报价辅助决策与风险评估系统课程

1、报价辅助助决策与与风险评评估系统统系统概述述目前，随随着电力力企业改改革的进进一步深深化，厂厂网分离离、竞价价上网使使得电厂厂间的竞竞争日益益激烈，面对繁繁杂的市市场信息息、激烈烈的市场场竞争，报价决决策人员员必须从从中分析析、掌握握市场变变化的规规律，以以灵活,有效的的竞争策策略，取取得最大大化的经经济效益益。但是是，信息息的复杂杂程度和和数据量量的巨大大，以及及市场竞竞争的瞬瞬间变化化，使得得个人的的经验与与直觉远远远不能能胜任，电厂迫迫切需要要一套有有效的报报价辅助助决策系系统，以以协助报报价人员员更好地地预报边边际电价价，同时时可以加加强对电电厂的经经济及技技术管理理，促进进电厂的的高

2、效运运作，在在电力市市场环境境下争取取最大的的利益。“竞价上上网辅助助决策支支持系统统”就是本本着这一一需求而而设计完完成的，帮助电电厂报价价人员进进行边际际电价趋趋势分析析、边际际电价预预测，提提供多种种辅助报报价方案案，并进进行方案案的利润润、成本本、市场场分额等等的分析析，以及及方案的的历史评评估，完完成报价价方案的的审批流流程和申申报功能能，这是是报价人人员不可可或缺的的报价工工具。系统目标标报价辅助助决策是是以电厂厂在市场场中争取取自身利利益最大大化为目目标的，为参与与合约市市场、现现货市场场、实时时市场、辅助服服务市场场的竞争争提供分分析参考考和决策策支持手手段。电厂报价价辅助决决

3、策系统统是电力力营销系系统的核核心部分分，系统统在基于于成本分分析和电电厂上网网电价预预测的基基础上，参考长长期峰、谷、基基荷时段段的指导导价格，考虑网网络安全全约束、机组检检修约束束、机组组安全约约束的条条件下，在经济济性分析析的基础础上为发发电厂的的机组竞竞价上网网提供多多种可选选择的报报价策略略，并对对每种报报价方案案进行预预测和评评估分析析，市场场份额分分析，电电厂报价价人员根根据实际际情况，采用不不同的报报价策略略。设计原则则根据我国国电力市市场目前前的发展展状况，交易中中心端的的各种应应用功能能已经比比较完善善，而电电厂端的的研究还还远远不不够。因因此，建建立电厂厂端报价价辅助决决

4、策系统统，必须须有超前前的设计计思想和和先进的的开发技技术。首首先提出出如下的的系统设设计原则则：系统应根根据电网网交易中中心能够够公布的的信息设设计报价价决策系系统；报价系统统必须是是开放的的系统统能适应应电力市市场模式式、结算算规则不不断变化化的要求求必须根据据经济理理论的有有关思想想（成本本定价原原理、市市场均衡衡法）指指导设计计报价系系统报价系统统应适应应提前、实时电电力市场场和辅助助服务市市场的竞竞价的需需要根据电网网交易中中心能够够公布的的信息设设计报价价系统在电力市市场中，为了防防止报价价的投机机行为，市场的的组织者者必须保保证各市市场成员员只了解解市场公公开的信信息，其其他市场

5、场成员的的报价行行为和发发电能力力是保密密的。在在这一原原则下，交易中中心对每每个发电电商公布布的信息息必须有有严格的的规定。例如，在日前前市场中中，发布布的信息息可以包包括：次日系统统负荷曲曲线上日系统统边际电电价本发电商商上日所所占有的的市场分分额因此，报报价系统统只能根根据上述述有限的的信息进进行决策策。报价系统统必须是是开放的的由于我国国市场经经济体系系尚为完完善，电电力市场场也只能能逐步的的开放。为了保保证电厂厂投资方方的利益益，目前前必须实实行保电电量的竞竞价上网网模式，参与竞竞价的电电量将逐逐步增加加。因此此，在开开发报价价系统时时，必须须考虑该该系统能能适应电电力市场场模式、结

6、算规规则不断断变化的的要求。否则，报价系系统的生生命周期期将是短短暂的。必须根据据经济理理论中的的有关思思想指导导设计报报价系统统电价的制制订分为为：成本本定价法法和市场场均衡法法。成本定价价的原理理成本电价价原理是是精确地地计算成成本，追追加合理理的利润润。成本本的计算算方法有有：综合成本本方法：综合成本本方法的的出发点点在于电电力企业业的收支支平衡。综合成成本方法法计算基基本电价价，就是是在未来来给定的的电价计计算期内内，将发发电所需需的全部部成本在在各个用用户中分分摊。计计算中一一般将综综合电力力成本和和综合电电量成本本分别平平均分摊摊。短期边际际成本方方法在固定资资产规模模不变的的情况

7、下下，每增增加单位位电能所所引起的的供电成成本的变变化。长期边际际成本方方法长期边际际成本方方法是由由于未来来微增负负荷的持持续增长长所产生生的微增增成本。采用长长期边际际成本方方法所制制订电价价能够真真实地反反映供电电成本的的变化，给用户户合理使使用电资资源的经经济信号号。只有有这样，才能真真正做到到资源的的合理配配置。由由长期边边际成本本定价理理论，可可以得到到：容量量电价等等于负荷荷容量发发生边际际变化时时，系统统供电成成本中电电力成本本对负荷荷的微增增变化。电量电电价等于于用电量量发生边边际变化化时，系系统供电电成本中中电量成成本对负负荷的微微增变化化。长期期边际成成本电价价方法可可以

