一种基于申报价结算的火电机组最优报价计算方法及系统与流程

本发明涉及电力市场技术领域，具体涉及一种基于申报价结算的火电机组最优报价计算方法及系统。

背景技术：

随着风电等清洁能源的快速发展，其装机容量在各省的总装机容量中占比越来越大。由于风电等清洁能源的反调峰特性明显，火电机组大多不愿意降出力太多，因为这会导致发电平均成本快速上升，调度中心在低谷时段的调峰压力十分巨大，调峰辅助服务市场成为了各省份解决调峰难题的重要手段。

对于调峰辅助服务市场，火电机组在最小技术出力到调峰基准功率之间的范围是该机组的有偿调峰区域。在报价时通常有两种规则，一种是已经规定了各火电机组的报价档，只需要申报价格，另一种是允许火电机组在有偿调峰区域内，自由分三档报价。两种报价模式都会要求报价单调递增。对于不同的报价模式，采取的竞价策略有所区别。对于机组参与调峰市场影响的“三公”电量进度，会在非调峰时段逐步平衡。

火电企业参与调峰市场，其收益受到多方面的影响，首先，是对自身机组参与调峰市场的成本；其次，是该企业对次日最高中标价格的预测准确度；最后，是该企业对机组进行的报价。为了在调峰市场中尽可能的提高自身的收益，增强竞争力，需要建立完善的竞价策略。

对于火电企业来说，随着机组性能的逐步老化，不断调整自身参与调峰的成本模型，在市场运营过程中，不断提高预测次日最高中标价的准确率水平，这样才能提升此报价策略的使用效果，在参与到调峰辅助服市场服务于电网安全的同时，最大化自身的收益。

技术实现要素：

为了解决现有技术中所存在的火电企业参与调峰辅助服务市场的竞价难题，提高火电机组参与市场的水平，提升市场运行的效率，增加火电企业的收益，本发明提提供一种基于申报价结算的火电机组最优报价计算方法及系统。

本发明提供的技术方案是：

一种基于申报价结算的火电机组最优报价计算方法，其改进之处在于，所述方法包括：

获取火电机组的参数；

基于所述火电机组的参数，计算火电机组的调峰总成本；

基于所述火电机组的调峰总成本和预先建立的以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数，计算火电机组最优报价。

优选地，所述基于所述火电机组的参数，计算火电机组的调峰总成本包括：

获取该机组在最小技术出力到额定容量之间的出力点的出力值和平均煤耗，建立平均煤耗函数；

基于所述平均煤耗函数和电煤价格，建立火电机组的发电平均成本函数；

基于所述火电机组的发电平均成本函数计算火电机组的调峰总成本。

优选地，所述火电机组的发电平均成本函数如下式所示：

b＝z(p)

式中，b：火电机组的发电平均成本；p：火电机组的发电出力。

优选地，所述火电机组的调峰总成本按下式进行计算：

cs(δp)＝(fa+fδp)-fsta

式中，cs：火电机组的调峰总成本计算函数；δp：火电机组调峰的中标量；fa：火电机组调峰时段的发电成本；fδp：火电机组参与调峰市场而少发的电量的补发成本；fsta：火电机组在有偿调峰基准功率下发相同电量的成本。

优选地，所述火电机组调峰时段的发电成本fa按下式进行计算：

fa＝z(psta-δp)(psta-δp)δt；

火电机组参与调峰市场而少发的电量的补发成本fδp按下式进行计算：

式中，pi：本月已有的计划时刻火电机组的出力功率中去掉其中低于调峰基准功率的数据；f：去掉其中低于调峰基准功率的数据后本月已有的计划时刻火电机组的出力功率中的剩余数据的个数；

火电机组的有偿调峰基准功率fsta按下式进行计算：

fsta＝z(psta)pstaδt。

优选地，所述预先建立以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数包括：

根据历史预测数据，计算每天实际中标最高价相对于预测值的偏移比例；

计算所述偏移比例的期望值和标准差，判断概率分布类型，得到以所述偏移比例为随机变量的概率密度函数；

依据次日市场中标最高价格和所述每天实际中标最高价相对于预测值的偏移比例的关系，基于所述以偏移比例为随机变量的概率密度函数计算得到以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数。

优选地，所述次日市场中标最高价格和所述每天实际中标最高价相对于预测值的偏移比例的关系如下式所示：

mi＝αivi+vi

式中，mi次日市场中标最高价格：αi：每天实际中标最高价相对于预测值的偏移比例；vi：预测次日市场中标最高价。

优选地，所述基于所述火电机组的调峰总成本和预先建立的以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数，计算火电机组最优报价包括：

