一种基于条件风险价值的多寡头售电市场特性评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于条件风险价值的多寡头售电市场特性评估方法，将售电市场抽象为一个由多寡头售电公司与三类电力用户等主体形成的复杂自适应系统，建立仿真数学模型对售电市场整体运行规律实施定性定量分析。其步骤包括：(1)建立多寡头售电市场模型架构(2)建立售电公司风险模型和收益模型及整合后的购售电收益风险优化综合模型(3)给出模型求解流程并通过4个算例对售电市场整体特性评估方法进行仿真验证。本发明专利技术依循多智能体技术刻画售电公司间及售电公司与电力用户间的复杂博弈关系，揭示多寡头售电市场的运行规律，能为市场组织管理方提供决策参考，促进售电市场的科学发展。

An evaluation method of multi oligarchs' market characteristics based on conditional risk value

【技术实现步骤摘要】
一种基于条件风险价值的多寡头售电市场特性评估方法
本专利技术涉及售电市场
，特别是涉及基于条件风险价值的多寡头售电市场特性评估方法。
技术介绍
售电市场的主体主要包括售电公司与电力用户两大类，每个市场主体的行为导向原则上均是最大化己方的利益，它们之间不仅利益攸关甚至相冲突，彼此之间实为博弈关系。现有相关专利侧重于分析售电市场参与者单个售电公司的利益最大化即为单个售电公司提供决策支持，欠缺将售电市场视为一个复杂自适应系统探讨市场参与方相互之间博弈关系的方法。因此希望有一种基于条件风险价值的多寡头售电市场特性评估方法解决现有技术中的问题。
技术实现思路
本专利技术公开了一种基于条件风险价值的多寡头售电市场特性评估方法，所述评估方法包括以下步骤：步骤一：建立多寡头售电市场模型架构；步骤二：建立售电公司的风险模型和收益模型以及整合后的购售电收益风险优化综合模型，对售电公司的风险来源进行分析，建立基于条件风险价值的售电市场风险模型，根据售电公司的收益计算方法建立多寡头售电市场的收益模型，将风险模型和收益模型合并得到售电公司购售电收益风险优化的综合模型；步骤三：给出模型的求解流程并通过算例对该售电市场整体特性评估方法进行仿真验证。优选地,所述步骤一的多寡头售电市场模型架构是售电公司与售电公司之间、售电公司与用户之间的总体博弈情况。优选地,所述步骤二售电公司的风险模型为现货市场电价的不确定性以及电力用户的市场反应，基于条件风险价值理论的原始模型经推导可得售电公司购售电风险模型为：μi,j(ω)≥0(2)-f(x,r,ω)i,j+μi,j(ω)+VaRβ,i,j≥0(3)其中，π(ω)表示场景ω出现的概率；μi，j(ω)表示与售电公司i在第j轮博弈中，场景ω下的损失相关的中间变量；x，r表示售电公司的决策变量的向量；f(x,r,ω)表示售电公司i在第j轮博弈中，在场景ω下，采用决策x，r的损失函数，售电公司购售电期望收益的相反数为所述售电公司风险模型中的损失函数。优选地，所述步骤二售电公司的收益模型为售电收入减去运营成本和购电成本所得的净收入；现货市场的购电费用为公式(4)：上式中，i表示售电公司；j表示博弈的轮次；J表示博弈的总轮次；t表示时间段次；T表示总的时间段数；ω表示蒙特卡洛模拟的场景；Ω表示模拟场景总数；π(ω)表示场景ω出现的概率；λSP(t,ω)表示时段t场景ω下的现货市场电价；Δt表示时间段间隔的大小；表示售电公司i在第j轮博弈中，在时段t场景ω下的现货市场购电量；双边合同的购电费用为公式(5)：上式中，λFC表示双边合同的电价；表示售电公司i在第j轮博弈中，在时段t场景ω下双边合同的购电量；售电公司的运营成本为公式(6)：上式中，mi