一种电力现货市场的综合评价方法技术

本发明专利技术公开了一种电力现货市场的综合评价方法。首先，从电力现货市场的原理出发，确定指标选取的原则，包括全面性、简洁性、可行性、可比性、引导性和重点性六个方面。同时，基于复杂系统的考虑，选取分层次的指标体系作为评价体系基本框架。接着，采用专家打分法、相关系数分析法以及基于层次分析法的熵值法等多种权重赋值方法得到若干组权重系数，利用基于博弈论的综合权重赋值方法，确定各指标的综合权重系数。最后，结合电力现货市场具有灰色性特点，使用灰色关联度分析法对市场进行综合评价。该方法对于科学地分析电力市场运营状况、找出存在的问题并预测市场发展趋势，从而推动电力现货市场健康、有序地发展具有重要作用。

【技术实现步骤摘要】
一种电力现货市场的综合评价方法
本专利技术涉及电力市场的
，更具体地，涉及一种电力现货市场的综合评价方法。
技术介绍
电力现货市场是指将电能作为一种商品进行实时交易或准实时交易的交易市场，其建设目的是为了在电力行业中引入市场竞争，利用市场化所带来的市场竞争引导电力现货市场整体的社会资源的优化配置，获得更大的社会效益。国外于上世纪90年代开始开展电力市场改革。电力市场改革最先在西欧开展，随后被推广到了美国以及大洋洲的一些电力公司。截止至2009年，全球人口的86.49％经历了电力市场化改革，电力市场化改革的国家GDP综合占据全球GDP的94％。目前，世界上成熟的电力交易市场主要有美国的PJM电力现货市场、北欧电力市场、英国电力市场以及澳大利亚电力市场等电力市场。我国于2002年开始进行电力市场化改革，如今已过去17年，取得了一定的成果。目前，南方(广东以起步)电力现货市场作为全国选定的八个现货试点区域已经建立起区域性质的电力现货市场，并于2019年5月15日与16日进行我国首次电力现货交易结算，开始推进实时市场的建设。另外，浙江也即将开始进行电力现货市场的试运行。然而我国当前对于电力市场的建设仍处于初步探索的阶段，而且尚未建立起一套行之有效的电力市场评价指标体系。在新的市场竞争下，电力市场信息瞬息万变，市场的不良运作或者市场危机的出现都将对地区甚至整个电力行业产生严重的破坏。所以，无论是市场中的发电方还是购电方，市场运营者还是市场监管者，都十分关注市场的运营情况，都有分析评估市场健康程度的需求。因此，电力现货市场评价体系的构建及其综合评价方法的确定都是目前我国电力市场改革的一个重要方向，也是下一阶段电力市场建设的重点讨论对象。
技术实现思路
本专利技术主要构建了基于集中式市场的电力现货市场评价体系，并提出了基于综合权重系数的灰色关联度分析的多属性综合评价方法。本专利技术采用以下技术方案实现：一种电力现货市场的综合评价方法，包括以下步骤：S1：从电力市场的经济学特性和电力系统的物理特性出发，选取分层次的指标体系作为评价体系基本框架；S2：采用专家打分法得到电力现货市场评价指标权重系数；S3：采用相关系数分析法计算电力现货市场评价指标权重系数；S4：采用基于层次分析法的熵值法计算电力现货市场评价指标权重系数；S5：利用基于博弈论的综合权重赋值方法，结合多种赋权方法的优点，确定各指标的综合权重系数；S6：结合电力现货市场具有灰色性特点，使用灰色关联度分析法对市场进行综合评价。上述技术方案中，进一步地，S1从电力市场的经济学特性和电力系统的物理特性出发，选取分层次的指标体系作为评价体系基本框架，具体实现方法如下：遵循全面性、简洁性、可行性、可比性、引导性、重点性的原则建立分层次的电力现货市场评价指标体系。以市场安全水平、市场运营水平、市场效益水平以及市场调度水平四个方面作为市场的主要运行状态指标进行评估，展开构建起完整科学的包括系统层、状态层、结构层、指标层的四级电力现货市场评价系统，在一些指标中再次向下展开次级指标层，例如电压波动指标中再次向下展开为电压正波动率、电压负波动率、电压波动影响时间占比三个次级指标。所构建的电力现货市场评价体系结合我国国情在建设性提出购电商侧市场局部结构指标、市场保障信息安全水平、市场结算类指标等指标。