CN112001744A - 电力现货市场基于前景理论的发电商辅助报价系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电力现货市场基于前景理论的发电商辅助报价系统和方法，该系统包括：登录信息输入模块、发电企业数据采集模块、交易中心数据库、市场运行信息采集模块、目标时段负荷预测模块、现货市场价格预测模块、辅助报价模块和输出显示模块；该方法包括：辅助报价模块根据发电企业收益函数，建立发电商现货市场竞价策略，基于前景理论的发电企业电力现货市场综合决策模型；得出发电商在多个市场中的最优电量分配比例及现货市场最优报价，确定最优决策方案。本发明设计合理，可应用于电力交易等实际工作中的系统流程设计，为电力现货市场下发电企业参与电力交易时提供有效支撑。

Description

电力现货市场基于前景理论的发电商辅助报价系统和方法
技术领域
本发明属于电力信息技术领域，尤其是一种电力现货市场基于前景理论的发电商辅助报价系统和方法。
背景技术
电力现货市场改革已成为我国电力市场化改革的重点，随着电力现货市场改革建设加速，传统发电机组电力电量计划已发生根本性改变。中长期交易合约已经由物理合约转变为差价合约，通过差价结算在现货市场中“多退少补”，起到了锁定价格、规避风险的作用。目前，从广东、浙江等电力现货市场试点的运行情况来看，发电机组竞价策略及发电商中长期合同电量分配比例等问题是发电企业关注的重点。
目前，针对现货市场下中长期交易的变化和特点，如何给出在不同市场的电量最佳分配比例以及现货市场报价是目前迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种电力现货市场基于前景理论的发电商辅助报价系统和方法，从报价策略或者电量分配策略两个角度来同时进行优化，解决在不同市场的电量最佳分配比例以及现货市场报价的问题。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种电力现货市场基于前景理论的发电商辅助报价系统，包括登录信息输入模块、发电企业数据采集模块、交易中心数据库、市场运行信息采集模块、目标时段负荷预测模块、现货市场价格预测模块、辅助报价模块和输出显示模块，其中：
登录信息输入模块：用于用户登录系统时输入登录信息；
发电企业数据采集模块：采集发电企业数据信息，并将发电企业数据信息传送给辅助报价模块；
交易中心数据库：为系统提供历史负荷数据及中长期电力合同价格与电力现货市场出清价格历史数据；
市场运行信息采集模块：从交易中心数据库采集市场运行的历史数据，并将采集的历史数据传输至现货市场价格预测模块与目标时段负荷预测模块；
目标时段负荷预测模块：从市场运行信息采集模块中采集的历史负荷数据，获得目标时段负荷预测值，并传输至辅助报价模块；
现货市场价格预测模块：根据市场历史供需数据与价格分布情况，得到现货市场电价概率分布，并传输至辅助报价模块；
辅助报价模块：根据目标时段负荷预测模块、现货市场价格预测模块与发电企业数据采集模块传输的数据，建立发电商现货市场竞价策略模型及基于前景理论的发电企业电力现货市场综合决策模型，得出发电商在多个市场中的最优电量分配比例及现货市场最优报价，并传输至输出显示模块；
输出显示模块：将辅助报价模块输出的最优电量分配比例及现货市场最优报价进行显示。
进一步，所述发电企业数据信息包括企业机组发电边际成本、机组出力成本模型系数、交易风险偏好系数、风险规避系数和对收益和损失的敏感系数。
进一步，所述市场运行信息采集模块从交易中心数据库导入市场运行的历史数据包括交易时段历史负荷数据、市场历史发电侧供给量、现货市场历史价格。
进一步，所述现货市场价格预测模块得到现货市场电价概率分布服从正态分布
Figure BDA0002604529000000021
其中，均值标准μ2和标准差σ2之间满足线性关系：μ2＝k1q+b1,σ2＝k2q+b2，k1、b1为与中长期合同价格相关的常数，k2、b2为与现货市场价格相关的常数。
一种电力现货市场基于前景理论的发电商辅助报价系统的决策方法，包括以下步骤：
步骤1、辅助报价模块获取目标时段负荷预测模块、现货市场价格预测模块与发电企业数据采集模块传输的数据；
