報價輔助決策與風(fēng)險評估系統(tǒng)課程

1、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)使得電廠間的競爭日益激烈，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(qiáng)對電廠的經(jīng)濟(jì)及技術(shù)管理，促進(jìn)電廠的高效運(yùn)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

2、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)安全約束、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

3、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

4、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)行決策。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

5、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。Ø 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)?。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?. 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

6、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。Ø 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

7、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市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)量將下降。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，在這一價格下，買主和賣主愿意買賣的數(shù)量一致，市場的交易達(dá)到了均衡。當(dāng)市場的價格高于平衡

8、點的價格時，將出現(xiàn)供大于求。在這種情況下，生產(chǎn)者將減少產(chǎn)品的數(shù)量，降低價格，與此同時需求因降價而增加，最終回到平衡點。當(dāng)市場的價格低于平衡點的價格時，將出現(xiàn)商品的短缺。在這種情況下，生產(chǎn)者將提高商品的價格，增加產(chǎn)品的數(shù)量，與此同時需求因漲價而下降，最終回到平衡點。在市場競爭中，供給與需求的力量總會把價格推向均衡的水平，在均衡的價格下，供給量與需求量相等。1.1.3.4 報價系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)提前、輔助服務(wù)和實時電力市場競價的需要電力市場按時間和競價的內(nèi)容可劃分為3種形態(tài)，分別為提前市場、輔助服務(wù)市場、實時市場。因此，所設(shè)計的報價系統(tǒng)應(yīng)該同時具有合約報價（年合約、月合約）、現(xiàn)貨報價（日前市場、輔助服務(wù)市

9、場、實時報價）等功能。Ø 提前電力市場提前電力市場是電力交易系統(tǒng)的主要部分。按照提前的時間分，可以有小時提前市場、日前市場、周前市場、或者更長的提前市場。在該市場中，發(fā)電商參與發(fā)電市場的競標(biāo)，由交易中心決策最優(yōu)的交易計劃及結(jié)算電價。該交易計劃考慮到各種系統(tǒng)約束與機(jī)組約束，制定出的兼顧安全與經(jīng)濟(jì)的對各發(fā)電商的購電計劃，并成為對各發(fā)電商的購電合同。Ø 實時電力市場在實際運(yùn)行時，由于較大的非計劃停運(yùn)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

10、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)組還是下調(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)

11、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。Ø 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。一般地，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

12、。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(fèi)。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，i。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

13、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(fèi)用。為了最小化輔助服務(wù)付費(fèi)，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(yùn)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。其中為備用容量被調(diào)用的概率因子。為了使得競價更透明，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(fèi)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：2. 如果被調(diào)用，則另外按CE，i結(jié)算電能付費(fèi)。

14、備用采購模型的目標(biāo)函數(shù)即為：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。Qimax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(yùn)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

15、通過離線方式維護(hù)，并不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)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(yùn)行流程對合約市場、日前市場、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)

16、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(yùn)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(bǔ)、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

17、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(yùn)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，

18、待以后再用實際發(fā)生費(fèi)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)，進(jìn)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F 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)測相對于負(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

19、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

20、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于預(yù)測的步數(shù)越長，預(yù)測的精度就越差?；疑A(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。灰色預(yù)測

21、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(yùn)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)a1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)x1，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：yb0b1x1bpxpN（0，2）式中，b0，bj（j1，2，p）為模型回歸系數(shù)；為除自變量xj（j1，2，p）的影響之外對y產(chǎn)生影

22、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

23、、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，同時具有較強(qiáng)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

24、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(fèi)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?；谶@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、

25、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Journal of Forecasting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，在一定條件下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)?shù)臋?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)

26、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

27、題的具體情況對確定權(quán)系數(shù)方法進(jìn)行選擇。F 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R上的模糊子集B具有正規(guī)性和凸性，則稱B為模糊數(shù)。正規(guī)性是指：，這里的uB (x)為x關(guān)于B的隸屬函數(shù)。做平行于x軸的切割（01，為隸屬度），產(chǎn)生區(qū)間數(shù)。其中，為切割點的橫坐標(biāo)。凸性是指：。用區(qū)間數(shù)表示為：，。這樣，凸性便是：。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)（b1， b2， b3）惟一確定，其中，。當(dāng)b1 b2 b3時，它是普通實數(shù)。容易得出三角模糊數(shù)B (b1，b2，b3)的隸屬函數(shù)為： 則，切割得到的區(qū)間數(shù)為： 對兩個三角模糊數(shù)，有：

28、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，則B1，B2的乘積可用三角模糊數(shù)來近似表示；商可用三角模糊數(shù)來近似表示；若，三角模糊數(shù)B (a，b，c)的n次冪Bn可用P (an，bn，cn)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)，并且應(yīng)用模糊數(shù)的四則運(yùn)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t期的預(yù)測值st是三角模糊數(shù)，st (s1，s2，s3)，其中，s1為第t期最小預(yù)測值；s2為