8、正确确反映未未来资源源的价值值、能够够引导投投资；可可以反映映用户增增加负荷荷的成本本、给予予用户正正确的用用电信号号，从而而能够获获得最大大社会效效益。市场均衡衡法电力的市市场需求求电力市场场的需求求是指：在一定定的时间间范围内内，市场场对电能能商品的的市场需需求与需需求价格格之间的的关系。下图表表明了用用电需求求将随着着价格不不断上涨涨，不断断下降，最终趋趋于饱和和。因而而电价的的上涨是是有限度度的，过过高的电电价将导导致电力力市场的的萎缩。在市场场经济中中，任何何需求都都不是刚刚性的。电力市场场的供给给电力市场场的供给给是在特特定的时时间内，电力的的市场供供给量与与供给价价格之间间的关系

9、系。供给给价格是是生产者者对一定定数量电电力商品品愿意提提供的最最低价格格。下图图表明：通常情情况下，当市场场价格上上升时，供给的的数量会会上升；反之，市场价价格下降降时，供供给数量量将下降降。市场均衡衡当需求与与供给进进入市场场后，就就形成了了平衡点点。该点点对应于于相同的的价格，在这一一价格下下，买主主和卖主主愿意买买卖的数数量一致致，市场场的交易易达到了了均衡。当市场场的价格格高于平平衡点的的价格时时，将出出现供大大于求。在这种种情况下下，生产产者将减减少产品品的数量量，降低低价格，与此同同时需求求因降价价而增加加，最终终回到平平衡点。当市场场的价格格低于平平衡点的的价格时时，将出出现商

10、品品的短缺缺。在这这种情况况下，生生产者将将提高商商品的价价格，增增加产品品的数量量，与此此同时需需求因涨涨价而下下降，最最终回到到平衡点点。在市市场竞争争中，供供给与需需求的力力量总会会把价格格推向均均衡的水水平，在在均衡的的价格下下，供给给量与需需求量相相等。报价系统统应适应应提前、辅助服服务和实实时电力力市场竞竞价的需需要电力市场场按时间间和竞价价的内容容可划分分为3种种形态，分别为为提前市市场、辅辅助服务务市场、实时市市场。因此，所所设计的的报价系系统应该该同时具具有合约约报价（年合约约、月合合约）、现货报报价（日日前市场场、辅助助服务市市场、实实时报价价）等功功能。提前电力力市场提前

11、电力力市场是是电力交交易系统统的主要要部分。按照提提前的时时间分，可以有有小时提提前市场场、日前前市场、周前市市场、或或者更长长的提前前市场。在该市市场中，发电商商参与发发电市场场的竞标标，由交交易中心心决策最最优的交交易计划划及结算算电价。该交易易计划考考虑到各各种系统统约束与与机组约约束，制制定出的的兼顾安安全与经经济的对对各发电电商的购购电计划划，并成成为对各各发电商商的购电电合同。实时电力力市场在实际运运行时，由于较较大的非非计划停停运以及及市场成成员的策策略决定定，发电电量和电电力负荷荷出现偏偏差是不不可避免免的。这这种偏离离计划的的非指导导的偏差差导致电电能的不不平衡，将体现现在地

12、区区控制误误差（AACE）中。AAGC机机组会在在几秒之之内首先先响应该该偏差。为了周周期性地地恢复AAGC机机组的基基本工作作位置点点，调度度员必须须定期采采购电力力。这种种调整产产生的偏偏差叫做做指导性性偏差。在这种种情况下下，各种种备用都都可以被被调用。另外，每隔一一定的时时间（大大约半小小时左右右），根根据全系系统是否否缺电或或剩余电电力，交交易中心心还组织织实时平平衡市场场。平衡衡市场与与备用资资源同时时被作为为调节的的手段。实时平平衡市场场是为了了鼓励发发电商参参与调节节电力不不平衡量量。愿意意参与平平衡市场场的发电电商可以以提前数数小时申申报可用用上调范范围及上上调价格格和可用用

13、下调范范围及功功率下调调价格。在实时时调度中中，系统统调度员员首先根根据系统统总不平平衡量，决定启启用上调调机组还还是下调调机组。然后，根据调调节价格格排序，从价格格低的机机组开始始调度，直到满满足不平平衡量。最后一一台调节节的机组组成为边边际调节节机组，其调节节报价成成为边际际调节价价格。按按照市场场边际定定价原则则，所有有参与调调节的机机组将均均被付以以边际调调节价格格。辅助服务务市场发电辅助助服务包包括：有功频率率控制（AGCC）旋转备用用非旋转备备用替代备用用无功及电电压支持持。恢复及黑黑启动。一般地，后两者者由长期期合同规规定，因因此本文文不予过过多讨论论。前四四种发电电辅助服服务需

14、要要每天根根据实际际需求采采购，采采购顺序序是：AAGC，旋转备备用，非非旋转备备用，替替代备用用。其中旋转转备用、非旋转转备用和和替代备备用三者者的区别别，只在在于各机机组响应应调度的的速度。对于旋旋转备用用，机组组始终处处于开机机状态，可以在在极短的的时间内内响应调调度需要要。对于于非旋转转备用，机组处处于停机机状态，但可以以在100分钟内内成为可可调度机机组。对对于替代代备用，指可在在60分分钟内成成为可用用的发电电容量。这里所说说的“发电辅辅助服务务”都是先先由交易易中心采采购并由由机组预预留容量量，然后后在实时时调度过过程中根根据负荷荷不平衡衡量或其其他控制制的需要要而实时时调度。成

15、功的的竞标者者将获得得容量备备用付费费。在实实时调度度中，如如果投标标者被实实时调用用，则再再付给一一定的电电量电价价。假定发电电辅助服服务市场场中对每每一种备备用服务务进行单单独的拍拍卖。各各投标者者为每种种服务提提交单独独的容量量价CRR，i和和电量价价格投标标CE，i。由于发电电辅助服服务涉及及到系统统安全和和供电质质量，采采购行为为是否合合理是系系统操作作员的职职责。系系统操作作员作为为唯一的的买者，其采购购的目标标是最小小化采购购成本。由于电电力生产产中随机机因素很很多，备备用的采采购总额额需要根根据预设设的公式式或规则则设定。另外，为了防防止发电电辅助服服务商哄哄抬价格格，可以以设