表4所示为电力现货市场评价指标体系的整体框架。表4电力现货市场评价指标体系整体框架更进一步地，S2采用专家打分法得到电力现货市场评价指标权重系数，具体实现方法如下：专家打分法又称德尔菲法，是主观赋权法中最简单明了的一种方法。它主要通过若干对评估对象有着很高的熟悉度的专家，借助其经验、知识以及个人偏好对评价体系中的指标权重进行打分，并借助统计方法对打分的结果进行适当处理，得到最终的权重系数。其具体评价模型如下：(1)根据专家对每个指标的打分意见构建初步指标权重矩阵式中：Xi表示第i个专家对于指标权重的赋值方案；ωij表示第i个专家对于第j个指标权重的赋值。(2)计算每个指标的权重系数平均值式中：表示第j个指标权重系数的平均值。(3)计算每个指标的权重系数与平均值的差异水平式中：Δωij表示第i个专家对于第j个指标权重的赋值与所有专家对于第j个指标权重赋值的平均值之间的差异。(4)对于差异Δωj比较大的第j个指标需要再次邀请若干专家对其进行重新评估，赋予权重系数，反复上述(1)-(3)步骤，直至评价体系中每一个指标所有专家对其的评价以及权重系数的赋值在一定的偏差内，并将最后一次得到的初步指标权重矩阵记录下来：利用该矩阵求取每一个指标的平均权重赋值并作为最终的指标权重，即式中：p1表示采用第一类赋权方法即专家赋权法得到的权重系数向量。S3采用相关系数分析法计算电力现货市场评价指标权重系数，具体实现方法如下：在实际的指标体系构建中，无法避免地会提出一些指标存在某些指标功能上的重复或者相似，而如果采用类似于专家打分法等方法则会使得这方面的指标的权重被放大或者缩小，导致最后的评估结果并不理想。相关系数分析法则是通过比较指标之间的相关系数来判断指标之前的内在相关性。相关性越大，各指标之间信息的覆盖率与重复率越高，相应的权重赋值则越小；反之，相关性越小，各指标之间信息的覆盖率与重复率越低，相应的权重赋值则越大。在统计学中，皮尔逊相关系数一般用于两个变量之间的相关性量化表示，因此，在这里采用皮尔逊相关系数来表征指标之间的相关性。式中：ρ(p,q)表示指标p与指标q之间的相关系数；xip，xiq表示第i个电力现货市场中第p个和第q个指标数值；和表示电力现货市场中第p个和第q个指标的平均值。当指标数值中存在一组或一组以上指标为恒定值时，将会导致在计算相关系数时分母为0，计算出错。这里对数据进行0.1％的微小扰动，同时保证指标数值之和不变，这样就能解决分母为零而无法计算的问题。可以写出相关系数矩阵：从而可以确定每个指标的权重系数为：式中：ωj表示第j个指标的权重系数。将指标权重以权重向量的形式表示为：p2＝[ω1,ω2,L,ωi,L,ωn](i＝1,2,L,n)(44)式中：p2表示采用第二类赋权方法即相关系数分析法得到的权重系数向量。S4采用基于层次分析法的熵值法计算电力现货市场评价指标权重系数，具体实现方法如下：组合赋权法是基于最优化理论而提出的，具有涵盖主客观赋权的特点，能够避免人为因素和样本差异对指标重要程度的过度影响。在这里采用一种基于层次分析法的熵值法来进行对指标的组合赋权。层次分析法是一种主观赋权法，具有定性与定量相结合处理各种决策因素的特点。其基本思路是确定判断矩阵，两两比较判断矩阵中各元素之间的相对重要性，然后对评价指标进行赋值；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力现货市场的综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：从电力市场的经济学特性和电力系统的物理特性出发，选取分层次的指标体系作为评价体系基本框架；/nS2：采用专家打分法得到电力现货市场评价指标权重系数；/nS3：采用相关系数分析法计算电力现货市场评价指标权重系数；/nS4：采用基于层次分析法的熵值法计算电力现货市场评价指标权重系数；/nS5：利用基于博弈论的综合权重赋值方法，结合多种赋权方法的优点，确定各指标的综合权重系数；/nS6：结合电力现货市场具有灰色性特点，使用灰色关联度分析法对市场进行综合评价。/n