步骤2、辅助报价模块根据发电企业收益函数，建立发电商现货市场竞价策略；
步骤3、辅助报价模块建立基于前景理论的发电企业电力现货市场综合决策模型；
步骤4、辅助报价模块通过计算比较不同方案的前景效用值，选出前景效用值最大的方案，得出发电商在多个市场中的最优电量分配比例及现货市场最优报价，确定最优决策方案；
步骤5、输出显示模块接收辅助报价模块的报价结果进行显示。
进一步，所述步骤1中辅助报价模块接收的数据包括发电企业数据采集模块传输的发电企业数据信息、目标时段负荷预测模块传输的目标时段负荷预测值以及现货市场价格预测模块传输的市场运行的历史数据。
进一步，所述步骤2的具体实现方法为：
首先，按下式计算发电企业收益：
B＝QcPc+Pm(Qm-Qc)-QmC (1)
式中，B表示发电企业发电收益，Qc表示合同电量，Qm表示日前中标量，Pc表示合同价格，Pm表示市场出清价格，C表示发电平均成本；
然后，分析市场出清价格Pm与发电边际成本MC的关系：
⑴当Pm>MC时，设P'm为发电企业现货市场报价，MC为发电边际成本，Pp为机组未中标时有以下五种报价情况：
①当MC<Pm<P'm时，对应申报出力未中标，发电收益B1＝QcPc-Pm)+QmPp，此时发电收益为正；
②当MC<Pm＝P'm时，发电机组为边际机组，对应申报出力部分中标或者全部中标，发电收益B2＝Qc(Pc-Pm)+Qm(Pm-C),此时发电收益由机组实际申报出力决定；
③当MC<P'm<Pm、MC＝P'm<Pm、P'm<MC<Pm时，对应申报出力全部中标，发电收益B3＝Qc(Pc-Pm)+Qm(Pm-C),此时发电企业收益为正；
⑵当Pm＝MC时，有以下三种报价情况：
①当Pm＝MC<P'm时，对应申报出力未中标，发电收益B4＝Qc(Pc-Pm)+QmPp，发电企业收益为正；
②当Pm＝MC＝P'm，发电机组为边际机组，对应申报出力部分中标或者全部中标，发电收益B5＝Qc(Pc-Pm)+Qm(Pm-C),此时发电企业收益为正；
③当P'm<Pm＝MC时，对应申报出力全部中标，发电收益B6＝Qc(Pc-Pm)+Qm(Pm-C),此时发电企业收益为正；
⑶当Pm<MC时，有以下五种报价情况：
①当Pm<MC<P'm、Pm<MC＝P'm、Pm<P'm<MC时，对应申报出力未中标，发
电收益B7＝＝Qc(Pc-Pm)+QmPp，此时发电企业收益为正；
②当Pm＝P0<MC，发电机组为边际机组，对应申报出力部分中标或者全部中标，发电收益B8＝Qc(Pc-Pm)+Qm(Pm-C),此时发电企业收益B8<B7；
③当P0<Pm<MC，对应申报出力全部中标，Qc≤Qm,发电收益B9＝Qc(Pc-Pm)+Qm(Pm-C)，此时发电企业收益B9<B8<B7；
最后，发电企业进行如下决策：
⑴当现货市场出清价格预测值>发电企业边际成本时，发电企业应在现货市场报低价争取多中标，中标越多发电收益越高；
⑵当现货市场出清价格＝发电企业边际成本时，为避免机组频繁启停，发电企业应在现货市场报低价争取多中标；
⑶当现货市场出清价格<发电企业边际成本时，发电企业应在现货市场报高价争取不中标，并在现货市场买电以完成中长期合约。
进一步，所述步骤3的具体实现方法为：
⑴初始化中长期合同市场电量分配比例x和现货市场报价p'm的初值；
⑵计算获得中标概率；
⑶计算中标和未中标情况下利润，并计算价值函数；
⑷分别构造在中标和未中标情况下的方案权重函数；
⑸考虑多时段出清，带入综合决策目标函数计算在此报价水平和分配比例下的前景效用值并记录用于下一步比较；
⑹重复上述过程，如果优于上一步报价水平和分配比例下的效用值则保留记录，否则按照固定步长修改报价和分配比例，直到效用值计算结果收敛。
进一步，所述步骤4的具体实现方法包括以下步骤：
(1)根据负荷量确定发电商预期利润和现货市场电价分布的均值和方差；
(2)初始化中长期合同市场电量分配比例x和现货市场报价p'm的初值；
(3)分别计算在中标与未中标情况下所得利润；
(4)带入综合决策目标函数计算在此报价水平和分配比例下的前景效用值并记录用于下一步比较；
(5)如果优于上一步报价水平和分配比例下的效用值则保留记录，否则按照固定步长修改报价和分配比例；
