基于金融工具的多层级电力市场交易信息定制发布方法与流程

本发明涉及市场环境下电力交易市场分析与研究应用领域，具体是一种引入金融衍生工具平抑电价波动，规避电力交易风险，提升电力交易效率的、面向多层级购售电主体的电力市场可定制交易信息发布方法。

背景技术：

目前国内电力市场交易模式与交易策略在应对电力供需不平衡、满足不同购售电主体交易需求、实现交易信息发布的灵活配置上滞后于电力交易市场实际发展的需要，需要导入电力期权与电价风险管理的思想与工具平抑电价波动，规避电力交易风险；另一方面，随着电力市场交易的实践发展，更多类型的购售电主体将参与其中，交易需求呈现多样化，电力交易信息的形式也将越来越丰富。为了满足监管机构和电力市场交易各市场主体的信息发布需求，亟需设计一种基于金融工具的多层级电力市场交易信息定制发布方法。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的以上问题，旨在提供基于金融工具的多层级电力市场交易信息定制发布方法，实现信息发布的多维度可定制，满足监管机构以及不同市场主体的交易信息需求，提升市场交易透明度与交易效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于金融工具的多层级电力市场交易信息定制发布方法，包括以下步骤：第一、对购电主体和售电主体进行分层分级的分类；第二、引入金融期权方法，设计交易主体交易模式和交易策略；第三，建立可定制交易信息管理发布方法；

其中，建立可定制交易信息管理发布方法包括以下步骤：

S100、信息定制：根据电力市场交易的内容需要和发布流程业务需要进行信息定制；

S200、信息采集：根据信息定制的内容对交易双方的主体、申报电量、申报价格、申报时间、交易方式进行信息收集；

S300、信息同步：将采集信息和营销数据交易信息同步更新，信息同步后进行信息发布和数据库更新；

S400、信息发布：将反映市场供需情况、市场电价的信息发布到相关数据平台、网站、交易中心；

S500、信息显示：将发布信息通过图形、表格、数据、web形式显示出来。

具体地，对购电主体和售电主体进行分层分级的分类，包括以下步骤：

S210、数据准备，收集售电主体、购电主体数据；

S220、选择用户属性，建立潜类别分类模型；

S230、依据AIC准则、BIC准则确定潜在类别数量，选择最优潜类别模型；

S240、利用Mplus程序，计算概率分布值，进行模型参数优化；

S250、通过归类计算得到售电主体、购电主体分类结果。

具体地，引入金融期权方法，设计交易主体交易模式和交易策略，包括以下步骤：

S310、初始化：N个售电主体，M个购电主体，售电主体成本参数，敲定价格、电价方差、风险规避指数参数；

S320、基于现货市场交易规则，售电主体和购电主体通过实现目标函数的最优来实现交易过程；售电主体通过利润最大化、购电主体通过效用最大化实现自身利益需求；

引入期权后，设计不同交易主体的目标函数

售电主体的利润目标为：

购电主体的效用

其中：

售电主体的目标函数为：

s.t.

π_gi＝λq_gi+y_gi-C_i(q_gi) (4)

y_gi＝k_gi(F-max(λ-f,0)) (5)

C_i(q_gi)＝0.5a_iq_gi²+b_iq_gi (7)

公式(4)为利润函数，公式(5)为期权收益，公式(6)为电力逆需求函数，公式(7)为发电成本；

其中，F期权价格，f为敲定价格，k_gi为期权出售电量；y_gi为期权收益；λ为现货市场电价；a_i、b_i为成本系数，q_gi为售电量；

购电主体的目标函数为实现效用的最大化：

m_kda_ixU_i＝E(π_di+y_di)-ξ_iVar(π_di+y_di)

式中：U_i为购电商i的用电效用；y_di为购电商i在期权市场上的收益；π_di为购电商i在现货市场的收益；ξ_i为购电商i的风险规避指数；E(π_di+y_di)为购电商i的期望收益；Var(π_di+y_di)为购电商i收益的方差；和表示现货市场电价及其平方的期望值；s_i为购电商i对现货电价变化的需求弹性，λ为现货市场电价，为需求随机变量的概率密度函数，F期权价格，f为敲定价格，k_di为期权出售电量；y_di为期权收益；

S330、运用Swarm仿真平台工具，购电主体和售电主体以自身利益最大化目标实现电力电量和电价的匹配交易，最终输出期权电量、期权电价、现货电量、现货电价、交易策略；

