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(zhǎng)期路徑預(yù)測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前，我國(guó)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(shì)性；影響清潔能源開(kāi)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(wú)法起準(zhǔn)確預(yù)測(cè)作用，部分算法可能影響因素算法參數(shù)過(guò)多，數(shù)據(jù)需求過(guò)高，難以推廣開(kāi)來(lái)；已有研究的預(yù)測(cè)范圍偏大，多停留在省級(jí)層面預(yù)測(cè)，對(duì)省內(nèi)各市級(jí)區(qū)級(jí)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(shí)難度大；同時(shí)，對(duì)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(cè)方法尚停留在分階段增長(zhǎng)率等理想化方法，階段與增長(zhǎng)率的設(shè)置缺乏數(shù)據(jù)支撐與動(dòng)態(tài)規(guī)劃的最優(yōu)化方法。

2、因此，如何設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)一種多變量區(qū)域能源結(jié)構(gòu)中長(zhǎng)期路徑預(yù)測(cè)方法，成為亟需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)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(zhǎng)期路徑預(yù)測(cè)方法及裝置，能夠基于政策指標(biāo)和客觀情況有效預(yù)測(cè)中長(zhǎng)期區(qū)域清潔能源結(jié)構(gòu)與用量，同時(shí)，在宏觀政策、預(yù)測(cè)算法層面兩手抓，綜合考慮政策路線(xiàn)、預(yù)測(cè)路線(xiàn)對(duì)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(cè)模型，對(duì)分品類(lèi)清潔能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行更客觀精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)。

2、為了實(shí)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(zhǎng)期路徑預(yù)測(cè)方法，包括：

3、根據(jù)測(cè)算區(qū)域的客觀因素，通過(guò)設(shè)定處理策略，設(shè)定在未來(lái)30年以及60年測(cè)算區(qū)域的目標(biāo)總能耗需求；根據(jù)設(shè)定的測(cè)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(jìn)行30-60年能源、碳排情況預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，構(gòu)建政策衍生路徑；

4、通過(guò)政策指標(biāo)策略，計(jì)算獲得測(cè)算區(qū)域60年目標(biāo)非化石一次能源需求比例；通過(guò)碳夾點(diǎn)計(jì)算策略，計(jì)算獲得測(cè)算區(qū)域60年目標(biāo)非化石能源預(yù)測(cè)用量與化石能源預(yù)測(cè)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(cè)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(cè)用量與化石能源預(yù)測(cè)用量數(shù)據(jù)進(jìn)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(guò)對(duì)數(shù)變換的自回歸預(yù)測(cè)策略，逐步預(yù)測(cè)獲得切片年分品類(lèi)化石能源占比數(shù)據(jù)；

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

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

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

10、作為一種多變量區(qū)域能源結(jié)構(gòu)中長(zhǎng)期路徑預(yù)測(cè)方法的優(yōu)選方案，在通過(guò)所述政策指標(biāo)策略，計(jì)算獲得測(cè)算區(qū)域60年目標(biāo)非化石一次能源需求比例的過(guò)程中，所述政策指標(biāo)策略為測(cè)算區(qū)域?qū)?yīng)未來(lái)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(guò)所述碳夾點(diǎn)計(jì)算策略，計(jì)算獲得測(cè)算區(qū)域60年目標(biāo)非化石能源預(yù)測(cè)用量與化石能源預(yù)測(cè)用量的過(guò)程中，所述碳夾點(diǎn)計(jì)算策略的計(jì)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(mǎn)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(mǎn)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(zhǎng)期路徑預(yù)測(cè)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(guò)程中，所述綜合指數(shù)計(jì)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(xiàng)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(zhǎng)期路徑預(yù)測(cè)方法的優(yōu)選方案，在通過(guò)所述馬爾科夫鏈逐步預(yù)測(cè)模型逐步預(yù)測(cè)，獲得切片年分品類(lèi)非化石能源占比數(shù)據(jù)的過(guò)程中，所述馬爾科夫鏈逐步預(yù)測(cè)模型的表達(dá)式為：

18、

19、式中，px→y(n)表示x類(lèi)能源轉(zhuǎn)換為y類(lèi)能源的概率；a為風(fēng)能；s為太陽(yáng)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(zhǎng)期路徑預(yù)測(cè)裝置，基于以上一種多變量區(qū)域能源結(jié)構(gòu)中長(zhǎng)期路徑預(yù)測(cè)方法，包括：

21、政策衍生路徑構(gòu)建模塊，用于根據(jù)測(cè)算區(qū)域的客觀因素，通過(guò)設(shè)定處理策略，設(shè)定在未來(lái)30年以及60年測(cè)算區(qū)域的目標(biāo)總能耗需求；根據(jù)設(shè)定的測(cè)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(jìn)行30-60年能源、碳排情況預(yù)測(cè)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(cè)模塊，用于通過(guò)政策指標(biāo)策略，計(jì)算獲得測(cè)算區(qū)域60年目標(biāo)非化石一次能源需求比例；通過(guò)碳夾點(diǎn)計(jì)算策略，計(jì)算獲得測(cè)算區(qū)域60年目標(biāo)非化石能源預(yù)測(cè)用量與化石能源預(yù)測(cè)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(cè)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(cè)用量與化石能源預(yù)測(cè)用量數(shù)據(jù)進(jìn)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(lèi)化石能源占比預(yù)測(cè)模塊，用于通過(guò)對(duì)數(shù)變換的自回歸預(yù)測(cè)策略，逐步預(yù)測(cè)獲得切片年分品類(lèi)化石能源占比數(shù)據(jù)；

