1.1 报价辅助决策与风险评估系统1.1.1 系统概述 目前，随着电力企业改革的进一步深化，厂网分离、竞价上网使得电厂间的竞争日益激烈，面对繁杂的市场信息、激烈的市场竞争，报价决策人员必须从中分析、掌握市场变化的规律，以灵活,有效的竞争策略，取得最大化的经济效益。但是，信息的复杂程度和数据量的巨大，以及市场竞争的瞬间变化，使得个人的经验与直觉远远不能胜任，电厂迫切需要一套有效的报价辅助决策系统，以协助报价人员更好地预报边际电价，同时可以加强对电厂的经济及技术管理，促进电厂的高效运作，在电力市场环境下争取最大的利益。“竞价上网辅助决策支持系统”就是本着这一需求而设计完成的，帮助电厂报价人员进行边际电价趋势分析、边际电价预测，提供多种辅助报价方案，并进行方案的利润、成本、市场分额等的分析，以及方案的历史评估，完成报价方案的审批流程和申报功能，这是报价人员不可或缺的报价工具。1.1.2 系统目标报价辅助决策是以电厂在市场中争取自身利益最大化为目标的，为参与合约市场、现货市场、实时市场、辅助服务市场的竞争提供分析参考和决策支持手段。电厂报价辅助决策系统是电力营销系统的核心部分，系统在基于成本分析和电厂上网电价预测的基础上，参考长期峰、谷、基荷时段的指导价格，考虑网络安全约束、机组检修约束、机组安全约束的条件下，在经济性分析的基础上为发电厂的机组竞价上网提供多种可选择的报价策略，并对每种报价方案进行预测和评估分析，市场份额分析，电厂报价人员根据实际情况，采用不同的报价策略。1.1.3 设计原则根据我国电力市场目前的发展状况，交易中心端的各种应用功能已经比较完善，而电厂端的研究还远远不够。因此，建立电厂端报价辅助决策系统，必须有超前的设计思想和先进的开发技术。首先提出如下的系统设计原则：1. 系统应根据电网交易中心能够公布的信息设计报价决策系统；2. 报价系统必须是开放的系统能适应电力市场模式、结算规则不断变化的要求3. 必须根据经济理论的有关思想（成本定价原理、市场均衡法）指导设计报价系统4. 报价系统应适应提前、实时电力市场和辅助服务市场的竞价的需要1.1.3.1 根据电网交易中心能够公布的信息设计报价系统在电力市场中，为了防止报价的投机行为，市场的组织者必须保证各市场成员只了解市场公开的信息，其他市场成员的报价行为和发电能力是保密的。在这一原则下，交易中心对每个发电商公布的信息必须有严格的规定。例如，在日前市场中，发布的信息可以包括：1. 次日系统负荷曲线2. 上日系统边际电价3. 本发电商上日所占有的市场分额因此，报价系统只能根据上述有限的信息进行决策。1.1.3.2 报价系统必须是开放的由于我国市场经济体系尚为完善，电力市场也只能逐步的开放。为了保证电厂投资方的利益，目前必须实行保电量的竞价上网模式，参与竞价的电量将逐步增加。因此，在开发报价系统时，必须考虑该系统能适应电力市场模式、结算规则不断变化的要求。否则，报价系统的生命周期将是短暂的。1.1.3.3 必须根据经济理论中的有关思想指导设计报价系统电价的制订分为：成本定价法和市场均衡法。 成本定价的原理成本电价原理是精确地计算成本，追加合理的利润。成本的计算方法有：1. 综合成本方法：综合成本方法的出发点在于电力企业的收支平衡。综合成本方法计算基本电价，就是在未来给定的电价计算期内，将发电所需的全部成本在各个用户中分摊。计算中一般将综合电力成本和综合电量成本分别平均分摊。2. 短期边际成本方法在固定资产规模不变的情况下，每增加单位电能所引起的供电成本的变化。3. 长期边际成本方法长期边际成本方法是由于未来微增负荷的持续增长所产生的微增成本。采用长期边际成本方法所制订电价能够真实地反映供电成本的变化，给用户合理使用电资源的经济信号。只有这样，才能真正做到资源的合理配置。