竞争性电力市场环境下电价预测方法与应用.pptx
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18
市场监管 ❖最高价格限制 ❖价格波动限制
返回
19
❖ 电价预测概述
电价预测的基本概念
电价预测是在综合考虑电价影响因素，运用数学模型、计算机模拟等工具对相 关数据进行分析和研究，对未来电力市场中的电力交易价格进行预测。
对电价的预测要求必须同时具备预测速度与预测精度，才具有实际的应用意义。 电价预测分类
负荷持续时间 天气敏感性 经济活动 零售价格
25
❖ 市场组织及设计方面
零售电价限额 现货交易比例 容量要求 批发价限额
根据预测点分类 根据预测内容分类 根据预测期限分类
电价预测误差及评价指标
绝对误差和相对误差
20
平均绝对误差 均方误差
MAE 1
N
N i 1
Ei
1 N
N i 1
xai x fi
均方根误差
MSE
1 N
N
(xai x fi )2
i 1
RMSE
1 N
N
Ei 2
i 1
1 N
N
(xai x fi )2
博士研究生论文答辩
竞争性电力市场环境下电价 预测方法与应用研究
博 士 生： 李正欣 导 师：赵林度
1
汇报提纲
❖ 论文的背景 ❖ 电力市场及电价分析 ❖ 电价价格钉的预测与控制 ❖ 电价的非线性预测模型 ❖ 电价的组合预测 ❖ 电价预测的应用——发电商容量分配研究 ❖ 总结论文的创新点
2
论ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的背景
❖ 在电力市场中，市场力的行使和扩大有多种方式：
➢ 电力企业扩大自身的规模，包括企业自身的成长以及企业间的兼并、 合并、收购等行为。
➢ 发电商通过持留行为行使市场力。一是物理持留，二是经济持留。 ➢ 通过横向合作限制竞争。 ➢ 有优势的发电企业通过自身垄断力量来打击、消灭竞争对手或组织
新的竞争者的竞争。如掠夺性定价。
的生产满足随时间变化的不均匀的需求，装机 容量要大于最大电力负荷的120-150%（含备 用容量）。 ❖电力系统提供的电量既不能多于需求，又不能 少于需求。 ❖电力系统既需足够容量，还需统一调度
17
市场力与市场监管
市场力
❖ 经济学对市场力的一般定义是指改变市场价格使之偏离市场充分 竞争情况下所具有价格水平的能力。
为是确定的、已知的 ❖负荷（即需求）的不确定性交由实时市场 ❖需求价格函数在短期内接近于垂直与横轴的曲线，即
需要弹性接近于0。
供给
❖ 完全竞争时，发电企业的市场供给曲线为水平直线
16
❖与一般商品的市场均衡不同，电力产品的市场 均衡，必须同时实现电力和电量双重平衡
❖发电企业产出的关键是电力，其次才是电量 ❖发电设备的装机容量（生产能力）不能以均匀
❖ 电力供给的独特性
发电是资金密集型产业，短期内难以增加供给 电力不能经济储存，需要在瞬间实现供给平衡，
任何偶然的机组停运或传输系统障碍都将直接影 响供给并进而影响电力供需平衡点
❖ 发电机组存在较高的启动成本
24
价格钉的影响因素
❖ 供给方面
装机容量 停运 发电机组种类 传输限制
❖ 需求方面
❖ 选题背景
➢ 近年来，由于电力、信息等技术的发展，世界各 国纷纷进行电力体制的改革
➢ 2002年，国务院出台《电力体制改革方案》 ➢ 2003年6月，国家电力监管委员会陆续在东北、
华东开展区域电力市场建设试点。 ➢ 目前我国的电力市场已供大于求，电力的市场化
改革将会不断地深入。
3
❖ 研究目的
➢ 研究电价的变化规律 ➢ 提高电价预测水平 ➢ 控制发电商的决策风险
4
❖ 国内外研究综述
电价预测研究综述
❖博弈论模型 ❖随机模型 ❖无参数和人工智能模型 ❖价格钉的判别与预测
5
发电商竞价策略研究综述
➢ 基于成本分析 ➢ 基于电价预测 ➢ 基于博弈理论优化
基于矩阵博弈模型 基本寡头博弈模型
发电商风险控制研究综述
➢ 风险来源 ➢ 风险管理 ➢ 风险计量
6
❖论文的研究框架路线
历史价格 数据
历史需求与预 测需求数据
数据分类 形成与分时段数据序列
历史供给与预 测供给数据
局域多项式模型
运用基于SMOTEBoost 技术的SVM预测是否为
价格钉？ N
MARS模型
Y
调用价格钉电价 数值预测模型
支持向量机模型
组合预测模型 预测误差分析 形成竞价策略
返回
7
电力市场及电价分析
❖ 电力市场 ❖ 电力市场中的电价 ❖ 电价的影响因素 ❖ 电价预测概述
8
电力市场体系结构
供给端 发电商
现货市场
电力经销商/ 中介商
热电供应商
独立系统操作者 输电公司
合约市场
需求端 配电商
电力经销商/ 中介商
大用户
9
电力交易模式及交易类型
