CN114240225A - 源网荷储多元协同互动下的电力系统运行评价方法和系统 - Google Patents
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Abstract
一种源网荷储多元协同互动下的电力系统运行评价方法和系统，包括：数据导入模块、三级指标评价模块、一级指标评价模块和结果展示模块，数据导入模块用于输入电力现货市场运营原始数据和评分，并进行数据的初步处理；三级指标评价模块基于初步处理的数据，采用层次分析法计算各项指标的主观权重向量，采用熵值法计算各项指标的客观权重向量，以级差最大化为目标在主观权重向量和客观权重向量所得权重区间内优化求解得到最终的指标权重；一级指标评价模块基于已被初步处理的数据，为其赋予上一模块中的权重值并将乘积加总，得到各一级指标的评价结果；结果展示模块展示三级指标和一级指标的评价结果。本发明对电力现货市场运行进行具体的、综合的评价，并通过指标归一化处理——指标赋权——指标合成的步骤搭建评价系统，充分考察目前电力现货市场运行时的结构、供需、经济性、充裕度、可靠性、发电结构和污染物排放量等因素。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种电网智能控制领域的技术，具体是一种源网荷储多元协同互动下的电力系统运行评价方法和系统。
背景技术
现有电力系统评价指标的缺陷和不足在于：指标构建杂乱，层次不够清晰；考虑的系统主体主要集中在发电侧，没有将源网荷储协同互动的影响考虑进指标评价当中。本发明基于科学性、实用性、全面性原则构建了适应电力系统的三层级指标评价体系，从源、网、荷、储各角度为出发点，并考虑源网荷储协调互动对系统运行的影响，计算并得到评价结果。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种源网荷储多元协同互动下的电力系统运行评价方法和系统，根据山东电网特点和山东电力现货市场交易规则，构建了一种含三个层级的评价指标体系，对电力现货市场运行进行具体的、综合的评价，并通过指标归一化处理——指标赋权——指标合成的步骤搭建评价系统，充分考察目前电力现货市场运行时的结构、供需、经济性、充裕度、可靠性、发电结构和污染物排放量等因素。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种源网荷储多元协同互动下的电力系统运行评价系统，包括：数据导入模块、三级指标评价模块、一级指标评价模块和结果展示模块，其中：数据导入模块用于输入电力现货市场运营原始数据和评分，并进行数据的初步处理；三级指标评价模块基于初步处理的数据，采用层次分析法计算各项指标的主观权重向量，采用熵值法计算各项指标的客观权重向量，以级差最大化为目标在主观权重向量和客观权重向量所得权重区间内优化求解得到最终的指标权重；一级指标评价模块基于已被初步处理的数据，为其赋予上一模块中的权重值并将乘积加总，得到各一级指标的评价结果；结果展示模块展示三级指标和一级指标的评价结果。
所述的电力现货市场运行的评价指标，为三层评价指标体系，包括：作为一级指标的市场指标、安全性指标、可持续性指标；作为二级指标的市场指标下的结构、供需、经济性、协调性、充裕度，安全性指标下的充裕度、可靠性，可持续性指标下的发电结构、污染物排放量；作为三级指标的二级指标下的各项具体评价指标。
所述的初步处理是指：根据原始数据的类型，通过模糊数学评价方法中的隶属度函数对指标值进行归一化处理以消除不同指标间的单位、范围等差异。根据指标对评价结果产生的影响，可将评价指标分为正指标、负指标。正指标指数值越大，评价对象为价值越高的指标；负指标指数值越大，评价对象为价值越低的指标。
所述的指标权重是指：三级指标的评价结果，表示该三级指标对一级指标结果的重要程度和对电力现货市场运行的影响程度，将被用于一级指标评价结果的计算中，同时也将被输入到结果展示模块中。
所述的三级指标评价结果为各指标的权重值，反映此刻电力现货市场中其主要影响的因素，一级指标评价结果为对三级指标赋权并加总后的综合评价值，反映了电力现货市场整体运行状态的得分。结果展示模块从细分指标层面和综合评价层面展示评价结果。
附图说明
图1为本发明流程示意图；
图2为本发明提供的评价系统结构图；
图3为实施例效果展示界面。
具体实施方式
本实施例涉及的一套三层评价指标体系，如下表所示：