16、置辅辅助价格格的上限限值CRR，maax。在辅助服服务市场场中，电电力交易易中心一一方面要要求发电电商预留留容量，另一方方面要求求发电商商在实时时调度中中提供调调节电量量。故而而必须付付给发电电商两方方面的费费用。为为了最小小化辅助助服务付付费，电电网公司司不能仅仅考虑容容量报价价或仅考考虑电量量电价，而必须须估计备备用容量量在实际际运行时时被调用用的概率率。在采采购容量量时，首首先对各各辅助服服务商的的报价排排序，采采用的排排序指标标为。其其中为备备用容量量被调用用的概率率因子。为了使使得竞价价更透明明，必须须由电网网公司预预先设定定，并公公布给所所有辅助助服务提提供商。付费规则则是：在该市

17、场场中，成成功的竞竞标者按按以下公公式被付付给容量量价格：如果被调调用，则则另外按按CE，i结算算电能付付费。备用采购购模型的的目标函函数即为为：其中Qii是由第第i个服务务商提供供的备用用量。CCR，ii和CE，ii是相应应的备用用和电量量报价。Qimaxx是i能够提提供的最最大备用用，其中中考虑到到爬坡速速率。QQregg是需要要采购的的备用总总量。因此报价价系统必必须考虑虑如何在在上述33种电力力市场中中制订报报价策略略。系统设计计思想分布式计计算思想想利用RMMI方式式，进行行远程方方法的透透明调用用，实现现分布式式计算，使得远远程对象象的方法法能够被被运行于于不同主主机上。使计算算程

18、序具具有一定定的独立立性和安安全性。保证计计算速度度。算法库管管理思想想上述各种种每种预预测计算算都可提提供若干干算法，用户可可根据历历史经验验和系统统分析的的结果，自主或或自动调调用合适适的算法法。算法法的增加加和减少少可通过过离线方方式维护护，并不不影响系系统的正正常运行行。多用户、多方案案、多算算法的预预测方案案报价预测测方案的的制定、计算与与比较可制定不不同的预预测方案案可根据不不同用户户选用不不同方案案方案由不不同的算算法组成成每种算法法具有多多种参数数指标（或模板板）综合算法法是必需需的根据所选选定的算算法或综综合算法法进行预预测系统运行行流程对合约市市场、日日前市场场、实时时市场

19、、辅助服服务市场场的报价价辅助决决策计算算，均采采用如下下计算模模式进行行。模板管理理本功能模模块主要要用于对对预测项项目和预预测方法法及其相相关需要要设定的的计算参参数、算算法参数数、控制制参数的的管理。它是整整个报价价决策、边际电电价预测测算法基基础，使使用者可可以为不不同的预预测项、预测方方法进行行灵活配配置，满满足不同同预测要要求。数据准备备为保证边边际电价价预测、报价决决策计算算功能正正常运行行所采取取的一系系列数据据准备。其中包包括系统统短期负负荷数据据的缺失失修补、各市场场电量分分配分析析、机组组出力的的修正等等。计算控制制提供多种种方法帮帮助报价价人员自自动作出出报价方方案结果

20、分析析根据实际际发布系系统边际际电价，分析某某报价方方案的出出力预测测、实际际出力、利润、成本等等信息，对比分分析各方方案的优优劣，误误差统计计等。方案审批批对于报价价员作出出的报价价方案须须经过领领导审批批同意后后方能上上报省交交易调度度中心，领导不不同意的的方案报报价员须须根据领领导意见见重新修修改。公公司可在在该模块块发挥其其指导作作用。流流程如下下：电厂数据据申报竞价数据据申报包包括竞价价数据的的录入、查询、审核、电价模模板的维维护、用用户口令令的修改改等功能能。该模模块能完完成以前前的申报报数据功功能外，还能将将申报数数据存于于本地数数据库，具有更更好的安安全性和和可操作作性，并并且

21、能将将报价辅辅助决策策中的决决策结果果自动读读入。功能结构构图功能逻辑辑图1）竞争争与合约约电量的的分配决决策；2）合约约电量分分解；3）有功功市场与与AS市市场电量量分配；4）开停停机计划划；注意，上上述1）、2）步在年年前或月月前完成成； 33）、44）步是是在交易易日的前前一日完完成的。5）上述述四步的的完成离离不开“多级市市场电价价预测与与报价风风险评估估”、“发电厂厂机组经经济运行行分析”两个模模块的支支持。6）交易易真正发发生后，根据机机组的上上网电量量、实际际变动成成本进行行成本分分析。当然，成本分分析模块块中固定定成本项项是按照照相应的的预支情情况事先先录入并并参与计计算的，待

22、以后后再用实实际发生生费用进进行修正正。7）计算算发电厂厂各项动动态经济济及技术术指标，进行发发电厂动动态经济济效益分分析。8）计算算发电厂厂利润，进行发发电厂经经营评估估。功能设计计电价预测测电价预测测功能描描述随着电力力行业逐逐渐由垄垄断经营营走向市市场竞争争，作为为电力市市场的核核心因素素即电价价，相应应地也发发生了较较大的变变化。电电价随需需求变化化，电价价变化也也影响需需求量，电价的的调节机机制作用用将更加加明显。作为电电力市场场的参与与者，其其利益最最终是通通过电能能的交易易实现的的，提前前知道电电价的信信息就可可以在电电力市场场的交易易中获得得更大的的利益，因此，电价预预测就成成

