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CN111950782A - 一种基于模糊评价的电力市场调度方法 - Google Patents

一种基于模糊评价的电力市场调度方法 Download PDF

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CN111950782A CN202010757940.0A CN202010757940A CN111950782A CN 111950782 A CN111950782 A CN 111950782A CN 202010757940 A CN202010757940 A CN 202010757940A CN 111950782 A CN111950782 A CN 111950782A
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姜雨萌
张铭
纪元
王慧
吴恩琦
李灏恩
周波
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State Grid Shanghai Electric Power Design Co Ltd
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State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
State Grid Shanghai Electric Power Design Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种基于模糊评价的电力市场调度方法,包括以下步骤:S1:建立电力市场评价指标体系,并构建评价指标分级模型,所述的评价指标分层模型中各层指标之间相互关联;S2:构造判断矩阵,确定各级评价指标的模糊权向量;S3:获取评价指标分级模型的隶属关系矩阵;S4:利用一级评价指标计算各电力市场规则的模糊综合评价得分,并根据评分选取最优电力市场规则;S5:实行该最优电力市场规则,实现对电力市场各用户的调度,与现有技术相比,本发明具有提高省间电力市场效益和交易效率等优点。

Description

一种基于模糊评价的电力市场调度方法
技术领域
本发明涉及电力市场规则评价,尤其是涉及一种基于模糊评价的电力市场调度方法。
背景技术
自2015年以来,按照“管住中间、放开两头”的体制架构,我国电力市场的建设进程加快推进,多元化的市场主体格局正在形成,市场主体意识不断增强。
到目前为止,国家电网经营区域内28个交易机构全部组建,搭建了公开、透明的交易平台,市场主体参与数量和范围逐步扩大,市场化交易电量不断攀升,省内和省间交易品种日渐丰富,清洁能源消纳水平持续提升。目前我国中长期电力交易经过多年的发展已经趋于成熟,各省都已下发省内中长期交易相关规则,确立了市场模式并开展交易,从而实现电力市场中各用户(包括发电方、购电方、投资者和监管机构)以及各资源的调度配合。
但是从目前情况来看,据不完全统计,各省的交易规则据总共有300多种,而且相互之间差异较大,而随着各省间的交易越来越频繁,亟需建立一套完整的电力市场综合评估指标体系,对电力市场的规则方案进行评价,从而选取或制定最优的电力市场规则,实现整体、统一的电力市场调度方案,同时满足省内和省间的电力市场交易需求,提高电力市场经济效益,尤其是省间电力市场交易的经济效益。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高电力市场经济效益的基于模糊评价的电力市场调度方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种基于模糊评价的电力市场调度方法,包括以下步骤:
S1:建立电力市场评价指标体系,并构建评价指标分级模型,所述的评价指标分层模型中各层指标之间相互关联;
S2:构造判断矩阵,确定各级评价指标的模糊权向量;
S3:获取评价指标分级模型的隶属关系矩阵;
S4:利用一级评价指标计算各电力市场规则的模糊综合评价得分,并根据评分选取最优电力市场规则;
S5:实行该最优电力市场规则,实现对电力市场各用户的调度。
进一步地,所述的评价指标分级模型分为三级,包括一级评价指标、二级评价指标和三级评价指标。
进一步地,所述的步骤S2具体包括:
S21:选取二级评价指标;
S22:基于德尔菲法进行对二级评价指标进行赋权分析;