由长期边际成本定价理论，可以得到：容量电价等于负荷容量发生边际变化时，系统供电成本中电力成本对负荷的微增变化。电量电价等于用电量发生边际变化时，系统供电成本中电量成本对负荷的微增变化。长期边际成本电价方法可以正确反映未来资源的价值、能够引导投资；可以反映用户增加负荷的成本、给予用户正确的用电信号，从而能够获得最大社会效益。 市场均衡法1. 电力的市场需求电力市场的需求是指：在一定的时间范围内，市场对电能商品的市场需求与需求价格之间的关系。下图表明了用电需求将随着价格不断上涨，不断下降，最终趋于饱和。因而电价的上涨是有限度的，过高的电价将导致电力市场的萎缩。在市场经济中，任何需求都不是刚性的。2. 电力市场的供给电力市场的供给是在特定的时间内，电力的市场供给量与供给价格之间的关系。供给价格是生产者对一定数量电力商品愿意提供的最低价格。下图表明：通常情况下，当市场价格上升时，供给的数量会上升；反之，市场价格下降时，供给数量将下降。3. 市场均衡当需求与供给进入市场后，就形成了平衡点。该点对应于相同的价格，在这一价格下，买主和卖主愿意买卖的数量一致，市场的交易达到了均衡。当市场的价格高于平衡点的价格时，将出现供大于求。在这种情况下，生产者将减少产品的数量，降低价格，与此同时需求因降价而增加，最终回到平衡点。当市场的价格低于平衡点的价格时，将出现商品的短缺。在这种情况下，生产者将提高商品的价格，增加产品的数量，与此同时需求因涨价而下降，最终回到平衡点。在市场竞争中，供给与需求的力量总会把价格推向均衡的水平，在均衡的价格下，供给量与需求量相等。1.1.3.4 报价系统应适应提前、辅助服务和实时电力市场竞价的需要电力市场按时间和竞价的内容可划分为3种形态，分别为提前市场、辅助服务市场、实时市场。因此，所设计的报价系统应该同时具有合约报价（年合约、月合约）、现货报价（日前市场、辅助服务市场、实时报价）等功能。 提前电力市场提前电力市场是电力交易系统的主要部分。按照提前的时间分，可以有小时提前市场、日前市场、周前市场、或者更长的提前市场。在该市场中，发电商参与发电市场的竞标，由交易中心决策最优的交易计划及结算电价。该交易计划考虑到各种系统约束与机组约束，制定出的兼顾安全与经济的对各发电商的购电计划，并成为对各发电商的购电合同。 实时电力市场在实际运行时，由于较大的非计划停运以及市场成员的策略决定，发电量和电力负荷出现偏差是不可避免的。这种偏离计划的非指导的偏差导致电能的不平衡，将体现在地区控制误差（ACE）中。AGC机组会在几秒之内首先响应该偏差。为了周期性地恢复AGC机组的基本工作位置点，调度员必须定期采购电力。这种调整产生的偏差叫做指导性偏差。在这种情况下，各种备用都可以被调用。另外，每隔一定的时间（大约半小时左右），根据全系统是否缺电或剩余电力，交易中心还组织实时平衡市场。平衡市场与备用资源同时被作为调节的手段。实时平衡市场是为了鼓励发电商参与调节电力不平衡量。愿意参与平衡市场的发电商可以提前数小时申报可用上调范围及上调价格和可用下调范围及功率下调价格。在实时调度中，系统调度员首先根据系统总不平衡量，决定启用上调机组还是下调机组。然后，根据调节价格排序，从价格低的机组开始调度，直到满足不平衡量。最后一台调节的机组成为边际调节机组，其调节报价成为边际调节价格。按照市场边际定价原则，所有参与调节的机组将均被付以边际调节价格。 辅助服务市场发电辅助服务包括：1. 有功频率控制（AGC）2. 旋转备用3. 非旋转备用4. 替代备用5. 无功及电压支持。6. 恢复及黑启动。一般地，后两者由长期合同规定，因此本文不予过多讨论。前四种发电辅助服务需要每天根据实际需求采购，采购顺序是：AGC，旋转备用，非旋转备用，替代备用。其中旋转备用、非旋转备用和替代备用三者的区别，只在于各机组响应调度的速度。