一种以电网为视角的电力市场运营效率评价方法

摘要

本发明公开了一种以电网为视角的电力市场运营效率评价方法，包括采集购售电主体在市场中的申报参量；采集市场供需类指标参数；采集实际市场效益参数；采集市场风险参数；建立电力市场运营效率评价指标体系并实现评价。上述技术方案通过以电力市场中影响市场运营效率的主要因素研究为基础，建立评价体系，以电网为主体视角，主要从市场稳定性、市场安全性、市场有效性、市场经济性、市场环保性等方面研究电力市场中影响市场运营效率的主要因素，达到提高电力产业运营效率的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及电力运营技术领域，尤其涉及一种以电网为视角的电力市场运营效率评价方法。

背景技术

我国的电力市场化改革是在电力供需矛盾总体相对缓和、局部偏紧的情况下展开的。现阶段我国电力市场化的使命是引入竞争机制，解决效率和活力的问题，而只有适度有效的竞争才能够保证这一目标的实现。近年来，我国不断加快电力体制改革的步伐，先后进行了省级和区域电力市场的试点运行，电力市场建设取得了一定的成绩，但同时也暴露出一些问题。

作为国民经济的基础产业，电力市场的效率情况对整个社会、经济、资源和环境的发展都有重要影响，对其进行评价是一个值得电力市场监管部门和电力市场各参与方共同研究的课题。电力市场是一个发、输、配、用全过程必须实时平衡的复杂系统，对其进行市场运营效率评价，必然涉及市场环境，如政府规制措施、市场结构、供需状况、交易机制及厂商行为等多个方面。我国尚未建立一套行之有效的电力市场评价指标体系，以完整、科学、合理地反映电力市场设计是否合理、运营是否有效、资源优化配置功能是否实现等。

电力产业可分为投资、市场运营和消费三个主要环节，本项目主要针对现货市场叫一下考虑区域特性的市场运营效率与收益风险多尺度评价进行技术研究。对于电力市场这种具有复杂系统的基础产业，其运营状况不仅对电力行业本身的发展起着决定性作用，同时也对国民经济的运行有着极其重要的影响。在国内外研究成果的基础上，结合电力产业和电力市场特性进行分析，从电力市场运营效果的角度，构建综合反映电力市场运营效率的评价指标体系，并选定适用于电力市场运营效率评价的技术进行研究。一方面希望为市场成员的行为选择和监管机构的监管方案设计提供参考依据，进一步完善电力市场设计；另一方面希望本项目的研究成果能对电力产业提高运营效率有所帮助，以实现电力产业市场化改革的总体目标—优化资源配置、提高生产效率。

中国专利文献CN111815474A公开了一种“电力现货市场监测方法、装置及系统”。采用了通过预设接口获取目标区域的电力现货市场的市场运行监测数据，并基于第一预设规则，对市场运行监测数据进行处理，获取第一处理结果，目标区域的个数为至少两个；通过预设接口获取目标区域的电力现货市场的市场成员监测数据，并基于第二预设规则，对市场成员监测数据进行处理，获取第二处理结果；在处理结果与预设阈值不符时，发送警报信息。上述技术方案比较适用于市场交易频率较低的情况，一旦市场交易频率增大，目前的方法计算量显著增加，也会导致计算结果的准确性不够高以及计算效率较低。

发明内容

本发明主要解决原有的技术方案在市场交易频率增大时，计算量显著增加，导致计算结果的准确性不够高以及计算效率较低的技术问题，提供一种以电网为视角的电力市场运营效率评价方法，通过以电力市场中影响市场运营效率的主要因素研究为基础，建立评价体系，以电网为主体视角，主要从市场稳定性、市场安全性、市场有效性、市场经济性、市场环保性等方面研究电力市场中影响市场运营效率的主要因素，达到提高电力产业运营效率的目的。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括以下步骤：

(1)采集购售电主体在市场中的申报参量；通过对电力市场的运营状况进行评估，分析评价市场势力情况、市场竞争性、电价情况和信息发布等方面的问题，使市场参与者能比较全面的了解电力市场运营状况。

