1.1報價輔助決策與風(fēng)險評估系統(tǒng)

1.1.1系統(tǒng)概述

目前，隨著電力企業(yè)改革的進(jìn)一步深化，廠網(wǎng)分離、競價上網(wǎng)使得電廠訶的

競爭日益激烈，面對繁雜的市.場信息、激烈的市場競爭，報價決策人員必須從中

分析、掌握市場變化的規(guī)律，以靈活，有效的競爭策略，取得最大化的經(jīng)濟(jì)效益。

但是，信息的復(fù)雜程度和數(shù)據(jù)量的巨大，以及市場競爭的瞬間變化，使得個人的

經(jīng)驗與直覺遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能勝任，電廠迫切需要一套有效的報價輔助決策系統(tǒng)，以協(xié)助

報價人員更好地預(yù)報邊際電價，同時可以加強對電廠的經(jīng)濟(jì)及技術(shù)管理，促進(jìn)電

廠的高效運作，在電力市場環(huán)境下爭取最大的利益?！案們r上網(wǎng)輔助決策支持系

統(tǒng)”就是本著這一需求而設(shè)計完成的，幫助電廠報價人員進(jìn)行邊際電價趨勢分析、

邊際電價預(yù)測，提供多種輔助報價方案，并進(jìn)行方案的利潤、成本、市場分額等

的分析，以及方案的歷史評估，完成報價方案的審批流程和申報功能，這是報價

人員不可或缺的報價工具。

1.1-2系統(tǒng)目標(biāo)

報價輔助決策是以電廠在市場中爭取自身利益最大化為目標(biāo)的，為參與合約

市場、現(xiàn)貨市場、實時市場、輔助服務(wù)市場的競爭提供分析參考和決策支持手段。

電廠報價輔助決策系統(tǒng)是電力營銷系統(tǒng)的核心部分，系統(tǒng)在基于成本分析和

電廠上網(wǎng)電價預(yù)測的基礎(chǔ)上，參考長期峰、谷、基荷時段的指導(dǎo)價格，考慮網(wǎng)絡(luò)

安全勾束、機(jī)組檢修約束、機(jī)組安全約束的條件下，在經(jīng)濟(jì)性分析的基礎(chǔ)上為發(fā)

電廠的機(jī)組競價上網(wǎng)提供多種可選擇的報價策略，并對每種報價方案進(jìn)行預(yù)測和

評估分析，市場份額分析，電廠報價人員根據(jù)實際情況，采用不同的報價策略。

1.1.3設(shè)計原則

根據(jù)我國電力市場目前的發(fā)展?fàn)顩r，交易中心端的各種應(yīng)用功能已經(jīng)比較完

善，而電廠端的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因此，建立電廠端報價輔助決策系統(tǒng)，必須有

超前的設(shè)計思想和先進(jìn)的開發(fā)技術(shù)。首先提出如下的系統(tǒng)設(shè)計原則：

1.系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)交易中心能夠公布的信息設(shè)計報價決策系統(tǒng)；

2.報價系統(tǒng)必須是開放的一一系統(tǒng)能適應(yīng)電力市場模式、結(jié)算規(guī)則不斷變

化的要求

3.必須根據(jù)經(jīng)濟(jì)理論的有關(guān)思想（成本定價原理、市場均衡法）指導(dǎo)設(shè)計

報價系統(tǒng)

4.報價系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)提前、實時電力市場和輔助服務(wù)市場的競價的需要

1.1.3.1根據(jù)電網(wǎng)交易中心能夠公布的信息設(shè)計報價系統(tǒng)

在電力市場中，為了防止報價的投機(jī)行為，市場的組織者必須保證各市場成

員只了解市場公開的信息，其他市場成員的報價行為和發(fā)電能力是保密的。在這

一原則下，交易中心對每個發(fā)電商公布的信息必須有嚴(yán)格的規(guī)定。例如，在日前

市場中，發(fā)布的信息可以包括：

1.次日系統(tǒng)負(fù)荷曲線

2.上日系統(tǒng)邊際電價

3.本發(fā)電商上日所占有的市場分額

因此，報價系統(tǒng)只能根據(jù)上述有限的信息進(jìn)，亍決策。

1.1.3.2報價系統(tǒng)必須是開放的

由于我國市場經(jīng)濟(jì)體系尚為完善，電力市場也只能逐步的開放。為了保證電

廠投資方的利益，目前必須實行保電量的競價上網(wǎng)模式，參與競價的電量將逐步

增加。因此，在開發(fā)報價系統(tǒng)時，必須考慮該系統(tǒng)能適應(yīng)電力市場模式、結(jié)算規(guī)

則不斷變化的要求。否則，報價系統(tǒng)的生命周期將是短暫的。

1.1.3.3必須根據(jù)經(jīng)濟(jì)理論中的有關(guān)思想指導(dǎo)設(shè)計報價系統(tǒng)

電價的制訂分為：成本定價法和市場均衡法。

＞成本定價的原理

成本電價原理是精確地計算成本，追加合理的利潤。成本的計算方法有：

1.綜合成本方法：

綜合成本方法的出發(fā)點在于電力企業(yè)的收支平衡。綜合成本方法計算基本電

價，就是在未來給定的電價計算期內(nèi)，將發(fā)電所需的全部成本在各個用戶中分?jǐn)偂?/p>

計算中一般將綜合電力成本和綜合電量成本分別平均分?jǐn)偂?/p>

2.短期邊際成本方法

在固定資產(chǎn)規(guī)模不變的情況下，每增加單位電能所引起的供電成本的變化。

3.長期邊際成本方法

長期邊際成本方法是由于未來微增負(fù)荷的持續(xù)增長所產(chǎn)生的微增成本。采用

長期邊際成本方法所制訂電價能夠真實地反映供電成本的變化，給用戶合理使用

電資源的經(jīng)濟(jì)信號。只有這樣，才能真正做到資源的合理配置。由長期邊際成本

定價理論，可以得到：容量電價等于負(fù)荷容量發(fā)生邊際變化時，系統(tǒng)供電成本中

電力成本對負(fù)荷的微增變化。電量電價等于用電量發(fā)生邊際變化時，系統(tǒng)供電成

本中電量成本對負(fù)荷的微增變化。長期邊際成本電價方法可以正確反映未來資源

的價值、能夠引導(dǎo)投資；可以反映用戶增加負(fù)荷的成本、給予用戶正確的用電信

號，從而能夠獲得最大社會效益。

＞市場均衡法

1.電力的市場需求

電力市場的需求是指：在一定的時間范圍內(nèi)，市場對電能商品的市場需求與

需求價格之間的關(guān)系。下圖表明了用電需求將隨著價格不斷上漲，不斷下降，最

終趨于飽和。因而電價的上漲是有限度的，過高的電價將導(dǎo)致電力市場的萎縮。

在市場經(jīng)濟(jì)中，任何需求都不是剛性的。

2.電力市場的供給

電力布場的供給是在特定的時間內(nèi)，電力的市.場供給量與供給價格之間的關(guān)

