电力竞价交易中缓解发电商市场力的方法及其系统

1.本发明属于电力竞价交易市场力控制技术领域，更具体地，涉及一种电力竞价交易中缓解发电商市场力的方法及其系统。


背景技术：

2.为了确保电力市场供需双方的社会福利最大化或社会成本最低，需要建立公平、透明、合理、可实施的市场交易机制。目前现货市场采用一种基于边际出清价格的统一价格交易机制，只有发电侧单方竞价，即发电侧报价报量、而用户侧仅报量。这里，由于需求被视为无弹性，发电商在竞价过程中有动机通过谎报成本或容量持留等手段来抬高或影响市场价格，从而谋取超额利润。或者说，发电商在当前交易机制下有动机行使市场力，从而导致市场价格高于正常竞争水平、并严重降低市场运行效率，同时还会损害消费者和其它市场参与者的利益。因此，对市场力滥用行为进行合理遏制，是建设公平竞争的电力现货市场并保障其健康运行的迫切需要。


技术实现要素：

3.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种电力竞价交易中缓解发电商市场力的方法及其系统，其目的在于对市场力滥用行为进行合理遏制，建设公平竞争的电力现货市场并保障其健康运行。
4.为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种电力竞价交易中缓解发电商市场力的方法，包括：
5.步骤s1：获取各发电商j参与电力现货市场竞价交易时申报的电力供给函数sj(p)，p为待求的电力生产市场价格，j∈n,n＝{1,2,3,
……
,n}，n为发电商的数量；
6.步骤s2：基于出清模型求解电力生产市场价格p，求解结果记为p
*
，以p
*
作为出清价格计算各发电商j所竞得的供电量sj(p
*
)；
7.在步骤s2中，所述出清模型的目标为：
8.使购电方的消费剩余成本wd最大，wd＝s(p)*(p
max-p)；
9.所述出清模型的约束条件包括：
10.s(p)≤d0，p∈[0，p
max
]；
[0011]
式中，s(p)＝∑
j∈n
sj(p)为所有发电商的总供给函数，p
max
为限定的电力市场价格，d0为购电方当前的购电需求量。
[0012]
在其中一个实施例中，所述电力供给函数sj(p)为不分段的连续函数；且sj(p)为在区间[0，pj]上连续可微的单调增函数，pj为发电商j申报的电力供给函数sj(p)的定义域的上限；且表示sj(p)的反函数；
[0013]
各发电商j调整电力供给函数sj(p)的规则为：
[0014]
各发电商j独立、密封地申报供给函数；
[0015]
对于各理性发电商j申报的电力供给函数sj(p)小于或等于其实际的电
力供给函数
[0016]
在其中一个实施例中，电力竞价基于统一的边际价格结算机制进行交易。
[0017]
在其中一个实施例中，通过市场力行为事后检测指数反应发电商市场力行使程度，市场力行为事后检测指数越大，发电商行使市场力的程度越大；对发电商j：
[0018]
如果p
*
≤pj，则发电商j的市场力行为事后检测指数为：
[0019][0020]
如果p
*
＞pj，则发电商j的市场力行为事后检测指数为：
[0021]
σj＝0
[0022]
式中，表示发电商j在出清供电量sj(p
*
)所对应的真实发电价格。
[0023]
在其中一个实施例中，如果p
*
≤pj，则发电商j的市场力行为事后检测指数为：
[0024][0025]
式中，s-j
(p)表示除发电商j外，叠加其他发电商供给函数而形成的总供给函数。
[0026]
在其中一个实施例中，若s(p
*
)＜d0，则发电商无法满足购电需求量的部分d
0-s(p
*
)由新能源供给。
[0027]
在其中一个实施例中，还包括：
[0028]
步骤s3：由出清模型确定的出清价格p
*
以及各发电商j所竞得的供电量sj(p
*
)，计算向各发电商的结算费用以及购电方的总结算支付，其中，向发电商j的结算费用为p
*
sj(p
*
)，购电方的总结算支付为p
*
s(p
*
)。
[0029]
按照本发明的另一方面，提供了一种电力竞价交易中缓解发电商市场力的系统，包括：
[0030]
申报接收模块，用于获取各发电商j参与电力现货市场竞价交易时申报的电力供给函数sj(p)，p为待求的电力生产市场价格，j∈n，n＝{1，2，3，......，n}，n为发电商的数量；
