CN111523772A - 一种基于电力现货市场交易的评价指标体系的构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于电力现货市场的指标评价体系的构建方法，基本实施流程包括步骤：从电力供需、装机容量、调度权责等角度分析所分析地区电网的特点；分析电力市场包含初期市场、中期市场和目标市场的建设框架；基于电力现货市场评价体系基本原则和框架，分别构建初期阶段和成熟阶段的电力现货市场评价指标体系；以成熟阶段的电力市场评价框架为例，介绍市场安全类、市场运营类、市场效益类以及市场调度类指标的含义及其计算方法；所提出的方法能够较好地适应于电力现货市场不同发展阶段(初期和成熟阶段)，从而全面地支撑所分析地区电力现货市场的综合评估，以促进电力现货市场建设的有序性和可持续性。
Description
技术领域
本发明涉及电力市场领域，特别是一种基于电力现货市场的交易指标评价体系的构建方法。
背景技术
随着全国首批8个电力现货市场试点地区先后启动现货市场试运行，电力交易的品种和数量日益丰富，如何评估市场运营效果和预测市场发展趋势是各个市场主体密切关注的问题。建立合理的电力现货市场指标评价体系对电力市场的科学管理和合理监督有重要意义。立足于浙江电网特点和电力现货市场建设框架，基于全面性、必要性、可行性和引导性原则构建了适应于浙江电力现货市场不同发展阶段(初期和成熟阶段)的指标评价体系，其中初期阶段评价体系包括市场结构、市场供需、交易策略和交易结果等4方面的指标，成熟阶段评价体系包括市场安全、市场运营、市场效率、市场调度等4方面的指标，从而全面地支撑浙江电力现货市场的综合评估，以促进浙江电力现货市场建设的有序性和可持续性。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是根据浙江电网特点和电力现货市场建设框架，提供一种适应于浙江电力现货市场不同发展阶段(初期和成熟阶段)的指标评价体系的构建方法。
本发明采用以下的技术方案：
从电力供需、装机容量、调度权责等角度分析浙江电网的特点；
分析浙江电力市场包含初期市场、中期市场和目标市场的建设框架；
基于电力现货市场评价体系基本原则和框架，分别构建初期阶段和成熟阶段的浙江电力现货市场评价指标体系；
以成熟阶段的电力市场评价框架为例，提出市场安全类、市场运营类、市场效益类以及市场调度类指标的含义及其计算方法；
本发明提供的技术方案的有益效果：
本发明提供的基于浙江电力现货市场的交易指标评价体系，充分立足于浙江电网特点和电力现货市场建设框架，基于全面性、必要性、可行性和引导性原则。所提出的方法能够较好地适应于浙江电力现货市场不同发展阶段(初期和成熟阶段)，从而全面地支撑浙江电力现货市场的综合评估，以促进浙江电力现货市场建设的有序性和可持续性。
附图说明
图1为基于浙江电力现货市场的交易指标评价体系构建的流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图1对本发明进行进一步的讲解说明。
本发明提出了一种基于电力现货市场交易的评价指标体系的构建方法，其基本实施流程包括如下详细步骤：
步骤1、从电力供需、装机容量、调度权责等角度分析浙江电网的特点；
步骤2、分析浙江电力市场包含初期市场、中期市场和目标市场的建设框架；
步骤3、构建初期阶段浙江电力现货市场评价指标体系，具体包括：
初期阶段浙江电力现货市场评价体系的状态层由市场结构、市场供需、交易策略、交易结果4个二级状态性指标构成。市场结构类指标通过市场参与者的构成情况来衡量市场垄断程度，是各国电力市场评估中最常用的指标，从整体和局部市场力两方面来反映市场竞争情况；市场供需类指标用于衡量发电侧和需求侧的平衡及变动情况，是进行电力现货市场评价的基础，从供需平衡和供需弹性等方面来反映市场供需情况；交易策略类指标用于反映市场参与者的积极性和交易策略，是影响市场交易的主管因素，从发电侧、售电侧积极性和竞价策略等方面来分析市场参与者行为；交易结果类指标反映了市场供应侧和需求侧的博弈结果，从出清电价和市场效率等方面评估市场的运营成效。
步骤4、构建成熟阶段浙江电力现货市场评价指标体系，具体包括：