(2)采集市场供需类指标参数；

(3)采集实际市场效益参数；

(4)采集市场风险参数；

(5)建立电力市场运营效率评价指标体系并实现评价。

作为优选，所述的步骤1中购售电主体在市场中的申报参量包括：售电主体总申报量，售电主体最高、最低和平均申报价格；购电主体总申报电量，购电主体最高、最低和平均申报价格；申报容量持留情况，缺席申报率，高价申报率，报价波动率，报价趋同率。通过研究购售电主体在市场中的申报参量，可以对市场势力情况和市场竞争程度进行分析。申报容量持留情况指各售电主体实际可用发电容量与申报容量之间的差值；高价申报率指申报价格高于价格上限95％的申报电量占全部申报电量的百分比；报价波动率表示本期平均申报价格与上一期平均申报价格的差值站上一期平均申报价格的百分比；报价趋同率即各主体本期申报价格与上一期申报价格的差值占上一期申报价格百分比的平均方差。

作为优选，所述的步骤2市场供需类指标参数包括市场供需比、市场交易供需平衡指数和市场成交类指标，市场供需比：

其中，Q

市场交易供需平衡指数Ψ

其中Q

该指标主要反映市场中电能的供需平衡情况。当市场供不应求，即指标值小于或趋于1时，说明市场趋于垄断市场，缺乏竞争性；反之，市场竞争越充分。分母Q

作为优选，所述的市场成交类指标包括各交易品种的平均成交价格和成交电量、跨省区成交电量和价格、高价中标率，所述交易品种包括合约交易、现货交易、期货交易。市场成交结果指一市场参与者的报价为基础，用市场交易算法求得的交易结果。高价中标率越高，表明发电企业控制市场价格的能力越强，具有的市场力越大。

作为优选，所述的步骤3实际市场效益参数包括：电价类指标、容量利用率、节能减排类指标、资源优化配置指标和可持续发展指标，所述电价类评价指标包括市场平均成交价格与标杆价格的比值、平均上网电价与电媒平均价格的比值、平均销售电价增长幅度与消费物价指数CPI增长幅度的比值、平衡账户资金亏额与总成交电量的比值。电价类指标主要用于分析电力市场运营在电价方面产生的效益。容量利用率主要用于客观反映电力市场运营在电网规划和建设方面产生的效益。资源配置效率是市场效率的一个主要方面，是衡量有限的资源是否被有效的分配到产业的各企业中并被充分利用的问题。

作为优选，所述的容量利用率包括：

输电容量综合利用率＝∏

P

变电容量综合利用率＝∏

P

作为优选，所述的步骤4市场风险参数包括市场政策风险和市场金融风险，所述市场政策风险包括政策舒适度指数和政策稳定度指数，所述市场金融风险包括风险价值VaR和融资充裕度。

作为优选，所述的步骤5建立电力市场运营效率评价指标体系，以采集数据为基础，建立系统层、状态层、指标层各层成对比较判断优选矩阵，采用灰色关联分析法对原始指标群进行关联度和重要度的确定和分析，进一步筛选出关键指标。

作为优选，所述的各层初始权重系数计算公式为：

即分别计算出系统层、状态层、指标层这三层每一项初始权重；

将各层权重系数归一化，计算公式为：

即对每一层的初始权重进行相对应的归一化；

通过一致性指标检验该指标的相对有限顺序有无逻辑混乱，当CI<0.10时，无逻辑混乱，计算得到各项权重，计算公式为：

其中m为接受检验层次的子目标数，λ

为衡量CI的大小，引入随机一致性指标RI：

其中，随机一致性指标RI和判断矩阵的阶数有关，将CI和随机一致性指标RI进行比较，得出检验系数CR，公式如下：

若CR<0.1，则该判断矩阵通过一致性检验，否则就不具有满意一致性。

作为优选，对评价对象的总评价目标进行综合评估，即计算综合评分指数 GI，其计算公式为：

其中P

最后计算综合评分指数在电力市场规则好坏程度评价集分为5个等级 V＝{比较小，中等偏下，中等，中等偏上，很大}，即对于电力市场有效竞争的综合评价结果将归于某一等级，相应的分值为{0.2,0.4,0.6,0.8,1}。

