電力現貨市場不平衡電量分攤機制優化研究

武小雯，苗亞男，范凱迪，成慧娟，李文轉

（國網山西省電力公司營銷服務中心，山西 太原 030000）

0 引 言

通過對現存各種電力交易的特點進行分析可以看出，在電力市場的結構構成中，中長期交易占主體地位，其次就是現貨市場交易[1,2]。在交易方式、交易時段以及交易價格方面，二者都存在一定的差異[3]。現貨市場交易是針對備用電、電力調頻進行的[4]。需要注意的是，當電力市場發展到一定程度時，對于不平衡電量的分攤效果將對于促進售電公司的發展，對提升電力市場的活力具有極為重要的作用[5,6]。

因此，本文針對電力現貨市場不平衡電量分攤機制的優化展開研究，并通過測試分析的方式對其實際應用效果進行了驗證。借助本文的研究，以期為相關電力交易活動的順利開展提供參考。

1 不平衡電量分攤機制研究

1.1 基于電力現貨市場的交易貢獻度計算

為了實現對不平衡電量的合理分攤，本文首先利用價差與發電量建立了電力現貨市場中各交易的貢獻度模型，以此實現對價值的計算[7]。假設在電力現貨市場中執行的交易數量為n，對應的不平衡電量總量為q，對于第i筆交易的貢獻度，其計算方式可以表示為

式中：Ei表示第i筆交易的貢獻度；Si表示第i筆交易的成交價；Se表示標準電價，一般情況下該值為結算周期內電量成交價的均值；Q表示交易的總電量。

值得注意的是，在電力現貨市場中，涉及到的交易類型較多，而不同類型的交易對不平衡電量的影響也存在明顯的差異[8,9]。為此，本文根據交易類型對其進行個性化賦權處理，其計算方式可以表示為

式中：Wi表示第i筆交易的權重參量；λ表示交易類型對應的權重系數；Qi表示第i筆交易對應的總電量。

在此基礎上，結合式（1）和式（2），第i筆交易的貢獻度可以表示為

通過這樣的方式，實現對交易貢獻度的計算，為后續的不平衡電量分攤提供基礎。

1.2 考慮費用成本的不平衡電量分攤機制優化

在計算得到各交易的貢獻度參量之后，本文從費用成本的角度出發，對不平衡電量分攤機制進行優化。傳統模式下，對不平衡電量的分攤主要是根據交易量進行的，但實際上不平衡電量本身是由于供需之間的差異引起的。結合該理論，本文設計的不平衡電量分攤機制如圖1所示。

圖1 不平衡電量分攤機制

按照圖1所示的方式，本文在不平衡電量分攤機制中引入了用電負荷曲線。首先讀取了交易數據差值后，匹配了電量損耗與用電負荷之間的關系，對應不同時段，電價也存在較大差異，通過這樣的方式，可以實現對不平衡電量成本的高精度計算。在此基礎上，結合計算得到的貢獻度對其進行分攤，可以表示為

式中：pi表示第i筆交易的不平衡電量分攤結果；k1與q1表示用電負荷曲線尖峰階段的參量和不平衡電量；k2與q2表示用電負荷曲線高峰階段的參量和不平衡電量；k3與q3表示用電負荷曲線腰荷階段的參量和不平衡電量；k4與q4表示用電負荷曲線低谷階段的參量和不平衡電量；ΣEi表示電力現貨市場所有交易的總貢獻值。

在此基礎上，以結算周期為單位，對待執行的不平衡電量進行更新，確保分攤目標的準確性。

2 測試分析

2.1 測試環境

為了驗證設計的電力現貨市場不平衡電量分攤機制在實際應用中的可靠性，設計測試進行驗證。以某省級市場化售電系統為對象，其中用戶1的交易方式為集中競爭交易，用戶2的交易方式為現貨交易，用戶3 的交易方式為雙邊協商交易。在結算階段，對中長期價差與現貨絕對價差進行綜合分析，以此階段日內市場數據中的不平衡電量為基準，以中長期電價作為本次實驗月度成交均值。

在上述基礎上，測試環境中3個用電目標10個工作日內的電量分攤結果如表1所示。

表1 本文方法電量分攤結果統計

以表1中的數據為基礎，通過采集3個用電目標實際的用電情況，對本文方法的分攤效果進行分析，為了確保測試結果具有更高的分析價值，本文分別采用文獻[7]提出的基于短期競價博弈模型的分攤模式以及文獻[8]提出的考慮電力交易價格的分攤模式作為測試的對照組，同時進行測試后，比較3種方法的測試結果。

2.2 測試結果與分析

對3種方法的分攤誤差進行統計，即分攤結果與實際用電量的差值，其具體結果如表2所示。

表2 不同方法分攤結果與實際用電量差值統計表

從表2中可以看出，本文設計方法的電量分攤結果與實際用電數據最為接近，其中最大誤差不超過1.0 kW·h。相比之下，文獻[7]和文獻[8]方法的分攤結果中，與實際用電數據的差值均達到了較高水平。其中，文獻[7]方法的最大誤差為9.996 3 kW·h，文獻[8]方法的最大誤差為10.902 6 kW·h。測試結果表明，本文方法可以實現準確的電量分攤。

在上述基礎上，進一步分析了本文方法對費用的計算情況，其與實際費用之間的差值如表3所示。

表3 電費階段誤差統計表

從表3中可以看出，本文方法對電費的結算結果幾乎與實際電費數據完全一致，這是因為實現了對電量的合理分攤，大大降低了由于供需端電量不平衡導致的電費異常波動。進一步驗證了本文所提方法的可靠性。

3 結 論

在電力資源需求總量不斷增加，電力產出成本不斷提高的背景下，對不平衡電量的分攤方式在最大限度保留現貨交易價格優勢的同時，還需要充分考慮價差對電力市場的影響。本文針對電力現貨市場不平衡電量分攤機制進行了優化設計，能夠滿足中長期交易中合理分攤的需求，分攤結果具有較高的準確性。通過本文的研究，以期為提高電力市場交易活躍度、促進電力市場實現新的發展提供幫助。