表示售电公司i的初始单位电量运营成本，是一个常数；ki表示售电公司i的单位电量运营成本下降速率，代表售电公司每多运营1MWh的电量，单位电量运营成本降低的程度，是一个常数；ci表示售电公司i的固定成本，是一个与售电公司体量大小有关的常数；售电公司售电收入的关键因素为市场份额和销售电价，销售电价较高时，售电公司的市场份额较小，反之亦然，市场份额的变化反映售电公司之间以及售电公司与电力用户之间的博弈动态；以LOGIT函数作为市场份额函数描述售电公司售电价格与其所获用户比例的关系并依博弈论常用的i与-i表示法，售电公司获得的用户比例可描述为公式(7)：表示售电公司i在第j轮博弈中制定的最优销售电价；表示该销售电价所对应的市场份额效用；表示售电公司i的竞争对手-i在第j-1轮博弈中制定的最优销售电价；售电收入为公式(8)：上式中n表示用户类别；N表示用户类别的总数；Pn(t)表示用户n时段t的负荷；售电公司的收益等于售电收入减去购电支出和运营成本的差额，即公式(9)：上式中，Ei,j表示售电公司i在第j轮博弈中的总收入；Ci,j表示售电公司i在第j轮博弈中的总成本；作为风险规避型的售电公司，其决策模型的目标函数为公式(10)：上式中，γi表示售电公司i的风险厌恶系数，其值越大，代表售电公司的风险厌恶程度越高。优选地,所述步骤二根据购售电的平衡情况、风险模型的自身约束以及销售电价的限制决定售电公司的购售电决策，分析售电市场整体特性，具体如下：购售电平衡约束为公式(11)：条件风险价值约束为公式(12)和(13)：销售电价约束为公式(14)：上式中，表示销售电价的最低限值；表示销售电价的最高限值。优选地，所述步骤三中的模型求解流程包括：数据初始化、售电公司寻优、循环体控制和均衡状态判断以及结果的处理输出五大模块。优选地，所述步骤三通过4个算例对该售电市场整体特性评估方法进行仿真验证：算例1，风险厌恶程度相同的三寡头，一家为现有供电公司另两家为新进售电公司，但是成立的时间及规模不同，并以业务熟练程度这一指标刻画它们之间的差异，观察点为它们的收益和风险差异以及购售电差异；算例2：三寡头成本函数相同，但是风险厌恶程度不同观察点为它们的收益和风险差异以及购售电差异；算例3：三寡头成本函数和风险厌恶程度均相同，且风险厌恶程度同步逐渐上升，观察点为寡头垄断对市场的影响规律；算例4：四个或五个寡头成本函数和风险厌恶程度均相同，且风险厌恶程度同步逐渐上升，观察寡头售电公司数量增多对市场的影响规律，由此对多寡头售电市场整体特性进行评估。本专利技术公开了一种基于博弈考虑条件风险价值(CVaR)的多寡头售电市场整体特性评估方法，本专利技术将售电市场抽象为一个由多个售电公司与3类电力用户等主体形成的复杂自适应系统，依循多智能体技术刻画售电公司之间以及售电公司与电力用户之间的复杂博弈关系，对售电市场进行整体特性评估，进一步推进售电侧市场化改革，为市场管理者提供合理的参考引导售电市场良性发展。附图说明图1为三寡头售电市场模型架构图。图2为博弈模型的求解流程图。图3为现货市场电价曲线图。图4为不同模拟场景数下的销售电价示意图。图5为三类电力用户日负荷特性示意图。图6为运营成本不同导致的收益差异图。图7为运营成本不同导致的风险差异图。图8为运营成本不同导致的销售电价差异图。图9为运营成本不同导致的购电量差异图。图10为风险厌恶程度不同导致的收益差异图。图11为风险厌恶程度不同导致的风险差异图。图12风险厌恶程度不同导致的销售电价差异图。图13风险厌恶程度不同导致的购电量差异图。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种基于博弈的考虑条件风险价值(CVaR)的多寡头售电市场整体特性评估方法，该方法包括以下步骤：步骤1：建立多寡头售电市场模型架构。