成熟阶段的浙江电力现货市场评价指标体系包括4个二级状态性指标：市场安全、市场运营、市场效益和市场调度。市场安全类指标从电力传输网络和市场交易两个方面来反映电力现货建设对电网稳定运行和市场平稳发展的影响，可以对市场发展起到预警作用，包含市场力指标、市场局部结构指标、电能质量、供需及容量指标、市场开放程度、信息安全等6个三级结构性指标；市场运营类指标通过交易电量、电价等数据来评估电力现货市场运营成效，为市场参与者更合理地进行市场交易提供参考依据，主要包括申报类指标、成交类指标、结算类指标、用户对电力现货市场交易平台的满意度、电力现货市场宣贯水平等5个三级结构性指标；市场运营性指标是电力市场评价指标体系的核心，反映了电力现货市场对资源优化配置的影响，主要包括电价类指标、新能源指标、污染物排放指标、设备利用率、运行效率、发电公司效率等6个三级结构性指标；鉴于浙江省又调度机构运行现货市场且现货电能量与辅助服务联合优化出清，市场调度类指标主要衡量基于安全约束的机组组合(SCUC)的日前市场、基于安全约束的经济调度(SCED)实时市场和辅助服务市场的调度效率，主要包括日前市场、实时市场和市场调度3个三级结构性指标。
步骤4、细化市场安全类指标的含义和计算方法，具体包括：
常用的市场力指标有相对集中度HHI，绝对集中度CRn以及Top-m份额等，本文采用适用范围最广的指标及相对集中度HHI指标。HHI指标通过市场参与者所占的市场份额平方和表示，表征市场资源分配的集中程度，计算公式为：
式中：Si表示第i个市场参与者所占的市场份额。
必须运行率指的是某一时段下，为了满足系统的实时平衡，某一发电公司的必发电量与其发电容量的比率，计算公式如下：
式中：MRRi表示第i个发电公司的必须运行率；
表示T时段下系统的负荷需求；
表示第j个发电公司在T时段下申报电量；
表示第i个发电公司的发电容量。
发电公司能够通过运用市场力，保留部分发电容量造成电力现货市场供不应求的情况，以抬高电价。持留比率的计算公式如下：
式中：
表示第i个发电公司的持留比率；第
表示第i个发电公司的发电容量；
表示第i个发电公司的申报电量。
售电侧的市场局部结构指标可以通过低报价率来反映，计算公式如下：
式中：
表示第i家购电公司的低报价率；
表示第i家购电公司的总申报电量；
表示第i家购电公司的申报电价低于市场交易电量平均电价的申报电量。
电压是电能质量的一个重要指标。电压过高过低都将对用电设备的运行产生影响甚至损坏设备。电压波动率主要从两个方面进行考虑，即电压波动的幅度以及持续时间，计算公式如下：
式中：pVpfl表示电压正波动率；Vh表示超过额定电压的最高电压值；V0表示额定电压；pVnfl表示电压负波动率；Vl表示低于额定电压的最低电压值；pVtfl表示电压波动影响时长占比；TVun表示运行电压超过额定电压范围时长；Tall表示总运行时长。
新装机容量能够显示市场发展前景，同时也能体现市场在调节备用率方面的行动，计算公式如下：
式中：pSn表示新装机容量比例；Snew表示新装机容量；Sall表示市场总装机容量。
步骤5、细化市场运营类指标的含义和计算方法，具体包括：
报高价率也能间接地反映一个企业的市场力大小。当该发电公司市场力较大时，可采用报高价的措施抬高区域电价，在阻塞严重的地区发生的概率更大。报高价率指的是发电公司以接近市场所规定的报价上限进行申报的电量比例，计算公式如下：
式中：php表示报高价率；Qhp表示报价接近市场价格上限的申报电量；Qall表示总申报电量。
在日前备用市场中，发电公司对储备电量进行零报价意味着它可以以相对较低的代价(即零价格)出售小部分发电量，来获取稳定进入电力现货市场的机会，以保证双边合约交易的执行来获取利润。零报价电量越大，表示电力市场整体对市场参与者的吸引力越大，市场活力越高。零报价电量占比指标计算公式如下：
式中：
表示零报价比例；Qp0表示零报价电量；Qpa表示日前调度市场申报总电量。
步骤6、细化市场效益类指标的含义和计算方法，具体包括：
电价波动率反映电价的变化情况，计算公式如下：
式中：ppfl表示电价波动率；Ppav表示某一段时间内的平均电价；Ppmin表示某一段时间内的最低电价；Ppmax表示某一段时间内的最高电价。
成交电价与需求关系相关系数指标通过比较电价变化趋势与需求关系变化趋势的一致性来对市场价格信号的有效性进行判断，分析价格变化是否真实地反映了需求关系。该指标计算公式如下：