(6)最终保留记录的报价和分配比例即为最优综合决策方案。
本发明的优点和积极效果是：
本发明设计合理，其针对现货市场下中长期交易的变化和特点，计及期望利润、现货市场电价水平、现货市场风险价水平及风险偏好系数的变化对发电商策略的影响，适应中长期电力市场与电力现货市场结算规则，从报价策略或者电量分配策略两个角度来同时进行优化，得到发电企业在满足利润最大化目标下，在不同市场的电量最佳分配比例以及现货市场报价，从而解决现货市场环境下发电企业如何通过合适的竞价策略和电量分配策略二者综合决策来获得更大的利益的问题，可应用于电力交易等实际工作中的系统流程设计，为电力现货市场下发电企业参与电力交易时提供有效支撑。
附图说明
图1是本发明的系统连接图；
图2是本发明的报价模型数据处理模块流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详述。
一种电力现货市场基于前景理论的发电商辅助报价系统，如图1所示，包括登录信息输入模块、发电企业数据采集模块、交易中心数据库、市场运行信息采集模块、目标时段负荷预测模块、现货市场价格预测模块、辅助报价模块和输出显示模块。上述各个模块的数据传递关系如下：
所述登录信息输入模块的输出端与发电企业数据采集模块相连接，发电企业数据采集模块是由用户进行自身基本信息的填报，包括本企业机组发电边际成本、机组出力成本模型系数、交易风险偏好系数、风险规避系数、对收益和损失的敏感系数。
所述市场运行信息采集模块与交易中心数据库相连，从交易中心数据库导入市场运行的历史数据，如该交易时段历史负荷数据、市场历史发电侧供给量、现货市场历史价格，并将数据传输至现货市场价格预测模块与目标时段负荷预测模块。
所述目标时段负荷预测模块、现货市场价格预测模块均与市场运行信息采集模块相连接。目标时段负荷预测模块从市场运行信息采集模块获取历史负荷数据，实现对目标时段负荷q的预测；现货市场价格预测模块从市场运行采集模块获得市场历史发电侧供给量、现货市场历史价格等数据，根据市场历史供需数据与价格分布情况，实现对该时段现货市场出清价格的预测，得到现货市场电价概率分布，中长期合同市场电价为pc，现货市场电价pm及其分布特征。
发电企业数据采集模块、目标时段负荷预测模块与现货市场价格预测模块向后均与辅助报价模块连接，将数据输入辅助报价模块，并最终获得实现对现货市场与中长期市场电量分配比例与现货市场报价的最优化，将辅助报价模块处理后的数据结果，即电量分配比例和现货市场报价传输到输出显示模块。
下面对系统中各个模块功能分别进行说明：
登录信息输入模块：用于用户登录系统时输入登录信息。
发电企业数据采集模块：采集发电企业数据信息，包括发电企业填报本企业机组发电边际成本、机组出力成本模型系数、交易风险偏好系数、风险规避系数、对收益和损失的敏感系数。
交易中心数据库：为系统提供历史负荷数据及中长期电力合同价格与电力现货市场出清价格历史数据；本系统通过市场运行信息采集模块与交易中心数据库相连，获取电力交易市场运行数据。
市场运行信息采集模块。从交易中心数据库采集该时段历史负荷数据、市场历史发电侧供给量、现货市场历史价格，并将数据传输至现货市场价格预测模块与目标时段负荷预测模块。
目标时段负荷预测模块：模块以市场运行信息采集模块中采集的历史负荷数据，获得目标时段负荷预测值q。
现货市场价格预测模块：根据市场历史供需数据，得到现货市场电价概率分布，中长期合同市场电价为pc，现货市场电价pm，服从正态分布
Figure BDA0002604529000000051
其中均值μ2标准和标准差σ2之间满足线性关系：μ2＝k1q+b1,σ2＝k2q+b2，其中k1、b1为与中长期合同价格相关的常数，k2、b2为与现货市场价格相关的常数。
辅助报价模块：获取目标时段负荷预测模块、现货市场价格预测模块与发电企业数据采集模块传输的数据，建立发电商现货市场竞价策略模型及基于前景理论的发电企业电力现货市场综合决策模型，得出发电商在多个市场中的最优电量分配比例及现货市场最优报价，确定最优决策方案。
输出显示模块。最终保留记录的报价和分配比例即为电力现货市场最优报价与中长期市场与电力现货市电量最佳分配比例。