29、第t期最可能的預(yù)測值；s3為第t期最大預(yù)測值。三角模糊數(shù)為三角模糊數(shù)平滑指數(shù)，其中，1為平滑指數(shù)最小值；2為最有可能值；3為最大值，。第t 1期的預(yù)測值st1是下式所表達(dá)的三角模糊數(shù)： 經(jīng)三角模糊數(shù)運(yùn)算可以得到： 式中，xt為上期即第t期實際值；st (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t 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(yùn)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(yùn)行系統(tǒng)的狀態(tài)以及狀態(tài)轉(zhuǎn)移的

30、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(yùn)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. Kolmagrov，W. Feller. W. Doebin等及其他多位學(xué)者于20世紀(jì)3040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、

31、企業(yè)的管理水平等）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(yùn)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

32、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時間離散、狀態(tài)離散的馬爾柯夫過程馬爾柯夫鏈。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t0所處的狀態(tài)為已知時，過程在t (> t0)所處的狀態(tài)與過程t0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t的任意n個數(shù)值t1 < t2 <<tn，n3，在條件X (ti)

33、xi，i 1， 2， ， n1下，X (tn)的分布函數(shù)恰好等于在條件下，的分布函數(shù)，即： n 3， 4， 則稱X (t)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)： 稱為馬氏過程的轉(zhuǎn)移概率?？傻茫?n 3， 4， 并由此證明X (t)的n維概率密度為： n 1， 2， 當(dāng)取t1為初始時刻，f(x1;t1)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t1，t2，tn，在tn時刻發(fā)生的轉(zhuǎn)移稱為第n次轉(zhuǎn)移；并假設(shè)在每一個時刻tn (n 1， 2，

34、)，Xn X (tn)所可能取的狀態(tài)（即可能值）為a1，a2，aN。這時有： 如果進(jìn)一步假設(shè)在“在Xn-1 ai條件下，第n次轉(zhuǎn)移出現(xiàn)aj，即Xn aj成立”的概率與n無關(guān)，那么，可以把這個概率記為Pij，即： i， j 1， 2，N；n 1， 2， 并稱它為馬氏鏈的（一步）轉(zhuǎn)移概率。它具有如下性質(zhì)： 由轉(zhuǎn)移概率Pij構(gòu)成的矩陣，即： 稱為馬氏鏈的轉(zhuǎn)移概率矩陣。它決定了X1，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)。其基本原理用于電價的預(yù)測就是：

35、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Pij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： 式中，表示由狀態(tài)Ei轉(zhuǎn)移到Ej的概率；F (Ej /Ei)表示由狀態(tài)Ei轉(zhuǎn)移到Ej的頻率。如處于狀態(tài)Ei的樣本個數(shù)為Mi，由Ei轉(zhuǎn)移到Ej的個數(shù)為Mij，那么： 從而得出：狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣R為： R完整地描述了n個狀態(tài)相互

36、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)Ei，這時，Pij就恰好描述了目前狀態(tài)Ei在未來將轉(zhuǎn)向狀態(tài)Ej (j 1， 2， n)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n個概率值按大小排列，如果： 則說明預(yù)測對象在下一步處于狀態(tài)E3的可能性最大，相應(yīng)地把狀態(tài)E3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。如果的值相差不大，即下一步由目前狀態(tài)Ei轉(zhuǎn)向狀態(tài)Ej (j 1， 2， n)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

37、矩陣的k次冪：即。其中，R1，Rk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

38、。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)假日最相似?；谶@種思路，相似年選擇的節(jié)假日電價預(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。 式中，Y為過去的年號，Y 0， 1， 2， M， Y 0表示預(yù)測年；t是第t天；N是總天數(shù)；i 1， 2， 96。2）運(yùn)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。 式中，i 1， 2， 96；Y 1， 2， M；(i)為誤差項；(i)為系數(shù)。移項并平方相加得： 如果記，把上式兩邊對(i)求導(dǎo)得： 令，則可以求得： 由上式即可求得

39、各年的系數(shù) (i)，代入前式，求得各年的誤差平方和Er。3）從計算出的Er中找出最小值，與其相對應(yīng)的那一年即為基礎(chǔ)年，記為A。4）計算基礎(chǔ)年與預(yù)測年平均電價曲線的增量。 5）預(yù)測年節(jié)假日電價的預(yù)測。 式中，；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；為預(yù)測年的節(jié)假日各時段電價；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n種預(yù)測方法（或模型）分別進(jìn)行預(yù)測，符號標(biāo)記如下：yt為第t個時段的實際電價值，t 1， 2， ， m；fit為第i種預(yù)測方法在第t個時段的預(yù)測電價值，i 1， 2， ， n；為第i種預(yù)測方法

40、在第t個時段的預(yù)測誤差。則n種預(yù)測方法的組合預(yù)測電價值為： 式中，wi是第i種預(yù)測方法的權(quán)重，一般要求： ， ， 組合預(yù)測的誤差為： 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n種預(yù)測方法（或模型）分別進(jìn)行預(yù)測，符號標(biāo)記如下：yt為第t個時段的實際電價值，t 1， 2， ， m；fit為第i種預(yù)測方法在第t個時段的

