™ 市场监管 v 最高价格限制 v 价格波动限制
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竞争性电力市场环境下电价预测方法 与应用
v 电价预测概述
电价预测的基本概念
电价预测是在综合考虑电价影响因素，运用数学模型、计算机模拟等工具对相 关数据进行分析和研究，对未来电力市场中的电力交易价格进行预测。
对电价的预测要求必须同时具备预测速度与预测精度，才具有实际的应用意义。
•价格
•D1
•D2 •S4
•S3 •S2 •S1
•D3 •S6
•S5
•容量
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竞争性电力市场环境下电价预测方法 与应用
电力产品及电价的特点
v 电力是一种较为特殊商品
™ 网络依赖性 ™ 不可大量储存性 ™ 高度协调性 ™ 公共品 ™ 规模经济与自然垄断 ™ 高沉淀成本 ™ 政府规制 ™ 用户多样、需求不确定
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竞争性电力市场环境下电价预测方法 与应用
™ 结构化模型
供给函数由分段函数描述
均衡价格运用供给与需求的交点解得，即
™ 数据挖掘模模型
v 首先预测某一时点价格钉发生的可能性 v 然后预测价格钉的大致范围
v 最后再预测价格钉的数值
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竞争性电力市场环境下电价预测方法 与应用
基于SMOTEBoost的SVM分类器价格钉预测 模型 v 分类预测
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竞争性电力市场环境下电价预测方法 与应用
v 研究目的
➢ 研究电价的变化规律 ➢ 提高电价预测水平 ➢ 控制发电商的决策风险
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竞争性电力市场环境下电价预测方法 与应用
v 国内外研究综述
™电价预测研究综述
❖博弈论模型 ❖随机模型 ❖无参数和人工智能模型 ❖价格钉的判别与预测
竞争性电力市场环境下 电价预测方法与应用
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2020/11/24
竞争性电力市场环境下电价预测方法 与应用
汇报提纲
v 论文的背景 v 电力市场及电价分析 v 电价价格钉的预测与控制 v 电价的非线性预测模型 v 电价的组合预测 v 电价预测的应用——发电商容量分配研究 v 总结论文的创新点
v 电力系统提供的电量既不能多于需求，又不能 少于需求。
v 电力系统既需足够容量，还需统一调度
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竞争性电力市场环境下电价预测方法 与应用
市场力与市场监管
™ 市场力
v 经济学对市场力的一般定义是指改变市场价格使之偏离市场充分 竞争情况下所具有价格水平的能力。
v 在电力市场中，市场力的行使和扩大有多种方式：
竞争性电力市场环境下电价预测方法 与应用
市场供求状况
™ 需求
v 电力市场的需求具有不确定性 v 对日前市场，需求由市场交易中心给出预测值，可认
为是确定的、已知的 v 负荷（即需求）的不确定性交由实时市场 v 需求价格函数在短期内接近于垂直与横轴的曲线，即
需要弹性接近于0。
™ 供给
v 完全竞争时，发电企业的市场供给曲线为水平直线
价格钉的控制
降低市场力
™ 市场力的衡量指标
v HHI指数 v Lerner指数
™ 市场力的抑制措施
v 增加市场竞争主体，降低市场集中程度 v 加强电网建设，合理布局电源 v 设立价格上限，加强市场监管 v 鼓励远期合约，引入电力期货、期权等风险管理工具 v 建立有效的价格传导机制，加强需求侧响应
PPT力市场环境下电价预测方法 与应用
价格钉的判别及分布特点
v 判别
™ 基于历史数据的异常价格统计方法，即把价格处于 异常值作为价格钉。
以外的
™ 基于经验的方法，即设定一价格阈值 ，将所有大于此值的电价视为 价格钉。
™ 基于价格变化量的方法，即若当前价格与前一时间点价格的变化量 大于正常变化量的最大值时，认定当前电价为价格钉。
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电力市场及电价分析
v 电力市场 v 电力市场中的电价 v 电价的影响因素 v 电价预测概述
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竞争性电力市场环境下电价预测方法 与应用
电力市场体系结构
•供给端 •发电商
•现货市场
•电力经销商/ •中介商
•热电供应商
•独立系统操作者 •输电公司
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电力成本
™ 发电成本 ™ 输送成本 ™ 交易成本
市场交易并非无成本，交易成本主要为了： v 了解市场信息 v 谈判协商、达成交易的费用 v 交易执行、监督费用及违约成本 发电公司要实现利润最大化，需满足边际成本等于边际利 润。
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竞争性电力市场环境下电价预测方法 与应用
™ SMOTEBoostSVM集成算法
v 基本思想
