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2024-04-26
案例背景
随着全球经济的快速发展,人们对清洁、可持续发展的能源需求不断增加,各国政府大力推广可再生能源和清洁能源,这意味着传统能源和新能源之间正在深度融合。过去,发电侧和售电侧的电价无法由市场决定,电力行业处于一种垄断经济状态,未来电力行业的发展如何,则主要取决于电力市场化改革的进程以及电能替代的程度。这种开放和竞争环境,促使电力市场成员更加注重多元交易和能源协调优化。电力市场成员可以更好地利用电力资源,助力实现多元交易和能源协调优化,但目前仍然存在如下不足:
交易方式粗放:常见交易品种主要围绕着电力的产生和使用展开,如直接交易、省间交易、发电权交易、辅助服务交易等,未能充分考虑到能源的类型、质量和地理位置等因素。因此,在电力市场中,仍然存在着一定程度的资源浪费和低效能源交换。
多交易品种未协调优化:电力市场成员在进行交易时,往往注重市场需求、价格竞争等因素,而忽视了对能源资源的整合和优化利用。例如,电力市场中,传统能源和可再生能源之间的整合仍然存在很大的难度和挑战,并未得到有效解决。这导致了可再生能源的大规模应用受阻,同时也影响了电力系统的稳定和可靠运行。
因此,研究各类型交易品种对能源资源优化配置的作用,分析挖掘引导市场成员交易行为的关键因素,建立多元交易能源协调优化模型,实现资源优化配置是当下的迫切需求。
案例内容
本案例以省内及省间多源能源优化配置为市场导向,利用大数据分析技术研究全国资源分布、市场主体注册、各类历史交易成交情况,并结合市场化交易产生的经济效益及节能减排等环保效益,分析引导市场成员交易行为的关键因素,进一步统筹省间市场与省内市场,完善省间交易与省内交易运营模式,实现基于投资组合理论与风险度量理论等的多元交易能源协调优化配置模型研究设计,提高资源在更大范围内的优化配置。
*图 分析思路
(一)电力交易品种对能源资源
优化配置的作用分析
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省内交易对能源资源优化配置的作用
省内开展的交易主要包括电力直接交易、发电权交易、辅助服务交易,下文将分别从这三个方面分析省内交易对能源资源优化配置的作用。
电力直接交易:在电力直接交易下,发电企业和用户可以直接进行电力交易,而不必受到输配电网的限制。这样一来,就可以更加灵活地调节供需关系,提高电力资源的利用效率。同时,电力直接交易还可以促进清洁能源的应用和开发,推动能源消费结构的升级和调整。
发电权交易:当发电企业拥有多余的发电权时,可将其转让给其他企业或使用单位,从而获得一定的经济收益。一方面使得发电企业更加注重资源利用效率和环保意识,从而推动清洁能源的应用和普及。另一方面可以增加市场参与者的投资信心和积极性,有助于推进电力市场的可持续发展。
辅助服务交易:在辅助服务交易中,各类服务商可向电力系统提供备用能力、频率控制等服务,以应对电力系统运行过程中的突发情况。这些服务既可以提高电力系统的效率和稳定性,保障用户的用电质量,也可以为服务商提供经济收益。
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省间交易对能源资源优化配置的作用
随着电力系统规模的不断扩大和高压远距离输电技术的实现,各电网间的跨区电力交易将使电网能在更大范围内实现补偿调节、错峰、调峰等许多功能,从而充分发挥能源资源丰富地区的优势,实现资源的最优配置;并且能够打破垄断,逐步引入竞争机制,优化电力资源配置,提供优质服务,提高电力市场运行效率是世界各国电力工业市场化改革的方向。
(二)引导市场成员交易行为
的关键因素分析
对引导市场成员交易行为的关键因素分析,需要综合考虑电力市场成员的历史交易数据,包括交易容量、电价、天气以及政策、市场份额等因素对交易行为的影响。
案例使用灰色模型对电力市场成员的交易容量和电价进行预测。首先,进行数据序列的特征分析,以识别序列的发展趋势和周期性变化;再建立灰色模型并进行参数估计后最终得到预测结果。通过对预测结果的分析,确定影响交易容量和电价的关键因素。
同时,使用神经网络对电力市场成员的交易行为进行建模。首先选择合适的神经网络结构和训练算法;其次,将历史交易数据和相关信息作为输入,将交易容量和电价作为输出,在训练过程中优化网络权值,以实现对未来交易行为的预测。通过对神经网络的分析,确定影响交易行为的关键因素。
(三)多元能源协调优化模型构建
确定获取模型数据的目标电力市场:需要覆盖各个不同时间段的电力市场,如日前市场、实时市场和中长期市场等,以便全面了解电价特性和历史趋势。
收集电价特性数据和历史电价数据:收集目标市场多个时刻的历史电价特性数据和目标时刻的预测电价特性数据。其中,历史电价特性数据可以通过市场交易信息和历史数据查询系统获得。而预测电价特性数据则需要借助市场分析师、专家预测报告等来源。
构建预测电价序列和历史电价序列:根据收集到的电价特性数据和历史电价数据,构建预测电价序列和历史电价序列。其中,预测电价序列是基于预测电价特性数据构建的,用于预测目标时刻的电价走势;而历史电价序列则是基于历史电价数据构建的,用于查找相似电价序列和计算电价差异。
查找相似电价序列:针对预测电价序列,需要在历史电价序列中查找与其相似的电价序列,可通过相似性分析算法来实现,例如DTW(动态时间规整)算法等。通过查找相似电价序列,实现更准确地预测目标时刻的电价。
计算交易电价:利用相似度计算公式或者回归分析等方法,将相似电价序列和历史电价数据结合起来,计算出各个目标电力市场在目标时刻的交易电价。
计算最优购电组合:最后,根据已知的交易电价和用户需求,利用投资组合理论和线性规划等方法计算出用户在多个目标电力市场的最优购电组合。
综上,得到多元交易能源协调优化模型,模型包含省间与省内交易统筹协调机制、省间交易运营模式、省内交易运营模式三部分内容。
案例效益
案例通过使用灰色模型和神经网络等数据挖掘及分析技术提炼出影响市场成员交易行为的关键因素,最终构建了多元交易能源协调优化模型,具体效益如下:
合理调度电力资源,降低电价波动,提高市场效率和运营效率,创造了更多的利润和就业机会。此外,促进新能源和清洁能源的开发和利用,降低碳排放,推动了电力行业向可持续发展方向转型,为国家实现“绿色发展”目标做出贡献。
保障电力供应的稳定性和可靠性,提高用户满意度,改善人民生活质量。同时,鼓励分布式能源的发展,减少对传统大型电厂的依赖,促进社会的去中心化发展,提升社会的可持续性。
提高电力系统的灵活性和适应性,增强系统的抗风险能力,降低管理成本和运营成本。此外,还可以促进电力企业之间的合作与竞争,推进电力市场化改革和规范化建设,提高电力行业管理水平和竞争力。
电力多元交易能源协调优化模型具有广泛的应用前景和深远的战略意义,可为促进电力行业创新发展、实现经济可持续发展做出积极贡献。