23、为电力力市场中中首要解解决的课课题之一一。由于电价价预测相相对于负负荷预测测要难得得多，所所以其预预测周期期相对负负荷预测测要短，分为提提前小时时、提前前天、提提前周、提前月月预测，以及季季节趋势势预测等等，更加加长期的的电价预预测尚有有较大的的难度。电价预预测按内内容来分分有日前前市场电电价、输输电服务务电价、辅助服服务电价价等预测测。电价价预测按按特性来来分有最最高、最最低、平平均等电电价性能能指标的的预测。电价预测测的研究究方法可可以借鉴鉴负荷预预测的方方法。目前，可可用于电电价预测测的方法法主要可可以归结结为四类类：基于于时序分分析的方方法，如如时间序序列分析析、灰色色预测、均生函函数

24、等；基于因因子分析析的方法法，如线线性回归归方法、人工神神经网络络方法、模糊聚聚类与综综合评判判方法等等；基于于计量经经济学的的电价预预测方法法，如三三时点模模型、霍霍尔特-温特斯斯方程、马尔柯柯夫经济济预测理理论等；基于组组合思想想的预测测方法。a、基于于时序分分析的预预测方法法进行实时时边际电电价预测测，由于于报价的的保密性性，任何何一个发发电厂都都不可能能获取其其他发电电厂的报报价信息息，只能能知道交交易中心心公布的的各时段段系统实实时边际际电价。各时段段系统边边际电价价本身就就构成一一个时间间序列，所以，时间序序列分析析很自然然地用来来作系统统边际电电价的预预测。基本的时时间序列列模型

25、有有线性时时序模型型：自回回归（AAR）模模型，滑滑动平均均（MAA）模型型，自回回归滑动动平均模模型（AARMAA）；非非线性的的时序模模型：门门限自回回归（SSETAAR）模模型，双双线性时时序模型型。时间间序列模模型的弱弱点在于于预测的的步数越越长，预预测的精精度就越越差。灰色预测测模型将将系统实实时电价价随机变变化的过过程视为为灰色过过程，然然后应用用已有的的历史数数据通过过累加生生成灰数数，建立立GM（1，11）灰色色模型进进行求解解，再累累减还原原得到预预测值。灰色预预测模型型具有要要求样本本数据少少，不考考虑分布布规律，不考虑虑变化趋趋势，运运算简便便等优点点。其弱弱点主要要有：

26、计计算零点点不同，预测值值不同；序列长长度不同同，预测测值不同同；累加加次数不不同，预预测值也也不同；适用的的预测类类型要依依赖于发发展系数数a的取取值，当当a11时，不不宜采用用GM（1，11）模型型。b、基于于因子分分析的预预测方法法线性回归归方法中中常用的的是多元元线性回回归（非非线性回回归可转转化为线线性回归归，一元元回归是是多元回回归的特特例）。线性回回归的模模型为：设x1，x2，xp是p个个线性无无关的可可控变量量（影响响因素），y是是随机变变量，它它们之间间的关系系为：yb00b1x1bpxpN（0，2）式中，bb0，bj（j1，22，pp）为模模型回归归系数；为除除自变量量xj

27、（j1，22，pp）的影影响之外外对y产产生影响响的随机机变量，即随机机误差。通过已有有的历史史资料，对模型型进行参参数估计计和检验验后，如如果确认认回归模模型有实实用价值值，那么么就可以以用它进进行预测测了。但但是，回回归分析析方法有有两个难难点，一一是回归归变量的的选取，应选主主要因素素，忽略略次要因因素；二二是变量量因素的的量化。人工神经经网络技技术以其其对大量量非结构构性、非非精确性性规律具具有自适适应、信信息记忆忆、自主主学习、知识推推理和优优化计算算的特点点，被广广泛地用用来进行行受众多多复杂因因素影响响的变量量的预测测（如电电力系统统负荷预预测）。在人工工神经网网络技术术中，应应

28、用最多多的是带带隐层的的前馈型型ANNN，此网网络能实实现从输输入到输输出的复复杂非线线性映射射关系。因此，可将影影响电力力负荷较较大，进进而影响响实时边边际电价价较大的的几种因因素作为为输入，如气温温、风速速、各时时段负荷荷、峰谷谷负荷、湿度等等，利用用BP算算法对网网络进行行训练，然后进进行电价价预测。预测是对对未来的的推测与与估计，其模糊糊性是显显然的，而且基基于预测测的信息息、资料料很多也也具有模模糊性，因此，应用模模糊理论论和方法法来研究究预测问问题，既既十分自自然，也也非常必必要。模模糊模型型作为一一种结构构型数字字估计器器，本质质上是一一种非线线性模型型，同时时具有较较强的泛泛化

29、能力力和适应应能力。近年来来，模糊糊系统理理论在非非线性控控制、预预测、辨辨识等方方面已有有不少成成功的应应用。c、基于于计量经经济学的的预测方方法计量经济济学是统统计学、经济理理论和数数学的结结合，它它是以经经济理论论和事实实为依据据，在定定性分析析的基础础之上，专门探探讨用数数学模型型方法定定量描述述具有随随机性特特征的经经济变量量数量关关系和经经济活动动规律的的应用经经济学学学科。用模型来来探讨经经济问题题有着悠悠久的历历史。自自20世世纪300年代以以来，计计量经济济学更是是得到了了很大的的发展，其研究究范围从从供需函函数、生生产函数数、消费费函数等等经济理理论中的的基础概概念扩展展到

30、价格格、工资资、金融融、国际际贸易和和国际收收支等领领域，又又进一步步发展到到了对一一个地区区、国家家乃至整整个世界界的经济济体系进进行研究究，并广广泛应用用于经济济预测、政策评评价和结结构分析析，为现现代经济济管理提提供科学学依据。在电力企企业走向向市场的的今天，电力成成为一种种特殊的的商品，也就是是说，谁谁掌握了了“贱买买贵卖”的时机机，谁就就占据了了市场的的主动，经济效效益自然然会得到到提高。基于这这一目的的，尝试试采用一一些应用用于计量量经济学学领域的的数学模模型来进进行实时时边际电电价的分分析预测测，对于于提高独独立发电电企业的的市场竞竞争力是是现实意意义的。d、基于于组合思思想的预