系。供給價格是生產(chǎn)者對一定數(shù)量電力商品愿意提供的最低價格。下圖表明：通

常情況下，當(dāng)市場價格上升時，供給的數(shù)量會上升；反之，市場價格下降時，供

給數(shù)量將卜.降。

3.市場均衡

當(dāng)需求與供給進(jìn)入市場后，就形成了平衡點。該點對應(yīng)于相同的價格，在這

＞實時電力市場

在實際運行時，由于較大的非計劃停運以及市場成員的策略決定，發(fā)電量和

電力負(fù)荷出現(xiàn)偏差是不可避免的。這種偏離計劃的非指導(dǎo)的偏差導(dǎo)致電能的不平

衡，將體現(xiàn)在地區(qū)控制誤差（ACE）中。AGC機(jī)組會在幾秒之內(nèi)首先響應(yīng)該偏

差。為了周期性地恢復(fù)AGC機(jī)組的基本工作位置點,調(diào)度員必須定期采購電力。

這種調(diào)整產(chǎn)生的偏差叫做指導(dǎo)性偏差。在這種情況下，各種備用都可以被調(diào)用。

另外，每隔一定的時間（大約半小時左右），根據(jù)全系統(tǒng)是否缺電或剩余電力，

交易中心還組織實時平衡市場。平衡市場與備用資源同時被作為調(diào)節(jié)的手段。實

時平衡市場是為了鼓勵發(fā)電商參與調(diào)節(jié)電力不平衡量。愿意參與平衡市場的發(fā)電

商可以提前數(shù)小時申報可用上調(diào)范圍及上調(diào)價格和可用下調(diào)范圍及功率下調(diào)價

格。在實時調(diào)度中，系統(tǒng)調(diào)度員首先根據(jù)系統(tǒng)總不平衡量，決定啟用上調(diào)機(jī)組還

是卜調(diào)機(jī)組。然后，根據(jù)調(diào)節(jié)價格排序，從價格低的機(jī)組開始調(diào)度，直到滿足不

平衡量。最后一臺調(diào)節(jié)的機(jī)組成為邊際調(diào)節(jié)機(jī)組，其調(diào)節(jié)報價成為邊際調(diào)節(jié)價格。

按照市場邊際定價原則，所有參與調(diào)節(jié)的機(jī)組將均被付以邊際調(diào)節(jié)價格。

＞輔助服務(wù)市場

發(fā)電輔助服務(wù)包括：

1.有功頻率控制（AGC）

2.旋轉(zhuǎn)備用

3.非旋轉(zhuǎn)備用

4.替代備用

5.無功及電壓支持。

6.恢復(fù)及黑啟動。

般地，后兩者由長期合同規(guī)定，因此本文不予過多討論。前四種發(fā)電輔助

服務(wù)需要每天根據(jù)實際需求采購，采購順序是：AGC,旋轉(zhuǎn)備用，非旋轉(zhuǎn)備用，

替代備用。

其中旋轉(zhuǎn)備用、非旋轉(zhuǎn)備用和替代備用三者的區(qū)別，只在于各機(jī)組響應(yīng)調(diào)度

的速度。對于旋轉(zhuǎn)備用，機(jī)組始終處于開機(jī)狀態(tài)，可以在極短的時間內(nèi)響應(yīng)調(diào)度

需要。對于非旋轉(zhuǎn)備用，機(jī)組處于停機(jī)狀態(tài)，但可以在10分鐘內(nèi)成為可調(diào)度機(jī)

組。對于替代備用，指可在60分鐘內(nèi)成為可用的發(fā)電容量。

這里所說的“發(fā)電輔助服務(wù)”都是先由交易中心采購并由機(jī)組預(yù)留容量，然

后在實時調(diào)度過程中根據(jù)負(fù)荷不平衡量或其他控制的需要而實時調(diào)度。成功的競

標(biāo)者將獲得容量備用付費。在實時調(diào)度中，如果投標(biāo)者被實時調(diào)用，則再付給一

定的電量電價。

假定發(fā)電輔助服務(wù)市場中對每一種備用服務(wù)進(jìn)行單獨的拍賣。各投標(biāo)者為每

種服務(wù)提交單獨的容量價CR,i和電量價格投標(biāo)CE,io

由于發(fā)電輔助服務(wù)涉及到系統(tǒng)安全和供電質(zhì)量，采購行為是否合理是系統(tǒng)操

作員的職責(zé)。系統(tǒng)操作員作為唯一的買者，其采購的目標(biāo)是最小化采購成本。由

于電力生產(chǎn)中隨機(jī)因素很多，備用的采購總額需要根據(jù)預(yù)設(shè)的公式或規(guī)則設(shè)定。

另外，為了防止發(fā)電輔助服務(wù)商哄抬價格,可以設(shè)置輔助價格的上限值CR,max。

在輔助服務(wù)市場中，電力交易中心一方面要求發(fā)電商預(yù)留容量，另一方面要

求發(fā)電商在實時調(diào)度中提供調(diào)節(jié)電量。故而必須付給發(fā)電商兩方面的費用。為了

最小化輔助服務(wù)付費，電網(wǎng)公司不能僅考慮容量報價或僅考慮電量電價，而必須

估計備用容量在實際運行時被調(diào)用的概率。在采購容量時，首先對各輔助服務(wù)商

的報價排序，采用的排序指標(biāo)為+其中x為備用容量被調(diào)用的概率

因子。為了使得競價更透明，R必須由電網(wǎng)公司預(yù)先設(shè)定，并公布給所有輔助服

務(wù)提供商。

付費規(guī)則是：

1.在該市場中，成功的競標(biāo)者按以下公式被付給容量價格：

G=中方{X)-XEJ

/e￡2+^E.iC

2.如果被調(diào)用，則另外按CE,i結(jié)算電能付費。

備用采購模型的目標(biāo)函數(shù)即為：

{min￡(G|ZQ><QD

其中Qi是由第i個服務(wù)商提供的備用量。CR.i和CE.i是相應(yīng)的備用和電量

報價。QFax是i能夠提供的最大備用，其中考慮到爬坡速率。Qreg是需要采購的

備用總量。

因此報價系統(tǒng)必須考慮如何在上述3種電力市場中制訂報價策略。

1.1.4系統(tǒng)設(shè)計思想

1.1.4.1分布式計算思想

利用RMI方式，進(jìn)行遠(yuǎn)程方法的透明調(diào)用，實現(xiàn)分布式計算，使得遠(yuǎn)程對

象的方法能夠被運行于不同主機(jī)上。使計算程序具有一定的獨立性和安全性。保

證計算速度。

1.1.4.2算法庫管理思想

上述各種每種預(yù)測計算都可提供若干算法，用戶可根據(jù)歷史經(jīng)驗和系統(tǒng)分析

的結(jié)果，自主或自動調(diào)用合適的算法。算法的增加和減少可通過離線方式維護(hù),

并不影響系統(tǒng)的正常運行。

1.1.4.3多用戶、多方案、多算法的預(yù)測方案

1.報價預(yù)測方案的制定、計算與比較

2.可制定不同的預(yù)測方案

3.可根據(jù)不同用戶選用不同方案

4.方案由不同的算法組成

5.每種算法具有多種參數(shù)指標(biāo)（或模板）

6.綜合算法是必需的

7.根據(jù)所選定的算法或綜合算法進(jìn)行預(yù)測

1.1.5系統(tǒng)運行流程

對合約市場、口前市場、實時市場、輔助服務(wù)市場的報價輔助決策計算，均

采用如下計算模式進(jìn)行。

模板管理

本功能模塊主要用于對預(yù)測項目和預(yù)測方法及其相關(guān)需要設(shè)定的計算參數(shù)、

算法參數(shù)、控制參數(shù)的管理。它是整個報價決策、邊際電價預(yù)測算法基礎(chǔ)，使用

者可以為不同的預(yù)測項、預(yù)測方法進(jìn)行靈活配置，滿足不同預(yù)測要求。

數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

為保證邊際電價預(yù)測、報價決策計算功能正常運行所采取的一系列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。