41、預(yù)測電價值，i 1， 2， ， n；wit為第i種預(yù)測方法在第t個時段的權(quán)重，如果滿足： ， ， 則變權(quán)組合預(yù)測模型第t個時段的預(yù)測電價值為： 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F 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。F 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： 其

42、中，N為全年月的總時段；為年月平均價格；Ccontract為合同電價；Wcontract，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；pyear/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)行計算，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： （） 年月平均合同價格和年月平均競價價格有m種，記為： 對應(yīng)的發(fā)生概率也有m種，記為： 每種方案

43、對應(yīng)的可能收益與可能損失差值為： 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。 其中，是多個的平均值。值得注意的是，如果取三組樣本：（1）合同電價集合BcontractAk| AkScontract（2）競價電價集合BbidAk| AkSbid（3）結(jié)算均價集合BagAk| AkSag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

44、D（Bag）由于合同電量的影響，使得D（Bbid）D（Bag），即風(fēng)險減小了，但放棄了可能的高收益。F 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。F 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

45、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(yùn)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(yùn)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)

46、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)分解合同電量時，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)。F 合約電量的分解模型算法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(yùn)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： 其中，是發(fā)電公司的(t1)交易日的由上一次滾動得到的合同電量； 是發(fā)電公司的（t1）交易日的經(jīng)本次

47、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。F 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

48、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(yùn)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。F 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

49、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，則相應(yīng)的無功輸出必須在和之間?？梢?，發(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(yùn)行條件下，發(fā)電機(jī)組應(yīng)工作在有功出力的上限，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，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) 約束條件 a、 b、發(fā)電機(jī)運(yùn)行PQ曲線約束其中，；。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

50、分析如果一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量和備用市場的交易量，以及相應(yīng)的價格和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(fèi)用是所輸出電能的二次函數(shù)： 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： 其中，；是備用被使用的概率。使上式最值的必要條件是： 由此可得： 上式說明備用交易商以向備用市場投標(biāo)時，它在實時市場中的邊際費(fèi)用應(yīng)向下調(diào)整。上兩式實際上定義了備用交易商的最優(yōu)邊際價格和： 和必須在備用交易商輸出力極限之內(nèi)。在極端情況下，如果得到的超出了允許的

51、輸出范圍，即：或，則最優(yōu)解將不會存在。該結(jié)論也同樣適用于。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： 因此，考慮以上極限后，實際使用的邊際價格應(yīng)為： 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： 對于非旋轉(zhuǎn)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（）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F 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

52、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)計次日上網(wǎng)電量為M，停機(jī)及重開機(jī)費(fèi)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)成功率R2，下網(wǎng)可能性（不成功率）1-R2報價S3，對應(yīng)上網(wǎng)成功率R3，下網(wǎng)可能性（不成功率）1-R3報價Sn，對應(yīng)上網(wǎng)成功率Rn，下網(wǎng)可能性（不成功率）1-Rn各方案對應(yīng)的可能收益與可能損失差值分別為： P1（S1-C

53、）MR1-L（1-R1）； P2（S2-C）MR2-L（1-R2）； Pn（Sn-C）MRn-L（1-Rn）；P值最大者即應(yīng)為推薦的最優(yōu)方案。電廠在市場中的報價策略之一是基于成本分析和利潤分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。發(fā)電公司在制定競價策略時，首先是考慮其機(jī)組的成本特性，因此從機(jī)組的成本特性入手，研究發(fā)電公司的競價策略是最基本的、也是很合理的。發(fā)電成本特性主要是指機(jī)組的發(fā)電燃料成本特性（即耗量特性），常用的成本曲線有三種：可變成本曲線、平均成本曲線、邊際成本曲線。1）可變成本曲線一般用二次曲線描述，也可用一次曲線表示。即 式中：VC為可變成本；P為發(fā)電功率；a、b、d為成本系數(shù)。2）平均成本（ATC）曲

54、線也稱單價曲線，定義為總成本與發(fā)電功率之比，即 式中：FC為固定成本。3）邊際成本（MC）曲線由下式定義 值得注意的是，MC曲線和ATC曲線相交于ATC曲線的最低點（也叫做有效規(guī)模），這是因為，在發(fā)電量水平低時，邊際成本低于平均成本，因此平均成本會減少，兩曲線相交以后，邊際成本高于平均成本，此時平均成本必然上升?？梢?，MC曲線和ATC曲線相交于有效規(guī)模。機(jī)組的啟動成本也是發(fā)電成本的重要組成部分。機(jī)組啟動時，鍋爐要加壓加溫，汽輪機(jī)系統(tǒng)要暖管，克服摩擦等，這些都需要消耗燃料而不能提供任何電能，這就是所需的啟動成本。機(jī)組的利潤等于總的收入減去機(jī)組的總成本（包括固定成本和可變成本），下式描述的是在任意競價時段t的情況： 式中：SMP