S340、调整参数，寻找使社会福利最优的交易模式和交易策略。

具体地，所述信息定制的内容包括：交易主体分层分级定制、现货交易市场信息定制、期权交易信息定制、发布时间定制、发布对象定制、显示形式定制、发布平台定制、发布内容定制。

具体地，期权交易市场信息定制包括期权类型、限价、期权价格、敲定价格、期权电量、到期日、执行日、期满日。

有益效果：本发明提供的基于金融工具的多层级电力市场交易信息定制发布方法，相比现有技术产生的有益效果：本发明提供的基于金融工具的多层级电力市场交易信息定制发布方法着眼于满足电力市场交易各市场主体的信息发布需求，建立互动性强、准确度高、安全性好、引导性优与应用面广的市场交易信息发布技术体系，有助于推动电力市场交易工作进一步公开、公正、公平，积极促进电力交易市场化竞争机制形成，提高电力市场交易运营效率与效益。

附图说明

图1是可定制交易信息管理发布方法流程图；

图2是基于LCA的售电主体、购电主体分类流程图；

图3是引入金融期权的电力市场交易流程图；

图4是定制信息内容框图；

图5是信息发布系统图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

请参照图1，本发明的基于金融工具的多层级电力市场交易信息定制发布方法，包括以下步骤：第一、对购电主体和售电主体进行分层分级的分类；第二、引入金融期权方法，设计交易主体交易模式和交易策略；第三，建立可定制交易信息管理发布方法；

其中，可定制交易信息管理发布方法包括以下步骤：

S100、信息定制：根据电力市场交易的内容需要和发布流程业务需要进行信息定制；

S200、信息采集：根据信息定制的内容对交易双方的主体、申报电量、申报价格、申报时间、交易方式进行信息收集；

S300、信息同步：将采集信息和营销数据交易信息同步更新，信息同步后进行信息发布和数据库更新；

S400、信息发布：将反映市场供需情况、市场电价的信息发布到相关数据平台、网站、交易中心；

S500、信息显示：将发布信息通过图形、表格、数据、web形式显示出来。

本发明提供的基于金融工具的多层级电力市场交易信息定制发布方法，实现了信息发布多维度灵活可定制，满足监管机构以及不同市场主体的交易信息需求，提升市场交易透明度与交易效率。

本发明的基于金融工具的多层级电力市场交易信息定制发布方法着眼于满足电力市场交易主体的多样化需求,首先实现购电主体和售电主体的分层分级分类。通过购电主体和售电主体的分层分级分类,使得不同类型的电力市场交易主体每次进入市场都能快速找到交易对象，实现交易优化匹配。

售电主体基于成本系数和装机容量两个维度进行分类，成本系数反映了售电主体的成本领先优势，代表了对低电价的承受能力。发电成本决定了售电企业所能接受的电价波动区间。装机容量代表了售电主体的供应能力，供应能力反映了其对电力卖方市场的控制能力和议价能力。成本系数和装机容量两个维度能够体现售电主体电价、电量两方面的需求。

购电主体基于价格需求弹性和申报电量两个维度进行分类，价格需求弹性反映了购电主体对价格的敏感程度。价格需求弹性越高则购电主体对价格波动越敏感。申报电量反映了购电主体的议价能力，申报电量越多，议价能力越强。基于这两个维度分类可反映出购电者电价、电量方面的需求。

请参阅图2，采用潜类别分类模型进行购电主体和售电主体分类，主要步骤为：

1.1收集售电主体、购电主体数据，对数据进行清理、归一化处理。

1.2基于用户属性进行属性的分类，建立潜类别分类模型：

1.2.1对售电主体、购电主体进行属性分类：

表1售电主体属性列表

表2购电主体属性列表

1.2.2建立潜类别分类模型：

基本属性：F＝(f₁,f₂,...,f_n)

电量属性：B＝(b₁,b₂,...,b_n)

成本属性：c＝(c₁,c₂,...,c_n)

价格属性：p＝(p₁,p₂,...,p_n)

售电主体LCA模型：

购电主体LCA模型：

其中，X为潜变量，有t(t＝1,2,...,T)个类别；A、B、C为三个用户属性,属性值分别为i,j,k。表示为潜类别模型的联合概率。为潜变量X属于第t个类别时的概率，且表示在X属于第t个类别条件下的条件概率，即P(A＝i|X＝t)，其他同理。