基于上述电力现货市场基于前景理论的发电商辅助报价系统，本发明还提出一种电力现货市场下基于前景理论的发电商综合决策方法：
步骤1、辅助报价模块获取目标时段负荷预测模块、现货市场价格预测模块与发电企业数据采集模块传输的数据。
在本步骤中，辅助报价模块接收发电企业数据采集模块、目标时段负荷预测模块、现货市场价格预测模块传来的数据，这些数据包括：发电企业数据采集模块传输的发电企业数据信息、目标时段负荷预测模块传输的目标时段负荷预测值以及现货市场价格预测模块传输的市场运行的历史数据。
步骤2、辅助报价模块根据发电企业收益函数，建立发电商现货市场竞价策略。
在本步骤中，辅助报价模块考虑现货市场下考虑中长期差价合同分解的不同情景，计算发电企业收益函数，建立发电商现货市场竞价策略，并给出各情境下现货市场上发电商对应报价原则。具体方法为：
在无阻塞下，发电企业收益函数计算为：
B＝QcPc+Pm(Qm-Qc)-QmC (1)
式中，B表示发电企业发电收益，Qc表示合同电量，Qm表示日前中标量，Pc表示合同价格，Pm表示市场出清价格，C表示发电平均成本。
由于在现货市场初期，发电企业中长期合约定价最保险的策略一定是在发电变动成本之上报价，所以有Pc>MC，MC为发电边际成本。此时不考虑阻塞费用，发电企业收益等于中长期差价合约电量电费加上日前偏差电量电费减去发电成本，此时如果假设发电企业能较为准确预测现货市场价格，考虑到机组连续运行约束，未中标情况下机组仍可开机发电，此时按稍微高于机组边际成本的超发价格Pp结算，则发电企业可做出如下决策：
1)Pm>MC，设P'm为发电企业现货市场报价，MC为发电边际成本，Pp为机组未中标时有以下五种报价情况：
Figure BDA0002604529000000061
i)当MC<Pm<P'm时，对应申报出力未中标，发电收益B1＝Qc(Pc-Pm)+QmPp，此时发电收益为正。
ii)当MC<Pm＝P'm时，发电机组为边际机组，对应申报出力部分中标或者全部中标，发电收益B2＝Qc(Pc-Pm)+Qm(Pm-C),此时发电收益由机组实际申报出力决定。
iii)当MC<P'm<Pm、MC＝P'm<Pm、P'm<MC<Pm时，对应申报出力全部中标，发电收益B3＝Qc(Pc-Pm)+Qm(Pm-C),此时发电企业收益为正。
即：当现货市场出清价格大于发电企业边际成本时，有B1<B2<B3，发电企业应在现货市场报低价争取多中标，中标越多发电收益越高。
2)Pm＝MC，有以下三种报价情况：
Figure BDA0002604529000000062
i)当Pm＝MC<P'm时，对应申报出力未中标，发电收益B4＝Qc(Pc-Pm)+QmPp，发电企业收益为正。
ii)当Pm＝MC＝P'm，发电机组为边际机组，对应申报出力部分中标或者全部中标，发电收益B5＝Qc(Pc-Pm)+Qm(Pm-C),此时发电企业收益为正。
iii)当P'm<Pm＝MC时，对应申报出力全部中标，发电收益B6＝Qc(Pc-Pm)+Qm(Pm-C),此时发电企业收益为正。
即：当现货市场出清价格等于发电企业边际成本时，有B5<B4<B6，但考虑到为避免机组频繁启停，发电企业最优报价方法是在现货市场报低价争取多中标。
3)Pm<MC，有以下五种报价情况：
Figure BDA0002604529000000071
i)当Pm<MC<P'm、Pm<MC＝P'm、Pm<P'm<MC时，对应申报出力未中标，发电收益B7＝＝Qc(Pc-Pm)+QmPp，此时发电企业收益为正。
ii)当Pm＝P0<MC，发电机组为边际机组，对应申报出力部分中标或者全部中标，发电收益B8＝Qc(Pc-Pm)+Qm(Pm-C),此时发电企业收益B8<B7。
iii)当P0<Pm<MC，对应申报出力全部中标，Qc≤Qm,发电收益B9＝Qc(Pc-Pm)+Qm(Pm-C)，此时发电企业收益B9<B8<B7。
即：当现货市场出清价格小于发电企业边际成本时，发电企业每多发一度电都会造成亏损，此时其最优报价方法是在现货市场报高价争取不中标，然后在现货市场买电以完成中长期合约。