本实施例以评价电力现货市场运营情况，各三级指标含义如下：
市场指标下的三级指标：
1)申报空间HHI可用于计量市场中发电厂商规模的离散度，HHI值在10000/N～10000之间，其值越小，表明市场竞争越激烈，市场资源分配越分散，其具体为：
其中：X为现货现货市场中各发电厂商的竞争性申报电量总和(除去固定出力机组及必开必停机组的最小出力)，Xi为第i个发电厂商申报的竞争性电量，N为参与现货现货市场的竞争性发电厂商总数。
2)Top-m份额指市场中最大的m个发电厂商所占市场份额，取m＝4，Top-4<30％为分散型市场，Top-4≥30％为集中型市场。
3)高价申报率指申报价格高于机组申报价格上限95％的申报电量占全部申报电量的百分比，反映了发电商行使市场力的意愿。
4)高价中标率指高价申报电量中标量占全部高价申报电量的比例，反映了发电商行使市场力度的结果。
5)机组申报容量持留率指各发电厂商在申报过程中的容量持留情况。计算公式为：机组申报容量持留率＝Σ(机组实际可用发电容量-申报容量)/所有机组申报电量。
6)竞价机组占统调机组比例代表在所有参与市场调度的机组中，竞价机组所占据份额大小，此份额越大，表明市场越开放，现货市场的改革越深入。其计算公式为竞价机组占统调机组比例＝竞价机组数目/所有参与现货市场的统调机组数目。
7)市场供需比反映市场内的供需状况，若供需比接近1或小于1时，市场供不应求，市场中发电商具有一定垄断能力，若供需比大于1，表明当前发电资源充足，竞争性更好具体为：
其中：QS为现货市场总发电容量，QD为评判时段内的平均负荷预测值。
8)需求侧响应负荷容量比例指现货市场内签订需求侧响应协议或经过测定得到的负荷总容量占总平均负荷预测值QD的比例，反映了负荷侧(需求侧)的弹性，负荷侧弹性越好，越有利于提升市场内的竞争水平，保障电力市场的稳定高效运行。
9)供电均衡度表示各时段可用发电容量与负荷预测的差与负荷预测之比的均方差。
10)生产者剩余是指由于发电商的实际成本与当前电价之间存在差异而给生产者带来的额外收益，也就是发电商在市场交易中实际获得的收益与其愿意接受的最小收益之间的差额。对整个市场而言，生产者剩余是所有发电商生产者剩佘的总和，从几何角度看它等于供给曲线之上、市场价格之下的面积。
11)对于市场个体来说，消费者剩余是购电商(包括大用户和售电公司)在购买一定电量时愿意支付的最高价格和实际支付的价格之间的差额。消费者剩余衡量了购电商所获得的额夕卜经济利益。对整个市场而言，消费者剩余是所有购电商消费者剩余的总和，从几何角度看它等于需求曲线之下、市场价格之上的面积。
12)以电能成分、容量成分和辅助服务成分三者收益的占比来衡量市场福利分布。
13)系统电能价格是系统内增加1MWh负荷，系统内购电成本的增加值，等于系统内最低节点价格。系统电能价格是系统内发电成本和市场运营效率的综合反映，系统电能价格越低，表明系统中发电商成本越低，市场运营效率越高，用户的电能价格越便宜。
14)价格波动率指现货市场在给定周期内的典型日内，全天各时段的系统电能价格标准差与系统电能价格均值之比。价格波动率越高，表明电价在不同时段的差距越大，对调峰调频等辅助服务需求越大，反映出现货市场本身的不稳定性具体为：
其中：σp为典型日的系统电能价格标准差，μp为典型日的系统电能价格均值。
15)节点价格差异性反映系统内各节点电价的分布情况，同样以典型日系统内各节点电价计算，节点价格差异性越大，表明系统内阻塞越严重，发电资源配置越不均匀具体为：
其中：σb为典型日所有节点电价的标准差，μb为典型日所有节点电价的均值。
16)市场净效益反映电力市场开放所带来的的社会福利，在经济学定义中，社会总福利为生产者剩余和消费者剩余之和，在本项目中，借鉴此定义，以发电商报价曲线为生产者成本曲线，以售电商报价曲线为消费者效用曲线，将市场净效益定义为发电商剩余和售电商剩余之和。
17)尖峰电价出现频率用于计算现货市场中电价飙升极端情况的出现频率，尖峰电价是极端天气、负荷突增、发电商市场力等情况的直接经济风险体现，计算其频率有利于对市场的经济风险进行评价，为结合具体情况解决或缓解造成尖峰电价的原因提供了基本依据具体为：
其中：TP为给定周期时间内出现尖峰电价的时间段数，T为给定周期(通常取天/周/月/年)内的总时间段数。