1.3依据AIC准则、BIC准则确定潜在类别数量，选择最优潜类别模型。

1.4利用Mplus程序，计算概率分布值，进行模型参数优化。

1.5依据贝叶斯后验概率理论对购电主体、售电主体进行分类，计算公式为：

通过公式(3)，对购电主体和售电主体进行分类。

请参阅图3，引入金融期权方法，设计交易主体交易模式和交易策略的具体步骤如下：

2.1初始化：N个售电主体，M个购电主体，售电主体成本参数，敲定价格、电价方差、风险规避指数等参数。

2.2基于现货市场交易规则，售电主体和购电主体通过实现目标函数的最优来实现交易过程；售电主体通过利润最大化、购电主体通过效用最大化实现自身利益需求。

引入期权后，设计不同交易主体的目标函数。

售电主体的利润目标为：

购电主体的效用

其中：

售电主体的目标函数为：

s.t.

π_gi＝λq_gi+y_gi-C_i(q_gi) (4)

y_gi＝k_gi(F-max(λ-f,0)) (5)

C_i(q_gi)＝0.5a_iq_gi²+b_iq_gi (7)

公式(4)为利润函数，公式(5)为期权收益，公式(6)为电力逆需求函数，公式(7)为发电成本；

其中，F期权价格，f为敲定价格，k_gi为期权出售电量；y_gi为期权收益；λ为现货市场电价；a_i、b_i为成本系数，q_gi为售电量；

购电主体的目标函数为实现效用的最大化：

式中：U_i为购电商i的用电效用；y_di为购电商i在期权市场上的收益；π_di为购电商i在现货市场的收益；ξ_i为购电商i的风险规避指数；E(π_di+y_di)为购电商i的期望收益；Var(π_di+y_di)为购电商i收益的方差；和表示现货市场电价及其平方的期望值；s_i为购电商i对现货电价变化的需求弹性，λ为现货市场电价，为需求随机变量的概率密度函数，F期权价格，f为敲定价格，k_di为期权出售电量；y_di为期权收益。

2.3运用Swarm仿真平台工具，购电主体和售电主体以自身利益最大化目标实现电力电量和电价的匹配交易，最终输出期权电量、期权电价、现货电量、现货电价、交易策略。

2.4调整参数，寻找使社会福利最优的交易模式和交易策略。

3.基于步骤2解决方案，建立新的可定制交易信息管理发布方法。

3.1电力市场可定制交易信息管理发布方法具体包括以下步骤，请参阅图1：

(1)信息定制：根据电力市场交易的内容需要和发布流程业务需要实现信息的定制；

(2)信息采集：根据信息定制的内容对交易双方的主体、申报电量、申报价格、申报时间、交易方式等信息收集。具体地，信息采集即运用互联网技术，将交易内容信息、交易规则信息等定制信息进行采集并归类。

(3)信息同步：将采集信息和营销数据交易信息同步更新，信息同步后进行信息的发布和数据库的存储更新。具体地，将信息发布平台数据库与营销数据库进行互联，将实时的交易信息转入到发布平台中，实现交易信息、未成交信息的及时更新。

(4)信息发布：将成交电量、成交价格、未成交电量、未成交电量申报价格等反映市场供需情况、市场电价的信息发布到相关数据平台、网站、交易中心。具体地，通过互联网等技术实现信息的快速呈现与发布。

(5)信息显示：将发布信息通过图形、表格、数据、web形式等方式显示出来。

请参阅图4，关于信息定制的具体内容如下：

3.1.1信息定制为根据市场交易购电主体和售电主体和发布流程的业务需要实现信息的定制，主要包括：交易主体分层分级可定制、现货市场交易信息可定制、期权交易信息可定制、发布时间可定制、发布对象可定制、显示形式可定制、发布平台可定制、发布内容可定制。

3.1.2交易主体分层分级可定制

售电主体分类：售电主体可分为非竞争性电厂和竞争性电厂，非竞争性电厂分为第一类优先电厂、第二类优先电厂，竞争性电厂分为第三类优先电厂和非优先电厂。见图2。

购电主体分类：交易市场的购电主体可分为省内用户和省外用户，省内用户主要包括黄磷、化肥、电石、钢铁、铁合金、电解铝、铅锌、水泥、工业硅的九大行业高耗能用户和其他行业用户，省外用户主要包括西电东送用户和国外用户。见图3。

3.1.3现货市场交易信息可定制

现货交易市场信息定制包括现有电力市场撮合交易、挂牌交易，协议内外西电东送挂牌交易等交易类型以及申报电价、申报电量、成交价格、成交电量、成交信息、未成交电价、未成交电量等交易信息，是电力现货市场的集中体现。

