電力市場(chǎng)電價(jià)預(yù)測(cè)方法綜述

蔣藝枝

電力市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)情況，主要是通過(guò)電價(jià)來(lái)體現(xiàn)的。只有對(duì)電價(jià)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確了，才能做出相應(yīng)的電力決策，提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，需要根據(jù)電力市場(chǎng)電價(jià)預(yù)測(cè)問(wèn)題的特點(diǎn)，使用不同的辦法，并在實(shí)踐中改進(jìn)，提高其精準(zhǔn)度。

電力市場(chǎng);電價(jià)預(yù)測(cè);方法

近年來(lái)，全球的電力市場(chǎng)都在飛速發(fā)展，所以對(duì)于電價(jià)預(yù)測(cè)的要求也隨之提高。精準(zhǔn)的電價(jià)預(yù)測(cè)，可以為電力核定提供重要數(shù)據(jù)，從而跟上時(shí)代發(fā)展的步伐。這也就確定了電價(jià)的核心地位，本文將找出預(yù)測(cè)辦法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出一些完善的建議，提供參考。

（一）電價(jià)預(yù)測(cè)的概念

電價(jià)預(yù)測(cè)，是在電力市場(chǎng)下，根據(jù)成本、經(jīng)濟(jì)形勢(shì)等情況，運(yùn)用數(shù)學(xué)的方法，對(duì)相關(guān)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與計(jì)算。發(fā)現(xiàn)其中變化規(guī)律，在一定精準(zhǔn)性與速度下，對(duì)市場(chǎng)中的電力價(jià)格做出合理預(yù)測(cè)。

（二）電價(jià)預(yù)測(cè)的特點(diǎn)

電價(jià)預(yù)測(cè)，雖然比較特殊，是一個(gè)比較波動(dòng)的值，但是仍具有與負(fù)荷預(yù)測(cè)同樣的周期性。正常情況下，燃料成本、設(shè)備容量、電阻與不同需求等會(huì)對(duì)電價(jià)波動(dòng)造成制約，使之不同于負(fù)荷。而且，電價(jià)預(yù)測(cè)還會(huì)受到發(fā)電商實(shí)操情況、市場(chǎng)結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，所以準(zhǔn)確度有待提升。介于電價(jià)預(yù)測(cè)比負(fù)荷的預(yù)測(cè)難度大，已經(jīng)不能使用相同的辦法去處理了?？梢越Y(jié)合實(shí)際情況，使用短期與中長(zhǎng)期電價(jià)預(yù)測(cè)辦法，將精準(zhǔn)度不斷提升。電價(jià)預(yù)測(cè)是電力行業(yè)發(fā)展和研究的新方向，對(duì)其研究有助于電力市場(chǎng)化的實(shí)施和發(fā)展 ，但當(dāng)前對(duì)電價(jià)的預(yù)測(cè)還不夠充分。在實(shí)際預(yù)測(cè)中發(fā)現(xiàn)，沒(méi)有一種普遍使用的辦法，而是需要結(jié)合多種形勢(shì)的組合預(yù)測(cè)，才能滿足速度與精確度。

短期電價(jià)，通常采用的是時(shí)間序列法，還有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、組合方法和小波理論等預(yù)測(cè)方法。其主要是對(duì)一定時(shí)間內(nèi)的電價(jià)預(yù)測(cè)，例如，未來(lái)幾個(gè)小時(shí)或者幾天等。只有準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出短期電價(jià)，用此數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，使電力市場(chǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，也有能做出成本最低，利潤(rùn)較高的電力策略，跟上經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)，提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

（一）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，能滿足電價(jià)非精準(zhǔn)性的預(yù)測(cè)，最適合處理多變量的問(wèn)題。但是在預(yù)測(cè)時(shí)，容易出現(xiàn)一些不精確的情況，沒(méi)有科學(xué)的辦法，只是通過(guò)以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行嘗試，也就是其最大的缺點(diǎn)。對(duì)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法來(lái)說(shuō)，通過(guò)神經(jīng)元、信號(hào)與函數(shù)進(jìn)行電價(jià)預(yù)測(cè)，但其結(jié)果與實(shí)際情況偏差較大。RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，運(yùn)用的是階梯形的算法，對(duì)其中每層要求的數(shù)據(jù)比較嚴(yán)格，對(duì)其中的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。但是不能對(duì)峰值時(shí)行合理預(yù)測(cè)，無(wú)法確定其中的徑向函數(shù)，所以對(duì)最大與最少值不能更好的計(jì)算出來(lái)。