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

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

27、作為一種多變量區(qū)域能源結(jié)構(gòu)中長(zhǎng)期路徑預(yù)測(cè)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(guò)設(shè)定處理策略，設(shè)定在未來(lái)30年以及60年測(cè)算區(qū)域的目標(biāo)總能耗需求的過(guò)程中，所述設(shè)定處理策略包括分階段增長(zhǎng)率測(cè)算策略、gdp-能耗彈性系數(shù)測(cè)算策略、人均-能源消費(fèi)總量預(yù)測(cè)策略、分產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)用能測(cè)算策略和china?times測(cè)算模型。

28、作為一種多變量區(qū)域能源結(jié)構(gòu)中長(zhǎng)期路徑預(yù)測(cè)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(cè)模塊中，在通過(guò)所述政策指標(biāo)策略，計(jì)算獲得測(cè)算區(qū)域60年目標(biāo)非化石一次能源需求比例的過(guò)程中，所述政策指標(biāo)策略為測(cè)算區(qū)域?qū)?yīng)未來(lái)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(guò)所述碳夾點(diǎn)計(jì)算策略，計(jì)算獲得測(cè)算區(qū)域60年目標(biāo)非化石能源預(yù)測(cè)用量與化石能源預(yù)測(cè)用量的過(guò)程中，所述碳夾點(diǎn)計(jì)算策略的計(jì)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(mǎn)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(mǎn)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(zhǎng)期路徑預(yù)測(cè)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(guò)程中，所述綜合指數(shù)計(jì)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(xiàng)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(zhǎng)期路徑預(yù)測(cè)裝置的優(yōu)選方案，所述切片年分品類(lèi)非化石能源占比預(yù)測(cè)模塊中，在通過(guò)所述馬爾科夫鏈逐步預(yù)測(cè)模型逐步預(yù)測(cè)，獲得切片年分品類(lèi)非化石能源占比數(shù)據(jù)的過(guò)程中，所述馬爾科夫鏈逐步預(yù)測(cè)模型的表達(dá)式為：

36、

37、式中，px→y(n)表示x類(lèi)能源轉(zhuǎn)換為y類(lèi)能源的概率；a為風(fēng)能；s為太陽(yáng)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(diǎn)：根據(jù)測(cè)算區(qū)域的客觀因素，通過(guò)設(shè)定處理策略，設(shè)定在未來(lái)30年以及60年測(cè)算區(qū)域的目標(biāo)總能耗需求；根據(jù)設(shè)定的測(cè)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(jìn)行30-60年能源、碳排情況預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，構(gòu)建政策衍生路徑；通過(guò)政策指標(biāo)策略，計(jì)算獲得測(cè)算區(qū)域60年目標(biāo)非化石一次能源需求比例；通過(guò)碳夾點(diǎn)計(jì)算策略，計(jì)算獲得測(cè)算區(qū)域60年目標(biāo)非化石能源預(yù)測(cè)用量與化石能源預(yù)測(cè)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(cè)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(cè)用量與化石能源預(yù)測(cè)用量數(shù)據(jù)進(jìn)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(guò)對(duì)數(shù)變換的自回歸預(yù)測(cè)策略，逐步預(yù)測(cè)獲得切片年分品類(lèi)化石能源占比數(shù)據(jù)；根據(jù)重點(diǎn)影響因素分析策略，通過(guò)馬爾科夫鏈逐步預(yù)測(cè)模型逐步預(yù)測(cè)，獲得切片年分品類(lèi)非化石能源占比數(shù)據(jù)；根據(jù)自回歸預(yù)測(cè)情形下各能源品類(lèi)的能源稟賦限制以及相比上一年的碳排放量限制，通過(guò)進(jìn)行逐級(jí)增加或減少的迭代分析，得到算法外擴(kuò)路徑；通過(guò)所述算法外擴(kuò)路徑進(jìn)行結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)，并根據(jù)所述政策衍生路徑進(jìn)行能源總量計(jì)算，得到最終預(yù)測(cè)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(cè)中長(zhǎng)期區(qū)域清潔能源結(jié)構(gòu)與用量，同時(shí)，在宏觀政策、預(yù)測(cè)算法層面兩手抓，綜合考慮政策路線(xiàn)、預(yù)測(cè)路線(xiàn)對(duì)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(cè)模型，對(duì)分品類(lèi)清潔能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行更客觀精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)。本發(fā)明還可以用于多尺度能源路徑及結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)。