3.1.4期权交易信息可定制

期权交易市场信息定制包括期权类型、限价、期权价格、敲定价格、期权电量、到期日、执行日、期满日，为期权交易的具体内容信息。

3.1.5发布时间可定制

基于数据规则配置完毕以及显示方式定义完后，可以对发布时间进行自定义操作。业务人员可以先制定时间规则周期，如月度数据每月23日发布，日度数据每天8点发布等，然后将时间规则加载到信息发布规则里。信息发布结果在已实用的公开网站上保留的有效天数，在时间规则定制时，默认为99999天；时效和“发布日期”结合，判断当前日期下信息发布结果是否显示。配置完时间规则后可以选择手动发布或者自动发布，自动发布即根据配置的时间周期规则发布此信息。如果使用信息发布方案形式，则可以组织不同规则一次性发布，大大节约了业务人员的工作时间。

3.1.6发布对象可定制

根据市场的业务要求，“三公”信息可以对交易运营系统中的不同的用户组分配不同的业务权限，令权限不同的电力相关单位浏览相应的信息发布内容，而不会因为看到庞大的与本单位无关的信息数据而浪费时间精力。信息发布在把数据发送给公开网站系统时，启用交易中心里设置的用户权限一起发送到外网，公开网站则根据不同信息类型不同规则过滤不同权限的用户查看此类发布信息，做到信息发布安全性有保障。

3.1.7显示形式可定制

对交易情况交易信息、未交易信息可形成多类型的呈现、查询、归类、统计。在平台交易的信息可迅速转换成图、表等可视化内容，形成趋势预判。呈现可视化的文档方案等内容。

3.1.8发布平台可定制

包括对于承载着各个关键部门不同业务数据类型的信息接入的部门，以及与不同单位部门不同系统不同平台间的信息互通互联。

3.1.9发布内容可定制

根据不同类型交易主体发布不同的内容，如根据售电用户发布的内容为可售电量、已售电量等内容，根据购电用户发布已购电量、申报买价等内容。根据不同层级的主体，发布不同的内容信息。

请参阅图5，本发明将电力期权加入到电力发布信息系统中，本发明的基于金融工具的多层级电力市场交易信息定制发布系统，主要有以下优点：

由于电力价格具有易变性和波动性，电力期权可以起到套期保值的作用规避风险，从而降低电力参与主体由于信息不对称导致的不诚实申报而造成电力市场交易风险，预期价格定制可以将现有的风险转移到未来，可有效降低电价的波动，实现电量更有可能的诚实报价电量，增大电力交易系统的高效率。

交易主体分层分级定制包括定义购电主体和售电主体类型，根据交易主体数量不断扩大，需求多样化增多，信息类型急剧膨胀而定制；

现货交易市场信息定制包括现有电力市场撮合交易、挂牌交易，协议内外西电东送挂牌交易等交易类型以及申报电价、申报电量、成交价格、成交电量、成交信息、未成交电价、未成交电量等交易信息，是电力现货市场的集中体现；

期权交易市场信息定制则包括期权类型、限价、期权价格、敲定价格、期权电量、到期日、执行日、期满日，为期权交易的具体内容信息；

同时,发布平台定制包括对于承载着各个关键部门不同业务数据类型的信息接入的部门，以及与不同单位部门不同系统不同平台间的信息互通互联；

此外,根据不同层级的主体，发布不同的内容信息。此处,发布内容可定制是指根据不同类型交易主体发布不同的内容，如根据售电用户发布的内容为可售电量、已售电量等内容，根据购电用户发布已购电量、申报买价等内容。

本专利将购电主体和售电主体类别进行分层分级定制、将撮合交易机制、挂牌交易机制等交易机制囊括到发布方法中，发布方法可以及时快捷的反应交易类型、交易电量、交易价格和未成交电量等购电主体和售电主体的交易特征属性的关键量，能及时引导交易主体的决策行为。

综上，本发明提供的基于金融工具的多层级电力市场交易信息定制发布方法，相比现有技术产生的有益效果：本发明提供的基于金融工具的多层级电力市场交易信息定制发布方法着眼于满足电力市场交易各市场主体的信息发布需求，建立互动性强、准确度高、安全性好、引导性优与应用面广的市场交易信息发布技术体系，有助于推动电力市场交易工作进一步公开、公正、公平，积极促进电力交易市场化竞争机制形成，提高电力市场交易运营效率与效益。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。