18)能量市场价格收敛性表示日前市场和实时市场的系统边际电价的差值，差值越小说明日前市场的发电计划越接近实时运行的需求，减少了利用两个市场的价格差进行套利的可能性，能够反映市场效率。
19)电力弹性系数反映电力与经济发展的协调性。不同国家在不同的经济发展阶段，其电力弹性系数有不同数值。这一系数的变化不仅与电力工业的发展水平直接有关，还与科学技术水平、经济结构、产品结构、装备和管理水平、人民生活水平等因素有关。
20)与环境协调性通过考察节能调度、清洁能源发电、污染物排放率来了解电力对环境的影响程度。
21)电源电网规划协调性可以有效评价资源配置效率。电源电网应该是统一规划，协调发展的，这有利于资源配置效率的最大化，避免出现电源电网不配套发展，导致窝电或者阻塞等问题。在实际中应该保持电源、电网、负荷的增长和发展相协调、一致。电网发展应该超前于电源的发展，电源的发展又应该适度超前于负荷的增长需求。电源电网协调发展是实现电力市场绩效水平提升的保证。
22)资源优化配置方面的指标用来反映电力市场运营在资源优化配置方面的效果。用跨省跨区交易率来反映不同区域间的资源共享和资源优化效果，可以表示为跨省跨区交易电量和市场总成交电量的比值；水能利用率用来反映水火电协调供给的效果和水能的利用效率，可以表示为水电机组实际发电量与水电机组最大可发电量的比值。
23)电力监管机构对电力企业及企业在市场中的交易行为进行直接控制和间接调控，从而实现市场资源优化配置的行政管理行为。因此有效的监管会促使资源配置效率的优化，提高市场绩效。
24)发输配电投资比例：在电力市场中发、输、配、售是一体的，因此发输配各方的投资和建设应该相互一致和协调。目前我国发电投资过热，而输配电投资不足，这对于市场绩效水平的提升是一个不利的信号。
25)市场成熟度可以用来解释市场间的绩效差异。在一个新的市场中，即使是最有经验的市场参与者也会由于缺乏充足的信息而无法提前知道事后对自己有利的交易机会，这样会错失套利机会。随着电力市场逐渐成熟，市场参与者将获得更多的关于市场运行机制的信息，这使得他们能更充分的利用这些套利机会。而将这些套利机会排除掉将有助于提高市场绩效。
26)电力工业技术进步水平：电力市场的发展是以电力工业技术进步的发展为前提的，因此电力工业技术进步水平影响着电力市场的发展，影响着电力市场的绩效水平。
27)政策适度性：基于相关市场运营结果指标的变化情况，来对相关政策进行效果评价，考察电力市场发展与相关政策的协调性。主要可以就投资刺激政策、环保政策、能源政策、市场交易政策、金融政策等进行分析。
28)发输配电价格比例：售电价是由发电价格、输电价格和配电价格构成的，发输配电价格比例的问题是一个利益分配的问题，不仅受投资比例的影响还受到市场规则和制度的影响，合理的发输配电价格比例无疑有利于电力市场绩效的提升。
所述的安全性指标下的三级指标包括：
1)备用容量水平指市场中可用的备用容量在系统处于重载状态时的水平，直接反映市场应对负荷风险的能力，当备用容量水平小于一定值时，市场应对风险能力不足，可能导致大面积停电等重大事故发生。其计算公式为备用容量水平＝(市场可用容量-市场峰荷)/市场峰荷。
3)风电可调容量为所辖区域内风电场功率预测发电容量扣除风电受阻容量。
4)水电机组总装机机组容量扣除以水定电受阻容量、通道受阻容量和水电机组检修容量后，调度可调的水电机组容量。
5)无功服务成本主要包括无功的能源供应和无功的事故备用。无功的能源供应必须满足系统和负荷的需求，负荷的无功需求会根据有功需求的大小和其特性变化。
6)有功上下调服务的成本即为该市场的旋转备用总成本，包括该区域所有旋转备用机组的运行成本和留出部分旋转备用容量的机组承担的机会成本，反映该市场投入系统平衡的运行支出。
7)上下调服务价格与调频里程(灵活性)：系统上调服务与下调服务是辅助服务市场最主要的交易，其本质是为了解决无功差额问题，因而其价格波动性要比能量市场大得多。选取每日(月)的上下调价格的最大值、平均值、最小值以及调频里程作为指标进行价格曲线分析。
8)N-1标准执行程度、暂态稳定程度属于定性指标，由市场运营成员/ISO进行评判，用0-10之间的数值来标度其程度。
9)最大紧急备用容量(安全性)为整个市场内的紧急备用机组容量(或机组保留的部分紧急备用容量)之和。只有特殊情况下(如极端恶劣天气)这些备用容量才会被启用，因此正常运行时，最大紧急备用容量越小，系统可用的发电容量就越多，正常运行状态下的现货价格也就越低。