市场规则中在有偿调峰区域内有多档报价；

判断市场规则中的报价模式，若报价模式规定了火电机组的报价档，则基于预先建立的以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数，计算基于所述报价档的火电机组最优报价；

若报价模式是允许火电机组在有偿调峰区域内自行分档报价，则基于所述火电机组的调峰总成本和预先建立的以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数，计算各档报价时火电机组最优报价。

优选地，所述基于所述报价档的火电机组最优报价的计算式如下：

式中，dk：第k档的最优报价；rk：第k档报价的期望收益；δt：调峰的时间段时长；ck：第k档的调峰平均成本；w：规定的报价档中每档占火电机组额定功率的比例；f(m)：以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数；

其中，第k档的调峰平均成本计算按下式进行计算：

ck＝(cs(wkpcap)-cs(w(k-1)pcap))/wpcap

式中，cs：火电机组的调峰总成本；pcap：火电机组额定功率。

优选地，所述市场规则中在有偿调峰区域内的多档包括：第一档、第二档和第三档；

所述各档报价时火电机组最优报价按下式进行计算：

式中，r1：第一档报价的期望收益；r2：第二档报价的期望收益；r3：第三档报价的期望收益；e1：第一档功率上限；e2：第二档功率上限；c1：第一档的调峰平均成本；c2：第二档的调峰平均成本；c3：第三档的调峰平均成本；cs：火电机组的调峰总成本；d1：第一档最优报价；d2：第二档最优报价；d3：第三档最优报价；δt：调峰的时间段时长；f(m)：以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数。

一种基于申报价结算的火电机组最优报价计算系统，包括：

获取模块：用于获取火电机组的参数；

第一计算模块：用于基于所述火电机组的参数，计算火电机组的调峰总成本；

第二计算模块：用于基于所述火电机组的调峰总成本和预先建立的概率密度函数，计算火电机组最优报价。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的技术方案能够根据火电机组的发电煤耗的实际情况，计算出该机组参与调峰辅助服务市场时不同调峰量的总成本，使得火电企业能够准确掌握自身的成本；同时，能够适应不同的市场规则，提供了只申报价格和由火电企业自行在有偿调峰区间内分三段报价的两种报价模式下的最优价格计算方法，使火电企业参与市场能够获得最大收益。

本发明提供的技术方案将预测的次日最高中标价作为随机变量建立概率密度函数，减小了预测值可能带来的误差的影响，进而求出火电机组参与市场能够获得最大收益期望值的最优报价。

附图说明

图1为本发明基于申报价结算的火电机组最优报价计算方法的示意图；

图2为本发明基于申报价结算的火电机组最优报价计算方法的流程图；

图3为本发明基于申报价结算的火电机组最优报价计算系统示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。

实施例1

一种基于申报价结算的火电机组最优报价计算方法，如图1所示，所述方法包括：

步骤1：获取火电机组的参数；

步骤2：基于所述火电机组的参数，计算火电机组的调峰总成本；

步骤3：基于所述火电机组的调峰总成本和预先建立的以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数，计算火电机组最优报价。

步骤1：获取火电机组的参数，包括最小技术出力到额定容量之间多个出力点的平均煤耗、有偿调峰基准功率、本月已有的计划时刻该机组的出力功率。

火电机组最优报价计算流程如图2所示。

步骤2：基于所述火电机组的参数，计算火电机组的调峰总成本，包括：

获取该机组在最小技术出力到额定容量之间的出力点的出力值和平均煤耗，建立平均煤耗函数；

基于所述平均煤耗函数和当前电煤价格，建立火电机组的发电平均成本函数；

基于所述火电机组的发电平均成本函数计算火电机组的调峰总成本。

具体地，所述火电机组的发电平均成本函数如下式所示：

b＝z(p)

式中，b：火电机组的发电平均成本；p：火电机组的发电出力。

首先，获取火电机组在最小技术出力到额定容量之间多个出力点的平均煤耗。然后，根据出力值和对应的平均煤耗拟合出平均煤耗与出力点的函数关系，通常二次函数。最后，基于最新的电煤价格，建立火电机组的发电平均成本与发电出力的函数。

具体地，所述火电机组的调峰总成本按下式进行计算：

cs(δp)＝(fa+fδp)-fsta

式中，cs：火电机组的调峰总成本计算函数；δp：火电机组的调峰中标量；fa：火电机组调峰时段的发电成本；fδp：火电机组参与调峰市场而少发的电量的补发成本；fsta：火电机组在有偿调峰基准功率下发相同电量的成本。

