電力市場下發(fā)電商經(jīng)濟運行方式分析

2017-11-01 08:56:28 大云網(wǎng)　點擊量：評論 (0)

由于電力市場運行機制系統(tǒng)引入了競爭，因此在電力市場中價格不再由國家行政部門制定，而是自律于電力市場，此時各電力公司必須面對電力市場化運行所帶來的新問題和更大的挑戰(zhàn)，從而保持良好的經(jīng)營狀況。1 電力

由于電力市場運行機制系統(tǒng)引入了競爭，因此在電力市場中價格不再由國家行政部門制定，而是自律于電力市場，此時各電力公司必須面對電力市場化運行所帶來的新問題和更大的挑戰(zhàn)，從而保持良好的經(jīng)營狀況。

1 電力市場的形成
在電力工業(yè)發(fā)展初期，電力行業(yè)主要采用壟斷經(jīng)營模式，主要原因如下。

1) 電力工業(yè)是規(guī)模效益明顯的行業(yè)，在達到最優(yōu)規(guī)模效益點之前，壟斷經(jīng)營方式有利于提高其效益。因此，電力工業(yè)在達到相當(dāng)大的規(guī)模后仍然保持壟斷經(jīng)營。

2) 電力行業(yè)是資本、技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，由于投入巨額資金，導(dǎo)致中小投資者早已被排除在電力行業(yè)門檻之外。

3) 電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)行業(yè)，對國民經(jīng)濟發(fā)展和居民生活水平有巨大影響，各國政府處于促進經(jīng)濟發(fā)展或者維護安全的目的，對電力工業(yè)都采取了不同程度的管制。

4) 電力不能儲存，電能生產(chǎn)必須時刻保持與消費平衡，否則可能會導(dǎo)致停電，帶來巨大的損失。

2 電力市場的基本特征
根據(jù)電力市場發(fā)展的程度，可分為原發(fā)性電力市場和電力市場的發(fā)展兩類。電力市場往往被限制在發(fā)電側(cè)競爭，而在輸電、配電和用電側(cè)繼續(xù)實行壟斷。因此，調(diào)度和交易中心將只使用那些充裕的生產(chǎn)成本或價格低于電力市場價格和提供可靠的電力，并滿足系統(tǒng)負荷的要求。電力市場的基本特征是：開放性、競爭性、計劃性和協(xié)調(diào)性。與傳統(tǒng)壟斷的電力系統(tǒng)相比，電力市場最大的特征是具有開放性和競爭性。與普通的商品市場相比，電力市場則具有計劃性和協(xié)調(diào)性。

3 期貨交易市場與現(xiàn)貨交易市場
發(fā)電側(cè)電力市場的交易按時間可分為期貨交易、現(xiàn)貨交易、實時交易(實時電力電量平衡)3種模式。

期貨交易是一個過程，指在未來相當(dāng)長的一段時間，電網(wǎng)企業(yè)與大容量的發(fā)電企業(yè)的合同。事實上，期貨交易包括期貨合約和長期合約。期貨市場與商品期貨合約的流通代表著高度完善的系統(tǒng)領(lǐng)域，為建立規(guī)范的電力期貨市場需要投入大量的人力和物力。與此相反，長期合約并不需要規(guī)范電力期貨市場，只有當(dāng)事人簽署的合同，簡單而實用，這是目前電力期貨市場的主要途徑。在未來，隨著電力市場的發(fā)展和完善，長期合約的比例將逐步減少最終由期貨合約取代。

4 發(fā)電成本分析
發(fā)電成本包括燃料費、管理費、檢修費和發(fā)展費。參與競價的單位可以是機組、發(fā)電廠或發(fā)電公司，競價的周期可以是年、月、日或小時。下面先研究單時段發(fā)電成本曲線，包括二次成本曲線和線性成本兩種情況。通常認為發(fā)電成本是發(fā)電功率的二次函數(shù)，即對發(fā)電公司(或發(fā)電廠、發(fā)電機組)i，設(shè)發(fā)電功率P在短時間(如1h)內(nèi)恒定不變，則1h內(nèi)發(fā)電公司的發(fā)電成本Ci與發(fā)電功率Pi間有如下的二次函數(shù)關(guān)系:

Ci= a Pi + b P di i

式中: ai，bi和 di為發(fā)電公司(或發(fā)電廠、發(fā)電機組))i 的成本曲線系數(shù)，可以通過對發(fā)電成本的統(tǒng)計分析獲得:i=1,2,...,m為發(fā)電公司(或發(fā)電廠、發(fā)電機組)的編號，m 為系統(tǒng)中參與競標的發(fā)電公司總個數(shù)。

