電力現(xiàn)貨市場(chǎng)不平衡電量分?jǐn)倷C(jī)制優(yōu)化研究

武小雯，苗亞男，范凱迪，成慧娟，李文轉(zhuǎn)

（國(guó)網(wǎng)山西省電力公司營(yíng)銷服務(wù)中心，山西 太原 030000）

0 引 言

通過(guò)對(duì)現(xiàn)存各種電力交易的特點(diǎn)進(jìn)行分析可以看出，在電力市場(chǎng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成中，中長(zhǎng)期交易占主體地位，其次就是現(xiàn)貨市場(chǎng)交易[1,2]。在交易方式、交易時(shí)段以及交易價(jià)格方面，二者都存在一定的差異[3]?，F(xiàn)貨市場(chǎng)交易是針對(duì)備用電、電力調(diào)頻進(jìn)行的[4]。需要注意的是，當(dāng)電力市場(chǎng)發(fā)展到一定程度時(shí)，對(duì)于不平衡電量的分?jǐn)傂Ч麑?duì)于促進(jìn)售電公司的發(fā)展，對(duì)提升電力市場(chǎng)的活力具有極為重要的作用[5,6]。

因此，本文針對(duì)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)不平衡電量分?jǐn)倷C(jī)制的優(yōu)化展開(kāi)研究，并通過(guò)測(cè)試分析的方式對(duì)其實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行了驗(yàn)證。借助本文的研究，以期為相關(guān)電力交易活動(dòng)的順利開(kāi)展提供參考。

1 不平衡電量分?jǐn)倷C(jī)制研究

1.1 基于電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的交易貢獻(xiàn)度計(jì)算

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)不平衡電量的合理分?jǐn)偅疚氖紫壤脙r(jià)差與發(fā)電量建立了電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中各交易的貢獻(xiàn)度模型，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)價(jià)值的計(jì)算[7]。假設(shè)在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中執(zhí)行的交易數(shù)量為n，對(duì)應(yīng)的不平衡電量總量為q，對(duì)于第i筆交易的貢獻(xiàn)度，其計(jì)算方式可以表示為

式中：Ei表示第i筆交易的貢獻(xiàn)度；Si表示第i筆交易的成交價(jià)；Se表示標(biāo)準(zhǔn)電價(jià)，一般情況下該值為結(jié)算周期內(nèi)電量成交價(jià)的均值；Q表示交易的總電量。

值得注意的是，在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中，涉及到的交易類型較多，而不同類型的交易對(duì)不平衡電量的影響也存在明顯的差異[8,9]。為此，本文根據(jù)交易類型對(duì)其進(jìn)行個(gè)性化賦權(quán)處理，其計(jì)算方式可以表示為

式中：Wi表示第i筆交易的權(quán)重參量；λ表示交易類型對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)；Qi表示第i筆交易對(duì)應(yīng)的總電量。

在此基礎(chǔ)上，結(jié)合式（1）和式（2），第i筆交易的貢獻(xiàn)度可以表示為

通過(guò)這樣的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)交易貢獻(xiàn)度的計(jì)算，為后續(xù)的不平衡電量分?jǐn)偺峁┗A(chǔ)。

1.2 考慮費(fèi)用成本的不平衡電量分?jǐn)倷C(jī)制優(yōu)化

在計(jì)算得到各交易的貢獻(xiàn)度參量之后，本文從費(fèi)用成本的角度出發(fā)，對(duì)不平衡電量分?jǐn)倷C(jī)制進(jìn)行優(yōu)化。傳統(tǒng)模式下，對(duì)不平衡電量的分?jǐn)傊饕歉鶕?jù)交易量進(jìn)行的，但實(shí)際上不平衡電量本身是由于供需之間的差異引起的。結(jié)合該理論，本文設(shè)計(jì)的不平衡電量分?jǐn)倷C(jī)制如圖1所示。

圖1 不平衡電量分?jǐn)倷C(jī)制

按照?qǐng)D1所示的方式，本文在不平衡電量分?jǐn)倷C(jī)制中引入了用電負(fù)荷曲線。首先讀取了交易數(shù)據(jù)差值后，匹配了電量損耗與用電負(fù)荷之間的關(guān)系，對(duì)應(yīng)不同時(shí)段，電價(jià)也存在較大差異，通過(guò)這樣的方式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不平衡電量成本的高精度計(jì)算。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合計(jì)算得到的貢獻(xiàn)度對(duì)其進(jìn)行分?jǐn)?，可以表示?/p>

式中：pi表示第i筆交易的不平衡電量分?jǐn)偨Y(jié)果；k1與q1表示用電負(fù)荷曲線尖峰階段的參量和不平衡電量；k2與q2表示用電負(fù)荷曲線高峰階段的參量和不平衡電量；k3與q3表示用電負(fù)荷曲線腰荷階段的參量和不平衡電量；k4與q4表示用電負(fù)荷曲線低谷階段的參量和不平衡電量；ΣEi表示電力現(xiàn)貨市場(chǎng)所有交易的總貢獻(xiàn)值。