具体地，所述火电机组调峰时段的发电成本fa按下式进行计算：

fa＝z(psta-δp)(psta-δp)δt；

火电机组参与调峰市场而少发的电量的补发成本fδp按下式进行计算：

式中，pi：本月已有的计划时刻火电机组的出力功率中去掉其中低于调峰基准功率的数据；f：去掉其中低于调峰基准功率的数据后本月已有的计划时刻火电机组的出力功率中的剩余数据的个数；

火电机组的有偿调峰基准功率fsta按下式进行计算：

fsta＝z(psta)pstaδt。

具体地，所述预先建立以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数包括：

根据历史预测数据，计算每天实际中标最高价相对于预测值的偏移比例；

计算所述偏移比例的期望值和标准差，判断概率分布类型，得到以所述偏移比例为随机变量的概率密度函数；

依据次日市场中标最高价格和所述每天实际中标最高价相对于预测值的偏移比例的关系，基于所述以偏移比例为随机变量的概率密度函数计算得到以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数。

具体地，所述次日市场中标最高价格和所述每天实际中标最高价相对于预测值的偏移比例的关系如下式所示：

mi＝αivi+vi

式中，mi次日市场中标最高价格：αi：每天实际中标最高价相对于预测值的偏移比例；vi：预测次日市场中标最高价。

步骤3：基于所述火电机组的调峰总成本和预先建立的以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数，计算火电机组最优报价包括：

判断市场规则中的报价模式，若报价模式规定了火电机组的报价档，则基于预先建立的以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数，计算只需要申报价格时火电机组最优报价；

具体地，所述只需要申报价格时火电机组最优报价按下式进行计算：

式中，dk：第k档的最优报价；rk：第k档报价的期望收益；δt：调峰的时间段时长；ck：第k档的调峰平均成本，w：规定的报价档中每档占火电机组额定功率的比例；pcap：为火电机组额定功率；f(m)：以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数；

其中，第k档的调峰平均成本计算按下式进行计算：

ck＝(cs(wkpcap)-cs(w(k-1)pcap))/wpcap

式中，cs：火电机组的调峰总成本；pcap：火电机组额定功率。

市场规则规定每wpcap为一档，求出在有偿调峰区域内该机组一共有n档报价，第k档的对应的申报调峰量范围是(wpcap(k-1),wpcapk]。其中pcap为该机组额定功率。

若报价模式是允许火电机组在有偿调峰区域内自行分三档报价，则基于所述火电机组的调峰总成本和预先建立的以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数，计算自行分三档报价时火电机组最优报价。

设所分的三档分别为(0,e1]，(e1,e2]，(e2,psta-pmin]，对应的报价分别为d1，d2，d3。

具体地，所述各档报价时火电机组最优报价按下式进行计算：

式中，r1：第一档报价的期望收益；r2：第二档报价的期望收益；r3：第三档报价的期望收益；e1：第一档功率上限；e2：第二档功率上限；c1：第一档的调峰平均成本；c2：第二档的调峰平均成本；c3：第三档的调峰平均成本；cs：火电机组的调峰总成本；psta：机组的有偿调峰基准功率；pmin：火电机组最小技术出力；d1：第一档最优报价；d2：第二档最优报价；d3：第三档最优报价；δt：调峰的时间段时长；f(m)：以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数。

实施例2：

基于同一种发明构思，本发明还提供了一种基于申报价结算的火电机组最优报价计算系统，包括：

获取模块：用于获取火电机组的参数；

第一计算模块：用于基于所述火电机组的参数，计算火电机组的调峰总成本；第二计算模块：用于基于所述火电机组的调峰总成本和预先建立的概率密度函数，计算火电机组最优报价。

第一计算模块中，基于所述火电机组的参数，计算火电机组的调峰总成本，包括：

获取该机组在最小技术出力到额定容量之间的出力点的出力值和平均煤耗，建立平均煤耗函数；

基于所述平均煤耗函数和当前电煤价格，建立火电机组的发电平均成本函数；

基于所述火电机组的发电平均成本函数计算火电机组的调峰总成本。

具体地，所述火电机组的发电平均成本函数如下式所示：

b＝z(p)

式中，b：火电机组的发电平均成本；p：火电机组的发电出力。

首先，获取火电机组在最小技术出力到额定容量之间多个出力点的平均煤耗。然后，根据出力值和对应的平均煤耗拟合出平均煤耗与出力点的函数关系，通常二次函数。最后，基于最新的电煤价格，建立火电机组的发电平均成本与发电出力的函数。