[0031]
计算模块，用于基于出清模型求解电力生产市场价格p，求解结果记为p
*
，以p
*
作为出清价格计算各发电商j所竞得的供电量sj(p
*
)；所述出清模型的目标为：使购电方的消费剩余成本wd最大，wd＝s(p)*(p
max-p)；述出清模型的约束条件包括：s(p)≤d0，p∈[0，p
max
]；式中，s(p)＝∑
j∈n sj(p)为所有发电商的总供给函数，p
max
为限定的电力生产市场价格，d0为购电方当前的购电需求量。
[0032]
按照本发明的另一方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法的步骤。
[0033]
按照本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
[0034]
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0035]
本发明通过对传统的出清模型进行深入分析，发现在传统的出清模型下发电商可
能滥用市场力使市场价格等于或接近市场价格上限，造成不合理的最优社会福利分配。基于上述深入分析，优化出清模型，出清目标只考虑购电方福利wd的获得，且约束条件为s(p)≤d0，而不是s(p)＝d0，对约束条件进行放松可以扩大wd的优化范围，从而提高购电方在博弈中的主动性，遏制发电商市场力的行使，并且证明了新的出清模型的可行性。
[0036]
进一步地，本发明还基于分析设计了一种市场力行为事后检测指数，通过该市场力行为事后检测指数可以快速且较为准确的评估各发电商行使市场力的程度，从而实现对各发电商进行监管。
附图说明
[0037]
图1为一实施例的现货市场供需示意图；
[0038]
图2为一实施例的发电商市场力分析示意图；
[0039]
图3为一实施例的电力竞价交易中缓解发电商市场力的方法的步骤流程图；
[0040]
图4为一实施例的发电商的市场力行使程度示意图；
[0041]
图5为一实施例的ieee 14节点系统网络结构示意图。
具体实施方式
[0042]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0043]
为便于理解，先简单介绍电力竞价交易的过程。
[0044]
电力竞价设计三方主体。一方为购电方，其给出购电需求量d0，其某一时段的购电需求量根据电力系统在当前时段的负荷所确定，所以购电方的需求是无弹性的不可随意调节的，而且其最后购得的总电量不小于总需求。一方为参与竞价交易的发电商，其根据购电方的购电需求量申报电力供给函数sj(p)，竞价规则一般为统一的mcp(marginal clearing price，统一的边际价格结算)机制。一方为市场运营商(例如电力交易中心)，其接收购电方的需求量d0和各发电商申报的电力供给函数sj(p)，根据出清规则，确定统一的出清边际价格p
*
和各发电商j∈n的出清(或中标)电量sj(p
*
)，并向市场公布；最后，根据结算规则，计算买卖双方的结算电价或支付。
[0045]
市场交易前提包括：
[0046]
(1)考虑有n个发电商参与电力现货市场竞价交易，并用n＝{1，2，...，n}表示发电商集合，j∈n表示发电商索引。如图1所示，记发电商j∈n真实的电力供给函数为其向市场申报的电力供给函数为sj(p)(p∈[0，pj])，其中，p为电力生产市场价格，和pj分别为和sj(p)的定义域的上限，pj会申报给市场运营商。叠加所有发电商的供给函数而形成的总供给函数分别记为和即和除发电商j外，叠加其他发电
商供给函数而形成的供给函数分别记为和另外，用和分别表示和sj(p)的反函数。
[0047]
(2)对(2)对和sj(p)分别为区间和[0，pj]上连续可微的单调增函数，即和且有和其中为发电商j的私人信息。
[0048]
(3)发电商j是完全理性和风险中性的，即总是追求自身利益的最大化，而且对总有这里，sj(p)可视为的一条外包络线。该假设属于共同知识。
[0049]
(4)购电方的需求无弹性，即d(p)＝d0，其中p∈[0，∞)表示电力价格，d0＞0为最大总需求量；(真实的)总供给不小于总需求，即该信息属于共同知识。
[0050]