其中包括系統(tǒng)短期負(fù)荷數(shù)據(jù)的缺失修補、各市場電量分配分析、機(jī)組出力的修正

等。

計算控制

提供多種方法幫助報價人員自動作出報價方案

結(jié)果分析

根據(jù)實際發(fā)布.系統(tǒng)邊際電價,分析某報價方案的出力預(yù)測、實際出力、利潤、

成本等信息，對比分析各方案的優(yōu)劣，誤差統(tǒng)計等。

方案審批

對于報價員作出的報價方案須經(jīng)過領(lǐng)導(dǎo)審批同意后方能上報省交易調(diào)度中

心，領(lǐng)導(dǎo)不同意的方案報價員須根據(jù)領(lǐng)導(dǎo)意見重新修改。公司可在該模塊發(fā)揮其

指導(dǎo)作用。流程如下：

電廠報價員電廠領(lǐng)導(dǎo)公司領(lǐng)導(dǎo)說明

I.電廠報價員將做出的

多種方案選擇一套滿意

方案，上報廠領(lǐng)導(dǎo)；

2.廠領(lǐng)導(dǎo)若同意，則上

▼

報公司領(lǐng)導(dǎo)；不同意則

將審批意見返回報價員,

報價員重復(fù)第1步：

3.公司領(lǐng)導(dǎo)根據(jù)上報的

方案進(jìn)行綜合平衡，并

給出指導(dǎo)意見，返回給

報價員。

電廠數(shù)據(jù)申報

競價數(shù)據(jù)申報包括競價數(shù)據(jù)的錄入、查詢、審核、電價模板的維護(hù)、用戶口

令的修改等功能。該模塊能完成以前的申報數(shù)據(jù)功能外，還能將申報數(shù)據(jù)存于本

地數(shù)據(jù)庫，具有更好的安全性和可操作性，并且能將報價輔助決策中的決策結(jié)果

自動讀入。

1.1.6功能結(jié)構(gòu)圖

報價輔助決策

旋

A

G轉(zhuǎn)

備

年

實

月

C現(xiàn)

用

度

時

度

貨

輔

輔

合

平

合

交

助

助

約

衡

約

易

服

服

市

市

市

市

務(wù)

務(wù)

場

場

場

場

市

市

場

場

1.1.7功能邏輯圖

1）競爭與合約電量的分配決策；

2）合約電量分解：

3）有功市場與AS市場電量分配；

4）開停機(jī)計劃；

注意，上述1）、2）步在年前或月前完成；3）4）步是在交易日的前一

日完成的。

5）上述四步的完成離不開“多級市場電價預(yù)測與報價風(fēng)險評估”、“發(fā)電廠機(jī)

組經(jīng)濟(jì)運行分析”兩個模塊的支持。

6）交易真正發(fā)生后，根據(jù)機(jī)組的上網(wǎng)電量、實際變動成本進(jìn)行成本分析。

當(dāng)然，成本分析模塊中固定成本項是按照相應(yīng)的預(yù)支情況事先錄入并參與計算的,

待以后再用實際發(fā)生費用進(jìn)行修正。

7）計算發(fā)電廠各項動態(tài)經(jīng)濟(jì)及技術(shù)指標(biāo)，迸行發(fā)電廠動態(tài)經(jīng)濟(jì)效益分析。

8）計算發(fā)電廠利潤，進(jìn)行發(fā)電廠經(jīng)營評估。

1.1.8功能設(shè)計

1.1.8.1電價預(yù)測

?電價預(yù)測功能描述

隨著電力行業(yè)逐漸由壟斷經(jīng)營走向市場競爭，作為電力市場的核心因素即電

價，相應(yīng)地也發(fā)生了較大的變化。電價隨需求變化，電價變化也影響需求量，電

價的調(diào)節(jié)機(jī)制作用將更加明顯。作為電力市場的參與者，其利益最終是通過電能

的交易實現(xiàn)的，提前知道電價的信息就可以在電力市場的交易中獲得更大的利益,

因此，電價預(yù)測就成為電力市場中首要解決的課題之一。

由于電價預(yù)測相近于負(fù)荷預(yù)測要難得多，所以其預(yù)測周期相對負(fù)荷預(yù)測要短,

分為提前小時、提前天、提前周、提前月預(yù)測，以及季節(jié)趨勢預(yù)測等，更加長期

的電價預(yù)測尚有較大的難度。電價預(yù)測按內(nèi)容來分有日前市場電價、輸電服務(wù)電

價、輔助服務(wù)電價等預(yù)測。電價預(yù)測按特性來分有最高、最低、平均等電價性能

指標(biāo)的預(yù)測。

電價預(yù)測的研究方法可以借鑒負(fù)荷預(yù)測的方法。

目前，可用于電價預(yù)測的方法主要可以歸結(jié)為四類：基于時序分析的方法，

如時間序列分析、灰色預(yù)測、均生函數(shù)等；基于因子分析的方法，如線性回歸方

法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、模糊聚類與綜合評判方法等；基于計量經(jīng)濟(jì)學(xué)的電價預(yù)

測方法，如三時點模型、霍爾特-溫特斯方程、馬爾柯夫經(jīng)濟(jì)預(yù)測理論等；基于

組合思想的預(yù)測方法。

a、基于時序分析的預(yù)測方法

進(jìn)行實時邊際電價預(yù)測，由于報價的保密性，任何一個發(fā)電廠都不可能獲取

其他發(fā)電廠的報價信息，只能知道交易中心公布的各時段系統(tǒng)實時邊際電價。各

時段系統(tǒng)邊際電價本身就構(gòu)成一個時間序列，所以，時間序列分析很自然地用來

作系統(tǒng)邊際電價的預(yù)測。

基本的時間序列模型有線性時序模型：自回歸（AR）模型，滑動平均（MA）

模型，自回歸滑動平均模型（ARMA）；非線性的時序模型：門限自回歸（SETAR）

模型，雙線性時序模型。時間序列模型的弱點在干預(yù)測的步數(shù)越長，預(yù)測的精度

就越差。

灰色預(yù)測模型將系統(tǒng)實時電價隨機(jī)變化的過程視為灰色過程，然后應(yīng)用已有

的歷史數(shù)據(jù)通過累加生成灰數(shù)，建立GM（1,1）灰色模型進(jìn)行求解，再累減還

原得到預(yù)測值?；疑A(yù)測模型具有要求樣本數(shù)據(jù)少，不考慮分布規(guī)律，不考慮變

化趨勢，運算簡便等優(yōu)點。其弱點主要有：計算零點不同，預(yù)測值不同；序列長

度不同，預(yù)測值不同；累加次數(shù)不同，預(yù)測值也不同；適用的預(yù)測類型要依賴于

發(fā)展系數(shù)a的取值，當(dāng)a-1時，不宜采用GM(1,1)模型。

b、基于因子分析的預(yù)測方法

線性回歸方法中常用的是多元線性回歸(非線性回歸可轉(zhuǎn)化為線性回歸，一

元回歸是多元回歸的特例)。線性回歸的模型為：

設(shè)為，X2,…，xp是p個線性無關(guān)的可控變量(影響因素)，y是隨機(jī)變量，

它們之間的關(guān)系為：

y=bo+bixi+…+bpXp+4

C7N(0,62)

式中，bo,bj(j=1,2...,p)為模型回歸系數(shù)；(為除自變量Xj(j=1,2...,

p)的影響之外對y產(chǎn)生影響的隨機(jī)變量，即隨機(jī)誤差。

通過已有的歷史資料，對模型進(jìn)行參數(shù)估計和檢驗后，如果確認(rèn)回歸模型有

實用價值，那么就可以用它進(jìn)行預(yù)測了。但是，回歸分析方法有兩個難點，一是

回歸變量的選取，應(yīng)選主要因素，忽略次要因素；二是變量因素的量化。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以其對大量非結(jié)構(gòu)性、非精確性規(guī)律具有自適應(yīng)、信息記