刻画出售电公司与售电公司之间，售电公司与用户之间的总体博弈情况；如图1售电市场模型架构图，售电主体包括3家(家数不限定为3家，可扩充)自主独本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于条件风险价值的多寡头售电市场特性评估方法，其特征在于，所述评估方法包括以下步骤：步骤一：建立多寡头售电市场模型架构；步骤二：建立售电公司的风险模型和收益模型以及整合后的购售电收益风险优化综合模型，对售电公司的风险来源进行分析，建立基于条件风险价值的售电市场风险模型，根据售电公司的收益计算方法建立多寡头售电市场的收益模型，将风险模型和收益模型合并得到售电公司购售电收益风险优化的综合模型；步骤三：给出模型的求解流程并通过算例对该售电市场整体特性评估方法进行仿真验证。

【技术特征摘要】
1.一种基于条件风险价值的多寡头售电市场特性评估方法，其特征在于，所述评估方法包括以下步骤：步骤一：建立多寡头售电市场模型架构；步骤二：建立售电公司的风险模型和收益模型以及整合后的购售电收益风险优化综合模型，对售电公司的风险来源进行分析，建立基于条件风险价值的售电市场风险模型，根据售电公司的收益计算方法建立多寡头售电市场的收益模型，将风险模型和收益模型合并得到售电公司购售电收益风险优化的综合模型；步骤三：给出模型的求解流程并通过算例对该售电市场整体特性评估方法进行仿真验证。2.根据权利要求1所述的基于条件风险价值的多寡头售电市场特性评估方法，其特征在于：所述步骤一的多寡头售电市场模型架构是售电公司与售电公司之间、售电公司与用户之间的总体博弈情况。3.根据权利要求1所述的基于条件风险价值的多寡头售电市场特性评估方法，其特征在于：所述步骤二售电公司的风险模型为现货市场电价的不确定性以及电力用户的市场反应，基于条件风险价值理论的原始模型经推导可得售电公司购售电风险模型为：μi,j(ω)≥0(2)-f(x,r,ω)i,j+μi,j(ω)+VaRβ,i,j≥0(3)其中，β表示置信度；VaRβ,i,j表示售电公司i在第j轮博弈中，置信度为β时的风险价值；π(ω)表示场景ω出现的概率；μi,j(ω)表示与售电公司i在第j轮博弈中，场景ω下的损失相关的中间变量；x，r表示售电公司的决策变量的向量；f(x,r,ω)表示售电公司i在第j轮博弈中，在场景ω下，采用决策x，r的损失函数，售电公司购售电期望收益的相反数为所述售电公司风险模型中的损失函数。4.根据权利要求3所述的基于条件风险价值的多寡头售电市场特性评估方法，其特征在于：所述步骤二售电公司的收益模型为售电收入减去运营成本和购电成本所得的净收入；现货市场的购电费用为公式(4)：上式中，i表示售电公司；j表示博弈的轮次；J表示博弈的总轮次；t表示时间段次；T表示总的时间段数；ω表示蒙特卡洛模拟的场景；Ω表示模拟场景总数；π(ω)表示场景ω出现的概率；λSP(t,ω)表示时段t场景ω下的现货市场电价；Δt表示时间段间隔的大小；表示售电公司i在第j轮博弈中，在时段t场景ω下的现货市场购电量；双边合同的购电费用为公式(5)：上式中，λFC表示双边合同的电价；表示售电公司i在第j轮博弈中，在时段t场景ω下双边合同的购电量；售电公司的运营成本为公式(6)：上式中，mi表示售电公司i的初始单位电量运营成本，是一个常数；ki表示售电公司i的单位电量运营成本下降速率，代表售电公司每多运营1MWh的电量，单...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄仙，马书艳，李树松，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11