（二）時(shí)間序列法

通過(guò)電價(jià)使用時(shí)間排序，然后與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合，建立出電價(jià)時(shí)間模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，即時(shí)間序列法。其對(duì)于時(shí)間模型的分量有明確的特性，非常便于理解。其模型是建立在隨機(jī)序列上的，但實(shí)際情況中并不是如此穩(wěn)定的，所以預(yù)測(cè)結(jié)果會(huì)出現(xiàn)一些偏差。也就是因?yàn)椴荒芸紤]到外部的因素，所以模型不能合理選擇，導(dǎo)致了精確度不高，需要通過(guò)外生變量來(lái)彌補(bǔ)。時(shí)間序列法還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是可以通過(guò)較少的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，速度比較快。

（三）組合預(yù)測(cè)法

從以上兩種方法中可以看出來(lái)，單一的使用中缺點(diǎn)較多，對(duì)于預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性來(lái)說(shuō)比較差，產(chǎn)生一系列的影響。結(jié)合影響電價(jià)的多種情況，改進(jìn)短期預(yù)測(cè)辦法，使缺點(diǎn)得以彌補(bǔ)，滿足市場(chǎng)需要。因而，研發(fā)出了組合預(yù)測(cè)法，根據(jù)實(shí)際的電力情況，適當(dāng)?shù)膶煞N或多種辦法進(jìn)行組合，建立起預(yù)測(cè)模型。這種組合，可以使兩種辦法之間進(jìn)行互補(bǔ)，然后最大程度地發(fā)揮出各自的特點(diǎn)，使電力預(yù)測(cè)速度快，也很精確。例如，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的速度比較慢，對(duì)于細(xì)小的點(diǎn)不能更好地預(yù)測(cè)，這個(gè)時(shí)候，可以加入數(shù)學(xué)的方法來(lái)對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)。將細(xì)碎的數(shù)據(jù)收集起來(lái)，進(jìn)行全面的計(jì)算，彌補(bǔ)其不足，從而建立起了組合預(yù)測(cè)模型。同時(shí)要注意的在選擇兩種辦法的時(shí)候，要注意二者的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行組合，才能保證電價(jià)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確。

（四）基于小波理論的預(yù)測(cè)方法

在短期預(yù)測(cè)中，小波方法是基于傅里葉分析上對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理的方法。其能將混合在一起的眾多信息進(jìn)行分解，然后形成不同的信號(hào)，這樣話，可以更加清晰地對(duì)不同信號(hào)進(jìn)行觀察。將原始的電價(jià)分成多個(gè)序列，然后重組，建立時(shí)間序列模型，這種組合方法，使二者的優(yōu)點(diǎn)都發(fā)揮出來(lái)，對(duì)于預(yù)測(cè)的精確性有所提高。還可將小波法也神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起，進(jìn)行電價(jià)預(yù)測(cè)。例如，用小波處理信號(hào)，然后用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，建立起一個(gè)電價(jià)預(yù)測(cè)模型。在各個(gè)時(shí)間與區(qū)域進(jìn)行分辨，做到更全面的監(jiān)控與管理，使電力市場(chǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但是，在參數(shù)選擇的時(shí)候，注意小波變換中的分界度，才能使預(yù)測(cè)整體效果提升。

除了短期預(yù)測(cè)之外，就是中長(zhǎng)期電價(jià)預(yù)測(cè)了。中長(zhǎng)期電價(jià)預(yù)測(cè)能為發(fā)電商與電力的使用和投資，提供大量的數(shù)據(jù)信息。對(duì)于電力市場(chǎng)情況進(jìn)行監(jiān)督，同時(shí)做好預(yù)測(cè)，有助于電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。電價(jià)的中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)的周期較長(zhǎng)，所以對(duì)電價(jià)進(jìn)行中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)的難度是非常大的，所以在進(jìn)行電價(jià)預(yù)測(cè)的時(shí)候，往往過(guò)多使用的是短期預(yù)測(cè)。加上對(duì)于電價(jià)的影響因素太多，每一種都非常不穩(wěn)定，所以隨機(jī)性較強(qiáng)。