各竞价规则具体要求如下：
[0051]
(1)报价规则
[0052]
发电商j∈n独立、密封地申报其供给函数sj(p)(p∈[0，pj])，且价格上限pi不得超过允许的最高价格p
max
；同时，不允许各发电商之间私下交流或串谋。据此，对有pj≤p
max
和
[0053]
(2)出清规则
[0054]
采用统一边际价格的出清模型求解电力生产市场价格，求解结果记为p
*
，以p
*
作为出清价格计算各发电商j所竞得的供电量sj(p
*
)。
[0055]
(3)结算规则
[0056]
由出清模型确定的出清价格p
*
以及各发电商j所竞得的供电量sj(p
*
)，计算发电商j∈n的结算费用为p
*
sj(p
*
)，其实际(或真实)的结算利润为)，其实际(或真实)的结算利润为而购电方的总结算支付为p
*
s(p
*
)，总消费剩余为wd＝s(p
*
)(p
max-p
*
)。
[0057]
例如，在某日某时段，购电方提出购电需求量，各发电商向交易中心申报电力供给函数进行竞价，交易中心根据出清模型确定出清价格并公布竞价结果，完成该轮交易。根据电网特性，在第二日的同一时段，电网所需的购电需求波动较小，购电方提出购电需求量，各发电商向交易中心基于之前的竞价结果以及负荷需求申报电力供给函数进行竞价，交易中心根据出清模型确定出清价格并公布竞价结果，完成该轮交易。
[0058]
在传统技术中，采用的出清模型c1可表示为：
[0059][0060]
s.t.s(p)＝d0[0061]
p∈[0，p
max
]
[0062]
其中，wd＝s(p)(p
max-p)表示购电方的消费剩余成本，表示发电商
的利润，w表示发电商的利润和购电方的消费剩余之和，即总的社会福利。s-1
(0)表示s(p)的反函数s-1
(p)在0处的取值。出清模型c1的物理含义是：在满足电力供给的前提下，寻求一个统一出清价格p
*
使得社会福利w最大化。
[0063]
将结合mcp竞价规则和c1出清模型的竞价机制简称为mcp-c1机制。本研发团队通过分析发现，mcp-c1机制下发电商可能滥用市场力使市场价格等于或接近市场价格上限，造成不合理的最优社会福利分配。具体分析如下：
[0064]
由模型c1的目标函数w最优化条件可得因此福利最大时的出清价p
*
＝p
max
，表明统一的mcp机制有激励发电商报高价的倾向，且社会福利会被发电商全部占有。另一方面，对发电商j∈n有商全部占有。另一方面，对发电商j∈n有表明发电商j也愿意报高价，即该机制还具有鼓励发电商个体行使市场力的倾向。
[0065]
图2描述了发电商j∈n及其他发电商的供给函数曲线和购电方的总需求曲线等间关系。图2中，s(p
*
)＝d0且sj(p
*
)＞0，其中p
*
≤p
max
为出清价格。接下来，让供给函数s-j
(p)保持不变、而发电商j∈n申报的供给函数曲线sj(p)向右或下做一个微小的偏移，得到曲线s
′j(p)(≤sj(p))。于是，根据模型c1及全文假设，出清价格p
*
将变为p
*
+δp，且其中δp≥0为微小偏移量。下面，分析sj(p)偏移前后发电商j的利润。
[0066]
偏移前，发电商j的利润：
[0067][0068]
偏移后，发电商j的利润：
[0069][0070]
于是，
[0071][0072]
式中，δw1、δw2分别为sj(p)偏移后增加、减少的利润，如图2所示。
[0073]
根据“偏移”的含义，当δp
→
0时，s
′j(p
*
+δp)
→
sj(p
*
)和)和同时还有因此，
[0074][0075]
式中，表示出清发电量所对应的真实发电价格，o(δp)表示δp的
二阶及以上高阶无穷小量。当时，发电商j向右或下偏移其sj(p)将是有利的，意味其行使市场力的可能。此时有，再令δp
→
0可得当即时，发电商j向左或上偏移sj(p)将是有利的，意味其缓解市场力行使的可能。而当即时，发电商j既不向右或下、也不向左或上偏移sj(p)将是有利的，意味其保持sj(p)不变的可能。故，对有时，市场竞争就达到了均衡。因此，在没有达到均衡之前，发电商有动机行使市场力，来使其获利更多。
[0076]
以上文分析的市场均衡条件分析为基础，可进一步对发电商的市场力行为规律进行论证。若给定市场总需求量d0、所有发电商申报的供给函数si(p)(i∈n)、以及均衡出清价p
