構(gòu)的過程中，所述綜合指數(shù)計算公式為：

33、q＝w·x＝∑wixi

34、式中，q為為各方案的綜合指數(shù)，q值越大，方案越好；wi為表權(quán)重參數(shù)，各項權(quán)重之和等于1；xi(i＝1,2,3,4,5,6)分別為2060年能源消耗總量、2060年80％非化石能源占比目標(biāo)完成程度、單位gdp能耗、單位gdp非化石能源消耗、人均能耗、人均非化石能源消耗。

35、作為一種多變量區(qū)域能源結(jié)構(gòu)中長期路徑預(yù)測裝置的優(yōu)選方案，所述切片年分品類非化石能源占比預(yù)測模塊中，在通過所述馬爾科夫鏈逐步預(yù)測模型逐步預(yù)測，獲得切片年分品類非化石能源占比數(shù)據(jù)的過程中，所述馬爾科夫鏈逐步預(yù)測模型的表達(dá)式為：

36、

37、式中，px→y(n)表示x類能源轉(zhuǎn)換為y類能源的概率；a為風(fēng)能；s為太陽能；w為水能；g為地?zé)崮?；n為核能；b為生物質(zhì)能。

38、本發(fā)明具有如下優(yōu)點：根據(jù)測算區(qū)域的客觀因素，通過設(shè)定處理策略，設(shè)定在未來30年以及60年測算區(qū)域的目標(biāo)總能耗需求；根據(jù)設(shè)定的測算區(qū)域的所述目標(biāo)總能耗需求、以及歷史人均能耗數(shù)據(jù)、單位gdp能耗數(shù)據(jù)、單位gdp碳排數(shù)據(jù)進行30-60年能源、碳排情況預(yù)測數(shù)據(jù)，構(gòu)建政策衍生路徑；通過政策指標(biāo)策略，計算獲得測算區(qū)域60年目標(biāo)非化石一次能源需求比例；通過碳夾點計算策略，計算獲得測算區(qū)域60年目標(biāo)非化石能源預(yù)測用量與化石能源預(yù)測用量；根據(jù)切片年決策者的偏好設(shè)置遞歸分析權(quán)重，將獲得的測算區(qū)域60年目標(biāo)非化石一次能源需求比例及非化石能源預(yù)測用量與化石能源預(yù)測用量數(shù)據(jù)進行遞歸分析，并根據(jù)綜合指數(shù)確定30-60年政策衍生路徑能源結(jié)構(gòu)；通過對數(shù)變換的自回歸預(yù)測策略，逐步預(yù)測獲得切片年分品類化石能源占比數(shù)據(jù)；根據(jù)重點影響因素分析策略，通過馬爾科夫鏈逐步預(yù)測模型逐步預(yù)測，獲得切片年分品類非化石能源占比數(shù)據(jù)；根據(jù)自回歸預(yù)測情形下各能源品類的能源稟賦限制以及相比上一年的碳排放量限制，通過進行逐級增加或減少的迭代分析，得到算法外擴路徑；通過所述算法外擴路徑進行結(jié)構(gòu)預(yù)測，并根據(jù)所述政策衍生路徑進行能源總量計算，得到最終預(yù)測路徑。

39、本發(fā)明能夠基于政策指標(biāo)和客觀情況有效預(yù)測中長期區(qū)域清潔能源結(jié)構(gòu)與用量，同時，在宏觀政策、預(yù)測算法層面兩手抓，綜合考慮政策路線、預(yù)測路線對具體路徑形態(tài)的影響，利用已知概率的馬爾科夫鏈預(yù)測模型，對分品類清潔能源結(jié)構(gòu)進行更客觀精準(zhǔn)的預(yù)測。本發(fā)明還可以用于多尺度能源路徑及結(jié)構(gòu)預(yù)測。