31、预测方法法近年来，组合预预测方法法已成为为预测领领域中的的一个重重要的研研究方向向，国际际预测领领域的权权威学术术刊物Jouurnaal oof FForeecasstinng及及国内学学术刊物物管理理工程学学报、预测测等刊刊物每年年都要发发表一系系列关于于组合预预测的学学术论文文，组合合预测方方法也得得到了广广泛的应应用，已已引起众众多学者者浓厚的的研究兴兴趣。组组合预测测理论认认为：对对同一预预测问题题而言，多个不不同预测测模型的的线性组组合，在在一定条条件下能能够有效效地改善善模型的的拟合能能力和提提高预测测精度。组合预测测有两类类概念，一是指指根据几几种预测测方法所所得的预预测结果果，

32、选取取适当的的权重进进行加权权平均的的组合预预测方法法；二是是指在几几种预测测方法中中进行比比较，选选择拟合合优度最最佳或标标准离差差最小的的预测模模型作为为最优模模型进行行预测。如何确确定权值值的问题题是组合合预测的的中心问问题。权权值的确确定分为为固定权权重和变变权重：固定权权重是指指每个时时段用来来进行组组合预测测的单个个模型的的权重都都相同，由于单单个模型型的适用用范围不不同，单单个模型型的预测测值总是是在有的的时段精精度高，有的时时段精度度低；变变权重方方法则是是根据不不同的优优化标准准，确定定各个时时段的不不同权重重，通过过权重的的变化来来体现单单个模型型在不同同时段的的预测优优势

33、。目目前，已已有的确确定权系系数的方方法有：最小方方差法、贝叶斯斯法、卡卡尔曼滤滤波法、无约束束最小二二乘法、有约束束最小二二乘法、时变加加权最小小二乘法法、AIIC准则则法、AAHP法法、目的的规划法法、多目目标规划划法等。这些不不同的实实现方法法是考虑虑到不同同的具体体问题而而提出的的，在实实际应用用组合预预测方法法进行预预测时，可以根根据问题题的具体体情况对对确定权权系数方方法进行行选择。电价预测测模型算算法a、时序序分析的的预测方方法这里仅介介绍模型型指数平平滑电价价预测模模型。若实数域域R上的模模糊子集集B具有正正规性和和凸性，则称BB为模糊糊数。正正规性是是指：，这里里的uB (x

34、)为x关于B的隶属属函数。做平行行于x轴的切割（01，为隶属属度），产生区区间数。其中，为切割割点的横横坐标。凸性是是指：。用区间间数表示示为：，。这样样，凸性性便是：。呈三角形形状的模模糊数为为三角模模糊数。一个三三角模糊糊数可用用一个三三维实数数（b1， b2， b3）惟一一确定，其中，。当b1 b2 b3时，它它是普通通实数。容易得得出三角角模糊数数B (b1，b2，b3)的隶隶属函数数为：则，切割得得到的区区间数为为：对两个三三角模糊糊数，有：不难看出出，两个个三角模模糊数的的和与差差仍为一一个三角角模糊数数。但是是，两个个三角模模糊数的的积或商商却不一一定是三三角模糊糊数。在在实际应

35、应用中，若，则则B1，B2的乘积积可用三三角模糊糊数来近近似表示示；商可可用三角角模糊数数来近似似表示；若，三三角模糊糊数B (a，b，c)的n次幂Bn可用P (an，bn，cn)来近近似表示示。指数平滑滑模型的的模糊化化主要是是在一次次指数平平滑模型型中引入入模糊数数，并且且应用模模糊数的的四则运运算法则则来重新新构建模模糊化的的指数平平滑模型型，把常常规指数数平滑模模型的预预测值，即一个个单一实实数用一一个由33个实数数表示的的模糊数数来表示示，从而而给出一一个预测测值的区区间范围围。设第t期期的预测测值st是三角角模糊数数，st (s1，s2，s3)，其其中，ss1为第t期最小小预测值值

36、；s2为第t期最可可能的预预测值；s3为第t期最大大预测值值。三角角模糊数数为三角角模糊数数平滑指指数，其其中，1为平滑滑指数最最小值；2为最有有可能值值；3为最大大值，。第t 1期的的预测值值st1是下下式所表表达的三三角模糊糊数：经三角模模糊数运运算可以以得到：式中，xxt为上期期即第tt期实际际值；sst (s1，s2，s3)为三三角模糊糊数上期期预测值值。这样样，就得得到预测测期（即即第t 1期）预测值值，它是是一个三三角模糊糊数，反反映了未未来事物物的模糊糊性估计计。b、基于于计量经经计学的的预测方方法这里仅介介绍电价价预测的的马尔柯柯夫模型型。19077年，俄俄国数学学家马尔尔柯夫

37、（A. A. Marrkovv）对一一项称为为布朗宁宁运动的的物理现现象进行行数学说说明，进进而创立立了一种种研究事事物运行行系统的的状态以以及状态态转移的的一套数数学模型型和方法法，这便便是马尔尔柯夫方方法的源源头。布布朗宁运运动的基基本意义义是：通通过一个个链环的的数学模模式，自自一项已已知的情情况，推推算以后后各项的的情况。它于119233年由NN. WWisnner发发展成为为数学模模型，并并经由AA. NN. KKolmmagrrov，W. Felllerr. WW. DDoebbin等等及其他他多位学学者于220世纪纪3040年年代逐步步拓展为为一项完完整的理理论。马马尔柯夫夫方法