因此，电力现货市场基于前景理论的发电商辅助报价系统获取目标时段负荷预测模块、现货市场价格预测模块与发电企业数据采集模块传输的数据，根据现货市场价格预测值及发电企业机组边际成本进行比对后，将出现以下三种情况，作为报价模型数据处理模块的报价原则指导报价：
1)现货市场出清价格预测值>发电企业边际成本，发电企业应在现货市场报低价争取多中标，中标越多发电收益越高。
2)现货市场出清价格＝发电企业边际成本，为避免机组频繁启停，发电企业应在现货市场报低价争取多中标。
3)现货市场出清价格<发电企业边际成本，发电企业应在现货市场报高价争取不中标，并在现货市场买电以完成中长期合约。
步骤3、辅助报价模块建立基于前景理论的发电企业电力现货市场综合决策模型。
在本步骤中，首先对建模基础说明如下：
在构建基于前景理论的发电企业电力现货市场综合决策模型前做出如下假设:
(1)某时段负荷量预测值为q，中长期市场和现货市场间的相关系数为0，中长期合同市场电价为pc，现货市场电价pm，服从正态分布
Figure BDA0002604529000000072
其均值μ2标准和标准差σ2之间满足线性关系：μ2＝k1q+b1,σ2＝k2q+b2，其中k1、b1为与中长期合同价格相关的常数，k2、b2为与现货市场价格相关的常数。
(2)x为发电商在中长期合同市场的电量分配比例，则现货市场发电商分配电量为q(1-x)。
(3)发电商报价不影响现货市场电价分布，考虑现货市场中发电商可能不中标的情况，中标概率m和发电商现货市场报价p'm存在负相关关系：m＝m(p'm)。
(4)发电商单机组运行，发电成本是机组出力P的二次函数:C(P)＝aP2+bP+c，发电商的预期利润B0与负荷量q成正比，即B0＝kq。
基于上述说明，辅助报价模块将实现对现货市场与中长期市场电量分配比例与现货市场报价两者的同时优化，建立基于前景理论的发电企业电力现货市场综合决策模型，具体处理步骤如下：
1)初始化中长期合同市场电量分配比例x和现货市场报价p'm的初值；
2)计算获得中标概率。当发电商的报价为p'm时，报价比p'm低的其他发电商会优先上网，故中标概率m与报价p'm之间的关系为:
Figure BDA0002604529000000081
式中:f(t)为日前市场电价分布的概率密度函数。
3)计算中标和未中标情况下利润，并计算价值函数。因考虑现货市场竞价可能不中标的情况，不中标的电能不能上网运行，因此在研究发电商获利时分两种情况讨论，设中标和未中标时的利润分别为B1(x)和B2(x)，根据结算方式有：
B1(x)＝qx(Pc-Pm)+q(1-x)(Pm-C(P)) (6)
B2(x)＝xq(Pc-Pm)+q(1-x)Pp。 (7)
结合发电商的预期利润值B0，分别设中标时的价值函数为V1(x)，未中标时的价值函数为V2(x)。
i)当实际利润超过预期利润时，发电商认为是收益的，构造价值函数为：
V1(x)＝(B1-B0)α (8)
V2(x)＝(B2-B0)α (9)
ii)当实际利润低于预期利润时，发电商感觉是损失的，构造价值函数为：
V1(x)＝-λ(B0-B1)β (10)
V2(x)＝-λ(B0-B2)β (11)
V1(x)是现货市场中标时的价值函数，V2(x)是现货市场未中标时的价值函数。
4)分别构造在中标和未中标情况下的方案权重函数为ω1(m)和ω2(m)则有:
Figure BDA0002604529000000082
Figure BDA0002604529000000091
5)考虑多时段出清，带入综合决策目标函数计算在此报价水平和分配比例下的前景效用值并记录用于下一步比较。
6)重复这一过程，若优于上一步报价水平和分配比例下的效用值则保留记录，否则按照固定步长修改报价和分配比例，直到效用值计算结果收敛。
U＝V1(x)ω1(m)+V2(x)ω2(m) (14)
Figure BDA0002604529000000092
其中：
Pmin<Pt<Pmax (16)
-RDΔt≤Pt+Δt-Pt≤RUΔt (17)
α<1,β<1(18)
λ>1(19)
0<x<1(20)