*
，即假设发电商j∈n没有行使市场力，则有p
*
等于此时，如果发电商j的sj(p)向右或下做一个微小偏移δp＞0，那么由上述均衡条件分析可得(d
0-s-j
(p
*
+δp))+o(δp)＞0。这说明：总会能够使发电商j获得更多利润，且由偏移申报的供给函数对(s
′j(p)，s-j
(p))确定的出清价格p
*
′
＞p
*
及分配量sj(p
*
′
)＜sj(p
*
)，但福利因此p
*
不是均衡出清价。综上分析，可得出如下结论：mcp-c1机制下，如果对j∈n有均衡出清价p
*
∈[0，pj]，那么理性发电商j一定行使了市场力。
[0077]
结合上述分析，采用传统的c1出清模型所建立的mcp-c1机制，仅发电侧单边竞价，即发电侧报价报量、而用户侧仅报量。由于需求被视为无弹性，现货市场竞价分配的结果取决于每个发电商申报的量价组合(即供给函数)，从而导致了mcp-c1机制不满足激励相容性，即存在发电商行使市场力的问题。发电商在竞价过程中有动机通过谎报成本或容量持留等手段来抬高或影响市场价格，进而提高自身收益。而市场力滥用会导致市场价格高于正常竞争水平、并严重降低市场运行效率，同时还会损害消费者和其它市场参与者的利益，造社会福利损失，并影响市场对资源优化配置的引导。因此，对市场力进行合理、准确的监管，并对市场力滥用行为进行遏制，是建设公平竞争的电力现货市场、保障其健康运行的迫切需要。
[0078]
本技术团队基于上述分析发现了传统mcp-c1机制下发电商可行使市场力占有全部社会福利，需求弹性为零的购电方因无应对措施而使其福利几乎为零或无保障。基于此，本发明对出清模型进行了改进。
[0079]
实施例1
[0080]
如图3所示，在一实施例中，电力竞价交易中缓解发电商市场力的方法包括以下步骤：
[0081]
步骤s1：获取各发电商j参与电力现货市场竞价交易时申报的电力供给函数sj(p)，p为待求的电力生产市场价格，j∈n，n＝{1，2，3，......，n}，n为发电商的数量；
[0082]
步骤s2：基于出清模型求解电力生产市场价格p，求解结果记为p
*
，以p
*
作为出清价格计算各发电商j所竞得的供电量sj(p
*
)，出清模型的目标为使购电方的消费剩余成本wd最大，wd＝s(p)*(p
max-p)；出清模型的约束条件包括：s(p)≤d0，p∈[0，p
max
]；式中，s(p)＝∑
j∈n
sj(p)为所有发电商的总供给函数，p
max
为限定的电力生产市场价格，d0为购电方当前的购电需求量。
[0083]
改进后的出清模型记为c2模型，可表示如下；
[0084][0085]
s.t.s(p)≤d0[0086]
p∈[0，p
max
]
[0087]
与模型c1相比，模型c2的优化目标w
′
只包含wd，旨在保证购电方福利的获得；c2中的约束为s(p)≤d0，而不是s(p)＝d0，因为s(p)＝d0的放松可以扩大wd的优化范围，从而提高购电方在博弈中的主动性，遏制发电商市场力的行使。
[0088]
而且，尽管将约束调整为s(p)≤d0，当市场竞争达到均衡时，总的均衡供给仍将等于d0，可证明如下：
[0089]
假设市场竞争达到均衡时，总供给的均衡出清量s(p
*
)＜d0，且均衡出清价格为p
*
＜p
max
。考虑发电商j∈n做如下偏离s
′j：
[0090]s′j(p
*
)＝sj(p
*
)且s
′j(p
*
+ε)＝sj(p
*
)+ζ
[0091]
其中，ε＞0且足够小，并使得除发电商j外，其余n-1个发电商申报的供给函数均不变。这里，ε是一个无穷小量，因此总供给的出清量s
′
(p
*
′
)可近似视为s(p
*
)+ζ，而相应的出清价格p
*
′
＝p
*
+ε。于是，偏移后模型c2的目标值
[0092]s′
(p
*
′
)(p
max-p
*
′
)＝(s(p
*
)+ζ)(p
max-(p
*
+ε))＞s(p
*
)(p
max-p
*
)
ꢀꢀ
(1)
[0093]
另外，发电商j偏移后的利润
[0094][0095]
综合式(1)和(2)，上述偏离符合各方利益，因此总供给的出清量必将增加，且直到s(p
*
)＝d0。
[0096]
在多次竞价期间，在市场实际运行过程中，多次竞价，下一次竞价可在上一次竞价的经验上反复调整报价，最终可以达到均衡，即可达到s(p
