燃气热电经营预测模型研究

国家能源集团信息公司 北京 东城 100010

1 引言

随着电力市场化改革的推进，发电企业对自身成本与利润的关注度越来越大。未来如何在市场竞争机制下进行成本分析和利润预测已经成为发电企业最为关心的问题。在新的竞争体制下，由于电价、电量和市场环境总是在不断的变化中，掌握成本与利润的预测值尤为重要，将成为发电企业计划编制与管理决策的重要依据，本文以数学模型的方式建立成本、利润、产量之间的动态关系，命名为“经营预测分析模型”，围绕最优利润做好生产经营相关计划的统筹与协同，降低计划偏差率，最大化创造价值，为电厂管理者和相关业务人员提供决策支持，实现既定经营目标。

经营预测分析模型采用影响因素分解的定量分析法，分析发电企业经营过程中成本和利润的动态关系，从左到右一共有三类指标，分别是收入指标、成本指标和利润指标。通过数据的采集和影响因素模型的建立，业务人员可以进行如下三种分析：

辅助生产经营计划的制定

调整生产经营策略促成计划达成

为不断改进经营绩效提供依据

通过调控有可能发生的实际值，可预测出电力收入、热力收入、电价补贴收入值。通过调控发电气折标煤耗、发电气耗率、供热气耗率、燃气量等变量，可预测出燃料成本，从而计算出营业利润、售电利润、供热利润、边际贡献等情况。

2 模型的原理

经营预测分析模型首先通过收入与成本计算利润，再将收入、成本、利润分解细化，逐渐形成各个生产指标与利润的关联关系。具体模型(以燃气热电厂为例)分解方式：将收入分解为电力收入、热力收入、补贴收入；将成本分解为燃料成本、其他成本和税金；将利润分解为售电利润、供热利润、边际贡献总额、售电单位边际贡献、供热单位边际贡献、盈亏平衡发电量、不包含补贴的盈亏平衡电量。

2.1 收入算法

(1)电力收入=[发电量*(1-厂用电率)*平均电价]/(1+电力增值税率)

(2)热力收入=[售热量*热价]/(1+热力增值税率)

(3)电价补贴收入=[发电量*(1-厂用电率)*财政补贴电价]/(1+电力增值税率)

2.2 成本算法

(1)燃气量=发电燃气量+供热燃气量

(2)发电燃气量=发电汽耗率*发电量

(3)供热燃气量=供热汽耗率*供热量

(4)燃料成本=燃气量*气价/(1+天然气增值税率)

(5)其他成本及税金=固定成本及期间费用+税金及附加

2.3 利润算法

(1)利润总额=电力收入+热力收入+补贴收入-燃料成本-其他成本及税金

(2)售电利润=电力收入+电力补贴收入-发电燃气量*气价/(1+天然气增值税率)-其他成本及税金*发电燃气量/燃料量

(3)供热利润=热力收入-供热燃气量*气价/(1+天然气增值税率)-其他成本及税金*供热燃气量/燃料量

2.4 边际算法

(1)边际贡献总额=电力收入+热力收入+补贴收入-燃料成本

(2)售电单位边际贡献=[电力收入+电力补贴收入-发电燃气量*气价/(1+天然气增值税率)]/[发电量*(1-厂用电率)]

(3)售热单位边际贡献=[热力收入-供热燃气量*气价/(1+天然气增值税率)]/售热量

(4)售电单位边际贡献(不含补贴电价)=(售电单位边际贡献-财政补贴电价)/(1+电力增值税率)

2.5 盈亏平衡算法

盈亏平衡发电量={其他成本及税金-[热力收入-供热燃气量*气价/(1+天然气增值税率)]}/售电单位边际贡献/(1-厂用电率)

盈亏平衡发电量(不含补贴电价)={其他成本及税金-[热力收入-供热燃气量*气价/(1+天然气增值税率)]}/售电单位边际贡献(不含补贴电价)/(1-厂用电率)

3 模型开发

经营预测分析模型的开发过程包括业务逻辑、计算指标、模型开发、前端展示、后台计算等。模型开发前端应用(图3-1)的技术有vue.js框架，element UI框架，iview框架，node库，echarts图表，ES6语言，less语言，sass语言，webpack工程化等。

图3-1 经营预测模型的前端应用

后台接口采用Java语言开发，使模型与国华综合统计系统、燃气热电PI实时数据库、ERP系统数据对接，取当月的发电量、平均电价、热价、发电气折标煤耗、供热气折标煤耗、气价等数据。再通过设置页面手动输入当前的各种税率，计算出当前实际的情况。最后滑块滑动，调节未来预测发电量、平均电价、热价、发电供热气折标煤耗、气价等指标数值，右侧利润等相关指标会跟随左侧滑动的生产指标进行联动显示，从而得到单一指标的变化对利润总额、边际贡献盈亏平衡等的影响，进而实现经营预测分析的目的。

4 应用效果

经营预测分析模型由国家能源集团信息公司自主研发，于2020年7月在国家能源集团国华北京燃气热电上线运行，该厂也成为集团内首个应用此模型进行经营预测分析的发电企业。模型上线后，实现了以下效果：

(1)辅助生产经营计划的制定和平衡。当前发电企业在计划编制时大多采用的方法是根据往年的生产经营情况编制来年的各项计划，这种编制方法难以在各项计划之间进行平衡。经营预测模型的建立使成本-利润之间影响因素一目了然，通过成本的各个相关因素可以看出对利润的影响率，因此在计划制定时可以平衡计划编制，不再“拍脑袋”编计划。

(2)调整生产经营策略促成计划达成。经营人员可以根据当前实际的生产经营情况数据，一方面可以用来调整当前计划期内剩余天数的生产计划，例如经营人员在月中发现当前的生产计划没有完成，那么通过模型测算，经营人员就能通知生产人员需要将发电量、供热量调整成多少才能完成计划。另一方面可以动态调整近期的生产经营策略，例如当电价处于较低水平时，调整发电/供热比例，减少亏损；当用电紧张时，争取更多上网电量，以获得更多利润。通过统计得知，模型应用后各项指标的实际值与计划偏差率均少于5%。

(3)为不断改进经营绩效提供依据。盈亏平衡反映了企业对市场变化的适应能力和抗风险能力，企业的盈亏平衡点越低，其适应市场变化的能力和抗风险能力就越强。通过盈亏平衡电量和售电单位边际贡献可以反映一个电力企业的经营能力水平。经营预测分析模型中可以记录这些指标的历史趋势，并与预测数据进行对比分析，管理人员可以了解当前的指标数值处于何种水平。

5 结语

目前，国内发电企业使用经营预测模型的案例比较少，通过上述应用效果可以得知，本模型具有巨大的推广价值。经营预测模型的核心技术在于模型算法，面对巨大的市场，推广时需要注意根据不同发电企业情况，选择相应的模型算法。同时，有条件的企业还可以使模型与计划管理系统、绩效管理系统等进行对接，实现闭环管理，实现企业级在线经营，达到更好的应用效果。