【技术特征摘要】
1.一种电力现货市场的综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：从电力市场的经济学特性和电力系统的物理特性出发，选取分层次的指标体系作为评价体系基本框架；
S2：采用专家打分法得到电力现货市场评价指标权重系数；
S3：采用相关系数分析法计算电力现货市场评价指标权重系数；
S4：采用基于层次分析法的熵值法计算电力现货市场评价指标权重系数；
S5：利用基于博弈论的综合权重赋值方法，结合多种赋权方法的优点，确定各指标的综合权重系数；
S6：结合电力现货市场具有灰色性特点，使用灰色关联度分析法对市场进行综合评价。


2.根据权利要求1所述的一种电力现货市场的综合评价方法，其特征在于：S1从电力市场的经济学特性和电力系统的物理特性出发，选取分层次的指标体系作为评价体系基本框架，具体实现方法如下：
遵循全面性、简洁性、可行性、可比性、引导性、重点性的原则建立分层次的电力现货市场评价指标体系，以市场安全水平、市场运营水平、市场效益水平以及市场调度水平四个方面作为市场的主要运行状态指标进行评估，展开构建起完整科学的包括系统层、状态层、结构层、指标层的四级电力现货市场评价系统，在一些指标中再次向下展开次级指标层。


3.根据权利要求2所述的一种电力现货市场的综合评价方法，其特征在于：S2采用专家打分法得到电力现货市场评价指标权重系数，具体实现方法如下：
专家打分法主要通过若干对评估对象有着很高的熟悉度的专家，借助其经验、知识以及个人偏好对评价体系中的指标权重进行打分，并借助统计方法对打分的结果进行适当处理，得到最终的权重系数；其具体评价模型如下：
(1)根据专家对每个指标的打分意见构建初步指标权重矩阵



式中：Xi表示第i个专家对于指标权重的赋值方案；ωij表示第i个专家对于第j个指标权重的赋值；
(2)计算每个指标的权重系数平均值



式中：表示第j个指标权重系数的平均值；
(3)计算每个指标的权重系数与平均值的差异水平



式中：Δωij表示第i个专家对于第j个指标权重的赋值与所有专家对于第j个指标权重赋值的平均值之间的差异；
(4)对于差异Δωj比较大的第j个指标需要再次邀请若干专家对其进行重新评估，赋予权重系数，反复上述(1)-(3)步骤，直至评价体系中每一个指标所有专家对其的评价以及权重系数的赋值在一定的偏差内，并将最后一次得到的初步指标权重矩阵记录下来：



利用该矩阵求取每一个指标的平均权重赋值并作为最终的指标权重，即



式中：p1表示采用第一类赋权方法即专家赋权法得到的权重系数向量。


4.根据权利要求3所述的一种电力现货市场的综合评价方法，其特征在于：S3采用相关系数分析法计算电力现货市场评价指标权重系数，具体实现方法如下：
相关系数分析法则是通过比较指标之间的相关系数来判断指标之前的内在相关性，相关性越大，各指标之间信息的覆盖率与重复率越高，相应的权重赋值则越小；反之，相关性越小，各指标之间信息的覆盖率与重复率越低，相应的权重赋值则越大；采用皮尔逊相关系数来表征指标之间的相关性：



式中：ρ(p,q)表示指标p与指标q之间的相关系数；xip，xiq表示第i个电力现货市场中第p个和第q个指标数值；和表示电力现货市场中第p个和第q个指标的平均值；
当指标数值中存在一组或一组以上指标为恒定值时，将会导致在计算相关系数时分母为0，计算出错，对数据进行0.1％的微小扰动，同时保证指标数值之和不变，这样就能解决分母为零而无法计算的问题；
可以写出相关系数矩阵：



从而可以确定每个指标的权重系数为：



式中：ωj表示第j个指标的权重系数；
将指标权重以权重向量的形式表示为：
p2＝[ω1,ω2,…,ωi,…,ωn](i＝1,2,…,n)(9)
式中：p2表示采用第二类赋权方法即相关系数分析法得到的权重系数向量。


5.根据权利要求4所述的一种电力现货市场的综合评价方法，其特征在于：S4采用基于层次分析法的熵值法计算电力现货市场评价指标权重系数，具体实现方法如下：
步骤1：利用传统的层次分析法对电力现货市场评价体系中的各个指标进行权重赋值得到
(1)根据前文中以建立的电力现货市场评价体系构建层次结构模型；
(2)构建判断矩阵XAHP
根据设定的比例标度表对指标之间进行两两对比，并将结果写作判断矩阵XAHP；



式中：表示第i个指标与第j个指标之间的重要程度判定结果；
同时，判断矩阵XAHP还具有以下两个特点：



(3)求取判断矩阵XAHP的最大特征根以及对应的归一化处理后的特征向量中的元素是同一层次下对更高层次标准和规则的相对重要性的排序权值，故该过程也被称为层次单排序；
(4)一致性检验
并非所有的判断矩阵都能进行层次单排序，当判断矩阵确定不一致性偏差较大时，无法进行层次单排序，故在此需要进行一致性检验，对判断矩阵的确定不一致进行检验：



式中：表示判断矩阵的第i个特征值；CIi表示判断矩阵第i个特征值的一致性指标，当CIi＝0时，有完全的一致性，当CIi接近于0时，有满意的一致性，当CIi越大时，不一致性越大；RI表示判断矩阵的平均随机一致性指标，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴一峰，张思，黄远平，李洋，陈菁伟，黄剑峰，吕磊炎，李璋，杨靖萍，徐建平，吕勤，胡济恒，侯佳萱，蒋轶澄，虞佳淼，江昕玥，张智，林振智，杨莉，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司，国网浙江省电力有限公司金华供电公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33