憶、自主學(xué)習(xí)、知識推理和優(yōu)化計算的特點，被廣泛地用來進(jìn)行受眾多復(fù)雜因素

影響的變量的預(yù)測(如電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測)。在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，應(yīng)用最多

的是帶隱層的前饋型ANN,此網(wǎng)絡(luò)能實現(xiàn)從輸入到輸出的復(fù)雜非線性映射關(guān)系。

因此，可將影響電力負(fù)荷較大，進(jìn)而影響實時邊際電價較大的幾種因素作為輸入,

如氣溫、風(fēng)速、各時段負(fù)荷、峰谷負(fù)荷、濕度等，利用BP算法對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，

然后進(jìn)行電價預(yù)測。

預(yù)測是對未來的推測與估計，其模糊性是顯然的，而且基于預(yù)測的信息、資

料很多也具有模糊性，因此，應(yīng)用模糊理論和方法來研究預(yù)測問題，既十分自然，

也非常必要。模糊模型作為一種結(jié)構(gòu)型數(shù)字估計器，本質(zhì)上是一種非線性模型,

同時具有較弼的泛化能力和適應(yīng)能力。近年來，模糊系統(tǒng)理論在非線性控制、預(yù)

測、辨識等方面已有不少成功的應(yīng)用。

c、基于計量經(jīng)濟(jì)學(xué)的預(yù)測方法

計量經(jīng)濟(jì)學(xué)是統(tǒng)計學(xué)、經(jīng)濟(jì)理論和數(shù)學(xué)的結(jié)合，它是以經(jīng)濟(jì)理論和事實為依

據(jù)，在定性分析的基礎(chǔ)之上，專門探討用數(shù)學(xué)模型方法定量描述具有隨機(jī)性特征

的經(jīng)濟(jì)變量數(shù)量關(guān)系和經(jīng)濟(jì)活動規(guī)律的應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)學(xué)科。

用模型來探討經(jīng)濟(jì)問題有著悠久的歷史.自20世紀(jì)30年代以來，計量經(jīng)

濟(jì)學(xué)更是得到了很大的發(fā)展，其研究范圍從供需函數(shù)、生產(chǎn)函數(shù)、消費函數(shù)等經(jīng)

濟(jì)理論中的基礎(chǔ)概念擴(kuò)展到價格、工資、金融、國際貿(mào)易和國際收支等領(lǐng)域，又

進(jìn)一步發(fā)展到了對一個地區(qū)、國家乃至整個世界的經(jīng)濟(jì)體系進(jìn)行研究，并廣泛應(yīng)

用于經(jīng)濟(jì)預(yù)測、政策評價和結(jié)構(gòu)分析，為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)管理提供科學(xué)依據(jù)。

在電力企業(yè)走向市場的今天，電力成為一種特殊的商品，也就是說，誰掌握

了“賤買貴賣”的時機(jī)，誰就占據(jù)了市場的主動，經(jīng)濟(jì)效益自然會得到提高。基于

這一目的，嘗試采用一些應(yīng)用于計量經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域的數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行實時邊際電價

的分析預(yù)測，對于提高獨立發(fā)電企業(yè)的市場競爭力是現(xiàn)實意義的。

d、基于組合思想的預(yù)測方法

近年來，組合預(yù)測方法已成為預(yù)測領(lǐng)域中的一個重要的研究方向，國際預(yù)測

領(lǐng)域的權(quán)威學(xué)術(shù)刊物《JournalofForecasting》及國內(nèi)學(xué)術(shù)刊物《管理工程學(xué)報》、

《預(yù)測》等刊物每年都要發(fā)表一系列關(guān)于組合預(yù)測的學(xué)術(shù)論文，組合預(yù)測方法也

得到了廣泛的應(yīng)用，已引起眾多學(xué)者濃厚的研究興趣。組合預(yù)測理論認(rèn)為：對同

一預(yù)測問題而言，多個不同預(yù)測模型的線性組合，在一定條件卜.能夠有效地改善

模型的擬合能力和提高預(yù)測精度。

組合預(yù)測有兩類概念，一是指根據(jù)幾種預(yù)測方法所得的預(yù)測結(jié)果，選取適當(dāng)

的權(quán)重進(jìn)行加權(quán)平均的組合預(yù)測方法；二是指在幾種預(yù)測方法中進(jìn)行比較，選擇

擬合優(yōu)度最佳或標(biāo)準(zhǔn)離差最小的預(yù)測模型作為最優(yōu)模型進(jìn)行預(yù)測.如何確定權(quán)值

的問題是組合預(yù)測的中心問題。權(quán)值的確定分為固定權(quán)重和變權(quán)重：固定權(quán)重是

指每個時段用來進(jìn)行組合預(yù)測的單個模型的權(quán)重都相同，由于單個模型的適用范

圍不同，單個模型的預(yù)測值總是在有的時段精度高，有的時段精度低；變權(quán)重方

法則是根據(jù)不同的優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，確定各個時段的不同權(quán)重，通過權(quán)重的變化來體現(xiàn)

單個模型在不同時段的預(yù)測優(yōu)勢。目前，已有的確定權(quán)系數(shù)的方法有：最小方差

法、貝葉斯法、卡爾曼濾波法、無約束最小二乘法、有約束最小二乘法、時變加

權(quán)最小二乘法、AIC準(zhǔn)則法、AHP法、目的規(guī)劃法、多目標(biāo)規(guī)劃法等。這些不

同的實現(xiàn)方法是考慮到不同的具體問題而提出的，在實際應(yīng)用組合預(yù)測方法進(jìn)行

預(yù)測時，可以根據(jù)問題的具體情況對確定權(quán)系數(shù)方法進(jìn)行選擇。

華電價預(yù)測模型算法

a、時序分析的預(yù)測方法

這里僅介紹模型指數(shù)平滑電價預(yù)測模型。

若實數(shù)域月上的模糊子集8具有正規(guī)性和凸性，則稱8為模糊數(shù)。正規(guī)性

是指：王eR,人"）=1,這里的U8（x）為X關(guān)于8的隸屬函數(shù)。做平行于X軸的

a切割（0^1,a為隸屬度），產(chǎn)生區(qū)間數(shù)凡=出”用叼。其中，餌⑷，歐）為

切割點的橫坐標(biāo)。凸性是指：0之圖⑶。用區(qū)間數(shù)表示為：

兒=6）,叱],4=[*）,嫡"。這樣,凸性便是：avan紇u紇,

呈三角形狀的模糊數(shù)為三角模糊數(shù)。一個三角模糊數(shù)可用一個三維實數(shù)（b,

S,b）惟一確定，其中，4~bl"%。當(dāng)&=b2=a時，它是普通實數(shù)。容

易得出三角模糊數(shù)8=（b,比，加）的隸屬函數(shù)為:

ox〈b[

X-匕I

瓦<x<b2

%

〃8（x）=?卜3-X

b<x<b

/一片23

0

則，Wago,1],a切割得到的區(qū)間數(shù)為:

%=2產(chǎn)，力，]=匕+（%-仇）a,與-e-&）a]