*
)＝d0。例如，第一天上午9时进行一次竞拍并得到竞拍结果，当天按照该竞拍结果进行供电，此时，竞拍结果可能并未实现出
清均衡。基于电网负荷特性，在一时期内的同一时间点，所需电量波动不大，因此，第二天上午9时再次进行竞拍，第三天上午9时再次进行竞拍，各发电商可以基于上一次经验调整供电函数再次竞拍，以此进行多轮竞拍和价格调整后，最终可以实现出清均衡。在一实施例中，在达到均衡之前，输出的竞拍结果可能为s(p
*
)＜d0，即参与竞价的发电商竞得的供电量不足，此时，可以不足的部分d
0-s(p
*
)由新能源供给，由于相对于传统发电机，新能源价格较低，因此不参与竞价，不足的电量直接固定的新能源收购价格引入新能源即可。
[0097]
与mcp-c1发电商可行使市场力使市场价格接近或等于市场最高价p
max
相比，mcp-c2机制下，均衡出清价即可以有效抑制发电商市场力行为、缓解高价均衡问题，可证明如下：
[0098]
由c2的目标w
′
最大化条件得于是在均衡出清价p
*
处有
[0099][0100]
市场均衡时，对有
[0101][0102]
对式(4)两边关于j求和得
[0103][0104]
于是，将式(3)代入式(5)可得因此，在出清模型c2下，可以有效抑制发电商市场力行为、缓解高价均衡问题。
[0105]
实施例2
[0106]
在一实施例中，除了改进出清模型外，还设计了一种市场力行为事后检测指数，通过该检测指数反应发电商行使市场力的程度，从而对发电商进行竞价监管。
[0107]
具体的，根据前文市场力行为分析，若发电商j∈n的均衡出清价p
*
∈[0，pj]，那么其一定行使了市场力，据此定义市场力检测指数为：
[0108]
对发电商j∈n，如果有p
*
≤pj，定义为发电商j的市场力行使程度；否则，定义发电商j的市场力行使程度σj＝0。
[0109]
其中，p
*
为统一出清价格，为发电商在该价格下的真实发电成本。此外，考虑现货市场竞价具有高度重复性和动态性，当现货市场竞价达到均衡时，满足：
[0110][0111]
此时，市场力指数可以转换为：
[0112][0113]
可见，通过该式评估发电商的市场力行使程度时不涉及发电商真实成本等隐私数据。
[0114]
基于上述市场力指数，当市场竞价达到均衡时，必有因此σj∈[0，1]，且越小越好。发电商申报的供给函数偏离真实供给越远，其市场力行使程度越大，如图4所示。p
*
≤p
max
，因此发电商j行使市场力的最大程度不会超过且较小的p
max
对市场力行使具有较强的缓解作用。p
*
＞pj意味着发电商j∈n申报的sj(p)不是直接决定或影响出清价p
*
的因素，因此其市场力程度σj被定义为0。通过上述市场力行为事后检测指数，可以快速且较为准确的评估各发电商行使市场力的程度，从而实现对各发电商进行监管。
[0115]
实施例3
[0116]
本发明还涉及一种电力竞价交易中缓解发电商市场力的系统，其包括：
[0117]
申报接收模块，用于获取各发电商j参与电力现货市场竞价交易时申报的电力供给函数sj(p)，p为待求的电力生产市场价格，j∈n，n＝{1，2，3，......，n}，n为发电商的数量；
[0118]
计算模块，用于基于出清模型求解电力生产市场价格p，求解结果记为p
*
，以p
*
作为出清价格计算各发电商j所竞得的供电量sj(p
*
)；出清模型的目标为：使购电方的消费剩余成本wd最大，wd＝s(p)*(p
max-p)；述出清模型的约束条件包括：s(p)≤d0，p∈[0，p
max
]；式中，s(p)＝∑
j∈n
sj(p)为所有发电商的总供给函数，p
max
为限定的电力生产市场价格，d0为购电方当前的购电需求量。
[0119]
可以理解的，上述系统可以用于执行上文介绍的方法，其中各个模块实现方法中的相关步骤，具体参考上文介绍，在此不再赘述。
[0120]
实施例4
[0121]
本发明还涉及一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法的步骤。
[0122]
具体的，该电子设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。
[0123]
