毕业设计(论文)-电力市场电价预测.doc
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1、XX大学课程设计 电力市场下的电价预测XX大学本科生毕业设计题目:电力市场下的电价预测学 院: 专 业:电气工程及其自动化指导老师: 学 生: 学 号: 日 期: 电力市场下的电价预测(电气工程及其自动化) 指导老师 xxx摘要:随着电力行业逐渐由垄断经营走向竞争,作为电力市场的核心因素即电价,相应地也发生了较大的变化。作为电力市场的参与者,其利益最终是通过电能的交易实现的,提前知道电价的信息,就可以在电力市场的交易中获得更大的利益,因此,电价预测,主要是指系统边际价格预测,就成为电力市场中首要解决的课题之一。典型的电价预测方法有倍比点对点预测、回归预测、灰色理论预测、神经元网络预测、模糊逻辑
2、预测等。本次论文首先介绍了电力市场下电价产生的背景和研究电价的意义,阐述了电价预测的基本概念、原理、分类方法及意义。接着,通过对电价预测模型生成过程的介绍和建立电价预测模型的分析,提出了几种电价预测算法,举出一个实例,详细通过倍比点对点方法和回归法对第二天(即交易日)各交易时段的市场电价作出预测并滚动预测十日电价,最后对运用这两种方法分别产生的数据结果做出理论分析和比较,以达到掌握这两种方法的目的。 关键词:电力市场,电价预测,倍比点对点,回归法Abstract: As the marketing of the electric power industry have changed from
3、 monopolizing managing into competitively, the electric price is taking a notable change, which be the core factor of electric power market. Participators in electric power market have to get there benefit only through the electric exchange. So getting the electric price information in advance is a
4、key reason for the maximum benefit in the electric power market business. Electric price forecast, mainly for the system boundary, becomes the main point of the electric market research. The forecast models of electric price include Grey Forecast,Regress Forecast,Flat Forecast and so on. This paper
5、introduces the price background of the electric market and the research signification, expounds electric price forecasts basic conception, principle, how to classify besides the signification. Then, through the introduce and analyse towards the creating model process of the electric price forecast,
6、comes up with several ways forecasted, arises an example, particularly forecast the every times electric price in coming day through Flat forecast and Regress Forecast,including the forecast of following ten days price. At last, theory analysis and comparison about the statistic of the data from the
7、 forecast could bring up a clearly ways to understand the two methods mentioned above well.Keywords: Power Market,Price Forecast,Flat forecast,Regress Forecast摘要 1第一章 电力市场和电力的定价31.1电力市场概述31.1.1电力市场的定义及基本特征41.1.2电力市场的结构及特点41.1.3研究电力市场的重大意义51.2电力的定价51.2.1电价的概念51.2.2研究电价的意义及概况61.3本论文的任务6第二章 电价预测的原理和方法6
8、2.1电力市场中的预测问题62.1.1电力市场预测原理72.1.2电力市场下预测问题的分类82.2电价预测82.2.1电价预测的基本概念82.2.2电价预测的分类82.2.3电价预测的方法92.2.4电价预测的意义112.3电价预测的步骤11第三章 电价预测模块总体设计123.1总体框架123.2 电价预测模型的建立123.3几种电价预测算法概述13第四章 算例分析194.1算例简述194.2倍比点对点法的算例分析194.3回归法的算例分析324.3数据分析与比较374.4误差计算与比较39第五章 结论40参考文献41附录41致谢55第一章 电力市场和电力的定价1.1电力市场概述电力市场是电力