在此基礎(chǔ)上，以結(jié)算周期為單位，對(duì)待執(zhí)行的不平衡電量進(jìn)行更新，確保分?jǐn)偰繕?biāo)的準(zhǔn)確性。

2 測(cè)試分析

2.1 測(cè)試環(huán)境

為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)的電力現(xiàn)貨市場(chǎng)不平衡電量分?jǐn)倷C(jī)制在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性，設(shè)計(jì)測(cè)試進(jìn)行驗(yàn)證。以某省級(jí)市場(chǎng)化售電系統(tǒng)為對(duì)象，其中用戶1的交易方式為集中競(jìng)爭(zhēng)交易，用戶2的交易方式為現(xiàn)貨交易，用戶3 的交易方式為雙邊協(xié)商交易。在結(jié)算階段，對(duì)中長(zhǎng)期價(jià)差與現(xiàn)貨絕對(duì)價(jià)差進(jìn)行綜合分析，以此階段日內(nèi)市場(chǎng)數(shù)據(jù)中的不平衡電量為基準(zhǔn)，以中長(zhǎng)期電價(jià)作為本次實(shí)驗(yàn)月度成交均值。

在上述基礎(chǔ)上，測(cè)試環(huán)境中3個(gè)用電目標(biāo)10個(gè)工作日內(nèi)的電量分?jǐn)偨Y(jié)果如表1所示。

表1 本文方法電量分?jǐn)偨Y(jié)果統(tǒng)計(jì)

以表1中的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)采集3個(gè)用電目標(biāo)實(shí)際的用電情況，對(duì)本文方法的分?jǐn)傂ЧM(jìn)行分析，為了確保測(cè)試結(jié)果具有更高的分析價(jià)值，本文分別采用文獻(xiàn)[7]提出的基于短期競(jìng)價(jià)博弈模型的分?jǐn)偰Ｊ揭约拔墨I(xiàn)[8]提出的考慮電力交易價(jià)格的分?jǐn)偰Ｊ阶鳛闇y(cè)試的對(duì)照組，同時(shí)進(jìn)行測(cè)試后，比較3種方法的測(cè)試結(jié)果。

2.2 測(cè)試結(jié)果與分析

對(duì)3種方法的分?jǐn)傉`差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即分?jǐn)偨Y(jié)果與實(shí)際用電量的差值，其具體結(jié)果如表2所示。

表2 不同方法分?jǐn)偨Y(jié)果與實(shí)際用電量差值統(tǒng)計(jì)表

從表2中可以看出，本文設(shè)計(jì)方法的電量分?jǐn)偨Y(jié)果與實(shí)際用電數(shù)據(jù)最為接近，其中最大誤差不超過(guò)1.0 kW·h。相比之下，文獻(xiàn)[7]和文獻(xiàn)[8]方法的分?jǐn)偨Y(jié)果中，與實(shí)際用電數(shù)據(jù)的差值均達(dá)到了較高水平。其中，文獻(xiàn)[7]方法的最大誤差為9.996 3 kW·h，文獻(xiàn)[8]方法的最大誤差為10.902 6 kW·h。測(cè)試結(jié)果表明，本文方法可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的電量分?jǐn)偂?/p>

在上述基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了本文方法對(duì)費(fèi)用的計(jì)算情況，其與實(shí)際費(fèi)用之間的差值如表3所示。

表3 電費(fèi)階段誤差統(tǒng)計(jì)表

從表3中可以看出，本文方法對(duì)電費(fèi)的結(jié)算結(jié)果幾乎與實(shí)際電費(fèi)數(shù)據(jù)完全一致，這是因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了對(duì)電量的合理分?jǐn)偅蟠蠼档土擞捎诠┬瓒穗娏坎黄胶鈱?dǎo)致的電費(fèi)異常波動(dòng)。進(jìn)一步驗(yàn)證了本文所提方法的可靠性。

3 結(jié) 論

在電力資源需求總量不斷增加，電力產(chǎn)出成本不斷提高的背景下，對(duì)不平衡電量的分?jǐn)偡绞皆谧畲笙薅缺Ａ衄F(xiàn)貨交易價(jià)格優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，還需要充分考慮價(jià)差對(duì)電力市場(chǎng)的影響。本文針對(duì)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)不平衡電量分?jǐn)倷C(jī)制進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠滿足中長(zhǎng)期交易中合理分?jǐn)偟男枨?，分?jǐn)偨Y(jié)果具有較高的準(zhǔn)確性。通過(guò)本文的研究，以期為提高電力市場(chǎng)交易活躍度、促進(jìn)電力市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)新的發(fā)展提供幫助。