其中，所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0124]
其中，存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作
系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0125]
实施例5
[0126]
本发明还涉及一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
[0127]
具体的，计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
[0128]
实施例6
[0129]
基于ieee 14节点标准测试系统的网络限制条件，如图5所示。该系统共有5个发电商，其中g1、g2、g3为传统发电商，同时引入新能源发电商g4、g5参与供给以缓解采用机制mcp-c2可能存在的负荷缺额问题，除节点1、7、8外其他节点均有负荷需求接入，各线路潮流默认流向如图5。为了计算方便和分析直观，本实例采用连续、而不用分段的供给函数来设计，即假设：各发电商真实的供给函数为形如的连续二次函数，各系数及价格上限如表1所示；各发电商申报的供给函数与其真实的供给函数形式相同、但参数不同，这没有违背市场假设。
[0130]
表1.发电商真实的供给函数信息
[0131][0132]
购电方的负荷总需求d0＝2000mwh，其中各节点的负荷需求如表2所示。同时，各条线路潮流限制均设为500mw，市场最高报价p
max
＝1k￥/mwh。
[0133]
表2.ieee 14节点系统的负荷需求
[0134][0135]
具体算例设置如下：
[0136]
case1：传统发电商按照表3所示申报供给信息，且市场按照模型c1计算出清；
[0137]
case2：传统发电商仍按照表3所示申报供给信息，但市场按照模型c2计算出清；
[0138]
case3：发电商g1(小发电商)下调供给系数a1至736mwh3/k￥2，相应的价格上限调至0.55k￥/mwh，其余发电商不调整，采用模型c2计算出清；
[0139]
case4：发电商g3(大发电商)下调供给系数a3至1106mwh3/k￥2，相应的价格上限调至0.95k￥/mwh，其余发电商不调整，采用模型c2计算出清。
[0140]
表3.发电商申报的供给函数信息
[0141][0142]
根据场景设置，计算的出清结果如表4。对比case 1和case 2的出清结果可知，采用模型c1时，所有负荷需求均由传统发电商出清，市场价格较高；而采用模型c2的市场出清价格明显下降，且各发电商利润下降、购电方剩余明显上升，发电商g3的市场力指数降低，即发电商的市场力行为得到一定抑制。同时，由于目标函数为购电方消费剩余最大，发电商g2和g3的出清电量显著减小，使传统发电商的总出清电量仅为1230.88mwh，剩余的负荷缺额可由新能源发电商补足。
[0143]
进一步地，对比case 2和case 3，小容量机组的发电商g1抬高自身报价对市场几乎没有影响；而对比场景case 2和case 4，大容量发电商在mcp-c2机制下抬高报价不仅会造成出清价格的下降，同时面临出清电量减少、利润下降、市场力指数上升等后果。同时，场景case 4中发电商市场力行为受c2模型的目标函数限制，传统发电商的总出清电量减少至1170.75mwh，降低了其市场份额，同时一定程度上抑制了社会福利的不合理分配。综上，模型c3能够在一定程度上缓解发电商、尤其是大容量发电商的市场力行为。此外，通过引入新能源发电商，可补足仅传统发电商采用mcp-c2机制竞价的负荷缺额，满足供需平衡的“硬”要求，从而使得机制具有可信性，或者说，模型c2具有可行性和可操作性。
[0144]
表4.各场景的出清结果
[0145][0146][0147]
本发明建立了考虑购电方消费剩余最大化准则的电力现货市场交易机制，在保障社会福利分配的同时抑制了市场力滥用行为，分析表明所提机制对发电商的市场力行使有明显的缓解，效果作用优于限制最大出清价格措施，且具有合理性和可实施性。进一步地，
本发明所提出的市场力检测指数能够在不获取发电商真实供给函数等私人信息的情况下对其市场力程度进行评估，有助于对市场力行为进行监管。