9、交换的场所,其形成与电网紧密相关。随着发电厂不仅仅是解决投资者自身对电力的需求,而且社会上也存在电力需求的情况下,就会促进电网发展,通过电网这一媒介,实现发电商与用户之间以及发电商之间的电力交换。世界上电力市场已经存在了上百年的时间,我国电力市场业已存在了近百年。80年代以来特别是进入90年代,世界电力工业又开始了新一轮电力体制改革,其主要思路就是实行私有化和构筑竞争性电力市场。随着我国社会主义市场经济体制的逐步形成和完善,1998年国务院批准同意在上海、浙江、山东和东北三省开展“厂网分开、竞价上网”的改革试点,电力工业进行企业制度创新和构建有中国特色社会主义竞争性电力市场已经进入实践阶段。电
10、力系统市场化是世界电力工业的发展方向。电力系统市场化意味着电力系统的更进一步开放,信息的更多交流个公布。电力市场是指电力商品流通领域中电能的交换及其交换关系的总和。电力市场的主体包括电力建设企业,电力生产企业 ,电网经营企业以及电力消费用户。电力市场的客体就是作为商品的电能,而电力市场的载体即为电网(包括输电网和配电网)。电力市场有别于其他商品市场最显著的特征就是电力商品产供销(发供用)瞬间同时完成。这个特征决定了电力市场较之其他商品市场就其运营难度以及技术、经济、体制、调节等因素的影响程度要广泛的多。电力市场无论其理论还是实践在我国尚处于雏形阶段,他既依赖于电力工业体制的改革,也有赖与政策、
11、理论、技术很规则方面的准备,二者缺一不可。所谓电网商业化运营,就是在电力市场环境下,以价值规律为主导,在市场主体内引入竞争机制;以电价作为支点,通过竞争上网,优化调度,最终使得用户获得最大效益,并促进电力资源的合理配置。建立发电市场是电力行业从垄断型经营走向商业性市场经营的第一步,其特点是:放开发电侧,允许多种所有制形式电厂存在,具有独立法人资格的发电公司各自承担电厂经营风险,参与发电市场上网电的竞争。其目的是:实现电网调度的公平、公正、公开和发电企业之间的平等竞争,促进电力企业提高效率,加强管理,优化电力资源配置,在改革过程中逐步调整好电力企业与社会之间,电力企业之间的经济关系,以最终达到降
12、低销售电价,使全社会收益的目的。总之电力市场建立的目的是降低电力成本,使供需两方共同收益,从而给电力工业带来竞争的活力,同时使其他工业也因此降低了用电成本而带来活力,所以电力市场可以增加整个国家产品的竞争力。1.1.1电力市场的定义及基本特征电力市场是采用法律、经济手段,本着公平竞争、自愿互利的原则,对电力系统中发电、输电、供电、用户等各成员组织协调运行的管理机制和执行系统的总和。电力市场的基本特征是开放性、竞争性、计划性和协调性、根据以上定义,电力市场首先是一种管理机制。这种机制与传统的行政命令的机制不同,是主要采用经济的手段进行管理。所以电力市场的基本原则是公平竞争、自愿互利。同时,电力市
13、场还是体现这种管理机制的执行系统,包括贸易场所、计量系统、计算机系统、通信系统等。电力市场的基本特征是:开放性、竞争性、计划性和协调性。与传统的垄断的电力系统相比,电力市场具有开放性和竞争性。与普通的商品市场相比,电力市场具有计划性和协作性。电力系统是相互紧密联系的,任一成员的操作,均将对电力系统产生影响。所以要求电力市场中的电力生产、使用、交换具有计划性。同时由于电力系统要求随时做到供需平衡,所以要求电力市场中的供应者之间、供应者与用户之间相互协调。我国竞争性电力市场具有二个本质特征,一是国有经济要占控制地位,这是我国社会主义性质的特殊性所决定的;二是市场的竞争性,这是市场的共同性所决定的。
14、我国电力市场的竞争性包括竞争、有序和开放三方面的内容,是三者的有机体,因而是竞争有序开放的电力市场。竞争是指有效竞争,是电力市场的各个主体按照共同的市场规则,无歧视地进行“三公”(即公开、公平、公正)竞争,也就是有序和开放的竞争。1.1.2电力市场的结构及特点电力市场的结构与电力生产过程各环节紧密相关,电力生产使用过程可以分为发电、输电、配电、用电,各环节统一垄断经营。因此,电力市场也相应可分为四个部分:(一)发电市场的建立,鼓励不同的投资商进入发电市场,互相竞争,参与发电市场的建设;(二)输电市场的建立,成立一个或几个电网公司,为发电厂和电力用户提供输电服务,同时促进输电网的建设;(三)配电
15、市场的建立,成立一个或几个配电公司(相当于电力零售商),为用户提供电力陪送服务;(四)用电环节的完善,让客户根据一定的市场供需原则,选择相应的服务和消费。其特点是:一、电价是电力市场的杠杆和核心内容:电力市场要采用经济手段管理各成员,电价则是体现管理思想的工具,所以确定电价原则、计算贸易电价是电力市场的重要内容。二、用户:电力市场与传统的电力系统相比,提高了用户的地位。在传统的电力系统中,用户被视为被动的负荷;而在电力系统中,用户具有能动性。电力市场的成员,往往同时具有供应者和用户的双重身份。当某成员(例如某电力公司)有富裕的电能向其他电力公司传送时,它具有供应者的身份;而当它从其他电力公司购