式中：ρPD表示成交电价与需求关系的相关系数；
表示i时段成交电价，
表示总时间段内平均成交电价；
表示第i时段的供需比，
表示总时间段内供需比。
清洁能源实际参与运行电量占比反映新能源参与电力现货市场中的活力。考虑到市场对于新能源的接纳程度，选取实际参与运行电量而非装机容量作为依据。计算公式如下：
式中：
表示清洁能源实际参与运行电量占比；Qclr表示清洁能源实际参与运行电量；Qsa表示市场运行总电量。
污染物减排比例能够反映发电商在减排方面所作出的努力，计算公式如下：
式中：
表示第i年污染物减排比例；
表示第i年污染物排放量。
机组利用率越高，表示该市场的竞争越激烈，资源利用越高，发展前景越好。新增机组利用率则可以判断市场参与者是否过于盲目乐观，警示市场可能存在的泡沫风险。计算公式如下：
式中：pun表示机组利用率；nunac表示参与市场活动的机组数目；nunal表示市场中总的机组数目；punn表示新增机组利用率；nunnac表示参与市场活动的新增机组数目；nunnal表示市场中的新增机组数目。
步骤7、细化市场调度类指标的含义和计算方法，具体包括：
日前市场负荷预测的准确性将直接影响调度储备，一旦负荷预测与实际负荷存在较大偏差，将会导致调储备的不足或者过量，影响电网安全经济调度。负荷预测准确性与峰值负荷预测准确性可以通过相关系数与偏差的比例来表示，计算公式如下：
式中：
表示负荷预测准确性；
表示i时段负荷预测值，
表示整个时间段内负荷预测平均值；
表示i时段负荷实际值，
表示整段时间内负荷实际平均值；
表示峰值负荷预测准确性；
表示i时段峰值负荷预测值，
表示整个时间段内峰值负荷预测平均值；
表示i时段峰值负荷实际值，
表示整段时间内峰值负荷实际平均值。
以上所述表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种基于电力现货市场交易的评价指标体系的构建方法，其特征在于，结合所分析地区的电网和电力市场运营特点构建电力现货交易的评价指标体系，包括步骤：
从电力供需、装机容量、调度权责角度分析所分析地区电网的特点；
分析电力市场包含初期市场、中期市场和目标市场的建设框架；
基于电力现货市场评价体系基本原则和框架，分别构建初期阶段和成熟阶段的电力现货市场评价指标体系；
以成熟阶段的电力市场评价框架为例，得到市场安全类、市场运营类、市场效益类以及市场调度类指标的含义及其计算方法。
2.根据权利要求1所述的基于电力现货市场交易的评价指标体系的构建方法，其特征在于，针对浙江电网，分析其特点，包括：
(1)浙江省为能源净输入省份，外来电受电比例约占全省总电力需求的三分之一；(2)电网阻塞程度较轻，但存在穿越潮流；(3)能源结构向低碳化、清洁化转型，光伏、风电等间歇性可再生能源快速发展，增加了电网运行的不确定性和复杂性，同时也增加了备用需求并加大了调峰难度；
从调度权责来看，在浙江电力现货市场中，国家、区域和省级调度中心仍然负责电力系统运行、调度和保障系统安全，各级调度之间的职责分工仍沿用现行模式；浙江调度中心负责调度省级统调发电机组；国家电力调度中心和华东电力调度中心负责调度外来电机组以及按合同以网对网形式向浙江供电的机组。
3.根据权利要求2所述的基于电力现货市场交易的评价指标体系的构建方法，其特征在于，分析浙江电力市场的建设框架，包括：
按照规模从小到大、交易品种逐渐丰富、交易机制逐渐完善、市场模式持续优化的发展路径，浙江电力市场的建设可分为三个阶段：初期市场、中期市场和目标市场；
目前，浙江电力市场正处于初期阶段，采用全电力库(Gross Pool)模式，是典型的集中式市场，其中现货市场分为日前市场和实时市场，实行全电量竞价上网变价电价出清，能量和辅助服务联合优化；日前市场的运行流程包括事前信息发布、日前电能和备用申报、日前市场出清、日前计划和事后信息发布；日前市场基于经济约束预出清确定考虑系统可靠性的运行日机组组合和预发电计划，为市场主体提供运行日市场预期结果，并且通过滚动更新机制不断调整预发电计划；实时市场的运行流程包括事前信息发布、实时电能、备用和调频申报、实时市场出清、实时计划和实时市场结果发布；实时市场以5分钟为调度时段，形成机组实际执行的发电计划、辅助服务安排、市场出清价格、市场竞争性指标等信息，保障电力供需的实时平衡；从结算角度来看，浙江电力批发市场在发电侧采用节点电价模式，用户侧采用全网统一加权平均电价，以30分钟作为结算时段，以结算时段内形成的6个实时电价的加权平均值进行电费结算；
