一种基于报价行为的电力日前市场发电商垄断识别方法

本发明涉及电力系统与电力日前市场的，更具体地，涉及一种基于报价行为的电力日前市场发电商垄断识别方法。

背景技术：

1、如今，在电力市场中对市场力的讨论是不可忽略的。市场力的定义在不同的角度有着不同的阐述。通常来说，市场力是指在一段相当长的时间内市场参与者为了追求更大化的利润而将价格推高到竞争水平之上并控制产量的能力。市场力存在的可能性主要表现在两个方面。一方面是市场的支配地位。当市场的参与者拥有足够大的市场份额，它才具备支配市场价格的能力。另一方面是系统的线路传输限制。由于某电网区段的输电能力有限，将会导致部分地区用电只能依靠有限的地区发电商。然而，为了满足当地电力供需平衡部分地区的发电商将拥有必须被购买的电量。该必买部分可以在不受其他竞争者的价格的影响下，促使发电商任意抬高价格来获得最大化的利润。

2、市场力的存在使得垄断成为可能。垄断不仅能够降低市场竞争力以及经济效率，而且还会影响电力技术领域的发展。因此，在有效的判断市场垄断的同时防止垄断也是有必要的。调整市场结构是防止市场垄断的典型手段。电力市场的市场结构调整可以通过新的电力系统规划或者增加输电容量来实现。在防止垄断方面，另一个典型的方法是由相关监管部门直接采取干预政策，包括设定价格上限或者对垄断者进行巨额处罚。然而，在采取相应反垄断措施时，精准的识别出发电商垄断尤为重要。

3、近年来，有许多文献对市场力的评估以及垄断判断进行了大量研究，其中用市场力指标指数来衡量市场力是常见的。herfindahl–hirschman index(hhi)是最广泛被使用的一个指标，其考虑市场上所有供应商占有市场份额越大对应市场力权重就越大。但该方法只能分析出市场力存在的可能性，而不能精确地判别垄断是否有发生。

技术实现思路

1、本发明为克服上述现有技术存在不能准确的判别出发电商的垄断行为的缺陷，提供一种基于报价行为的电力日前市场发电商垄断识别方法，合理模拟发电商在电力日前交易市场的竞价行为，设立更加严谨的垄断判别条件，以达到更精准的垄断识别方法。

2、为实现上述本发明目的，采用的技术方案如下：

3、一种基于报价行为的电力日前市场发电商垄断识别方法，所述方法步骤如下：

4、s1：获取区域内参与电力日前市场的发电商的发电成本信息和该区域的电网架构信息；

5、s2：根据区域内参与电力日前市场的发电商的发电成本信息和该区域的电网架构信息，以经济调度运营成本最小化为目标建立市场交易模型，并设置安全约束条件，优化计算出发电商的中标发电容量；

6、s3：根据优化计算得到的发电商的中标发电容量，以收益最大化为目标建立收益函数，并设置发电商历史最大报价上限，优化计算出发电商的最优报价；

7、s4：根据优化计算得到的发电商的最优报价，以函数值最小化为目标构建适应度函数，并设置市场监管的报价上限，寻找到市场均衡状态；

8、s5：利用当前发电商最优报价更新初始发电商最优报价，重复s2-s4步骤，直到适应度函数满足收敛条件；

9、s6：对各发电商在市场均衡状态下的报价行为以及对应的中标量进行垄断识别。

10、优选地，所述发电商的发电成本信息包括二次成本系数、发电机组最大出力和发电机组最小出力；所述电网架构信息包括电网节点数量、发电机组数量、负荷数量、输电线路数量、输电线路潮流和输电线路最大潮流

11、优选地，根据区域内参与电力日前市场的发电商的发电成本信息和该区域的电网架构信息，以经济调度运营成本最小化为目标建立市场交易模型的具体方法为：设定发电商的初始最优报价p＝[p1,...,pi,png]，其中，pi表示第i个发电商的初始最优报价，ng表示发电商数量；以经济调度运营成本最小化为目标建立市场交易模型；市场交易模型的具体计算公式如下：

12、

13、其中，obj_3表示电力日前市场交易的目标函数；qk表示第k个发电商的中标发电容量；sk表示第k个发电商中标状态，0表示不中标，1表示中标；prk表示第k个发电商的最优报价；ak、bk和ck表示第k个发电商对应发电机组的第一、第二和第三出力曲线成本参数；pj表示第j个对手发电商的报价；第i个发电商在市场均衡状态下的报价。

14、优选地，所述安全约束条件包括功率平衡约束最大最小发电功率约束qk,min≤qk≤qk,max和线路潮流约束-plmax≤lf≤plmax；其中nd表示用电负荷数量，dm表示第m个负荷容量；qk,min表示第k个发电商对应发电机组的最小出力，qk,max表示第k个发电商对应发电机组的最大出力；lf表示输电线路潮流，plmax表示输电线路最大潮流。

15、优选地，所述以收益最大化为目标建立收益函数的具体计算公式如下：

16、

17、其中，obj_2表示发电商报价收益的目标函数；γ表示其他边界参数；qf(·)表示发电商在电力日前市场的竞标情况；q_opti表示第i个发电商在电力日前市场中的最优中标量；s_opti表示第i个发电商在电力日前市场中的最优中标状态。

18、优选地，所述设置发电商历史最大报价上限的具体方法为pi≤phisi,max；其中，phisi,max表示第i个发电商的历史最大报价。

19、优选地，所述以函数值最小化为目标构建适应度函数的具体方法如下：

20、设定市场均衡状态下各发电商报价其中，表示市场均衡状态下第i个发电商的报价；

21、设定对手的报价策略p-i＝[p1,...,pi-1,pi+1,...,png]；其中，p-i表示除了第i个发电商之外的其他所有发电商的报价；

22、以函数值最小化为目标构建适应度函数的具体计算公式如下：

23、

24、其中，obj_1表示市场均衡的目标函数，pf(·)表示找到对应于的第i个发电商的最优报价的函数，d表示用电负荷。

25、优选地，所述设置市场监管的报价上限的具体方法为：其中，pmax表示市场监督给出的报价上限。

26、优选地，所述获得各发电商在市场均衡状态下的报价的具体方法为：利用当前发电商最优报价更新初始发电商最优报价，当obj_3取得最小值时，将obj_3对应最优的中标电容量以及最优中标状态代入obj_2中；当obj_2取得最大值时，将obj_2对应发电商的最优报价带入obj_1；当obj_1取最小值时，达到了满足适应度收敛条件，寻找到市场均衡状态下发电商的报价。

27、优选地，所述垄断识别的方法为设置发电商垄断判据，具体计算公式如下：

28、

29、其中，若条件cri1和条件cri2同时满足，则判定为垄断；qms,i表示第i个发电商的必买被购买容量；是第i个发电商在市场均衡条件下的最优报价。

30、本发明的有益效果为能通过以经济调度运营成本最小化为目标建立市场交易模型、以收益最大化为目标建立收益函数和以函数值最小化为目标构建适应度函数来模拟发电商在电力日前交易市场的竞价行为，通过设立严谨的垄断判别条件，以达到精准的垄断识别方法。