16、电时,又具有了用户的身份。1.1.3研究电力市场的重大意义一、建立电力市场是当前电力发展的需要。(1)省网间进行功率交换需要电力市场;(2)电厂产权多元化需要电力市场 ;(3)引进竞争,增加活力;(4)建立电力市场是吸引投资的有效手段;(5)建立电力市场可获得可观的经济效益。二、建立电力市场的运行机制必须理论先行。三、建立电力市场是历史发展的必然。1.2电力的定价1.2.1电价的概念电价是电力市场的支点,无论对供应电力的一方还是需求电力的一方,电价都是直接关系到各市场参与者的最直接和最敏感的因素。电价作为电力市场的指针能够自动引导资源的配置,它的导向力是直接和有力的。从发电商、输电商、配电商的
17、角度来看出,电价从长远来说首先要能高过发电成本,影响发电成本的有以下一些因素:() 发电所需的燃料费,在输电、配电过程中的损失费;() 从事电力生产所需的人工费用的管理费用;() 发电、输电、配电所需的维修费用,设备老化折旧的费用以及更新所需的费用;() 随着负荷的不断增长,还要考虑发电、输电、配电所需的发展和还贷费用;除此之外,从理论上讲,电价还是一个变数,原因如下:() 电价随负荷涨落而变化。负荷较高时燃料为增率升高,发电的成本较高,而且旋转备用容量的费用也加大,因此在一天小时的峰谷时电价差别是很大的;() 电价随地点而变化。作为发电厂距离燃料产地越远燃料价越贵,因为有运输费用在里面,在同
18、一个网内燃料费几乎能相差一倍。作为用户也随地点而不同,因为传输有损失,据电厂越远电价越高;() 电价随可靠性变化。某些用户要求供电可靠性非常高,因此这种高质量的服务费就不能与一般用户相同。基于以上原因,理论上电厂的电价、用户的电价均是随时间、地点而变化的,因此有人提出了实时电价(Spot Price)的概念。实时电价是随时间变化的电价,这需要更精细的电价计算方法和更强的自动化技术系统来支持。出了实时电价以外,还有合同电价(Long Term Contract),合同电价则可以在考虑各方面的优惠和对双方的限制的基础上签订合同电价。电价的制定原则应使电力市场的每一参与者的利益与电力市场的总体利益一
19、致,而这一总体利益又应该符合社会利益。1.2.2研究电价的意义及概况市场所赖以运行的经济机制即市场机制,从某种意义上也可以说是价格机制。市场通过价格使各种市场要素来相互适应,相互制约,自行协调。因此价格研究在市场理论中占据着核心地位。通过研究电价在市场环境中的经济信号作用,从而指导、调节、控制电能生产与消费,达到电力市场优化资源配置,合理组织生产,平衡供需矛盾,提高社会经济效益的目的。电价在电力市场中的核心地位是同其具有的功能分不开的,电价的功能具体表现为:(1)电价不论是在一个政府定价的完全垄断的环境中,还是在一个充分竞争的市场环境中,财务核算是其最基本的功能。一方面电力生产服务部门依据电价
20、获取收益,维持生产与再生产,另一方面用户根据电价决定用电,核算其用电成本。(2)电价在市场环境中起着引导生产与消费的经济信号作用。价格的变化引起各方之间的利益关系发生变化,进一步导致供需关系的改变,最终达到供需平衡。这里需要突出强调的是电价引导消费的负荷管理功能,正是电价的负荷管理功能将用户与电力系统更紧密的联系起来,为经济、高效地使用电能提供了有效的控制手段。(3)科学的电价形成机制,合理的电价体系,为电力工业开展公平竞争提供了条件。竞争机制具有强大的激励作用,既是动力,也是压力。企业在竞争中优胜劣汰。(4)电价通过市场机制完成从资源配置、组织生产到产品分配等一系列工作。合理的电价体系在满足
21、市场参与者追求自身效益最大化的同时也实现了社会效益的最大化。(5)电价作为国家能源政策等一系列经济、政治政策的实现手段,在国民经济生活中起着重要作用。即使在自由的市场环境中也不排斥政府运用信贷、税收、许可证等手段干涉价格从而达到更高的政治目的。1.3本论文的任务了解电价的产生背景,学习几种对电力市场电价预测的方法,仔细理解其中两种电价预测方法的原理和理论,运用这两种方法针对同一算例分别进行具体分析,计算出待预测日电价数据,利用反映波动性的数字特征值计算预测结果,并比较相互优缺点。本文中选择的是基于倍比点对点方法和回归法的电价预测方法。第二章 电价预测的原理和方法2.1电力市场中的预测问题 电力
22、系统预测问题并不是一个新出现的课题。自80年代以来许多学者就对此进行了大量的研究。根据电力系统的特点,电力系统的安全性一直是电力系统和电力市场管理者首要考虑的。为保证系统的安全,负荷预测工作的精度直接关系到能否进行正确的、合理的电力资源调度。传统的电力系统预测主要是针对电力系统的负荷。电力市场环境下,预测问题出现了新的研究内容。电力市场模式下,根据不同的电力市场模式,电力市场的市场清算价格,成交电量的形成规则也不相同。建立电力市场的目标正是为了打破垄断、引入公平竞争和改善经济效益,最终目标是实现社会资源的合理分配和社会效益(social welfare)最大化。在理想的电力市场中,市场结构和管
23、理规则应该设计良好,引导市场进入一种充分竞争的状态,以实现社会效益的最大化,但在实际中电力市场并不是完全竞争的市场,这是由电力工业的特殊性所决定的,如有限数目的发电公司、大的投资规模(市场进入壁垒)、输电约束(在一定程度或范围上限制了某些大用户选择发电公司)和输电损耗(打击大用户远距离购电的积极性)。这些因素决定了在电力市场中,某些地区可能只有少数发电公司提供电力,这样发电公司可以通过策略性的投标来达到利润最大化的目标。在制定竞标策略时,对未来市场价格和交易量有越精确的预测和估计,制定的竞标策略就越容易达到预期的目标。另一方面,对于电力市场监管机构而言,为了系统正常稳定的运行,预防系统可能出现
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