中期市场进一步优化现货市场交易机制，提高市场出清价格灵敏度；逐步扩大市场范围，促进市场主体多元化；有序放开零售市场竞争，建立需求侧和可再生能源市场参与机制；丰富合约市场交易品种，完善市场风险防控体系，基本形成较为完备的电力市场体系；
目标市场开展电力期权等衍生品交易，建立健全电力金融市场体系；完善需求侧参与机制，促进供需平衡和节能减排；探索建立容量市场，科学引导电源投资，形成成熟的电力市场体系，建成浙江目标电力市场。
4.根据权利要求3所述的基于电力现货市场交易的评价指标体系的构建方法，其特征在于，构建初期阶段浙江电力现货市场评价指标体系，包括：
初期阶段浙江电力现货市场评价体系的状态层由市场结构、市场供需、交易策略、交易结果4个二级状态性指标构成：市场结构类指标通过市场参与者的构成情况来衡量市场垄断程度，是各国电力市场评估中最常用的指标，从整体和局部市场力两方面来反映市场竞争情况；市场供需类指标用于衡量发电侧和需求侧的平衡及变动情况，是进行电力现货市场评价的基础，从供需平衡和供需弹性等方面来反映市场供需情况；交易策略类指标用于反映市场参与者的积极性和交易策略，是影响市场交易的主管因素，从发电侧、售电侧积极性和竞价策略等方面来分析市场参与者行为；交易结果类指标反映了市场供应侧和需求侧的博弈结果，从出清电价和市场效率等方面评估市场的运营成效。
5.根据权利要求3所述的基于电力现货市场交易的评价指标体系的构建方法，其特征在于，构建成熟阶段浙江电力现货市场评价指标体系，包括：
成熟阶段的浙江电力现货市场评价指标体系包括4个二级状态性指标：市场安全、市场运营、市场效益和市场调度：市场安全类指标从电力传输网络和市场交易两个方面来反映电力现货建设对电网稳定运行和市场平稳发展的影响，可以对市场发展起到预警作用，包含市场力指标、市场局部结构指标、电能质量、供需及容量指标、市场开放程度、信息安全6个三级结构性指标；市场运营类指标通过交易电量、电价等数据来评估电力现货市场运营成效，为市场参与者更合理地进行市场交易提供参考依据，主要包括申报类指标、成交类指标、结算类指标、用户对电力现货市场交易平台的满意度、电力现货市场宣贯水平5个三级结构性指标；市场运营性指标是电力市场评价指标体系的核心，反映了电力现货市场对资源优化配置的影响，主要包括电价类指标、新能源指标、污染物排放指标、设备利用率、运行效率、发电公司效率6个三级结构性指标；鉴于浙江省又调度机构运行现货市场且现货电能量与辅助服务联合优化出清，市场调度类指标主要衡量基于安全约束的机组组合(SCUC)的日前市场、基于安全约束的经济调度(SCED)实时市场和辅助服务市场的调度效率，主要包括日前市场、实时市场和市场调度3个三级结构性指标。
6.根据权利要求1所述的基于电力现货市场交易的评价指标体系的构建方法，其特征在于，细化市场安全类指标的含义和计算方法，包括：
采用市场力指标相对集中度HHI指标，HHI指标通过市场参与者所占的市场份额平方和表示，表征市场资源分配的集中程度，计算公式为：
式中：Si表示第i个市场参与者所占的市场份额；
必须运行率指的是某一时段下，为了满足系统的实时平衡，某一发电公司的必发电量与其发电容量的比率，计算公式如下：
式中：MRRi表示第i个发电公司的必须运行率；
表示T时段下系统的负荷需求；
表示第j个发电公司在T时段下申报电量；
表示第i个发电公司的发电容量；
发电公司能够通过运用市场力，保留部分发电容量造成电力现货市场供不应求的情况，以抬高电价；持留比率的计算公式如下：
式中：
表示第i个发电公司的持留比率；第
表示第i个发电公司的发电容量；
表示第i个发电公司的申报电量；
售电侧的市场局部结构指标可以通过低报价率来反映，计算公式如下：
式中：
表示第i家购电公司的低报价率；
表示第i家购电公司的总申报电量；
表示第i家购电公司的申报电价低于市场交易电量平均电价的申报电量；
电压是电能质量的一个重要指标；电压过高过低都将对用电设备的运行产生影响甚至损坏设备；电压波动率主要从两个方面进行考虑，即电压波动的幅度以及持续时间，计算公式如下：