38、诞诞生以后后，在很很多领域域里得到到了广泛泛的应用用。近110年来来，人们们也逐步步地将它它应用到到了经济济管理中中的预测测和决策策领域。随着我国国电力市市场的开开放，在在竞价上上网的形形势下，电价忽忽高忽低低，似乎乎难以捉捉摸，但但在政策策形势比比较平衡衡的情况况下，它它的变化化是由其其基本决决定因素素（如发发电成本本、企业业的发展展规划、企业的的管理水水平等）和市场场因素（如电力力的供求求关系、投资心心理、市市场预测测等）的的变化所所引起的的。由于于电力交交易的实实时性，这些因因素（包包含众多多的随机机因素）的变化化会立即即从电价价上反映映出来。因而，不同时时期电价价的运动动是独立立的，是

39、是一种随随机走势势的状态态，也即即是说，在电价价分析中中，常把把电价作作为一个个随机变变量来研研究。我我们知道道，马尔尔柯夫模模型（或或马氏预预测法）讨论的的就是一一种常见见的随机机过程，其基本本概念是是状态和和状态的的转移。该模型型的预测测对象是是一个随随机变化化的动态态系统，它根据据状态之之间的转转移概率率来预测测未来系系统的发发展，转转移概率率反映了了各种随随机因素素的影响响程度以以及各状状态之间间转移的的内在规规律性。所以，我们可可以借助助于马氏氏预测法法来分析析电力市市场、预预测电价价，从而而为电价价的定量量分析提提供一种种技术支支持。必须指出出的是，马尔柯柯夫过程程的内容容比较丰丰

40、富。在在这里，我们主主要用的的是马氏氏过程的的一个特特殊情形形时间间离散、状态离离散的马马尔柯夫夫过程马尔柯柯夫链。其表现现在经济济活动中中便是：假设某某种经济济现象（对象）由一个个状态转转移到另另一个状状态的时时间间隔隔是相等等的，为为一常数数；并设设对象所所有可能能的状态态是可数数的，且且对象在在任一时时刻总属属于这些些可能状状态中的的一种。马尔柯夫夫过程的的特点：当过程程在时刻刻t0所处的的状态为为已知时时，过程程在t ( t0)所处处的状态态与过程程t0时刻之之前的状状态无关关，这种种特性称称为无后后效性。用分布布函数描描述就是是：如果果对时间间t的任意意n个数值值t1 t2 tn，n

41、3，在条件件X (ti) xi，i 1， 2， ， n1下下，X (tn)的分分布函数数恰好等等于在条条件下，的分布布函数，即：n 33， 4， 则称X (t)为马马尔柯夫夫过程或或简称马马氏过程程。上式式右端的的条件分分布函数数：称为马氏氏过程的的转移概概率。可得：n 3， 4， 并由此证证明X (t)的n维概率率密度为为：n 1， 2， 当取t11为初始始时刻，f(x1;t1)表示示初始分分布（密密度）。于是，上式表表明：马马氏过程程的统计计特性完完全由它它的初始始分布（密度）和转移移概率（密度）所确定定。最简单的的马氏过过程是马马氏链，即状态态和时间间参数都都是离散散的马氏氏过程。把状态

42、态转移时时刻记为为t1，t2，tn，在tn时刻发发生的转转移称为为第n次转移移；并假假设在每每一个时时刻tn (n 1， 2，)，XXn X (tn)所可可能取的的状态（即可能能值）为为a1，a2，aN。这时时有：如果进一一步假设设在“在在Xn-1 ai条件下下，第nn次转移移出现aaj，即Xn aj成立”的概率率与n无关，那么，可以把把这个概概率记为为Pij，即即：i， jj 1， 2，N；n 1， 2， 并称它为为马氏链链的（一一步）转转移概率率。它具具有如下下性质：由转移概概率Pij构成成的矩阵阵，即：称为马氏氏链的转转移概率率矩阵。它决定定了X1，X2，状状态转移移过程的的概率法法则。

43、马尔柯夫夫模型是是将马尔尔柯夫链链的理论论和方法法用于研研究随机机经济现现象并借借以预测测其未来来状态的的一种数数学方法法。其特特点是：当现在在的情况况已知时时，以后后的一切切统计特特性就与与过去的的特性无无关。其其基本原原理用于于电价的的预测就就是：后后一时段段的电价价仅取决决于前一一时段的的电价及及转移概概率。此此方法的的基本步步骤如下下：1）预测测对象状状态的划划分及初初始概率率的计算算。从预测目目的出发发，同时时考虑决决策者的的需要来来划分随随机变量量所处的的状态。在划分分状态时时应尽可可能地突突出某一一个状态态，以便便更好地地为预测测、决策策服务。2）计算算状态的的一步转转移概率率矩

44、阵。虽然一步步转移概概率Pij的理理论分布布是未知知的，但但当样本本足够大大时，可可以近似似地用状状态相互互转移的的频率来来描述，因而有有：式中，表表示由状状态Ei转移到到Ej的概率率；F (Ej /Ei)表示示由状态态Ei转移到到Ej的频率率。如处处于状态态Ei的样本本个数为为Mi，由Ei转移到到Ej的个数数为Mij，那那么：从而得出出：状态态转移概概率矩阵阵R为：R完整地地描述了了n个状态态相互转转移的统统计规律律，是今今后进行行预测的的基础。3）根据据一步转转移概率率矩阵进进行预测测。假定目前前预测对对象处在在状态EEi，这时时，Pij就恰恰好描述述了目前前状态EEi在未来来将转向向状态

45、EEj (j 1， 2， n)的概概率。显显然，我我们应选选择可能能性最大大者作为为预测的的结果，即把nn个概率率值按大大小排列列，如果果：则说明预预测对象象在下一一步处于于状态EE3的可能能性最大大，相应应地把状状态E3所对应应的状态态值作为为预测对对象在下下一步的的预测值值。如果的值值相差不不大，即即下一步步由目前前状态EEi转向状状态Ej (j 1， 2， n)的可可能性类类似，这这时，就就要根据据初始概概率分布布提供的的信息进进一步计计算二步步转移概概率，按按二步转转移概率率矩阵进进行预测测。数学学上可以以证明，K步转移移概率矩矩阵为一一步转移移概率矩矩阵的kk次幂：即。其其中，RR1