本发明的有益效果是：通过以电力市场中影响市场运营效率的主要因素研究为基础，建立评价体系，以电网为主体视角，主要从市场稳定性、市场安全性、市场有效性、市场经济性、市场环保性等方面研究电力市场中影响市场运营效率的主要因素，达到提高电力产业运营效率的目的。

具体实施方式

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种以电网为视角的电力市场运营效率评价方法，包括以下步骤：

(1)采集购售电主体在市场中的申报参量，购售电主体在市场中的申报参量包括：售电主体总申报量，售电主体最高、最低和平均申报价格；购电主体总申报电量，购电主体最高、最低和平均申报价格；申报容量持留情况，缺席申报率，高价申报率，报价波动率，报价趋同率。通过对电力市场的运营状况进行评估，分析评价市场势力情况、市场竞争性、电价情况和信息发布等方面的问题，使市场参与者能比较全面的了解电力市场运营状况。申报容量持留情况指各售电主体实际可用发电容量与申报容量之间的差值；高价申报率指申报价格高于价格上限95％的申报电量占全部申报电量的百分比；报价波动率表示本期平均申报价格与上一期平均申报价格的差值站上一期平均申报价格的百分比；报价趋同率即各主体本期申报价格与上一期申报价格的差值占上一期申报价格百分比的平均方差。

通过研究购售电主体在市场中的申报参量，可以对市场势力情况和市场竞争程度进行分析。

(2)采集市场供需类指标参数，包括市场供需比、市场交易供需平衡指数和市场成交类指标，市场供需比：

该指标主要反映市场中电能的供需平衡情况。当市场供不应求，即指标值小于或趋于1时，说明市场趋于垄断市场，缺乏竞争性；反之，市场竞争越充分。分母Q

市场交易供需平衡指数Ψ

其中Q

其中，Q

市场成交类指标包括各交易品种的平均成交价格和成交电量、跨省区成交电量和价格、高价中标率。交易品种包括合约交易、现货交易、期货交易。市场成交结果指一市场参与者的报价为基础，用市场交易算法求得的交易结果。高价中标率越高，表明发电企业控制市场价格的能力越强，具有的市场力越大。

(3)采集实际市场效益参数，包括：电价类指标、容量利用率、节能减排类指标、资源优化配置指标和可持续发展指标，电价类评价指标包括市场平均成交价格与标杆价格的比值、平均上网电价与电媒平均价格的比值、平均销售电价增长幅度与消费物价指数CPI增长幅度的比值、平衡账户资金亏额与总成交电量的比值。电价类指标主要用于分析电力市场运营在电价方面产生的效益。

容量利用率包括：

输电容量综合利用率＝∏

P

变电容量综合利用率＝∏

P

容量利用率主要用于客观反映电力市场运营在电网规划和建设方面产生的效益。

环保类指标分为环保减排和节能降耗两大类。节能降耗类指标主要是发电煤耗率环保减排类指标主要关注单位发电量的碳、氮、硫化物等污染物排放量。

资源配置效率是市场效率的一个主要方面，是衡量有限的资源是否被有效的分配到产业的各企业中并被充分利用的问题，资源优化配置指标包括跨省去交易率发输配电投资比例。

可持续发展指标包括单位GDP耗电量、用电量与GDP年增长率之比、利润率和规模经济实现程度。该指标等于一个国家全年所消耗的电量与其GDP总值之比。单位GDP耗电量反映了单位GDP所依赖的电量，综合反映了该国的能源利用效率，间接反映了一个国家的科技发展水平以及生产管理水平的高低，是一个国家可持续发展的重要依据。该指标数值越小反映的结果越好。

用电量与GDP年增长率之比等于用电量与GDP年平均增长率的比值，能够反映用电的趋势。一般情况下，仅考虑用电量与GDP年平均增长率均为正的情况。该比值越低，表明用电趋势的形势越好，经济可持续性越可观。