對兩個三角模糊數(shù)/%=3，%勺）,有：

用+%=（%+外，瓦+b2,Q+S）

用-B2=（。1一42,b\-b2,G-c2）

不難看出，兩個三角模糊數(shù)的和與差仍為一個三角模糊數(shù)。但是，兩個三角

模糊數(shù)的積或商卻不一定是三角模糊數(shù)。在實際應(yīng)用中，若勺，即i=l，2,

則8,民的乘積可用三角模糊數(shù)P=S。"也，。心）來近似表示；商可用三角模

G心白，&）a-

糊數(shù)Q月a2來近似表示；若a，b，ceR,三角模糊數(shù)B=（a,b,C）的

〃次幕&可用戶=（a〃，/A6來近似表示。

指數(shù)平滑模型的模糊化主要是在一次指數(shù)平滑模型中引入模糊數(shù)，并旦應(yīng)用

模糊數(shù)的四則運算法則來重新構(gòu)建模糊化的指數(shù)平滑模型，把常規(guī)指數(shù)平滑模型

的預(yù)測值，即一個單一實數(shù)用一個由3個實數(shù)表示的模糊數(shù)來表示，從而給出一

個預(yù)測值的區(qū)間范圍。

設(shè)第f期的預(yù)測值&是三角模糊數(shù)，St=（$,S2,S3）,其中，S1為第￡期

最小預(yù)測值；S2為第f期最可能的預(yù)測值；S3為第f期最大預(yù)測值。三角模糊數(shù)

0=（%,%，%）為三角模糊數(shù)平滑指數(shù)，其中，⑦為平滑指數(shù)最小值；02為最有

可能值；Q3為最大值，%c。"（"L2,3）。第f+1期的預(yù)測值S/+1是下式所

表達(dá)的三角模糊數(shù)：

E+I=&勺+（1-&）。=（&i，a2,a。士+U-（ar。2,&3）]（?，52,4）

經(jīng)三角模糊數(shù)運算可以得到：

S川=3%+（1—％）4，+（1-。2*2,a3Xt+（1—%"3]

式中，M為上期即第1期實際值；Sf=（S1,S2,S3）為三角模糊數(shù)上期預(yù)測值。

這樣，就得到預(yù)測期（即第f+1期）預(yù)測值，它是一個三角模糊數(shù)，反映了

未來事物的模糊性估計。

b、基于計量經(jīng)計學(xué)的預(yù)測方法

這里僅介紹電價預(yù)測的馬爾柯夫模型。

1907年，俄國數(shù)學(xué)家馬爾柯夫（A.A.Markov）對一項稱為布朗寧運動的

物理現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)學(xué)說明，進(jìn)而創(chuàng)立了一種研究事物運行系統(tǒng)的狀態(tài)以及狀態(tài)轉(zhuǎn)移

的一套數(shù)學(xué)模型和方法，這便是馬爾柯夫方法的源頭。布朗寧運動的基本意義是:

通過一個鏈環(huán)的數(shù)學(xué)模式，自一項已知的情況，推算以后各項的情況。它于1923

年由N.Wisner發(fā)展成為數(shù)學(xué)模型，并經(jīng)由A.N.Kolrnagrov,W.Feller.W.

Doebin等及其他多位學(xué)者于20世紀(jì)30-40年代逐步拓展為一項完整的理論。

馬爾柯夫方法誕生以后，在很多領(lǐng)域里得到了廣泛的應(yīng)用。近10年來，人們也

逐步地將它應(yīng)用到了經(jīng)濟(jì)管理中的預(yù)測和決策領(lǐng)域。

隨著我國電力市場的開放，在競價上網(wǎng)的形勢下，電價忽高忽低，似乎難以

捉摸，但在政策形勢比較平衡的情況下，它的變化是由其基本決定因素（如發(fā)電

成本、企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃、企業(yè)的管埋水平等）和市場因素（如電力的供求關(guān)系、

投資心理、市場預(yù)測等）的變化所引起的。由于電力交易的實時性，這些因素（包

含眾多的隨機(jī)因素）的變化會立即從電價上反映出來。因而，不同時期電價的運

動是獨立的，是一種隨機(jī)走勢的狀態(tài)，也即是說，在電價分析中，常把電價作為

一個隨機(jī)變量來研究。我們知道，馬爾柯夫模型（或馬氏預(yù)測法）討論的就是一

種常見的隨機(jī)過程，其基本概念是狀態(tài)和狀態(tài)的轉(zhuǎn)移。該模型的預(yù)測對象是一個

隨機(jī)變化的動態(tài)系統(tǒng)，它根據(jù)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移概率來預(yù)測未來系統(tǒng)的發(fā)展，轉(zhuǎn)移

概率反映了各種隨機(jī)因素的影響程度以及各狀態(tài)之間轉(zhuǎn)移的內(nèi)在規(guī)律性。所以,

我們可以借助于馬氏預(yù)測法來分析電力市場、預(yù)測電價，從而為電價的定量分析

提供一種技術(shù)支持。

必須指出的是，馬爾柯夫過程的內(nèi)容比較豐富。在這里，我們主要用的是馬

氏過程的一個特殊情形一時間離散、狀態(tài)離散的馬爾柯夫過程一馬爾柯夫鏈。其

表現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)活動中便是：假設(shè)某種經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象（對象）由一個狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個狀

態(tài)的時間間隔是相等的，為一常數(shù)；并設(shè)對象所有可能的狀態(tài)是可數(shù)的，且對象

在任一時刻總屬于這些可能狀態(tài)中的一種。

馬爾柯夫過程的特點：當(dāng)過程在時刻1。所處的狀態(tài)為已知時，過程在f（>fo）

所處的狀態(tài)與過程1。時刻之前的狀態(tài)無關(guān)，這種特性稱為無后效性。用分布函數(shù)

描述就是：如果對時間f的任意。個數(shù)值GVt2<..<tn，n>3,在條件X（t?=Xi,

i=1,2,c—1下，X（幻的分布函數(shù)恰好等于在條件X（f〃T）=x，i下，

的分布函數(shù)，即：

產(chǎn)（了”"〃|七1，不〃-2，?一，~""-1，/〃-2，.一，八）=尸&〃"”卜〃_1"〃_|）n=3,4,

則稱X"）為馬爾柯夫過程或簡稱馬氏過程。上式右端的條件分布函數(shù):

F（x;/|y；z"）=p{x（/）<x|x（r,）=y}

t>t

稱為馬氏過程的轉(zhuǎn)移概率。

可得：

，???，王；乙1，/-2,…，4）=/（5；/“C=3,

4,.??

并由此證明X"）的。維概率密度為:

fn（“1，”29…，X”；八，…（"1；4）11；入+1|以；攵）

ATn=1,2,.

當(dāng)取力為初始時刻，*用;力）表示初始分布（密度）。于是，上式表明：馬氏

過程的統(tǒng)計特性完全由它的初始分布（密度）和轉(zhuǎn)移概率（密度）所確定。

最簡單的馬氏過程是馬氏鏈，即狀態(tài)和時間參數(shù)都是離散的馬氏過程。把狀

態(tài)轉(zhuǎn)移時刻記為力，匕…，tn，…,在。時刻發(fā)生的轉(zhuǎn)移稱為第〃次轉(zhuǎn)移；并

假設(shè)在每一個時刻。m=1,2,...）,Xn=X（公所可能取的狀態(tài)（即可能

值)為ai,由，…aN。這時有：

尸卜〃=。Jx〃_|=，…,X]=。J=Hx“=a^Xn_]=a*)

如果進(jìn)一步假設(shè)在“在Xn.1=a,條件下，第n次轉(zhuǎn)移出現(xiàn)司，即Xn=司

成立”的概率與。無關(guān)，那么，可以把這個概率記為馬，即：

pij^p[xn=ai\xn_^ai}j,j=1,2,N；n=1,2,...

并稱它為馬氏鏈的(?步)轉(zhuǎn)移概率。它具有如下性質(zhì)：

Pi}N0,i,j=12,?,,N

￡pjj=*=12…N

y=l

由轉(zhuǎn)移概率為構(gòu)成的矩陣，即：

4P12…P\N

P\P2P?N

/一2?2???