[0148]
本领域的技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种电力竞价交易中缓解发电商市场力的方法，其特征在于，包括：步骤s1：获取各发电商j参与电力现货市场竞价交易时申报的电力供给函数s
j
(p)，p为待求的电力生产市场价格，j∈n，n＝{1，2，3，......，n}，n为发电商的数量；步骤s2：基于出清模型求解电力生产市场价格p，求解结果记为p
*
，以p
*
作为出清价格计算各发电商j所竞得的供电量s
j
(p
*
)；在步骤s2中，所述出清模型的目标为：使购电方的消费剩余成本w
d
最大，w
d
＝s(p)*(p
max-p)；所述出清模型的约束条件包括：s(p)≤d0，p∈[0，p
max
]；式中，s(p)＝∑
j∈n
s
j
(p)为所有发电商的总供给函数，p
max
为限定的电力市场价格，d0为购电方当前的购电需求量。2.如权利要求1所述的电力竞价交易中缓解发电商市场力的方法，其特征在于，所述电力供给函数s
j
(p)为不分段的连续函数；且s
j
(p)为在区间[0，p
j
]上连续可微的单调增函数，p
j
为发电商j申报的电力供给函数s
j
(p)的定义域的上限；且表示s
j
(p)的反函数；各发电商j调整电力供给函数s
j
(p)的规则为：各发电商j独立、密封地申报供给函数；对于各理性发电商j申报的电力供给函数s
j
(p)小于或等于其实际的电力供给函数3.如权利要求1所述的电力竞价交易中缓解发电商市场力的方法，其特征在于，电力竞价基于统一的边际价格结算机制进行交易。4.如权利要求1所述的电力竞价交易中缓解发电商市场力的方法，其特征在于，通过市场力行为事后检测指数反应发电商市场力行使程度，市场力行为事后检测指数越大，发电商行使市场力的程度越大；对发电商j：如果p
*
≤p
j
，则发电商j的市场力行为事后检测指数为：如果p
*
＞p
j
，则发电商j的市场力行为事后检测指数为：σ
j
＝0式中，表示发电商j在出清供电量s
j
(p
*
)所对应的真实发电价格。5.如权利要求4所述的电力竞价交易中缓解发电商市场力的方法，其特征在于，如果p
*
≤p
j
，则发电商j的市场力行为事后检测指数为：式中，s-j
(p)表示除发电商j外，叠加其他发电商供给函数而形成的总供给函数。6.如权利要求1所述的电力竞价交易中缓解发电商市场力的方法，其特征在于，若s(p
*
)
<d0，则发电商无法满足购电需求量的部分d
0-s(p
*
)由新能源供给。7.如权利要求1所述的电力竞价交易中缓解发电商市场力的方法，其特征在于，还包括：步骤s3：由出清模型确定的出清价格p
*
以及各发电商j所竞得的供电量s
j
(p
*
)，计算向各发电商的结算费用以及购电方的总结算支付，其中，向发电商j的结算费用为p
*
s
j
(p
*
)，购电方的总结算支付为p
*
s(p
*
)。8.一种电力竞价交易中缓解发电商市场力的系统，其特征在于，包括：申报接收模块，用于获取各发电商j参与电力现货市场竞价交易时申报的电力供给函数s
j
(p)，p为待求的电力生产市场价格，j∈n,n＝{1,2,3,
……
,n}，n为发电商的数量；计算模块，用于基于出清模型求解电力生产市场价格p，求解结果记为p
*
，以p
*
作为出清价格计算各发电商j所竞得的供电量s
j
(p
*
)；所述出清模型的目标为：使购电方的消费剩余成本w
d
最大，w
d
＝s(p)*(p
max-p)；述出清模型的约束条件包括：s(p)≤d0，p∈[0,p
max
]；式中，s(p)＝∑
j∈n
s
j
(p)为所有发电商的总供给函数，p
max
为限定的电力生产市场价格，d0为购电方当前的购电需求量。9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种电力竞价交易中缓解发电商市场力的方法及其系统，属于电力竞价交易市场力控制技术领域，方法包括：步骤S1：获取各发电商j参与电力现货市场竞价交易时申报的电力供给函数s


技术研发人员：赵勇 胡斐 黄成 连义成 李远征 俞耀文
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/10/8