交易模式
❖双向合约模式 ❖电力库模式 ❖综合模式
交易类型
➢ 现货交易 ➢ 合约交易 ➢ 期货交易
返回
10
电价的形成
价格
D1
D2 S4
i 1
改进的平均绝对百分比误差
传统的MAPE
MAPE 1 N Ei 100% 1 N xai x fi
N i1 xai
N i1 xai
改进的MAPE
N
N
MAPE 1 N
Ei
i 1
x
100%
i 1
xai x fi
N
xai
100%
i 1
返回
21
电价价格钉预测与控制
❖ 价格钉的经济学分析 ❖ 价格钉的预测 ❖ 价格钉的控制
S3 S2 S1
D3 S6
S5
容量
11
电力产品及电价的特点
❖ 电力是一种较为特殊商品
网络依赖性 不可大量储存性 高度协调性 公共品 规模经济与自然垄断 高沉淀成本 政府规制
用户多样、需求不确定 12
❖ 电价的统计特性
波动性 周期性 均值回复 跳跃性和价格钉
13
❖ 电价在电力市场中的核心作用
吸引投资 优化资源配置 增强企业活力 引导用户合理用电，节能减排
返回
14
t
电力成本
发电成本 输送成本 交易成本
市场交易并非无成本，交易成本主要为了： ❖了解市场信息 ❖谈判协商、达成交易的费用 ❖交易执行、监督费用及违约成本 发电公司要实现利润最大化，需满足边际成本等于边际利 润。
15
市场供求状况
需求
❖电力市场的需求具有不确定性 ❖对日前市场，需求由市场交易中心给出预测值，可认
22
价格钉的定义
电价的突然、剧烈地波动
价格($/MWh)
600 500 400 300 200 100
0 2006年1月1日
2006年1月11日
2006年1月21日 时间
2006年1月31日
23
价格钉的成因
❖ 电力需求的两方面缺陷
短期内明显缺乏价格弹性，很多市场价格弹性为 零
电力需求由于气候等因素呈现出较大的波动性
市场监管 ❖最高价格限制 ❖价格波动限制
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❖ 电价预测概述
电价预测的基本概念
电价预测是在综合考虑电价影响因素，运用数学模型、计算机模拟等工具对相 关数据进行分析和研究，对未来电力市场中的电力交易价格进行预测。
对电价的预测要求必须同时具备预测速度与预测精度，才具有实际的应用意义。 电价预测分类
负荷持续时间 天气敏感性 经济活动 零售价格
25
❖ 市场组织及设计方面
零售电价限额 现货交易比例 容量要求 批发价限额
根据预测点分类 根据预测内容分类 根据预测期限分类
电价预测误差及评价指标
绝对误差和相对误差
20
平均绝对误差 均方误差
MAE 1
N
N i 1
Ei
1 N
N i 1
xai x fi
均方根误差
MSE
1 N
N
(xai x fi )2
i 1
RMSE
1 N
N
Ei 2
i 1
1 N
N
(xai x fi )2
博士研究生论文答辩
竞争性电力市场环境下电价 预测方法与应用研究
博 士 生： 李正欣 导 师：赵林度
1
汇报提纲
❖ 论文的背景 ❖ 电力市场及电价分析 ❖ 电价价格钉的预测与控制 ❖ 电价的非线性预测模型 ❖ 电价的组合预测 ❖ 电价预测的应用——发电商容量分配研究 ❖ 总结论文的创新点
2
论ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的背景
❖ 在电力市场中，市场力的行使和扩大有多种方式：
➢ 电力企业扩大自身的规模，包括企业自身的成长以及企业间的兼并、 合并、收购等行为。
➢ 发电商通过持留行为行使市场力。一是物理持留，二是经济持留。 ➢ 通过横向合作限制竞争。 ➢ 有优势的发电企业通过自身垄断力量来打击、消灭竞争对手或组织
新的竞争者的竞争。如掠夺性定价。
的生产满足随时间变化的不均匀的需求，装机 容量要大于最大电力负荷的120-150%（含备 用容量）。 ❖电力系统提供的电量既不能多于需求，又不能 少于需求。 ❖电力系统既需足够容量，还需统一调度
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市场力与市场监管
市场力
❖ 经济学对市场力的一般定义是指改变市场价格使之偏离市场充分 竞争情况下所具有价格水平的能力。
为是确定的、已知的 ❖负荷（即需求）的不确定性交由实时市场 ❖需求价格函数在短期内接近于垂直与横轴的曲线，即
需要弹性接近于0。
供给
❖ 完全竞争时，发电企业的市场供给曲线为水平直线
16
❖与一般商品的市场均衡不同，电力产品的市场 均衡，必须同时实现电力和电量双重平衡
❖发电企业产出的关键是电力，其次才是电量 ❖发电设备的装机容量（生产能力）不能以均匀