式中，T表示总时段数，qt表示t时段的负荷量预测值，Pm,t表示t时段现货出清价格，mt表示t时段中标概率，Pp表示未避免机组启停的超发惩罚。电价Pmin、Pmax表示机组出力上下限，Pt表示t时段机组出力，RU、RD表示机组上坡率和下坡率，Δt为时段长度，式(18)表示敏感性递减约束，式(19)表示决策者厌恶损失约束。
步骤4：通过计算比较不同方案的前景效用值，选出前景效用值最大的方案，得出发电商在多个市场中的最优电量分配比例及现货市场最优报价，确定最优决策方案。
如图2所示，本步骤的具体实现方法包括以下步骤：
(1)根据负荷量q确定发电商预期利润和现货市场电价分布的均值和方差；
(2)初始化中长期合同市场电量分配比例x和现货市场报价p'm的初值；
(3)分别计算在中标与未中标情况下所得利润；
(4)带入综合决策目标函数计算在此报价水平和分配比例下的前景效用值并记录用于下一步比较；
(5)若优于上一步报价水平和分配比例下的效用值则保留记录，否则按照固定步长修改报价和分配比例；
(6)最终保留记录的报价和分配比例即为最优综合决策方案。
步骤5、输出显示模块接收辅助报价模块的报价结果进行显示。
下面以某发电企业具体案例为例，对本发明进行进一步描述，进而验证本发明的效果。
企业签订中长期合同市场电价Pc＝16USD/MW·h，现货市场电价Pm的均值和标准差与预测负荷q的关系为μ2＝k1q+16USD/MW·h,σ2＝k2q+2USD/MW·h，发电成本C(P)＝0.0525P2+1.2P+20，风险偏好系数α＝0.88，风险规避系数β＝0.88，收益和损失时的风险态度系数θ和δ分别取0.61和0.67,敏感系数λ＝2.25，预期利润为:B0＝3*106USD。
表1是期望利润变化时的最优分配系数及现货报价。从表1可以看出，在预期利润较小时，本模型在中长期合同市场的电量分配比例时较高的，因为此时发电商很容易满足自己的心理预期，根据前景理论，决策者收益与否其心理的参考点有关，高于参考点感到收益，决策者在获得收益时，表现出风险规避型，因而采取比较保守的策略。随着预期利润的增加，决策者收益在低于参考点感到损失，在面对损失时，则表现出风险偏爱型，进而在现货市场中的电量投入比例增大，在预期利润很大时，发电会将全部的电量投入现货市场，以期获得高风险下的高利润。本文模型很好地反映了发电商在面对不同心理预期时会有不同风险偏好这一有限理性人的特征，这使决策结果更符合发电商的心理预期。
表1期望利润变化对发电商电量分配的影响
Figure BDA0002604529000000101
(2)现货市场电价水平k1对发电商竞价策略的影响
为研究现货市场电价水平k1对发电商竞价策略的影响，保持其他条件不变，参考文献研究，取k2＝0.02，改变现货市场的电价水平进行仿真，得出结果如表2所示。
表2现货市场电价水平对最优方案的影响
Figure BDA0002604529000000111
分析表2可知，现货市场电价水平较高，现货市场利润空间较大，发动机组出力相同时，现货市场电价水平越高，投入现货市场的电量比例越大。由于本模型时联合优化分配电量比例与现货市场报价，因此最优报价与电价水平不是完全的线性关系，当现货市场电价水平较低时，发电商会在中长期合同市场分配较高的电量，此时现货市场的收益较低，发电商收益在低于参考点感到损失，表现出风险偏爱型，进而在现货市场中的报价会适当提高；当现货市场电价水平较高时，发电商会在现货市场分配较高的电量，此时现货市场的收益较高，发电商收益高于参考点感到收益，表现出风险规避型，进而在现货市场中的报价会适当降低，以期获得更大中标量以实现发电收益，能较好的反映出决策者的心理特征。
(3)现货市场风险价水平k2对发电商竞价策略的影响
表3现货市场风险水平对最优方案的影响
Figure BDA0002604529000000112
通过对表3的分析，根据前景理论，决策者在获得收益是表现出风险规避型，随着现货市场风险水平的提高，发电商倾向于在中长期合同市场分配更多的电量以获得稳定的收益。根据前景理论，决策者对损失的厌恶程度往往大于相同收益的喜欢程度，所以随着现货市场风险水平的提高，发电商减小在现货市场中分配的电量，但会稍微提高现货市场报价以期弥补这一损失，此时发电商在现货市场上表现出风险偏好性倾向。
(4)风险偏好系数的变化对发电商竞价策略的影响