10)可用输电能力＝线路最大输送能力-输电可靠性裕度-容量效益裕度-输电协议所占用的输电容量。输电可靠性裕度即为了能够从其他互联系统中获得电力来满足可靠性需求而预留的输电容量裕度。
11)需求侧响应负荷容量指可以对价格变化做出调整的负荷大小。需求侧响应负荷容量越大，电力市场的长期安全性在一定程度上就越高。
所述的可持续性指标下的三级指标包括：
1)火电厂平均煤耗率可由给定周期内日前市场的火电机组的中标电量对应煤耗总和/火电机组总中标电量计算得到，平均煤耗率越低，日前市场的环保程度越高，越能保持可持续发展。
2)可再生能源平均发电占比反映了现货市场中可再生能源的重要程度，其计算公式为：可再生能源平均发电占比＝可再生能源给定周期内中标发电量/日前市场所有机组总中标发电量。
3)可持续发展指标主要可以通过可再生能源发电量占全部发电量的年增长率和可再生能源发电量的年增长率来进行衡量。
4)污染物排放量指的是日前市场中所排放的CO2、SO2和NOx的排放水平，包括单位发电量的CO2排放量、单位发电量的SO2排放量和单位发电量的氮氧化物排放量，各指标单位为吨，单位发电量指每兆瓦时发电量。
如图2所示，为本实施例涉及的一种电力现货市场运行的评价指标生成系统，包括：数据导入模块、三级指标评价模块、一级指标评价模块、结果展示模块。数据导入模块用于输入电力现货市场运营原始数据和评分，并进行数据的初步处理。三级指标评价模块基于已被初步处理的数据，采用层次分析法计算各项指标的主观权重向量，采用熵值法计算各项指标的客观权重向量，以级差最大化为目标在主观权重向量和客观权重向量所得权重区间内优化求解得到最终的指标权重。一级指标评价模块基于已被初步处理的数据，为其赋予上一模块中的权重值并将乘积加总，得到各一级指标的评价结果，并输入到结果展示模块中。结果展示模块用于展示三级指标和一级指标的评价结果。三级指标评价结果为各指标的权重值，以表格的形式展示，一级指标评价结果为对三级指标赋权并加总后的综合评价值，以雷达图的形式展示。
所述的初步处理包括：采用模糊数学评价方法中的隶属度函数来对原始数据进行归一化处理。不同类型的指标有着不同的隶属度函数，根据指标对评价结果产生的影响，可将评价指标分为正指标、负指标。
所述的正指标的隶属度函数是指：
其中：A(x)为正指标变量x的隶属度，a1和a2分别是x的下限和上限值。
所述的负指标的隶属度函数是指：
其中：B(x)为负指标变量x的隶属度，b1和b2分别是x的下限和上限值。
如图1所示，为基于上述系统的评价指标生成方法，包括：
步骤1、从现货电力市场市场表现、安全性、可持续性角度分析电网的特点；
步骤2、定义一级指标、二级指标、三级指标的含义和计算、评分；
步骤3、采用层次分析法计算各项细化指标的权重系数；
步骤4、采用熵值法计算各项细化指标的权重系数；
步骤5、基于级差最大化的赋权方法确定各项细化指标的权重系数
步骤6、采用加权平均法从三级到一级递推计算各层级指标并生成现货电力市场综合评价指标。
所述的生成方法，具体包括：
1)采用层次分析法计算各项指标的权重系数，具体包括：
1.1)构造n个指标之间的判断矩阵A。设各指标为Y1,Y2,…,Yn，根据专家建议，可得到判断矩阵：
其中：aij为指标Yi与指标Yj的相对重要性度量。
该矩阵中的元素aij取值含义为：
1.2)计算各指标权重值，具体为：首先对矩阵的每一列向量进行归一化
对矩阵按行求和：
对矩阵各行求平均值得到各指标权重：wi＝Xi/n,i＝1,2,…,n；W＝(w1,w2,…,wn)T。
1.3)对所得权重结果进行一致性检验。首先计算判断矩阵A的最大特征根
后，对判断矩阵进行一致性检验
其中：CI为判断矩阵的一致性指标，RI为平均随机一致性标准，取值如下。
| n | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| RI | 0 | 0 | 0.58 | 0.96 | 1.12 | 1.24 | 1.32 | 1.41 | 1.45 |
1.4)计算出CR为判断矩阵的随机一致性比率，当CR<0.10时，认为层次单排序结果有满意的一致性，所求出的权重合理，否则需要调整判断矩阵的各元素取值。
2)采用熵值法计算各项指标权重系数，具体包括：
2.1)构建m个待评价对象的n个评价指标的特征矩阵
2.2)将判断矩阵X进行归一化处理，归一化方法与前述的层次分析法相同，此处不再赘述，得到新的判断矩阵P＝(pij)m×n。