/NlP'2…P'N_

稱為馬氏鏈的轉(zhuǎn)移概率矩陣。它決定了X,X2,…狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程的概率法

則。

馬爾柯夫模型是將馬爾柯夫鏈的理論和方法用于研究隨機(jī)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象并借以

預(yù)測其未來狀態(tài)的一種數(shù)學(xué)方法。其特點是：當(dāng)現(xiàn)在的情況已知時，以后的一切

統(tǒng)計特性就與過去的特性無關(guān)。具基本原埋用于電價的預(yù)測就是：后一時段的電

價僅取決于前一時段的電價及轉(zhuǎn)移概率。此方法的基本步驟如下：

1)預(yù)測對象狀態(tài)的劃分及初始概率的計算。

從預(yù)測目的出發(fā)，同時考慮決策者的需要來劃分隨機(jī)變量所處的狀態(tài)。在劃

分狀態(tài)時應(yīng)盡可能地突出某一個狀態(tài)，以便更好地為預(yù)測、決策服務(wù)。

2)計算狀態(tài)的一步轉(zhuǎn)移概率矩陣。

雖然一步轉(zhuǎn)移概率馬?的理論分布是未知的，但當(dāng)樣本足夠大時，可以近似

地用狀態(tài)相互轉(zhuǎn)移的頻率來描述，因而有：

%=P(Ef->￡,-)=P(EJE”F{Ej/E),j=12…,〃

式中，P(EjfEj),P(Ej/E)表示由狀態(tài)E轉(zhuǎn)移到向的概率；尸(5/E)表示由

狀態(tài)￡轉(zhuǎn)移到目的頻率。如處于狀態(tài)E?的樣本個數(shù)為M,由E轉(zhuǎn)移到Ej的個

數(shù)為Mij,那么：

F(EJEj)=M；JMiP“xM/Mj

從而得出：狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣丹為：

P”尸12…「In

R=TW

_P“1P"2Pmi_

6完整地描述了八個狀態(tài)相互轉(zhuǎn)移的統(tǒng)計規(guī)律，是今后進(jìn)行預(yù)測的基礎(chǔ)。

3）根據(jù)一步轉(zhuǎn)移概率矩陣進(jìn)行預(yù)測。

假定目前預(yù)測對象處在狀態(tài)￡,這時，島就恰好描述了目前狀態(tài)E在未來

將轉(zhuǎn)向狀態(tài)向（/=1,2,…力的概率。顯然，我們應(yīng)選擇可能性最大者作為

預(yù)測的結(jié)果，即把。個概率值按大小排列，如果：

Pi3>Pil>Pi2>Pi4>…>En

則說明預(yù)測對象在下一步處于狀態(tài)日的可能性最大，相應(yīng)地把狀態(tài)日所對

應(yīng)的狀態(tài)值作為預(yù)測對象在下一步的預(yù)測值。

如果用記2,???/〃的值相差不大，即下一步由目前狀態(tài)日轉(zhuǎn)向狀態(tài)向0=1,

2,…。）的可能性類似，這時，就要根據(jù)初始概率分布提供的信息進(jìn)一步計算二

步轉(zhuǎn)移概率，按二步轉(zhuǎn)移概率矩陣進(jìn)行預(yù)測。數(shù)學(xué)上可以證明，K步轉(zhuǎn)移概率矩

陣為一步轉(zhuǎn)移概率矩陣的k次第：即七=4）;其中，舟,扁分別為一步轉(zhuǎn)移

概率矩陣和k步轉(zhuǎn)移概率矩陣。

c、基于因子分析的預(yù)測方法

節(jié)假日（這里特指五一、十一、元旦、春節(jié)等時間較長的國家法定假期）的

負(fù)荷與正常工作日、正常公休日的負(fù)荷差別是很大的，節(jié)假日的電價較之后者的

電價必然有很大不同。所以，節(jié)假日電價的預(yù)測無法采用前述的任何一種方法或

模型，需要單獨建立模型進(jìn)行考慮。

雖然每年各種法定節(jié)假日只出現(xiàn)一次，但電價高低受當(dāng)前社會的生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)

狀況影響很大，如社會經(jīng)濟(jì)和市場繁榮時需要加班，此時不能停工的基礎(chǔ)負(fù)荷就

大，相應(yīng)的電價也就會比較高。相似年選擇法認(rèn)為，節(jié)假日前十幾天或二十天的

平均電價曲線能夠反映電價結(jié)構(gòu)和當(dāng)前的社會經(jīng)濟(jì)及生產(chǎn)情況。當(dāng)過去某年的節(jié)

前平均電價曲線與預(yù)測年的平均曲線最相似時，則推斷其節(jié)假日電價水平也應(yīng)與

預(yù)測年的節(jié)假口最相似?；谶@種思路，相似年選擇的節(jié)假口電價預(yù)測模型就按

下述步驟進(jìn)行建模。

1)求出各年每一時段的平均電價。

萬⑴={fsr，i)}/N

Ml

式中，V為過去的年號，y=0,1,2,M,Y=0表示預(yù)測年；

f是第f天；N是總天數(shù)；/?=1,2,960

2)運用最小二乘法，讓過去各年度的平均電價曲線與預(yù)測年的平均電價曲

線相擬合，利用擬合誤差平方和最小選取基礎(chǔ)年。

%(i)=a(i)匕⑺+￡(i)

式中，/=1,2,96；V=1,2,M；￡(/)為誤差項；咐

為系數(shù)。移項并平方相加得：

9696__

￡[〃(。]2=￡{用《)-。(“比(1)}2

96

如果記』，把上式兩邊對a(/)求導(dǎo)得：

HE96___

—=-2Z{4⑺-a(i)Pr(/))-Pr(/)

里=0

令加⑴,則可以求得：

96__

Z小⑺書⑺

Z耍⑴

!=1

由上式即可求得各年的系數(shù)a(/),代入前式，求得各年的誤差平方和E。

3)從計算出的E中找出最小值，與其相對應(yīng)的那一年即為基礎(chǔ)年，記為4

4)計算基礎(chǔ)年與預(yù)測年平均電價曲線的增量。

△P(i)=可⑴-可⑺i=1,2,…,96

5)預(yù)測年節(jié)假日電價的預(yù)測。

品{依-1)X24+"=?{(4一1)X24+i}+AP(z)

式中，i=l,2,…,96；k=1,2,3,4表示節(jié)前一天、節(jié)日、節(jié)后一天、節(jié)

后兩天；為3為預(yù)測年的節(jié)假日各時段電價；匕(”為所選相似年的節(jié)假日各時段

的電價。

d、基于組合思想的預(yù)測方法

固定權(quán)重組合電價預(yù)測模型

設(shè)對于同一天的邊際結(jié)算電價，用。種預(yù)測方法（或模型）分別進(jìn)行預(yù)測，

符號標(biāo)記如下：M為第f個時段的實際電價值，f=1,2,m；f#為第i

種預(yù)測方法在第f個時段的預(yù)測電價值，/=1,2,m一力為

第/種預(yù)測方法在第f個時段的預(yù)測誤差。則c種預(yù)測方法的組合預(yù)測電價侑為：

i=\，=I,2,?