式中：pVpfl表示电压正波动率；Vh表示超过额定电压的最高电压值；V0表示额定电压；pVnfl表示电压负波动率；Vl表示低于额定电压的最低电压值；pVtfl表示电压波动影响时长占比；TVun表示运行电压超过额定电压范围时长；Tall表示总运行时长；
新装机容量能够显示市场发展前景，同时也能体现市场在调节备用率方面的行动，计算公式如下：
式中：pSn表示新装机容量比例；Snew表示新装机容量；Sall表示市场总装机容量。
7.根据权利要求1所述的基于电力现货市场交易的评价指标体系的构建方法，其特征在于，细化市场运营类指标的含义和计算方法，包括：
报高价率也能间接地反映一个企业的市场力大小；当该发电公司市场力较大时，可采用报高价的措施抬高区域电价，在阻塞严重的地区发生的概率更大；报高价率指的是发电公司以接近市场所规定的报价上限进行申报的电量比例，计算公式如下：
式中：php表示报高价率；Qhp表示报价接近市场价格上限的申报电量；Qall表示总申报电量；
在日前备用市场中，发电公司对储备电量进行零报价意味着它可以以相对较低的代价(即零价格)出售小部分发电量，来获取稳定进入电力现货市场的机会，以保证双边合约交易的执行来获取利润；零报价电量越大，表示电力市场整体对市场参与者的吸引力越大，市场活力越高；零报价电量占比指标计算公式如下：
式中：
表示零报价比例；Qp0表示零报价电量；Qpa表示日前调度市场申报总电量。
8.根据权利要求1所述的基于电力现货市场交易的评价指标体系的构建方法，其特征在于，细化市场效益类指标的含义和计算方法，包括：
电价波动率反映电价的变化情况，计算公式如下：
式中：ppfl表示电价波动率；Ppav表示某一段时间内的平均电价；Ppmin表示某一段时间内的最低电价；Ppmax表示某一段时间内的最高电价；
成交电价与需求关系相关系数指标通过比较电价变化趋势与需求关系变化趋势的一致性来对市场价格信号的有效性进行判断，分析价格变化是否真实地反映了需求关系；该指标计算公式如下：
式中：ρPD表示成交电价与需求关系的相关系数；
表示i时段成交电价，
表示总时间段内平均成交电价；
表示第i时段的供需比，
表示总时间段内供需比；
清洁能源实际参与运行电量占比反映新能源参与电力现货市场中的活力；考虑到市场对于新能源的接纳程度，选取实际参与运行电量而非装机容量作为依据；计算公式如下：
式中：
表示清洁能源实际参与运行电量占比；Qclr表示清洁能源实际参与运行电量；Qsa表示市场运行总电量；
污染物减排比例能够反映发电商在减排方面所作出的努力，计算公式如下：
式中：
表示第i年污染物减排比例；
表示第i年污染物排放量；
机组利用率越高，表示该市场的竞争越激烈，资源利用越高，发展前景越好；新增机组利用率则可以判断市场参与者是否过于盲目乐观，警示市场可能存在的泡沫风险；计算公式如下：
式中：pun表示机组利用率；nunac表示参与市场活动的机组数目；nunal表示市场中总的机组数目；punn表示新增机组利用率；nunnac表示参与市场活动的新增机组数目；nunnal表示市场中的新增机组数目。
9.根据权利要求1所述的基于电力现货市场交易的评价指标体系的构建方法，其特征在于，细化市场调度类指标的含义和计算方法，包括：
日前市场负荷预测的准确性将直接影响调度储备，一旦负荷预测与实际负荷存在较大偏差，将会导致调储备的不足或者过量，影响电网安全经济调度；负荷预测准确性与峰值负荷预测准确性可以通过相关系数与偏差的比例来表示，计算公式如下：
式中：
表示负荷预测准确性；
表示i时段负荷预测值，
表示整个时间段内负荷预测平均值；
表示i时段负荷实际值，
表示整段时间内负荷实际平均值；
表示峰值负荷预测准确性；
表示i时段峰值负荷预测值，
表示整个时间段内峰值负荷预测平均值；
表示i时段峰值负荷实际值，
表示整段时间内峰值负荷实际平均值。
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- 2020-04-01 CN CN202010252404.5A patent/CN111523772A/zh active Pending
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