对于旋转备用，机组始终处于开机状态，可以在极短的时间内响应调度需要。对于非旋转备用，机组处于停机状态，但可以在10分钟内成为可调度机组。对于替代备用，指可在60分钟内成为可用的发电容量。这里所说的“发电辅助服务”都是先由交易中心采购并由机组预留容量，然后在实时调度过程中根据负荷不平衡量或其他控制的需要而实时调度。成功的竞标者将获得容量备用付费。在实时调度中，如果投标者被实时调用，则再付给一定的电量电价。假定发电辅助服务市场中对每一种备用服务进行单独的拍卖。各投标者为每种服务提交单独的容量价CR，i和电量价格投标CE，i。由于发电辅助服务涉及到系统安全和供电质量，采购行为是否合理是系统操作员的职责。系统操作员作为唯一的买者，其采购的目标是最小化采购成本。由于电力生产中随机因素很多，备用的采购总额需要根据预设的公式或规则设定。另外，为了防止发电辅助服务商哄抬价格，可以设置辅助价格的上限值CR，max。在辅助服务市场中，电力交易中心一方面要求发电商预留容量，另一方面要求发电商在实时调度中提供调节电量。故而必须付给发电商两方面的费用。为了最小化辅助服务付费，电网公司不能仅考虑容量报价或仅考虑电量电价，而必须估计备用容量在实际运行时被调用的概率。在采购容量时，首先对各辅助服务商的报价排序，采用的排序指标为。其中为备用容量被调用的概率因子。为了使得竞价更透明，必须由电网公司预先设定，并公布给所有辅助服务提供商。付费规则是：1. 在该市场中，成功的竞标者按以下公式被付给容量价格：2. 如果被调用，则另外按CE，i结算电能付费。备用采购模型的目标函数即为：其中Qi是由第i个服务商提供的备用量。CR，i和CE，i是相应的备用和电量报价。Qimax是i能够提供的最大备用，其中考虑到爬坡速率。Qreg是需要采购的备用总量。因此报价系统必须考虑如何在上述3种电力市场中制订报价策略。1.1.4 系统设计思想1.1.4.1 分布式计算思想利用RMI方式，进行远程方法的透明调用，实现分布式计算，使得远程对象的方法能够被运行于不同主机上。使计算程序具有一定的独立性和安全性。保证计算速度。1.1.4.2 算法库管理思想上述各种每种预测计算都可提供若干算法，用户可根据历史经验和系统分析的结果，自主或自动调用合适的算法。算法的增加和减少可通过离线方式维护，并不影响系统的正常运行。1.1.4.3 多用户、多方案、多算法的预测方案1. 报价预测方案的制定、计算与比较2. 可制定不同的预测方案3. 可根据不同用户选用不同方案4. 方案由不同的算法组成5. 每种算法具有多种参数指标（或模板）6. 综合算法是必需的7. 根据所选定的算法或综合算法进行预测1.1.5 系统运行流程对合约市场、日前市场、实时市场、辅助服务市场的报价辅助决策计算，均采用如下计算模式进行。模板管理本功能模块主要用于对预测项目和预测方法及其相关需要设定的计算参数、算法参数、控制参数的管理。它是整个报价决策、边际电价预测算法基础，使用者可以为不同的预测项、预测方法进行灵活配置，满足不同预测要求。数据准备为保证边际电价预测、报价决策计算功能正常运行所采取的一系列数据准备。其中包括系统短期负荷数据的缺失修补、各市场电量分配分析、机组出力的修正等。计算控制提供多种方法帮助报价人员自动作出报价方案结果分析根据实际发布系统边际电价，分析某报价方案的出力预测、实际出力、利润、成本等信息，对比分析各方案的优劣，误差统计等。方案审批对于报价员作出的报价方案须经过领导审批同意后方能上报省交易调度中心，领导不同意的方案报价员须根据领导意见重新修改。公司可在该模块发挥其指导作用。流程如下：电厂数据申报竞价数据申报包括竞价数据的录入、查询、审核、电价模板的维护、用户口令的修改等功能。该模块能完成以前的申报数据功能外