S23:根据层次分析赋权结果建立判断矩阵;
S24:对判断矩阵进行一致性验证,若通过验证,则执行步骤S25,否则返回执行步骤S22;
S25:求解判断矩阵最大特征根对应的特征向量,并确定各级评价指标的模糊权向量。
更进一步地,所述的一致性验证的计算式为:
Figure BDA0002612193340000021
其中,C.R.为判断矩阵一致性比率,C.I.为判断矩阵一致性指标,R.I.为判断矩阵同阶平均一致性指标;
若判断矩阵一致性比率C.R.小于0.1,则判断矩阵通过一致性验证。
进一步地,所述的步骤S4具体包括:
S41:获取一级评价指标模糊权向量和隶属关系矩阵;
S42:计算得到模糊综合评价结果向量;
S43:采用最大隶属度或加权平均计算各电力市场规则的评价得分;
S44:选取评价得分最高的电力市场规则,作为最优电力市场规则。
更进一步地,所述的模糊综合评价结果向量F的计算式为:
Figure BDA0002612193340000022
其中,(a11,…,a1n)为一级评价指标模糊权向量,
Figure BDA0002612193340000031
为隶属关系矩阵,n为一级评价指标个数,m为二级评价指标个数,a11为第一个一级评价指标模糊权重,a1n为第n个一级评价指标模糊权重,b11为第一个一级评价指标与第一个二级评价指标之前的隶属关联权重,b1n为第n个一级评价指标与第一个二级评价指标之前的隶属关联权重,bm1为第一个一级评价指标与第m个二级评价指标之前的隶属关联权重,bmn为第n个一级评价指标与第m个二级评价指标之前的隶属关联权重。
进一步地,所述的一级评价指标包括电力市场指数,所述的电力市场指数包括公平性指标、安全性指标、经济性指标和环保性指标。
更进一步地,所述的二级指标包括活跃指标、电力供需指标、发展指标、电力资源优化指标、效益指标和可再生能源消纳指标,所述的公平性指标分别与活跃指标、电力供需指标、发展指标和电力资源优化指标相互关联,所述的安全性指标分别与活跃指标、电力供需指标、电力资源优化指标和可再生能源消纳指标相互关联,所述的经济性指标分别与活跃指标、电力供需指标、发展指标、电力资源优化指标和效益指标相互关联,所述的环保性指标分别与电力供需指标、电力资源优化指标和可再生能源消纳指标相互关联。
更更进一步地,所述的三级指标包括:
分别与活跃指标相关联的交易频次、交易电量、交易价格和市场参与度;
分别与电力供需指标相关联的市场供需比、Top-m份额指标和HHI指标;
分别与发展指标相关联的发电方发电量、购电方购电量和投资方潜在投资量;
分别与电力资源优化指标相关联的市场特高压交易指标、绿色发展指标和清洁能源省间电力交易量;
分别与效益指标相关联的发电方损益和购电方成本变化;
分别与可再生能源消纳指标相关联的可再生能源总量和非水电消纳责任权重。
所述的发电方损益的计算式为:
发电方损益=(上网标杆电价-市场交易电价)×市场交易电量
所述的购电方成本变化的计算式为:
购电方成本变化=(目录电价-市场交易电价)×市场交易电量
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1)本发明可以通过模糊评价对各省电力市场的多种电力市场规则进行评价,并最终得到评价得分,从而选择最优电力市场规则,作为省间电力市场交易规则,起到调度电力市场个用户的作用,最终提高省间电力市场的交易的经济效益;
2)本发明根据电力市场指标体系构建原则和电力市场规则制定原则,构建了评价指标分级模型,选取公平性、安全性、经济性和环保性评估指标作为一级评价指标,建立了维度宽、综合性强的电力市场综合评估指标体系,利用模糊综合评价,得到可靠性和可信度高的评价结果,提高方法的有效性。
附图说明
图1为本发明流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示,本发明提供一种基于模糊评价的电力市场调度方法,包括以下步骤:
S1:建立电力市场评价指标体系,并构建评价指标分级模型,评价指标分层模型中各层指标之间相互关联;
S2:构造判断矩阵,确定各级评价指标的模糊权向量;
具体包括:
S21:选取二级评价指标;
S22:基于德尔菲法进行对二级评价指标进行赋权分析;
S23:根据层次分析赋权结果建立判断矩阵;
S24:对判断矩阵进行一致性验证,若通过验证,则执行步骤S25,否则返回执行步骤S22;
其中,一致性验证的计算式为:
Figure BDA0002612193340000051