2.3)根据熵的定义，m个评价对象n个评价指标，可求出评价指标的相对熵值是指：
其中：在pij＝0时，为使lnpij有意义，设置
2.4)计算评价指标的熵权，即权重
3)以级差最大化为目标，在层次分析法和熵权法所得权重区间内通过优化求解最终的指标权重，具体包括：
3.1)设通过层次分析法得到的指标权重集为
通过熵权法得到的指标权重集为
则对应第i个指标的权重wi的合理取值空间定义为
权重指标集为W＝(w1,w2,…,wn)T。
3.2)计算得到最终评价结果
为保持良好区分度，以最终权重下m个待评价对象得分的级差最大为目标函数，以各指标最终权重处于合理区间内为约束条件，构建综合权重优化模型：
3.3)取得优化权重后，重新代入Z即可得到最终三级指标权重值，每一个三级评价指标对应一个权重值，该权重值表示该三级指标对一级指标结果的重要程度，将被用于一级指标评价结果的计算中，同时也作为三级评价指标的评价结果输入到结果展示模块中，即通过一级指标评价模块依据三级指标评价模块中求出的指标权重求解各个一级指标。
对于第k个一级指标，其求解公式为：
一级指标评价结果为对三级指标赋权并加总后的综合评价值，输入结果展示模块后以雷达图的形式展示。
以2018-2019年某电力市场公布的数据为基础，对于部分无法获取的内部数据做估算处理，得到4个市场A、B、C、D(每个市场时段为半年)如下：
| 一级指标评判结果 | 市场指标 | 安全性指标 | 可持续性指标 |
| 研究市场A | 0.14567 | 0.520257 | 0 |
| 研究市场B | 0.44771 | 0.541241 | 0.260125 |
| 研究市场C | 0.566868 | 0.755877 | 0.924845 |
| 研究市场D | 0.840772 | 0.223487 | 0.760922 |
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。
Claims (9)
1.一种源网荷储多元协同互动下的电力系统运行评价系统，其特征在于，包括：数据导入模块、三级指标评价模块、一级指标评价模块和结果展示模块，其中：数据导入模块用于输入电力现货市场运营原始数据和评分，并进行数据的初步处理；三级指标评价模块基于初步处理的数据，采用层次分析法计算各项指标的主观权重向量，采用熵值法计算各项指标的客观权重向量，以级差最大化为目标在主观权重向量和客观权重向量所得权重区间内优化求解得到最终的指标权重；一级指标评价模块基于已被初步处理的数据，为其赋予上一模块中的权重值并将乘积加总，得到各一级指标的评价结果；结果展示模块展示三级指标和一级指标的评价结果；
所述的电力现货市场运行的评价指标，为三层评价指标体系，包括：作为一级指标的市场指标、安全性指标、可持续性指标；作为二级指标的市场指标下的结构、供需、经济性、协调性、充裕度，安全性指标下的充裕度、可靠性，可持续性指标下的发电结构、污染物排放量；作为三级指标的二级指标下的各项具体评价指标。
2.根据权利要求1所述的源网荷储多元协同互动下的电力系统运行评价系统，其特征是，所述的初步处理包括：采用模糊数学评价方法中的隶属度函数来对原始数据进行归一化处理；不同类型的指标有着不同的隶属度函数，根据指标对评价结果产生的影响，可将评价指标分为正指标、负指标。
3.根据权利要求1所述的源网荷储多元协同互动下的电力系统运行评价系统，其特征是，所述的正指标的隶属度函数是指：
其中：A(x)为正指标变量x的隶属度，a1和a2分别是x的下限和上限值；
所述的负指标的隶属度函数是指：
其中：B(x)为负指标变量x的隶属度，b1和b2分别是x的下限和上限值。
4.根据权利要求1所述的源网荷储多元协同互动下的电力系统运行评价系统，其特征是，所述的指标权重是指：三级指标的评价结果，表示该三级指标对一级指标结果的重要程度和对电力现货市场运行的影响程度，将被用于一级指标评价结果的计算中，同时也将被输入到结果展示模块中。
5.根据权利要求1所述的源网荷储多元协同互动下的电力系统运行评价系统，其特征是，所述的三级指标评价结果为各指标的权重值，反映此刻电力现货市场中其主要影响的因素，一级指标评价结果为对三级指标赋权并加总后的综合评价值，反映了电力现货市场整体运行状态的得分；结果展示模块从细分指标层面和综合评价层面展示评价结果。
6.根据权利要求1所述的源网荷储多元协同互动下的电力系统运行评价系统，其特征是，所述的三级指标包括：