5 競爭性報價策略及其最優(yōu)算法
發(fā)電廠進行競爭性報價的策略主要可以分為以下3種。

1) 基于預(yù)測市場出清價(MCP)的競爭性報價方法
   如果一個發(fā)電廠可以準確預(yù)測MCP，那么只要報出稍微低于MCP 的價格即可獲利。由于在大多數(shù)電力市場中可供查詢的公開數(shù)據(jù)十分有限，因而十分精確地預(yù)測 MCP比較困難。

2) 基于預(yù)測其他競爭對手報價行為的方法
   這種方法需要對整個市場中所有競爭對手的報價策略和費用函數(shù)的各項參數(shù)進行預(yù)測，然后利用概率論或者模糊數(shù)學(xué)的方法得到報價方案。

3) 基于遺傳算法(GA)的競爭性報價方法
   這是目前最為先進的報價方法。電力市場不是一個完全意義上的競爭市場，而是一個典型的寡頭壟斷市場。遺傳算法是經(jīng)濟學(xué)上研究寡頭壟斷市場常用的工具之一，是專門研究兩個及兩個以上有利益沖突的個體，在有相互作用的情況下，如何進行各自優(yōu)化決策的理論。因此，用遺傳算法來研究電力市場主體的行為應(yīng)該是很合適的。

6 遺傳算法在競價策略分析中的應(yīng)用
近年來，新出現(xiàn)的人工智能技術(shù)(如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等)已越來越多地應(yīng)用于電力工業(yè)領(lǐng)域。遺傳算法是一種基于自然選擇和群體遺傳學(xué)的隨機、迭代、進化和并行搜索的算法。與傳統(tǒng)方法相比，具有可并行性、全局最優(yōu)性、不依賴問題模型的特性，計算簡單等優(yōu)點。

遺傳算法應(yīng)用在競價策略中，是允許發(fā)電企業(yè)直接測試市場報價策略的一般假設(shè)。但要基于一定的前提條件，例如，先假設(shè)機組容量和系統(tǒng)結(jié)算價格相關(guān)的拍賣利潤，并進一步假設(shè)前者是同時與表單關(guān)聯(lián)，并測試了大量可能的交易規(guī)則，從中搜索出有利的投標策略。遺傳算法僅需要很少的信息，其高效、靈活的特性對競價策略的分析將是非常有效的。

6.1 利潤函數(shù)
主要研究的對象是基于利潤最大化的火力發(fā)電企業(yè)競價決策模型，其目標函數(shù)是單個報價時段單個機組利潤的最大化。

6.2 算法尋優(yōu)
遺傳算法的優(yōu)化過程可以理解為：在正常工作條件下的電力企業(yè)，根據(jù)市場出清價格預(yù)測未來期間的接收或釋放電能最優(yōu)化，同時要滿足約束條件的限制，通過對目標函數(shù)評價其優(yōu)劣的市場信息。

第一步：參數(shù)編碼。讓該單元的運行周期24小時，每1周期被分成48個時隙?？紤]到實際需要和減少計算時間，可以合并幾個小時的時隙。據(jù)市場交易規(guī)則，相應(yīng)地每個周期產(chǎn)生4～10個報價，即初始報價程序。

第二步：生成初始報價方案。基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)邊際價格預(yù)測區(qū)間來控制其誤差范圍，以滿足渦輪機技術(shù)條件下的限制?？梢詫⒒A(chǔ)報價員的報價心理分為冒險型、中性型和保守型三種類型，構(gòu)建了初始報價方案。

第三步：適應(yīng)度函數(shù)。在投標約束時，引入懲罰函數(shù)的影響。如果目標函數(shù)值較大時，如果少量的違反約束，那么解決方案是好的，需要相應(yīng)的程序應(yīng)給予大量引用的適應(yīng)值。

第四步：遺傳操作。選擇算子，采用排序適應(yīng)函數(shù)的方法，將同一代群體小的M 個染色體按適應(yīng)度函數(shù)值從小到大排列，記為1至m。直接取分布概率為P(i)=2i/m(m+1)。

第五步：結(jié)束。

7 結(jié)論
電力市場環(huán)境下，電能交易價格的高度不確定性給發(fā)電商帶來了很大的交易風(fēng)險。因此，制訂合理的交易策略，合理的分配電能市場和雙邊合同市場交易份額有助于發(fā)電商在最大程度上實現(xiàn)利潤最大化和風(fēng)險最小化的交易目標。但電力市場的實施，必須要打破壟斷，引入競爭，著重發(fā)展電力市場的競價自由化。

來源：《電力與能源》2014年第4期

責(zé)任編輯：葉雨田

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