其中,C.R.为判断矩阵一致性比率,C.I.为判断矩阵一致性指标,R.I.为判断矩阵同阶平均一致性指标;若判断矩阵一致性比率C.R.小于0.1,则判断矩阵通过一致性验证。
S25:求解判断矩阵最大特征根对应的特征向量,并确定各级评价指标的模糊权向量。
S3:获取评价指标分级模型的隶属关系矩阵;
S4:利用一级评价指标计算各电力市场规则的模糊综合评价得分,并根据评分选取最优电力市场规则;
具体包括:
S41:获取一级评价指标模糊权向量和隶属关系矩阵;
S42:计算得到模糊综合评价结果向量;
S43:采用最大隶属度或加权平均计算各电力市场规则的评价得分;
S44:选取评价得分最高的电力市场规则,作为最优电力市场规则。
其中模糊综合评价结果向量F的计算式为:
Figure BDA0002612193340000052
式中,(a11,…,a1n)为一级评价指标模糊权向量,
Figure BDA0002612193340000053
为隶属关系矩阵,n为一级评价指标个数,m为二级评价指标个数,a11为第一个一级评价指标模糊权重,a1n为第n个一级评价指标模糊权重,b11为第一个一级评价指标与第一个二级评价指标之前的隶属关联权重,b1n为第n个一级评价指标与第一个二级评价指标之前的隶属关联权重,bm1为第一个一级评价指标与第m个二级评价指标之前的隶属关联权重,bmn为第n个一级评价指标与第m个二级评价指标之前的隶属关联权重。
S5:实行该最优电力市场规则,实现对电力市场各用户的调度。
评价指标分级模型分为三级,包括一级评价指标、二级评价指标和三级评价指标。一级评价指标包括电力市场指数,电力市场指数包括公平性指标、安全性指标、经济性指标和环保性指标。
二级指标包括活跃指标、电力供需指标、发展指标、电力资源优化指标、效益指标和可再生能源消纳指标。
其中,公平性指标与电力供需指标相互关联,安全性指标与电力资源优化指标和发展指标相互关联,经济性指标与活跃指标和效益指标相互关联,环保性指标与可再生能源消纳指标相互关联。
三级指标包括:分别与活跃指标相关联的交易频次、交易电量、交易价格和市场参与度;分别与电力供需指标相关联的市场供需比、Top-m份额指标和HHI指标;分别与发展指标相关联的发电方发电量、购电方购电量和投资方潜在投资量;分别与电力资源优化指标相关联的市场特高压交易指标、绿色发展指标和清洁能源省间电力交易量;分别与效益指标相关联的发电方损益和购电方成本变化;分别与可再生能源消纳指标相关联的可再生能源总量和非水电消纳责任权重。
其中,发电方损益的计算式为:
发电方损益=(上网标杆电价-市场交易电价)×市场交易电量
购电方成本变化的计算式为:
购电方成本变化=(目录电价-市场交易电价)×市场交易电量
本实施例给出某电力市场规则评价的具体计算算例如下:
首先获取三级评价指标,并通过三级评价指标与二级评价指标的关联,构建二级评价指标。
然后确定评估指标的模糊权向量,分别针对各级评估指标,使用基于专家咨询法的层次分析法赋权。
本实施例中,使用专家咨询法以构建的二级评价指标为准,建立判断矩阵A11
Figure BDA0002612193340000061
经计算,判断矩阵A11的一致性指标C.R.=C.I./R.I.=0<0.1,通过一致性校验。
运用MATLAB求出最大特征根对应的特征向量,经归一化处理后得二级指标关联权重向量:
T21=(0.21,0.13,0.21,0.19),T22=(0.56,0.18,0.12),
T23=(0.56,0.21,0.16),T24=(0.14,0.39,0.39),
T25=(0.14,0.45),T26=(0.25,0.50)。
一级指标的权重向量:
T11=(0.24,0.52,0.15,0.09)。
接着得到一级指标和二级指标的隶属关系矩阵,最终得到电力市场模糊评价结果向量:
Figure BDA0002612193340000071
最后通过采用最大隶属度或加权平均计算各电力市场规则的评价得分。
其中,加权平均计算中,电力市场模糊评价结果向量中各项权重分别为 (0.74,0.86,0.93,0.92,0.59,0.75),该值通过二级指标关联权重向量得到,最终得到评价得分为1.23分;
由最大隶属度模拟结果可知:电力市场四个一级指标的权重分别为0.24,0.52,0.15和0.09,则安全性指标权重最大,可认为是决定最终结果的最大影响因素,可按安全性指标评价得分,这说明电力市场要保障市场内电力安全性,安全可靠的电力供应和交易是电力市场存在和发展的基础。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于模糊评价的电力市场调度方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:建立电力市场评价指标体系,并构建评价指标分级模型,所述的评价指标分层模型中各层指标之间相互关联;