1)申报空间HHI可用于计量市场中发电厂商规模的离散度，HHI值在10000/N～10000之间，其值越小，表明市场竞争越激烈，市场资源分配越分散，其具体为：
其中：X为现货现货市场中各发电厂商的竞争性申报电量总和(除去固定出力机组及必开必停机组的最小出力)，Xi为第i个发电厂商申报的竞争性电量，N为参与现货现货市场的竞争性发电厂商总数；
2)Top-m份额指市场中最大的m个发电厂商所占市场份额，取m＝4，Top-4<30％为分散型市场，Top-4≥30％为集中型市场；
3)高价申报率指申报价格高于机组申报价格上限95％的申报电量占全部申报电量的百分比，反映了发电商行使市场力的意愿；
4)高价中标率指高价申报电量中标量占全部高价申报电量的比例，反映了发电商行使市场力度的结果；
5)机组申报容量持留率指各发电厂商在申报过程中的容量持留情况；计算公式为：机组申报容量持留率＝Σ(机组实际可用发电容量-申报容量)/所有机组申报电量；
6)竞价机组占统调机组比例代表在所有参与市场调度的机组中，竞价机组所占据份额大小，此份额越大，表明市场越开放，现货市场的改革越深入；其计算公式为竞价机组占统调机组比例＝竞价机组数目/所有参与现货市场的统调机组数目；
7)市场供需比反映市场内的供需状况，若供需比接近1或小于1时，市场供不应求，市场中发电商具有一定垄断能力，若供需比大于1，表明当前发电资源充足，竞争性更好具体为：
其中：QS为现货市场总发电容量，QD为评判时段内的平均负荷预测值；
8)需求侧响应负荷容量比例指现货市场内签订需求侧响应协议或经过测定得到的负荷总容量占总平均负荷预测值QD的比例，反映了负荷侧(需求侧)的弹性，负荷侧弹性越好，越有利于提升市场内的竞争水平，保障电力市场的稳定高效运行；
9)供电均衡度表示各时段可用发电容量与负荷预测的差与负荷预测之比的均方差；
10)生产者剩余是指由于发电商的实际成本与当前电价之间存在差异而给生产者带来的额外收益，也就是发电商在市场交易中实际获得的收益与其愿意接受的最小收益之间的差额；对整个市场而言，生产者剩余是所有发电商生产者剩佘的总和，从几何角度看它等于供给曲线之上、市场价格之下的面积；
11)对于市场个体来说，消费者剩余是购电商(包括大用户和售电公司)在购买一定电量时愿意支付的最高价格和实际支付的价格之间的差额；消费者剩余衡量了购电商所获得的额夕卜经济利益；对整个市场而言，消费者剩余是所有购电商消费者剩余的总和，从几何角度看它等于需求曲线之下、市场价格之上的面积；
12)以电能成分、容量成分和辅助服务成分三者收益的占比来衡量市场福利分布；
13)系统电能价格是系统内增加1MWh负荷，系统内购电成本的增加值，等于系统内最低节点价格；系统电能价格是系统内发电成本和市场运营效率的综合反映，系统电能价格越低，表明系统中发电商成本越低，市场运营效率越高，用户的电能价格越便宜；
14)价格波动率指现货市场在给定周期内的典型日内，全天各时段的系统电能价格标准差与系统电能价格均值之比；价格波动率越高，表明电价在不同时段的差距越大，对调峰调频等辅助服务需求越大，反映出现货市场本身的不稳定性具体为：
其中：σp为典型日的系统电能价格标准差，μp为典型日的系统电能价格均值；
15)节点价格差异性反映系统内各节点电价的分布情况，同样以典型日系统内各节点电价计算，节点价格差异性越大，表明系统内阻塞越严重，发电资源配置越不均匀具体为：
其中：σb为典型日所有节点电价的标准差，μb为典型日所有节点电价的均值；
16)市场净效益反映电力市场开放所带来的的社会福利，在经济学定义中，社会总福利为生产者剩余和消费者剩余之和，在本项目中，借鉴此定义，以发电商报价曲线为生产者成本曲线，以售电商报价曲线为消费者效用曲线，将市场净效益定义为发电商剩余和售电商剩余之和；
17)尖峰电价出现频率用于计算现货市场中电价飙升极端情况的出现频率，尖峰电价是极端天气、负荷突增、发电商市场力等情况的直接经济风险体现，计算其频率有利于对市场的经济风险进行评价，为结合具体情况解决或缓解造成尖峰电价的原因提供了基本依据具体为：
其中：TP为给定周期时间内出现尖峰电价的时间段数，T为给定周期(通常取天/周/月/年)内的总时间段数；
18)能量市场价格收敛性表示日前市场和实时市场的系统边际电价的差值，差值越小说明日前市场的发电计划越接近实时运行的需求，减少了利用两个市场的价格差进行套利的可能性，能够反映市场效率；