除了受期望利润、现货电价水平和现货风险水平的影响，决策的制定还与决策者的性格有关，前景理论中通过风险偏好系数和风险规避系数来刻画决策者的性格。控制其余参数不变(加个预期利润)，通过调整风险偏好系数探究决策者的行为变化，不同风险偏好系数下发电商竞价策略的影响如表4所示：
表4不同风险偏好系数下发电商竞价策略的影响
Figure BDA0002604529000000121
由表4我们可以看到，随着风险偏好系数的逐渐增大，发电商投入中长期合同市场的电量逐渐减少。当预期利润为3*106USD时，α为0.5时，发电商收益大于预期利益，采取风险规避的措施，随着α的逐渐增加，发电商越来越偏好风险，投入现货市场的电量逐渐增加，现货报价逐渐增高，以期获取更大利润。这说明，由于不同发电企业的决策者，在面对相同的预期目标时，往往会做出不同的策略选择。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种电力现货市场基于前景理论的发电商辅助报价系统，其特征在于：包括登录信息输入模块、发电企业数据采集模块、交易中心数据库、市场运行信息采集模块、目标时段负荷预测模块、现货市场价格预测模块、辅助报价模块和输出显示模块，其中：
登录信息输入模块：用于用户登录系统时输入登录信息；
发电企业数据采集模块：采集发电企业数据信息，并将发电企业数据信息传送给辅助报价模块；
交易中心数据库：为系统提供历史负荷数据及中长期电力合同价格与电力现货市场出清价格历史数据；
市场运行信息采集模块：从交易中心数据库采集市场运行的历史数据，并将采集的历史数据传输至现货市场价格预测模块与目标时段负荷预测模块；
目标时段负荷预测模块：从市场运行信息采集模块中采集的历史负荷数据，获得目标时段负荷预测值，并传输至辅助报价模块；
现货市场价格预测模块：根据市场历史供需数据与价格分布情况，得到现货市场电价概率分布，并传输至辅助报价模块；
辅助报价模块：根据目标时段负荷预测模块、现货市场价格预测模块与发电企业数据采集模块传输的数据，建立发电商现货市场竞价策略模型及基于前景理论的发电企业电力现货市场综合决策模型，得出发电商在多个市场中的最优电量分配比例及现货市场最优报价，并传输至输出显示模块；
输出显示模块：将辅助报价模块输出的最优电量分配比例及现货市场最优报价进行显示。
2.根据权利要求1所述的电力现货市场基于前景理论的发电商辅助报价系统，其特征在于：所述发电企业数据信息包括企业机组发电边际成本、机组出力成本模型系数、交易风险偏好系数、风险规避系数和对收益和损失的敏感系数。
3.根据权利要求1所述的电力现货市场基于前景理论的发电商辅助报价系统，其特征在于：所述市场运行信息采集模块从交易中心数据库导入市场运行的历史数据包括交易时段历史负荷数据、市场历史发电侧供给量、现货市场历史价格。
4.根据权利要求1所述的电力现货市场基于前景理论的发电商辅助报价系统，其特征在于：所述现货市场价格预测模块得到现货市场电价概率分布服从正态分布
Figure FDA0002604528990000011
其中，均值标准μ2和标准差σ2之间满足线性关系：μ2＝k1q+b1，σ2＝k2q+b2，k1、b1为与中长期合同价格相关的常数，k2、b2为与现货市场价格相关的常数。
5.一种如权利要求1至4任一项所述电力现货市场基于前景理论的发电商辅助报价系统的决策方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、辅助报价模块获取目标时段负荷预测模块、现货市场价格预测模块与发电企业数据采集模块传输的数据；
步骤2、辅助报价模块根据发电企业收益函数，建立发电商现货市场竞价策略；
步骤3、辅助报价模块建立基于前景理论的发电企业电力现货市场综合决策模型；
步骤4、辅助报价模块通过计算比较不同方案的前景效用值，选出前景效用值最大的方案，得出发电商在多个市场中的最优电量分配比例及现货市场最优报价，确定最优决策方案；
步骤5、输出显示模块接收辅助报价模块的报价结果进行显示。
6.根据权利要求5所述的电力现货市场基于前景理论的发电商辅助报价系统的决策方法，其特征在于：所述步骤1中辅助报价模块接收的数据包括发电企业数据采集模块传输的发电企业数据信息、目标时段负荷预测模块传输的目标时段负荷预测值以及现货市场价格预测模块传输的市场运行的历史数据。