式中，”是第，種預(yù)測方法的權(quán)重，一般要求：

n

V=1

z=i,2,…，〃，tr

組合預(yù)測的誤差為：

允

的=無一力=2嗎%

/=）/=1,2,???,m

時變權(quán)重組合電價預(yù)測模型

對不同的電價預(yù)測模型而言，其預(yù)測結(jié)果總是在有的時段精度高，有的時段

精度低，呈現(xiàn)時好時壞性。針對這一現(xiàn)象，組合預(yù)測引入時變權(quán)重，即根據(jù)不同

的預(yù)測模型在不同時段預(yù)測精度的不同，給以各單項預(yù)測模型隨時間變化的組合

權(quán)重，充分利用某一單項預(yù)測模型在該時段的模型優(yōu)勢，以提高預(yù)測精度。

設(shè)對于同一天的邊際結(jié)算電價，用。種預(yù)測方法（或模型）分別進(jìn)行預(yù)測，

符號標(biāo)記如下：兌為第f個時段的實際電價值，t=1,2,m；腦為第i

種預(yù)測方法在第f個股段的預(yù)測電價值，/=1,2,n；的為第/種預(yù)

測方法在第f個時段的權(quán)重，如果滿足：

n

2%一［，=1,2,…，〃2,%NO,i=l,2,…，〃

則變權(quán)組合預(yù)測模型第f個時段的預(yù)測電價值為：

力二次嗎/一

r=if=1,2,???,m

1.1.8.2基于風(fēng)險分析的年度總發(fā)電量在多級市場中的優(yōu)化分配

5競爭電量與合約電量功能描述

合約電量與競價電量的最優(yōu)分配是在仔細(xì)分析、預(yù)測現(xiàn)貨電價與中長期電價

發(fā)展變化之后，結(jié)合自身電廠的生產(chǎn)經(jīng)營狀況及企業(yè)發(fā)展目標(biāo)，合理分配合約電

量與競價電量在整個電力生產(chǎn)中的比例，把因競爭性價格不確定而引起的價格風(fēng)

險降低到最低。

此模塊在年前與月前分別引用，模型算法相同。

a競爭電量與合約電量模型算法

1）首先分析全年/月的平均價格。

交易電量的年/月平均價格可用下式表示:

NNNN

Zcontmct^contractJ+Zbid.t“^^hid,tZ^^contracfj￡Cbid、tx%.

year!monih_)=]r=]___________「7=1

-w—^cwiraci+

grosswgmsswgross

￡Cbid,txW皿

_C__year/monthr=l

vXl

-^contmctP十~

yygross

「year!month

其中，N為全年/月的總時段；5為年/月平均價格；CcoNra以為合

同電價；Wsntract.t為時段的合同電量:Cbid.t為時段的競價電價;Wbid.t為時段

的競價電量；Wgross為全年/月的交易電量；pyea,/month為年/月合同電量占總交

易電量的比例。

2）可以采用風(fēng)險決策技術(shù)中的最大期望值預(yù)測法進(jìn)行合約電量與競價電量

的最優(yōu)分配。最大期望值預(yù)測法是通過對各方案可能帶來的最大收益和損失進(jìn)行

II算，從中選出可能最大收益與可能最大風(fēng)險損失差值最大的方案。

設(shè)發(fā)電廠合約電量與競價電量分配方案有n種，記為:

(GENW，a0,GENWL)i=1,2,…〃

年/月平均合同價格和年/月平均競價價格有m種，記為:

N

￡C歷dJ

(CVyear/monthxj/1=\

contractXnPfy

%}j=1,2,

對應(yīng)的發(fā)生概率也有m種，記為：

{P「反…，Pr%}j=1,2,…加

每種方案對應(yīng)的可能收益與可能損失差值為:

N

WCbidjX卬防.

P=GENW；…X0皿XxPro；Mct+GEN叱)x(^―-----------)，

yygross

xPr。卷-GENW…XCi,Xp—yx(1-Pro，)-GENW：.x

N

士Gid,1x叫必.

------------)Jx(l-Pr%d洪中;1,2,…%廠1.2,-m

%逐

P值最大者即為推薦的最優(yōu)方案。

3)用概率的方法分析全年的價格曲線，進(jìn)而進(jìn)行方差分析。

合約電量的制定不會影響發(fā)電廠競價的期望利潤，但是市場價格的風(fēng)險可能

使得發(fā)電廠利潤重新分配。發(fā)電廠希望盡量回避這種風(fēng)險，保證期望利潤穩(wěn)定或

利潤方差最小。

minVAR(P')

VAR=——￡(P'-P)2

其中，6是多個P'的平均值。

值得注意的是，如果取三組樣本：

(1)合同電價集合Bcontract—{Ak|AkScontract)

(2)競價電價集合Bbid={Ak|Ak^Sbid}

(3)結(jié)算均價集合Baug={Ak|Ak^Saug}

容易得到：

(1)合同電價是一個定值，所以方差D(Bcontract)=0

(2)競價價格的方差D(Bbid)

(3)結(jié)算均價的方差D(Baug)