成本利润率是一定时期的销售利润总额与销售成本总额之比。它表明单位销售成本获得的利润，反映成本与利润的关系。利润率是反映企业一定时期利润水平的相对指标。利润率指标既可考核企业利润计划的完成情况，又可比较各企业之间和不同时期的经营管理水平，提高经济效益。

规模经济是指由于生产专业化水平的提高等原因，使企业的单位成本下降，从而形成企业的长期平均成本随着产量的增加而递减的经济。规模经济的实现程度是判断电力市场可持续发展的一个重要方面。规模经济优度是用最小经济规模企业(MES)的市场份额衡量。该指标可以看出MES企业是否是该产业市场的主要供给者，从而准确地反映产业规模经济的实现程度。

(4)采集市场风险参数，包括：市场政策风险和市场金融风险，所述市场金融风险包括风险价值VaR和融资充裕度。市场政策风险包括政策舒适度指数和政策稳定度指数。市场金融风险包括风险价值VaR和融资充裕度。

风险价值VaR，在电力市场中，由于电价波动较大，对于市场参与者而言，在可能获得效益的同时，也可能遭受损失，即面临金融风险。风险价值VaR是一种国际流行的风险管理方法，通过计算给定置信度的VaR,可以很好的评估由于电价波动所带来的风险。常用的计算VaR的方法包括历史模拟法、分析法和 Monte-Carlo法等。

融资充裕度是电力工业发展的一个重要经济指标，其定义为可提供投资资金除以投资资金需求额。适当的发电和输电投资可以确保未来一段时间内发电和输电容量的充裕性，避免出现电力供应不足的情况，对社会和经济的发展起到推动作用。

(5)建立电力市场运营效率评价指标体系，以采集数据为基础，建立系统层、状态层、指标层各层成对比较判断优选矩阵，采用灰色关联分析法对原始指标群进行关联度和重要度的确定和分析，进一步筛选出关键指标。

根据优选法原理,认为结果最优的黄金分割点。在实际运用中发现,通常对事物的变化趋势起主导作用的影响因素与事物之间的关联度基本上都在0.6左右或以上。因此，本文在利用灰色关联度筛选主要影响因素时以0.6为标准，选择关联度在以上的指标为主要影响因素。

(1)建立各层成对比较判断优选矩阵

各层次的评分标准如下表

表1

如对于系统层有：

表2

依次类推状态层、指标层的成对比较判断优选矩阵。

(2)计算各层初始权重系数

计算公式为：

即分别计算出系统层、状态层、指标层这三层每一项初始权重。

(3)各层权重系数归一化

计算公式为：

即对每一层的初始权重进行相对应的归一化。

(4)一致性检验

通过一致性指标检验该指标的相对有限顺序有无逻辑混乱，一般认为，当CI<0.10时，可能无逻辑混乱，即计算得的各项权重可以接受。计算公式为：

其中m为接受检验层次的子目标数，λ

为衡量CI的大小，引入随机一致性指标RI：

其中，随机一致性指标RI和判断矩阵的阶数有关，一般情况下，矩阵阶数越大，则出现一致性随机偏离的可能性也越大。另外考虑到一致性的偏离可能是由于随机原因造成的，因此在检验判断矩阵是否具有满意的一致性时，还需将CI和随机一致性指标RI进行比较，得出检验系数CR，公式如下：

一般，如果CR<0.1，则认为该判断矩阵通过一致性检验，否则就不具有满意一致性。

计算各层次评价指标的组合权重各层次评价指标的组合权重为各层次对应权重系数的乘积。

对评价对象的总评价目标进行综合评估，即计算综合评分指数GI，其计算公式为：

其中P

最后计算综合评分指数在电力市场规则好坏程度评价集分为5个等级 V＝{比较小，中等偏下，中等，中等偏上，很大}，即对于电力市场有效竞争的综合评价结果将归于某一等级，相应的分值为{0.2,0.4,0.6,0.8,1}，即

电力市场有效竞争综合评分等级及对应的分值如下表

表3

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了申报参量、供需类指标参数等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。