46、，Rk分别为为一步转转移概率率矩阵和和k步转移移概率矩矩阵。c、基于于因子分分析的预预测方法法节假日（这里特特指五一一、十一一、元旦旦、春节节等时间间较长的的国家法法定假期期）的负负荷与正正常工作作日、正正常公休休日的负负荷差别别是很大大的，节节假日的的电价较较之后者者的电价价必然有有很大不不同。所所以，节节假日电电价的预预测无法法采用前前述的任任何一种种方法或或模型，需要单单独建立立模型进进行考虑虑。虽然每年年各种法法定节假假日只出出现一次次，但电电价高低低受当前前社会的的生产、经济状状况影响响很大，如社会会经济和和市场繁繁荣时需需要加班班，此时时不能停停工的基基础负荷荷就大，相应的的电价也

47、也就会比比较高。相似年年选择法法认为，节假日日前十几几天或二二十天的的平均电电价曲线线能够反反映电价价结构和和当前的的社会经经济及生生产情况况。当过过去某年年的节前前平均电电价曲线线与预测测年的平平均曲线线最相似似时，则则推断其其节假日日电价水水平也应应与预测测年的节节假日最最相似。基于这这种思路路，相似似年选择择的节假假日电价价预测模模型就按按下述步步骤进行行建模。1）求出出各年每每一时段段的平均均电价。式中，YY为过去去的年号号，Y 0， 1， 2， MM， Y 0表示示预测年年；t是第t天；N是总天天数；ii 1， 2， 996。2）运用用最小二二乘法，让过去去各年度度的平均均电价曲曲线

48、与预预测年的的平均电电价曲线线相拟合合，利用用拟合误误差平方方和最小小选取基基础年。式中，ii 1， 2， 996；YY 1， 2， MM；(i)为误误差项；(i)为系系数。移移项并平平方相加加得：如果记，把上式式两边对对(i)求导导得：令，则可可以求得得：由上式即即可求得得各年的的系数 (i)，代代入前式式，求得得各年的的误差平平方和EEr。3）从计计算出的的Er中找出出最小值值，与其其相对应应的那一一年即为为基础年年，记为为A。4）计算算基础年年与预测测年平均均电价曲曲线的增增量。5）预测测年节假假日电价价的预测测。式中，；k 1，22，3，4表示示节前一一天、节节日、节节后一天天、节后后

49、两天；为预测测年的节节假日各各时段电电价；为为所选相相似年的的节假日日各时段段的电价价。d、基于于组合思思想的预预测方法法固定权重重组合电电价预测测模型设对于同同一天的的边际结结算电价价，用nn种预测测方法（或模型型）分别别进行预预测，符符号标记记如下：yt为第t个时段段的实际际电价值值，t 1， 2， ， m；fit为第第i种预测测方法在在第t个时段段的预测测电价值值，i 1， 2， ， n；为第i种预测测方法在在第t个时段段的预测测误差。则n种预测测方法的的组合预预测电价价值为：式中，wwi是第i种预测测方法的的权重，一般要要求：， ， 组合预测测的误差差为：时变权重重组合电电价预测测模型

50、对不同的的电价预预测模型型而言，其预测测结果总总是在有有的时段段精度高高，有的的时段精精度低，呈现时时好时坏坏性。针针对这一一现象，组合预预测引入入时变权权重，即即根据不不同的预预测模型型在不同同时段预预测精度度的不同同，给以以各单项项预测模模型随时时间变化化的组合合权重，充分利利用某一一单项预预测模型型在该时时段的模模型优势势，以提提高预测测精度。设对于同同一天的的边际结结算电价价，用nn种预测测方法（或模型型）分别别进行预预测，符符号标记记如下：yt为第t个时段段的实际际电价值值，t 1， 2， ， m；fit为第第i种预测测方法在在第t个时段段的预测测电价值值，i 1， 2， ， n；w

51、it为第第i种预测测方法在在第t个时段段的权重重，如果果满足：， ， 则变权组组合预测测模型第第t个时段段的预测测电价值值为：基于风险险分析的的年度总总发电量量在多级级市场中中的优化化分配竞争电量量与合约约电量功功能描述述合约电量量与竞价价电量的的最优分分配是在在仔细分分析、预预测现货货电价与与中长期期电价发发展变化化之后，结合自自身电厂厂的生产产经营状状况及企企业发展展目标，合理分分配合约约电量与与竞价电电量在整整个电力力生产中中的比例例，把因因竞争性性价格不不确定而而引起的的价格风风险降低低到最低低。此模块在在年前与与月前分分别引用用，模型型算法相相同。竞争电量量与合约约电量模模型算法法1

52、）首先先分析全全年月的平平均价格格。交易电量量的年月平均均价格可可用下式式表示：其中，NN为全年年月的总总时段；为年月平均均价格；Ccoontrractt为合同同电价；Wcoontrractt，t为为时段的的合同电电量：CCbidd，t为为时段的的竞价电电价；WWbidd，t为为时段的的竞价电电量；WWgrooss为为全年月的交交易电量量；pyyearr/moonthh为年月合同同电量占占总交易易电量的的比例。2）可以以采用风风险决策策技术中中的最大大期望值值预测法法进行合合约电量量与竞价价电量的的最优分分配。最最大期望望值预测测法是通通过对各各方案可可能带来来的最大大收益和和损失进进行计算算