S2:构造判断矩阵,确定各级评价指标的模糊权向量;
S3:获取评价指标分级模型的隶属关系矩阵;
S4:利用一级评价指标计算各电力市场规则的模糊综合评价得分,并根据评分选取最优电力市场规则;
S5:实行该最优电力市场规则,实现对电力市场各用户的调度。
2.根据权利要求1所述的一种基于模糊评价的电力市场调度方法,其特征在于,所述的评价指标分级模型分为三级,包括一级评价指标、二级评价指标和三级评价指标。
3.根据权利要求2所述的一种基于模糊评价的电力市场调度方法,其特征在于,所述的步骤S2具体包括:
S21:选取二级评价指标;
S22:基于德尔菲法进行对二级评价指标进行赋权分析;
S23:根据层次分析赋权结果建立判断矩阵;
S24:对判断矩阵进行一致性验证,若通过验证,则执行步骤S25,否则返回执行步骤S22;
S25:求解判断矩阵最大特征根对应的特征向量,并确定各级评价指标的模糊权向量。
4.根据权利要求3所述的一种基于模糊评价的电力市场调度方法,其特征在于,所述的一致性验证的计算式为:
Figure FDA0002612193330000011
其中,C.R.为判断矩阵一致性比率,C.I.为判断矩阵一致性指标,R.I.为判断矩阵同阶平均一致性指标;
若判断矩阵一致性比率C.R.小于0.1,则判断矩阵通过一致性验证。
5.根据权利要求2所述的一种基于模糊评价的电力市场调度方法,其特征在于,所述的步骤S4具体包括:
S41:获取一级评价指标模糊权向量和隶属关系矩阵;
S42:计算得到模糊综合评价结果向量;
S43:采用最大隶属度或加权平均计算各电力市场规则的评价得分;
S44:选取评价得分最高的电力市场规则,作为最优电力市场规则。
6.根据权利要求5所述的一种基于模糊评价的电力市场调度方法,其特征在于,所述的模糊综合评价结果向量F的计算式为:
Figure FDA0002612193330000021
其中,(a11,…,a1n)为一级评价指标模糊权向量,
Figure FDA0002612193330000022
为隶属关系矩阵,n为一级评价指标个数,m为二级评价指标个数,a11为第一个一级评价指标模糊权重,a1n为第n个一级评价指标模糊权重,b11为第一个一级评价指标与第一个二级评价指标之前的隶属关联权重,b1n为第n个一级评价指标与第一个二级评价指标之前的隶属关联权重,bm1为第一个一级评价指标与第m个二级评价指标之前的隶属关联权重,bmn为第n个一级评价指标与第m个二级评价指标之前的隶属关联权重。
7.根据权利要求2所述的一种基于模糊评价的电力市场调度方法,其特征在于,所述的一级评价指标包括电力市场指数,所述的电力市场指数包括公平性指标、安全性指标、经济性指标和环保性指标。
8.根据权利要求7所述的一种基于模糊评价的电力市场调度方法,其特征在于,所述的二级指标包括活跃指标、电力供需指标、发展指标、电力资源优化指标、效益指标和可再生能源消纳指标,所述的公平性指标分别与活跃指标、电力供需指标、发展指标和电力资源优化指标相互关联,所述的安全性指标分别与活跃指标、电力供需指标、电力资源优化指标和可再生能源消纳指标相互关联,所述的经济性指标分别与活跃指标、电力供需指标、发展指标、电力资源优化指标和效益指标相互关联,所述的环保性指标分别与电力供需指标、电力资源优化指标和可再生能源消纳指标相互关联。
9.根据权利要求8所述的一种基于模糊评价的电力市场调度方法,其特征在于,所述的三级指标包括:
分别与活跃指标相关联的交易频次、交易电量、交易价格和市场参与度;
分别与电力供需指标相关联的市场供需比、Top-m份额指标和HHI指标;
分别与发展指标相关联的发电方发电量、购电方购电量和投资方潜在投资量;
分别与电力资源优化指标相关联的市场特高压交易指标、绿色发展指标和清洁能源省间电力交易量;
分别与效益指标相关联的发电方损益和购电方成本变化;
分别与可再生能源消纳指标相关联的可再生能源总量和非水电消纳责任权重。
10.根据权利要求9所述的一种基于模糊评价的电力市场调度方法,其特征在于,所述的发电方损益的计算式为:
发电方损益=(上网标杆电价-市场交易电价)×市场交易电量
所述的购电方成本变化的计算式为:
购电方成本变化=(目录电价-市场交易电价)×市场交易电量。
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