具体地，所述火电机组的调峰总成本按下式进行计算：

cs(δp)＝(fa+fδp)-fsta

式中，cs：火电机组的调峰总成本计算函数；δp：火电机组的调峰中标量；fa：火电机组调峰时段的发电成本；fδp：火电机组参与调峰市场而少发的电量的补发成本；fsta：火电机组在有偿调峰基准功率下发相同电量的成本。

具体地，所述火电机组调峰时段的发电成本fa按下式进行计算：

fa＝z(psta-δp)(psta-δp)δt；

火电机组参与调峰市场而少发的电量的补发成本fδp按下式进行计算：

式中，pi：本月已有的计划时刻火电机组的出力功率中去掉其中低于调峰基准功率的数据；f：去掉其中低于调峰基准功率的数据后本月已有的计划时刻火电机组的出力功率中的剩余数据的个数；

火电机组的有偿调峰基准功率fsta按下式进行计算：

fsta＝z(psta)pstaδt。

具体地，所述预先建立以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数包括：

根据历史预测数据，计算每天实际中标最高价相对于预测值的偏移比例；

计算所述偏移比例的期望值和标准差，判断概率分布类型，得到以所述偏移比例为随机变量的概率密度函数；

依据次日市场中标最高价格和所述每天实际中标最高价相对于预测值的偏移比例的关系，基于所述以偏移比例为随机变量概率密度函数计算得到以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数。

具体地，所述次日市场中标最高价格和所述每天实际中标最高价相对于预测值的偏移比例的关系如下式所示：

mi＝αivi+vi

式中，mi次日市场中标最高价格：αi：每天实际中标最高价相对于预测值的偏移比例；vi：预测次日市场中标最高价。

第二计算模块中，基于所述火电机组的调峰总成本和预先建立的以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数，计算火电机组最优报价包括：

判断市场规则中的报价模式，若报价模式规定了火电机组的报价档，则基于预先建立的以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数，计算只需要申报价格时火电机组最优报价；

具体地，所述只需要申报价格时火电机组最优报价按下式进行计算：

式中，dk：第k档的最优报价；rk：第k档报价的期望收益；δt：调峰的时间段时长；ck：第k档的调峰平均成本；w：规定的报价档中每档占火电机组额定功率的比例；pcap：为火电机组额定功率；f(m)：以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数；

其中，第k档的调峰平均成本计算按下式进行计算：

ck＝(cs(wkpcap)-cs(w(k-1)pcap))/wpcap

式中，cs：火电机组的调峰总成本；pcap：火电机组额定功率。

市场规则规定每wpcap为一档，求出在有偿调峰区域内该机组一共有n档报价，第k档的对应的申报调峰量范围是(wpcap(k-1),wpcapk]。其中pcap为该机组额定功率。

若报价模式是允许火电机组在有偿调峰区域内自行分三档报价，则基于所述火电机组的调峰总成本和预先建立的以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数，计算自行分三档报价时火电机组最优报价。

设所分的三档分别为(0,e1]，(e1,e2]，(e2,psta-pmin]，对应的报价分别为d1，d2，d3。

具体地，所述各档报价时火电机组最优报价按下式进行计算：

式中，r1：第一档报价的期望收益；r2：第二档报价的期望收益；r3：第三档报价的期望收益；e1：第一档功率上限；e2：第二档功率上限；c1：第一档的调峰平均成本；c2：第二档的调峰平均成本；c3：第三档的调峰平均成本；cs：火电机组的调峰总成本；psta：机组的有偿调峰基准功率；pmin：火电机组最小技术出力；d1：第一档最优报价；d2：第二档最优报价；d3：第三档最优报价；δt：调峰的时间段时长；f(m)：以次日市场中标最高价格为随机变量的概率密度函数。

上述事实说明，本发明提供的技术方案能够根据火电机组的发电煤耗的实际情况，计算出该机组参与调峰辅助服务市场时不同调峰量的总成本，使得火电企业能够准确掌握自身的成本，为参与市场打好了基础。

本发明提供的技术方案将次日最高中标价预测值以随机变量进行建模，减小了误差，进而求出火电机组参与市场能够获得最大收益期望值的报价模型。

本发明提供的技术方案能够应对不同的报价规则，一种是规定了报价分档，只申报价格的情况，另一种是由火电企业自行在有偿调峰区间内分三段报价，使得此竞价策略能够更好的应对不同的市场规则。

显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。