53、，从中中选出可可能最大大收益与与可能最最大风险险损失差差值最大大的方案案。设发电厂厂合约电电量与竞竞价电量量分配方方案有nn种，记记为：（） 年月平平均合同同价格和和年月月平均竞竞价价格格有m种种，记为为： 对应的发发生概率率也有mm种，记记为： 每种方案案对应的的可能收收益与可可能损失失差值为为：P值最大大者即为为推荐的的最优方方案。3）用概概率的方方法分析析全年的的价格曲曲线，进进而进行行方差分分析。合约电量量的制定定不会影影响发电电厂竞价价的期望望利润，但是市市场价格格的风险险可能使使得发电电厂利润润重新分分配。发发电厂希希望尽量量回避这这种风险险，保证证期望利利润稳定定或利润润方差最最

54、小。其中，是是多个的的平均值值。值得注意意的是，如果取取三组样样本：（1）合合同电价价集合BBconntraactAkk| AAkSconntraact（2）竞竞价电价价集合BBbiddAAk| AAkSbidd（3）结结算均价价集合BBaggAAk| AAkSagg容易得到到：（1）合合同电价价是一个个定值，所以方方差D（Bcoontrractt）00（2）竞竞价价格格的方差差D（BBbidd）（3）结结算均价价的方差差D（BBagg）由于合同同电量的的影响，使得DD（Bbbid）D（Bag），即风险险减小了了，但放放弃了可可能的高高收益。简单比例例法中长期市市场合约约交易根根据预先先签订的

55、的合同商商定付款款方式买买卖电量量，在一一定时期期内进行行实物交交割的交交易。它它可以通通过竞价价产生，也可以以双边签签订。一般来说说，上述述两种交交易电量量一般占占电力市市场初期期整个电电力交易易的800%990%，是保证证电价稳稳定的重重要手段段。而日日前市场场只占全全网负荷荷的100%左右右，实时时和辅助助服务市市场大概概各占55%左右右。所以以发电厂厂可按此此比例法法，简单单的给予予报价。合约电量量的分解解功能描描述合同管理理系统中中的长期合合同其首要任任务是保保证全年年月合合同电量量能够顺顺利完成成。交易易中心需需要把年年月合合同电量量按照预预测的负荷曲曲线分配配到全年年每月每天天中

56、的每每一时段段，使其其达到削削峰填谷谷的作用用。为了起到到削峰填填谷的作作用，交交易中心心对合同同电量的的分解应应该尽量量贴近于于实际的的负荷曲曲线。那那么，在在准确地地预测负负荷的前前提下，如何把把合同电电量准确确地分解解到每一一时段就就是至关关重要的的。其中中，负荷荷预测曲曲线是依依据年月初预预测得到到的年月负荷荷曲线和和日负荷荷曲线制制定的。同时，要根据据检修计计划和系系统实际际运行状状况的变变化对分分解电量量进行修修正。根据负荷荷曲线分分解合同同电量时时，要考考虑检修修计划，把检修修期间的的发电量量计为零零，并把把其间少少发的电电量总和和再按照照负荷曲曲线分配配到其它它的每一一时段。由

57、于发电电机组面面临着当当天是否否能够成成功竞价价上网的的问题，同时调调度中心心还要考考虑到系系统的安安全运行行问题，因此发发电厂当当天是否否能够按按照合同同按时完完成应发发的电量量不确定定。可把把这部分分电量按按日滚动动，以保保证全年年月合合同电量量的完成成。当分解合合同电量量时，要要考虑各各机组的的最低出出力，使使合同电电量分解解更趋合合理，并并在机组组允许的的范围内内。合约电量量的分解解模型算算法在上图表表示的合合同电量量滚动算算法执行行之前，要已知知前一日日的滚动动合同和和年月月初订立立的合同同，这是是此程序序正确运运行的前前提。图图中的差差量滚动动就是把把前一日日的计划划合同电电量减去

58、去该日的的实发电电量得到到的差值值按照负负荷曲线线再次分分配到今今后的每每一时段段，把该该附加值值与由上上一次滚滚动得到到的合同同中该时时段的电电量进行行相加，最终得得到新的的滚动合合同。其滚动算算法的公公式表示示如下：其中，是是发电公公司的(t11)交易易日的由由上一次次滚动得得到的合合同电量量；是发电公公司的（t11）交易易日的经经本次滚滚动得到到的合同同电量；是发电公公司的tt交易日日的计划划合同电电量减去去当日实实发电量量得到的的电量。值得注意意的是，进行滚滚动之后后，仍要要满足电电厂的最最低技术术出力的的要求。由于在合合同年月的低低负荷时时期，如如春节或或水电大大发期间间，机组组合同

59、电电量折合合成的出出力低于于机组的的最低技技术出力力，甚至至全厂合合同电量量折合成成的出力力低于单单台机组组的最低低出力，因此需需进行全全厂组合合最低技技术出力力预警。对未达达到要求求的合同同曲线进进行修正正，使之之达到全全厂组合合最低技技术出力力，以满满足报价价要求。日前市场场与辅助助服务市市场的电电量分配配功能描描述为了求得得机组在在参与主主辅市场场时的容容量分配配，从而而获得最最大的利利润，有有必要对对机组进进行主辅辅市场联联合分析析，在分分析中考考虑的因因素一般般有，主主能量市市场有功功交易、无功交交易，包包括AGGC、旋转备备用的备备用交易易。首先考虑虑有功和和无功的的联合分分析，在

60、在确定了了无功容容量后，可以通通过确定定的机组组剩余容容量进行行主能量量和备用用之间的的联合分分析。这这一思路路是可行行的，因因为无功功电压的的调用和和调节在在系统运运行中是是实时的的，而备备用能量量被系统统使用是是偶然的的带有随随机不确确定性。而且主主能量和和旋转备备用、AAGC在在系统中中都是以以有功容容量的形形式来显显示的，带有同同一性，在和无无功容量量之间的的相互影影响和作作用中，可以作作联合分分析。日前市场场与辅助助服务市市场的电电量分配配模型算算法1）无功功容量和和有功容容量联合合分析发电企业业根据电电网的要要求得到到所必须须输出的的无功的的多少，然后根根据机组组的PQQ曲线就就可