由于合同電量的影響，使得D(Bbid)>D(Baug),即風(fēng)險減小了，但放棄

了可能的高收益。

k簡單比例法

中長期市場合約交易根據(jù)預(yù)先簽訂的合同商定付款方式買賣電量，在一定時

期內(nèi)進(jìn)行實物交割的交易。它可以通過競價產(chǎn)生，也可以雙邊簽訂。

一般來說，上述兩種交易電量一般占電力市場初期整個電力交易的

80%~90%,是保證電價穩(wěn)定的重要手段。而日前市場只占全網(wǎng)負(fù)荷的10%左右,

實時和輔助服務(wù)市場大概各占5%左右。所以發(fā)電廠可按此比例法，簡單的給予

報價。

方合約電量的分解功能描述

合同管理系統(tǒng)中的長期合同其首要任務(wù)是保證全年/月合同電量能夠順利

完成。交易中心需要把年/月合同電量按照預(yù)測的負(fù)荷曲線分配到全年每月每天

中的每一時段，使其達(dá)到削峰填谷的作用。

為了起到削峰填谷的作用，交易中心對合同電量的分解應(yīng)該盡量貼近于實際

的負(fù)荷曲線。那么，在準(zhǔn)確地預(yù)測負(fù)荷的前提下，如何把合同電量準(zhǔn)確地分解到

每一時段就是至關(guān)重要的。其中，負(fù)荷預(yù)測曲線是依據(jù)年/月初預(yù)測得到的年/

月負(fù)荷曲線和日負(fù)荷曲線制定的。同時，要根據(jù)檢修計劃和系統(tǒng)實際運行狀況的

變化對分解電量進(jìn)行修正。

根據(jù)負(fù)荷曲線分解合同電量時，要考慮檢修計劃，把檢修期間的發(fā)電量計為

零，并把其間少發(fā)的電量總和再按照負(fù)荷曲線分配到其它的每一時段。

由于發(fā)電機(jī)組面臨著當(dāng)天是否能夠成功競價上網(wǎng)的問題，同時調(diào)度中心還要

考慮到系統(tǒng)的安全運行問題，因此發(fā)電廠當(dāng)天是否能夠按照合同按時完成應(yīng)發(fā)的

電量不確定?？砂堰@部分電量按日滾動，以保證全年/月合同電量的完成。

當(dāng)分解合同電量歸，要考慮各機(jī)組的最低出力，使合同電量分解更趨合理,

并在機(jī)組允許的范圍內(nèi)。

叱合約電量的分解模型算法

開始

在上圖表示的合同電量滾動算法執(zhí)行之前.，要已知前一日的滾動合同和年/

月初訂立的合同，這是此程序正確運行的前提。圖中的差量滾動就是把前一日的

計劃合同電量減去該日的實發(fā)電量得到的差值按照負(fù)荷曲線再次分配到今后的

每一時段，把該附加值與由上一次滾動得到的合同中該時段的電量進(jìn)行相加，最

終得到新的滾動合同。

其滾動算法的公式表示如下：

365

f=/41

其中，°川是發(fā)電公司的（t+i）交易日的由上一次滾動得到的合同電量；

O'”是發(fā)電公司的（t+1）交易日的經(jīng)本次滾動得到的合同電量；

是發(fā)電公司的t交易日的計劃合同電量減去當(dāng)日實發(fā)電量得到的電

量。

值得注意的是，進(jìn)行滾動之后，仍要滿足電廠的最低技術(shù)出力的要求。

由于在合同年/月的低負(fù)荷時期，如春節(jié)或水電大發(fā)期間，機(jī)組合同電量折

合成的出力低于機(jī)組的最低技術(shù)出力，甚至全廠合同電量折合成的出力低于單臺

機(jī)組的最低出力，因此需進(jìn)行全廠組合最低技術(shù)出力預(yù)警。對未達(dá)到要求的合同

曲線進(jìn)行修正，使之達(dá)到全廠組合最低技術(shù)出力，以滿足報價要求。

它日前市場與輔助服務(wù)市場的電量分配功能描述

為了求得機(jī)組在參與主輔市場時的容量分配，從而獲得最大的利潤，有必要

對機(jī)組進(jìn)行主輔市場聯(lián)合分析，在分析中考慮的因素一般有，主能量市場有功交

易、無功交易，包括AGC、旋轉(zhuǎn)備用的備用交易。

首先考慮有功和無功的聯(lián)合分析，在確定了無功容量后，可以通過確定的機(jī)

組剩余容量進(jìn)行主能量和備用之間的聯(lián)合分析。這一思路是可行的，因為無功電

壓的調(diào)用和調(diào)節(jié)在系統(tǒng)運行中是實時的，而備用能量被系統(tǒng)使用是偶然的帶有隨

機(jī)不確定性。而且主能量和旋轉(zhuǎn)備用、AGC在系統(tǒng)中都是以有功容量的形式來

顯示的，帶有同一性，在和無功容量之間的相互影響和作用中，可以作聯(lián)合分析。

夕日前市場與輔助服務(wù)市場的電量分配模型算法

1）無功容量和有功容量聯(lián)合分析

發(fā)電企業(yè)根據(jù)電網(wǎng)的要求得到所必須輸出的無功的多少，然后根據(jù)機(jī)組的

PQ曲線就可以得到向系統(tǒng)輸出的最大有功是多少。

如下圖所示，發(fā)電機(jī)的有功和無功輸出要受發(fā)電機(jī)的勵磁電流（a-b段）、

電樞電流（b-c段）和欠勵磁（c-d段）約束。假設(shè)發(fā)電機(jī)當(dāng)前的有功輸出為P*,

則相應(yīng)的無功輸出必須在Q'nMMP'）和Q'nxixCV）之間?？梢姡l(fā)電機(jī)的無功

支持容量是隨著有功輸出水平而變化的。

在經(jīng)濟(jì)運行條件下，發(fā)電機(jī)組應(yīng)工作在有功出力的上限Pmax,當(dāng)系統(tǒng)要求

發(fā)電機(jī)組增加其無功容量時，有功出力應(yīng)向下調(diào)整。相同的原理，如果系統(tǒng)需求

的無功是Q"g雙P"),那么通過PQ曲線可以知道機(jī)組在滿足系統(tǒng)的無功需求

的要求后的有功輸出是P'MW。

因此可以采用下面的目標(biāo)函數(shù)和約束條件對有功和無功進(jìn)行聯(lián)合分析?：

目標(biāo)函數(shù)

Max(PG/?G+P°RQ)

約束條件

a、S=J-+右

b、發(fā)電機(jī)運行PQ曲線約束

其中，PG是有功輸出量：PQ是無功輛出單；S是機(jī)組的視在功率；

RG是有功能量價格.RQ是無功能量‘介格

;。

最后優(yōu)化得到有功輸出容量和無功輸出容量。

2)備用容量和主容量聯(lián)合分析

如果,個備用交易商愿意向備用市場提供備用電能，那么備用交易商應(yīng)決定

它在實時市場中的交易最先S和備用市場的交易量七R,以及相應(yīng)的價格％和小

以確保從兩個市場中獲得最大效益。假設(shè)一備用交易商的生產(chǎn)費用是所輸出電能

的二次函數(shù)：

CG(分)=。后+/溫+C

用in<PQp：「x

Dininnniac

其中，%、%分別為交易商的出力上、下限。

在規(guī)定的時間內(nèi)，備用交易商從備用市場和實時市場中所獲得的利潤是一個

隨機(jī)函數(shù)的算術(shù)平均值，即：

E{}=%%+（（1—亢）PR+中5）（兒57?一匕S）一（1一萬）（。放+媚5+C）

~）（aP&R+DPGSR+c）

其中，PG’R=PGS”叫萬是備用被使用的概率。

使上式最值的必要條件是：

好}.0

^1=（）

ap

“GSR

由此可得：

ps-pR=2aPGS+b

x

ps+（7T--\）pR=2aPGSR+b

上式說明備用交易商以々向備用市場投標(biāo)時，它在實時市場中的邊際費用

應(yīng)向下調(diào)整以。上兩式實際上定義了備用交易商的最優(yōu)邊際價格'響⑸和己必⑻:

Popt（S）=PS-PR

Popt（R）=PS+（乃T—DP/e

PGS和ESA必須在備用交易商輸出力極限之內(nèi)。在極端情況下，如果得到的

心s超出了允許的輸出范圍，即：分s'弓或為"弓，則最優(yōu)解將不會存在。

該結(jié)論也同樣適用于與SR。因此，為了使上式有的最優(yōu)解或次最優(yōu)解，上式給出

的最優(yōu)邊際價格應(yīng)在一個合理的范圍之內(nèi)。在此定義邊際價格極限如下：

p^=2apr+b

p股=2叩屋+b

因此，考慮以上極限后，實際使用的邊際價格應(yīng)為：

minvmin

PMPPopg-PMP

_min./max

PMP（S）=夕刖⑸PMP<Popt（s）<PMP

max>max

PMPPopt（s>—PMP

.mincVr>min

PMPPopnR)-PMP

min.」max

PMP(R)=PopUR)PMP<PopHR)<PMP

?irax

PMPPopi(R)—PMP

參考上式，備用交易商在備用市場中交易的最佳備用容量為:

pMP[R}PMP(S「bP.MP(R)~pMP(S)

PGR=

對丁非旋*備用和替代備用，備用交易商在實時市場中的交易量為零，因此,

相對于實時市場邊際價格的內(nèi)容（。加⑸）將不會出現(xiàn)在式中。

通過上式就可以確定備用容量在有功能量中的分配情況。

1.1.8.3各級市場的報價輔助決策與風(fēng)險評估

1.年月度合約市場報價輔助決策與風(fēng)險評估

方成本+利潤法

首先擬定參考報價的確定策略，可以根據(jù)歷史電價數(shù)據(jù)的預(yù)測生成，也可以

直接根據(jù)實際成本和計劃利潤率生成。

參考電價=單位供電成本*[1+（計劃利潤率*全年總小時數(shù)/年計劃可用

小時數(shù)）]

其次進(jìn)行報價方案的分析評估，采用最大期望值預(yù)測。

設(shè)機(jī)組當(dāng)前變動成本為C,預(yù)計次F1上網(wǎng)電量為M,停機(jī)及重開機(jī)費用為L。

報價人員通過對歷史數(shù)據(jù)和市場狀況分析，得到N種報價及競價上網(wǎng)的成功率

為

報價S1,對應(yīng)上網(wǎng)成功率R1,下網(wǎng)可能性（不成功率）1-R1

報價S2,對應(yīng)上網(wǎng)成