19)电力弹性系数反映电力与经济发展的协调性；不同国家在不同的经济发展阶段，其电力弹性系数有不同数值；这一系数的变化不仅与电力工业的发展水平直接有关，还与科学技术水平、经济结构、产品结构、装备和管理水平、人民生活水平等因素有关；
20)与环境协调性通过考察节能调度、清洁能源发电、污染物排放率来了解电力对环境的影响程度；
21)电源电网规划协调性有效评价资源配置效率；电源电网应该是统一规划，协调发展的，这有利于资源配置效率的最大化，避免出现电源电网不配套发展，导致窝电或者阻塞等问题；在实际中应该保持电源、电网、负荷的增长和发展相协调、一致；电网发展应该超前于电源的发展，电源的发展又应该适度超前于负荷的增长需求；电源电网协调发展是实现电力市场绩效水平提升的保证；
22)资源优化配置方面的指标用来反映电力市场运营在资源优化配置方面的效果；用跨省跨区交易率来反映不同区域间的资源共享和资源优化效果，表示为跨省跨区交易电量和市场总成交电量的比值；水能利用率用来反映水火电协调供给的效果和水能的利用效率，表示为水电机组实际发电量与水电机组最大可发电量的比值；
23)电力监管机构对电力企业及企业在市场中的交易行为进行直接控制和间接调控，从而实现市场资源优化配置的行政管理行为；因此有效的监管会促使资源配置效率的优化，提高市场绩效；
24)发输配电投资比例：在电力市场中发、输、配、售是一体的，因此发输配各方的投资和建设应该相互一致和协调；目前我国发电投资过热，而输配电投资不足，这对于市场绩效水平的提升是一个不利的信号；
25)市场成熟度用来解释市场间的绩效差异；在一个新的市场中，即使是最有经验的市场参与者也会由于缺乏充足的信息而无法提前知道事后对自己有利的交易机会，这样会错失套利机会；随着电力市场逐渐成熟，市场参与者将获得更多的关于市场运行机制的信息，这使得他们能更充分的利用这些套利机会；而将这些套利机会排除掉将有助于提高市场绩效；
26)电力工业技术进步水平：电力市场的发展是以电力工业技术进步的发展为前提的，因此电力工业技术进步水平影响着电力市场的发展，影响着电力市场的绩效水平；
27)政策适度性：基于相关市场运营结果指标的变化情况，来对相关政策进行效果评价，考察电力市场发展与相关政策的协调性；主要就投资刺激政策、环保政策、能源政策、市场交易政策、金融政策等进行分析；
28)发输配电价格比例：售电价是由发电价格、输电价格和配电价格构成的，发输配电价格比例的问题是一个利益分配的问题，不仅受投资比例的影响还受到市场规则和制度的影响，合理的发输配电价格比例无疑有利于电力市场绩效的提升；
所述的安全性指标下的三级指标包括：
1)备用容量水平指市场中可用的备用容量在系统处于重载状态时的水平，直接反映市场应对负荷风险的能力，当备用容量水平小于一定值时，市场应对风险能力不足，可能导致大面积停电等重大事故发生；其计算公式为备用容量水平＝(市场可用容量-市场峰荷)/市场峰荷；
3)风电可调容量为所辖区域内风电场功率预测发电容量扣除风电受阻容量；
4)水电机组总装机机组容量扣除以水定电受阻容量、通道受阻容量和水电机组检修容量后，调度可调的水电机组容量；
5)无功服务成本主要包括无功的能源供应和无功的事故备用；无功的能源供应必须满足系统和负荷的需求，负荷的无功需求会根据有功需求的大小和其特性变化；
6)有功上下调服务的成本即为该市场的旋转备用总成本，包括该区域所有旋转备用机组的运行成本和留出部分旋转备用容量的机组承担的机会成本，反映该市场投入系统平衡的运行支出；
7)上下调服务价格与调频里程(灵活性)：系统上调服务与下调服务是辅助服务市场最主要的交易，其本质是为了解决无功差额问题，因而其价格波动性要比能量市场大得多；选取每日(月)的上下调价格的最大值、平均值、最小值以及调频里程作为指标进行价格曲线分析；
8)N-1标准执行程度、暂态稳定程度属于定性指标，由市场运营成员/ISO进行评判，用0-10之间的数值来标度其程度；
9)最大紧急备用容量(安全性)为整个市场内的紧急备用机组容量(或机组保留的部分紧急备用容量)之和；只有特殊情况下(如极端恶劣天气)这些备用容量才会被启用，因此正常运行时，最大紧急备用容量越小，系统可用的发电容量就越多，正常运行状态下的现货价格也就越低；
10)可用输电能力＝线路最大输送能力-输电可靠性裕度-容量效益裕度-输电协议所占用的输电容量；输电可靠性裕度即为了能够从其他互联系统中获得电力来满足可靠性需求而预留的输电容量裕度；