❖ 电力供给的独特性
发电是资金密集型产业，短期内难以增加供给 电力不能经济储存，需要在瞬间实现供给平衡，
任何偶然的机组停运或传输系统障碍都将直接影 响供给并进而影响电力供需平衡点
❖ 发电机组存在较高的启动成本
24
价格钉的影响因素
❖ 供给方面
装机容量 停运 发电机组种类 传输限制
❖ 需求方面
❖ 选题背景
➢ 近年来，由于电力、信息等技术的发展，世界各 国纷纷进行电力体制的改革
➢ 2002年，国务院出台《电力体制改革方案》 ➢ 2003年6月，国家电力监管委员会陆续在东北、
华东开展区域电力市场建设试点。 ➢ 目前我国的电力市场已供大于求，电力的市场化
改革将会不断地深入。
3
❖ 研究目的
➢ 研究电价的变化规律 ➢ 提高电价预测水平 ➢ 控制发电商的决策风险
4
❖ 国内外研究综述
电价预测研究综述
❖博弈论模型 ❖随机模型 ❖无参数和人工智能模型 ❖价格钉的判别与预测
5
发电商竞价策略研究综述
➢ 基于成本分析 ➢ 基于电价预测 ➢ 基于博弈理论优化
基于矩阵博弈模型 基本寡头博弈模型
发电商风险控制研究综述
➢ 风险来源 ➢ 风险管理 ➢ 风险计量
6
❖论文的研究框架路线
历史价格 数据
历史需求与预 测需求数据
数据分类 形成与分时段数据序列
历史供给与预 测供给数据
局域多项式模型
运用基于SMOTEBoost 技术的SVM预测是否为
价格钉？ N
MARS模型
Y
调用价格钉电价 数值预测模型
支持向量机模型
组合预测模型 预测误差分析 形成竞价策略
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电力市场及电价分析
❖ 电力市场 ❖ 电力市场中的电价 ❖ 电价的影响因素 ❖ 电价预测概述
8
电力市场体系结构
供给端 发电商
现货市场
电力经销商/ 中介商
热电供应商
独立系统操作者 输电公司
合约市场
需求端 配电商
电力经销商/ 中介商
大用户
9
电力交易模式及交易类型
交易模式
❖双向合约模式 ❖电力库模式 ❖综合模式
交易类型
➢ 现货交易 ➢ 合约交易 ➢ 期货交易
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电价的形成
价格
D1
D2 S4
i 1
改进的平均绝对百分比误差
传统的MAPE
MAPE 1 N Ei 100% 1 N xai x fi
N i1 xai
N i1 xai
改进的MAPE
N
N
MAPE 1 N
Ei
i 1
x
100%
i 1
xai x fi
N
xai
100%
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电价价格钉预测与控制
❖ 价格钉的经济学分析 ❖ 价格钉的预测 ❖ 价格钉的控制
S3 S2 S1
D3 S6
S5
容量
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电力产品及电价的特点
❖ 电力是一种较为特殊商品
网络依赖性 不可大量储存性 高度协调性 公共品 规模经济与自然垄断 高沉淀成本 政府规制
用户多样、需求不确定 12
❖ 电价的统计特性
波动性 周期性 均值回复 跳跃性和价格钉
13
❖ 电价在电力市场中的核心作用
吸引投资 优化资源配置 增强企业活力 引导用户合理用电，节能减排
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t
电力成本
发电成本 输送成本 交易成本
市场交易并非无成本，交易成本主要为了： ❖了解市场信息 ❖谈判协商、达成交易的费用 ❖交易执行、监督费用及违约成本 发电公司要实现利润最大化，需满足边际成本等于边际利 润。
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市场供求状况
需求
❖电力市场的需求具有不确定性 ❖对日前市场，需求由市场交易中心给出预测值，可认
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价格钉的定义
电价的突然、剧烈地波动
价格($/MWh)
600 500 400 300 200 100
0 2006年1月1日
2006年1月11日
2006年1月21日 时间
2006年1月31日
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价格钉的成因
❖ 电力需求的两方面缺陷
短期内明显缺乏价格弹性，很多市场价格弹性为 零
电力需求由于气候等因素呈现出较大的波动性