电力现货市场不平衡电量分摊机制优化研究

武小雯，苗亚男，范凯迪，成慧娟，李文转

（国网山西省电力公司营销服务中心，山西 太原 030000）

0 引 言

通过对现存各种电力交易的特点进行分析可以看出，在电力市场的结构构成中，中长期交易占主体地位，其次就是现货市场交易[1,2]。在交易方式、交易时段以及交易价格方面，二者都存在一定的差异[3]。现货市场交易是针对备用电、电力调频进行的[4]。需要注意的是，当电力市场发展到一定程度时，对于不平衡电量的分摊效果将对于促进售电公司的发展，对提升电力市场的活力具有极为重要的作用[5,6]。

因此，本文针对电力现货市场不平衡电量分摊机制的优化展开研究，并通过测试分析的方式对其实际应用效果进行了验证。借助本文的研究，以期为相关电力交易活动的顺利开展提供参考。

1 不平衡电量分摊机制研究

1.1 基于电力现货市场的交易贡献度计算

为了实现对不平衡电量的合理分摊，本文首先利用价差与发电量建立了电力现货市场中各交易的贡献度模型，以此实现对价值的计算[7]。假设在电力现货市场中执行的交易数量为n，对应的不平衡电量总量为q，对于第i笔交易的贡献度，其计算方式可以表示为

式中：Ei表示第i笔交易的贡献度；Si表示第i笔交易的成交价；Se表示标准电价，一般情况下该值为结算周期内电量成交价的均值；Q表示交易的总电量。

值得注意的是，在电力现货市场中，涉及到的交易类型较多，而不同类型的交易对不平衡电量的影响也存在明显的差异[8,9]。为此，本文根据交易类型对其进行个性化赋权处理，其计算方式可以表示为

式中：Wi表示第i笔交易的权重参量；λ表示交易类型对应的权重系数；Qi表示第i笔交易对应的总电量。

在此基础上，结合式（1）和式（2），第i笔交易的贡献度可以表示为

通过这样的方式，实现对交易贡献度的计算，为后续的不平衡电量分摊提供基础。

1.2 考虑费用成本的不平衡电量分摊机制优化

在计算得到各交易的贡献度参量之后，本文从费用成本的角度出发，对不平衡电量分摊机制进行优化。传统模式下，对不平衡电量的分摊主要是根据交易量进行的，但实际上不平衡电量本身是由于供需之间的差异引起的。结合该理论，本文设计的不平衡电量分摊机制如图1所示。

图1 不平衡电量分摊机制

按照图1所示的方式，本文在不平衡电量分摊机制中引入了用电负荷曲线。首先读取了交易数据差值后，匹配了电量损耗与用电负荷之间的关系，对应不同时段，电价也存在较大差异，通过这样的方式，可以实现对不平衡电量成本的高精度计算。在此基础上，结合计算得到的贡献度对其进行分摊，可以表示为

式中：pi表示第i笔交易的不平衡电量分摊结果；k1与q1表示用电负荷曲线尖峰阶段的参量和不平衡电量；k2与q2表示用电负荷曲线高峰阶段的参量和不平衡电量；k3与q3表示用电负荷曲线腰荷阶段的参量和不平衡电量；k4与q4表示用电负荷曲线低谷阶段的参量和不平衡电量；ΣEi表示电力现货市场所有交易的总贡献值。

在此基础上，以结算周期为单位，对待执行的不平衡电量进行更新，确保分摊目标的准确性。

2 测试分析

2.1 测试环境

为了验证设计的电力现货市场不平衡电量分摊机制在实际应用中的可靠性，设计测试进行验证。以某省级市场化售电系统为对象，其中用户1的交易方式为集中竞争交易，用户2的交易方式为现货交易，用户3 的交易方式为双边协商交易。在结算阶段，对中长期价差与现货绝对价差进行综合分析，以此阶段日内市场数据中的不平衡电量为基准，以中长期电价作为本次实验月度成交均值。

在上述基础上，测试环境中3个用电目标10个工作日内的电量分摊结果如表1所示。

表1 本文方法电量分摊结果统计

以表1中的数据为基础，通过采集3个用电目标实际的用电情况，对本文方法的分摊效果进行分析，为了确保测试结果具有更高的分析价值，本文分别采用文献[7]提出的基于短期竞价博弈模型的分摊模式以及文献[8]提出的考虑电力交易价格的分摊模式作为测试的对照组，同时进行测试后，比较3种方法的测试结果。

2.2 测试结果与分析

对3种方法的分摊误差进行统计，即分摊结果与实际用电量的差值，其具体结果如表2所示。

表2 不同方法分摊结果与实际用电量差值统计表

从表2中可以看出，本文设计方法的电量分摊结果与实际用电数据最为接近，其中最大误差不超过1.0 kW·h。相比之下，文献[7]和文献[8]方法的分摊结果中，与实际用电数据的差值均达到了较高水平。其中，文献[7]方法的最大误差为9.996 3 kW·h，文献[8]方法的最大误差为10.902 6 kW·h。测试结果表明，本文方法可以实现准确的电量分摊。

在上述基础上，进一步分析了本文方法对费用的计算情况，其与实际费用之间的差值如表3所示。

表3 电费阶段误差统计表

从表3中可以看出，本文方法对电费的结算结果几乎与实际电费数据完全一致，这是因为实现了对电量的合理分摊，大大降低了由于供需端电量不平衡导致的电费异常波动。进一步验证了本文所提方法的可靠性。

3 结 论

在电力资源需求总量不断增加，电力产出成本不断提高的背景下，对不平衡电量的分摊方式在最大限度保留现货交易价格优势的同时，还需要充分考虑价差对电力市场的影响。本文针对电力现货市场不平衡电量分摊机制进行了优化设计，能够满足中长期交易中合理分摊的需求，分摊结果具有较高的准确性。通过本文的研究，以期为提高电力市场交易活跃度、促进电力市场实现新的发展提供帮助。