7.根据权利要求5所述的电力现货市场基于前景理论的发电商辅助报价系统的决策方法，其特征在于：所述步骤2的具体实现方法为：
首先，按下式计算发电企业收益：
B＝QcPc+Pm(Qm-Qc)-QmC
式中，B表示发电企业发电收益，Qc表示合同电量，Qm表示日前中标量，Pc表示合同价格，Pm表示市场出清价格，C表示发电平均成本；
然后，分析市场出清价格Pm与发电边际成本MC的关系：
(1)当Pm＞MC时，设P′m为发电企业现货市场报价，MC为发电边际成本，Pp为机组未中标时有以下五种报价情况：
①当MC＜Pm＜P′m时，对应申报出力未中标，发电收益B1＝Qc(Pc-Pm)+QmPp，此时发电收益为正；
②当MC＜Pm＝P′m时，发电机组为边际机组，对应申报出力部分中标或者全部中标，发电收益B2＝Qc(Pc-Pm)+Qm(Pm-C)，此时发电收益由机组实际申报出力决定；
③当MC＜P′m＜Pm、MC＝P′m＜Pm、P′m＜MC＜Pm时，对应申报出力全部中标，发电收益B3＝Qc(Pc-Pm)+Qm(Pm-C)，此时发电企业收益为正；
(2)当Pm＝MC时，有以下三种报价情况：
①当Pm＝MC＜P′m时，对应申报出力未中标，发电收益B4＝Qc(Pc-Pm)+QmPp，发电企业收益为正；
②当Pm＝MC＝P′m，发电机组为边际机组，对应申报出力部分中标或者全部中标，发电收益B5＝Qc(Pc-Pm)+Qm(Pm-C)，此时发电企业收益为正；
③当P′m＜Pm＝MC时，对应申报出力全部中标，发电收益B6＝Qc(Pc-Pm)+Qm(Pm-C)，此时发电企业收益为正；
(3)当Pm＜MC时，有以下五种报价情况：
①当Pm＜MC＜P′m、Pm＜MC＝P′m、Pm＜P′m＜MC时，对应申报出力未中标，发电收益B7＝＝Qc(Pc-Pm)+QmPp，此时发电企业收益为正；
②当Pm＝P0＜MC，发电机组为边际机组，对应申报出力部分中标或者全部中标，发电收益B8＝Qc(Pc-Pm)+Qm(Pm-C)，此时发电企业收益B8＜B7；
③当P0＜Pm＜MC，对应申报出力全部中标，Qc≤Qm，发电收益B9＝Qc(Pc-Pm)+Qm(Pm-C)，此时发电企业收益B9＜B8＜B7；
最后，发电企业进行如下决策：
(1)当现货市场出清价格预测值＞发电企业边际成本时，发电企业应在现货市场报低价争取多中标，中标越多发电收益越高；
(2)当现货市场出清价格＝发电企业边际成本时，为避免机组频繁启停，发电企业应在现货市场报低价争取多中标；
(3)当现货市场出清价格＜发电企业边际成本时，发电企业应在现货市场报高价争取不中标，并在现货市场买电以完成中长期合约。
8.根据权利要求5所述的电力现货市场基于前景理论的发电商辅助报价系统的决策方法，其特征在于：所述步骤3的具体实现方法为：
(1)初始化中长期合同市场电量分配比例x和现货市场报价p′m的初值；
(2)计算获得中标概率；
(3)计算中标和未中标情况下利润，并计算价值函数；
(4)分别构造在中标和未中标情况下的方案权重函数；
(5)考虑多时段出清，带入综合决策目标函数计算在此报价水平和分配比例下的前景效用值并记录用于下一步比较；
(6)重复上述过程，如果优于上一步报价水平和分配比例下的效用值则保留记录，否则按照固定步长修改报价和分配比例，直到效用值计算结果收敛。
9.根据权利要求5所述的电力现货市场基于前景理论的发电商辅助报价系统的决策方法，其特征在于：所述步骤4的具体实现方法包括以下步骤：
(1)根据负荷量确定发电商预期利润和现货市场电价分布的均值和方差；
(2)初始化中长期合同市场电量分配比例x和现货市场报价p′m的初值；
(3)分别计算在中标与未中标情况下所得利润；
(4)带入综合决策目标函数计算在此报价水平和分配比例下的前景效用值并记录用于下一步比较；
(5)如果优于上一步报价水平和分配比例下的效用值则保留记录，否则按照固定步长修改报价和分配比例；
(6)最终保留记录的报价和分配比例即为最优综合决策方案。
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