中長(zhǎng)期電價(jià)預(yù)測(cè)使用的是模糊方法。這種辦法是計(jì)算出預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的分布情況，然后通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的結(jié)合，找到不同變量的規(guī)律。對(duì)于預(yù)測(cè)精度沒(méi)有特別要求，從不同分布中預(yù)測(cè)出電價(jià)。在中長(zhǎng)期電價(jià)預(yù)測(cè)的時(shí)候，要結(jié)合各種影響電價(jià)的因素，例如：電力的需求、社會(huì)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的形勢(shì)等等。還有電場(chǎng)的設(shè)備建設(shè)情況，對(duì)于中長(zhǎng)期電價(jià)與整個(gè)電力系統(tǒng)的比例關(guān)系。從中看出電價(jià)變化的整體情況，及發(fā)展趨勢(shì)，才能更好地做出電力決策。

電力除了受制于系統(tǒng)內(nèi)部之外，還有更多的外部因素。所以在預(yù)測(cè)的時(shí)候，沒(méi)有結(jié)合周圍實(shí)際的因素，對(duì)于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性來(lái)說(shuō)是很不利的。在電力預(yù)測(cè)中加入一些主要的相關(guān)因素，并且注意選擇好合適的辦法，從面提高預(yù)測(cè)的精度。

對(duì)于特征的選擇，像人為因素，電力報(bào)價(jià)等，導(dǎo)致其在數(shù)學(xué)模型中不易確定。所以要注意在預(yù)測(cè)時(shí)加入這個(gè)情況，并非所有的市場(chǎng)模式下負(fù)荷與電價(jià)都強(qiáng)相關(guān)，因此，僅僅以預(yù)測(cè)負(fù)荷和歷史電價(jià)作為模型的輸入?yún)?shù)并非一定是合理的。因此，這個(gè)要根據(jù)市場(chǎng)需求進(jìn)行選擇，比如競(jìng)價(jià)空間、系統(tǒng)剩余百分比還有供求指數(shù)等。只有這樣，才可以全方位的考慮電價(jià)趨勢(shì)的影響，使預(yù)測(cè)結(jié)果符合真實(shí)需要。

對(duì)于重近輕遠(yuǎn)的原則，其要求注意各時(shí)段時(shí)的差值，將短期規(guī)律進(jìn)行擬合。但對(duì)于遠(yuǎn)期的歷史數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，這種相關(guān)性不強(qiáng)，所以可以稍微降低擬合度。同時(shí)對(duì)于參數(shù)，可以給近期數(shù)據(jù)最大的權(quán)值，對(duì)于遠(yuǎn)期可以稍小，從而更發(fā)好地實(shí)現(xiàn)重近輕遠(yuǎn)的原則。在預(yù)測(cè)時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)不同的區(qū)域的電價(jià)會(huì)因市場(chǎng)需求而產(chǎn)生很大的差值。如前一時(shí)段、前一天的電價(jià)、負(fù)荷、反映供求關(guān)系的數(shù)據(jù)等。所以，一定要結(jié)合實(shí)際電網(wǎng)系統(tǒng)的情況，靈活運(yùn)用多種方法，找到不同的影響因素，從而建立起電價(jià)預(yù)測(cè)模型，將相關(guān)參數(shù)加入預(yù)測(cè)中，提高了精確度。

了解了電力市場(chǎng)中電價(jià)預(yù)測(cè)的方法，并且找到了其中規(guī)律，那么便可以根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行合理選擇。介于每種辦法在單一使用時(shí)容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)籠等一些不足問(wèn)題，那么可以組合預(yù)測(cè)，從多方數(shù)據(jù)中計(jì)算。對(duì)電力預(yù)測(cè)方法進(jìn)行不斷地實(shí)踐與改進(jìn)，有利于提升其精準(zhǔn)度與時(shí)效，使之發(fā)揮出最大的作用。

[1]基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)的電價(jià)預(yù)測(cè)模型[J].謝詩(shī)宇.通訊世界.2018（05）

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