11)需求侧响应负荷容量指对价格变化做出调整的负荷大小；需求侧响应负荷容量越大，电力市场的长期安全性在一定程度上就越高；
所述的可持续性指标下的三级指标包括：
1)火电厂平均煤耗率可由给定周期内日前市场的火电机组的中标电量对应煤耗总和/火电机组总中标电量计算得到，平均煤耗率越低，日前市场的环保程度越高，越能保持可持续发展；
2)可再生能源平均发电占比反映了现货市场中可再生能源的重要程度，其计算公式为：可再生能源平均发电占比＝可再生能源给定周期内中标发电量/日前市场所有机组总中标发电量；
3)可持续发展指标主要通过可再生能源发电量占全部发电量的年增长率和可再生能源发电量的年增长率来进行衡量；
4)污染物排放量指的是日前市场中所排放的CO2、SO2和NOx的排放水平，包括单位发电量的CO2排放量、单位发电量的SO2排放量和单位发电量的氮氧化物排放量，各指标单位为吨，单位发电量指每兆瓦时发电量。
7.一种基于权利要求1～6中任一所述系统的源网荷储协同互动下的电力系统评价指标生成方法，其特征在于，包括：
步骤1、从现货电力市场市场表现、安全性、可持续性角度分析电网的特点；
步骤2、定义一级指标、二级指标、三级指标的含义和计算、评分；
步骤3、采用层次分析法计算各项细化指标的权重系数；
步骤4、采用熵值法计算各项细化指标的权重系数；
步骤5、基于级差最大化的赋权方法确定各项细化指标的权重系数
步骤6、采用加权平均法从三级到一级递推计算各层级指标并生成现货电力市场综合评价指标。
8.根据权利要求7所述的源网荷储协同互动下的电力系统评价指标生成方法，其特征是，具体包括：
1)采用层次分析法计算各项指标的权重系数，具体包括：
1.1)构造n个指标之间的判断矩阵A；设各指标为Y1,Y2,…,Yn，根据专家建议，可得到判断矩阵：
其中：aij为指标Yi与指标Yj的相对重要性度量；
该矩阵中的元素aij取值含义为：
1.2)计算各指标权重值，具体为：首先对矩阵的每一列向量进行归一化
对矩阵按行求和：
对矩阵各行求平均值得到各指标权重：wi＝Xi/n,i＝1,2,…,n；W＝(w1,w2,…,wn)T；
1.3)对所得权重结果进行一致性检验；首先计算判断矩阵A的最大特征根
后，对判断矩阵进行一致性检验
其中：CI为判断矩阵的一致性指标，RI为平均随机一致性标准，取值如下；
1.4)计算出CR为判断矩阵的随机一致性比率，当CR<0.10时，认为层次单排序结果有满意的一致性，所求出的权重合理，否则需要调整判断矩阵的各元素取值；
2)采用熵值法计算各项指标权重系数，具体包括：
2.1)构建m个待评价对象的n个评价指标的特征矩阵
2.2)将判断矩阵X进行归一化处理，归一化方法与前述的层次分析法相同，此处不再赘述，得到新的判断矩阵P＝(pij)m×n；
2.3)根据熵的定义，m个评价对象n个评价指标，可求出评价指标的相对熵值是指：
其中：在pij＝0时，为使lnpij有意义，设置
2.4)计算评价指标的熵权，即权重
3)以级差最大化为目标，在层次分析法和熵权法所得权重区间内通过优化求解最终的指标权重，具体包括：
3.1)设通过层次分析法得到的指标权重集为
通过熵权法得到的指标权重集为
则对应第i个指标的权重wi的合理取值空间定义为
权重指标集为W＝(w1,w2,…,wn)T；
3.2)计算得到最终评价结果
为保持良好区分度，以最终权重下m个待评价对象得分的级差最大为目标函数，以各指标最终权重处于合理区间内为约束条件，构建综合权重优化模型：
3.3)取得优化权重后，重新代入Z即可得到最终三级指标权重值，每一个三级评价指标对应一个权重值，该权重值表示该三级指标对一级指标结果的重要程度，将被用于一级指标评价结果的计算中，同时也作为三级评价指标的评价结果输入到结果展示模块中，即通过一级指标评价模块依据三级指标评价模块中求出的指标权重求解各个一级指标。
9.根据权利要求8所述的源网荷储协同互动下的电力系统评价指标生成方法，其特征是，对于第k个一级指标，其求解公式为：
一级指标评价结果为对三级指标赋权并加总后的综合评价值，输入结果展示模块后以雷达图的形式展示。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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