先运用SMOTE技术合成少数类样本，改善数据的偏斜 状况，然后用AdaBoost算法集成多个SVM分类器， 从而达到非均衡数据集上更好的分类效果与模型泛化 能力
v 算法流程
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竞争性电力市场环境下电价预测方法 与应用
™ 电力需求由于气候等因素呈现出较大的波动性
v 电力供给的独特性
™ 发电是资金密集型产业，短期内难以增加供给 ™ 电力不能经济储存，需要在瞬间实现供给平衡，
任何偶然的机组停运或传输系统障碍都将直接影 响供给并进而影响电力供需平衡点
v 发电机组存在较高的启动成本
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价格钉的影响因素
v 供给方面
™ 装机容量 ™ 停运 ™ 发电机组种类 ™ 传输限制
v 需求方面
™ 负荷持续时间 ™ 天气敏感性 ™ 经济活动 ™ 零售价格
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竞争性电力市场环境下电价预测方法 与应用
v 市场组织及设计方面
™ 零售电价限额 ™ 现货交易比例 ™ 容量要求 ™ 批发价限额
电价价格钉预测与控制
v 价格钉的经济学分析 v 价格钉的预测 v 价格钉的控制
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竞争性电力市场环境下电价预测方法 与应用
价格钉的定义
电价的突然、剧烈地波动
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价格钉的成因
v 电力需求的两方面缺陷
™ 短期内明显缺乏价格弹性，很多市场价格弹性为 零
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竞争性电力市场环境下电价预测方法 与应用
论文的背景
v 选题背景
➢ 近年来，由于电力、信息等技术的发展，世界各 国纷纷进行电力体制的改革
➢ 2002年，国务院出台《电力体制改革方案》 ➢ 2003年6月，国家电力监管委员会陆续在东北、
华东开展区域电力市场建设试点。
➢ 目前我国的电力市场已供大于求，电力的市场化 改革将会不断地深入。
电价预测分类
根据预测点分类 根据预测内容分类
根据预测期限分类
电价预测误差及评价指标
绝对误差和相对误差
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竞争性电力市场环境下电价预测方法 与应用
平均绝对误差 均方误差 均方根误差 改进的平均绝对百分比误差
传统的MAPE 改进的MAPE
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竞争性电力市场环境下电价预测方法 与应用
™ 发电商竞价策略研究综述
➢ 基于成本分析 ➢ 基于电价预测 ➢ 基于博弈理论优化
基于矩阵博弈模型 基本寡头博弈模型
™ 发电商风险控制研究综述
➢ 风险来源 ➢ 风险管理 ➢ 风险计量
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竞争性电力市场环境下电价预测方法 与应用
™ 所有数值为负数的价格视为价格钉。
v 分布特点
™ 同正常电价数据相比，价格钉数据所占比例通常很低，二者的比例 可达100：1
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竞争性电力市场环境下电价预测方法 与应用
价格钉的预测
预测模型
™ 跳跃扩散模型
™ 区间选择模型
将电价分解为含价格钉过程与不含价格钉的过程两个部分，而含价 格钉的过程假定为一两状态的马尔柯夫过程
❖论文的研究框架路线
•历史价格 •数据
•历史需求与预 测需求数据
•数据分类 •形成与分时段数据序列
•历史供给与预 测供给数据
•局域多项式模型
•运用基于SMOTEBoost 技术的SVM预测是否为
•价格钉？ •N
•MARS模型
•Y
•调用价格钉电价 •数值预测模型
•支持向量机模型
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•组合预测模型 •预测误差分析 •形成竞价策略
™ SVM具有较强的泛化能力
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竞争性电力市场环境下电价预测方法 与应用
v 算法模型
™ AdaBoost分类器
AdaBoost算法的基本思想是通过训练一组分量分类器，将多个弱分类器 集成为一个强分类器。在训练过程中，每个训练样本被赋予一个初始权 值，当一个弱分类器训练完成后，根据其在训练集上的分类结果对所有 的样本权值进行调整，使得下一次训练的弱分类器更关注那些被识别错 误的样本。最后的强分类器的判决结果是所有弱分类器判决结果的加权 和
™ 电价数据分为2类：一类为价格钉；一类为正常电价
™ 2类数据所占比例悬殊，是一种较为典型的非平衡数据集
™ 解决的途径可粗略地分为2个方向
v 对数据进行采样处理
一种是减少多数法（under-sampling），即通过对多数类样本的 数量来平衡2类样本
另一类是增加少数法（over-sampling），即通过复制或插值等方 法增加少数类样本的数量
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