電力市場自律監(jiān)管指標體系構(gòu)建及其綜合評價

趙巖，劉繼春，楊威，林波，劉俊勇

（1.上海市電力公司電力交易中心，上海 200122；2.四川大學(xué)電氣信息學(xué)院，成都 610065）

電力市場自律監(jiān)管指標體系構(gòu)建及其綜合評價

趙巖1，劉繼春2，楊威2，林波2，劉俊勇2

（1.上海市電力公司電力交易中心，上海 200122；2.四川大學(xué)電氣信息學(xué)院，成都 610065）

構(gòu)建電力市場自律監(jiān)管指標體系能幫助交易參與方事先自主地進行自律管理，約束和調(diào)整自身市場交易行為，滿足監(jiān)管部門對于交易規(guī)范性的要求。在分析現(xiàn)有電力市場集中監(jiān)管特點基礎(chǔ)上，提出面向市場參與者的自律監(jiān)管指標體系，確定每個指標的評價標準，并利用改進的TOPSIS方法進行綜合評價。算例根據(jù)電力市場運營的實際數(shù)據(jù)計算各指標值，進而實施綜合評價，得到影響自律監(jiān)管效果的關(guān)鍵信息集，為改進交易行為提供決策依據(jù)。

集中監(jiān)管；自律監(jiān)管；指標體系；評價標準；改進逼近理想解排序法；綜合評價

當前，為防范電力公司進行各種不規(guī)范的交易行為，監(jiān)管部門要求電力公司定期上報電力“三公”調(diào)度交易和廠、網(wǎng)電費結(jié)算情況報告[1]。這種集中監(jiān)管的模式具有顯著的計劃性和事后性，缺乏對交易參與方實施預(yù)警的功能。

為此，應(yīng)當要求交易參與方事先自主地進行自律管理，約束和調(diào)整自身的市場交易行為，以滿足監(jiān)管部門對于交易規(guī)范性的要求，這有利于實現(xiàn)電力市場運營的穩(wěn)定和高效。而自律監(jiān)管體制的構(gòu)建需要開發(fā)適應(yīng)自律監(jiān)管要求和我國電力市場現(xiàn)階段特點的指標體系，它兼具評判、監(jiān)督、預(yù)警和導(dǎo)向等多項功能，及時發(fā)現(xiàn)市場運營中的缺陷，提高交易參與者的自律性，為電網(wǎng)實現(xiàn)自動化、智能化的電力交易機制奠定理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

文獻[2，3]對于構(gòu)建電力市場指標體系的研究主要用于對整個市場經(jīng)濟性的評估，而文獻[4～6]分別針對供電企業(yè)競爭力、電網(wǎng)公司經(jīng)營風險及可靠性進行評價，但都沒有提出建立電力市場自律監(jiān)管指標體系。

本文針對市場參與者，構(gòu)建了包括市場基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、調(diào)度公平性、交易合規(guī)性、電費結(jié)算風險和自律績效評估等的電力市場自律監(jiān)管指標體系，確定各個指標的評價標準，依據(jù)改進逼近理想解排序法TOPSIS（technique for order preference by similarity to an ideal solution）的綜合評估方法，采用實際電力市場運營數(shù)據(jù)的算例仿真，得到影響自律監(jiān)管綜合效果的關(guān)鍵信息集，為電力公司日后市場運營和交易的改進提供決策依據(jù)。

1 自律監(jiān)管指標體系及其評價標準

1.1 指標體系

依據(jù)監(jiān)管部門對于電力交易規(guī)范性的要求和電力市場運營現(xiàn)狀，提出的自律監(jiān)管體系應(yīng)該涵蓋包括市場基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、調(diào)度公平性、交易合規(guī)性、電費結(jié)算風險和自律績效評估等5大類主體指標在內(nèi)的交易各個方面，其中，市場基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性類指標主要用來衡量市場實施自律監(jiān)管的基礎(chǔ)；調(diào)度公平性、交易合規(guī)性、電費結(jié)算風險類指標是市場實施自律監(jiān)管的具體內(nèi)容；自律績效評估類指標則表明市場實施自律監(jiān)管的效果。該5大類主體指標能全方位地構(gòu)建電力交易自律監(jiān)管的關(guān)鍵信息集。

市場基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性類指標包括：Top-m份額[7]、赫芬達爾-赫希曼指數(shù)HHI[7]（Herfindahl-Hirschman Index）交易電量占上網(wǎng)電量比、關(guān)鍵供應(yīng)者指標[8]、剩余容量百分比[9，10]、最大市場成員依賴率[11]、分區(qū)域機組容量和負荷增長匹配度、區(qū)域機組容量與負荷增長匹配度一致性。

調(diào)度公平性類指標包括：合同簽訂與備案率、并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議簽訂與備案率、常規(guī)燃煤機組年度基數(shù)合同完成率一致性、機組平均負荷率一致性、外送電按容量分配公平性、外送電按節(jié)能分配公平性、外送電按減排分配公平性、外送電按價格分配公平性、基數(shù)上網(wǎng)電量占比、合同基數(shù)上網(wǎng)電量在發(fā)電公司發(fā)電量中的占比、無合同交易電量占比、完成率偏差超±3%解釋比例、峰谷電量分配公平性和同類型機組利用小時公平性。

交易合規(guī)性類指標包括：信息公開度、物理對沖危險指數(shù)[12]、發(fā)電權(quán)交易[13]全額轉(zhuǎn)化率、外送電交易輸電費用小于電監(jiān)會規(guī)定的設(shè)定值、外送電與電廠采購電量比例、凈交易量占總交易量比例和交易電量放大倍數(shù)。

電費結(jié)算風險類指標包括：并網(wǎng)運行考核資金[14]全額返回率、新機調(diào)試差額資金[14]全額返回率、電費結(jié)算公平性、現(xiàn)金結(jié)算率公平性和峰谷平均電價[15]偏離批復(fù)電價指標。

自律績效評估類指標包括：輸電電價占總電價比重、跨區(qū)跨省交易率、節(jié)能調(diào)度節(jié)能量、發(fā)電權(quán)交易替代節(jié)能量、可再生能源發(fā)電量比例增長率和跨區(qū)交易獲利指標。

上述各大類主體指標又分別包括若干二級指標。二級指標的定義參見相關(guān)參考文獻，其中部分指標概念十分明確，在此不需說明，而現(xiàn)有文獻較少描述的物理對沖危險指數(shù)和涉及“一致性”的相關(guān)指標作如下說明。

（1）物理對沖危險指數(shù)的計算式為

式中，Bi，j、Si，j分別為同一時段區(qū)域i向區(qū)域j買入和賣出的電能量，MW·h。

（2）涉及“一致性”指標的計算式為

式中，X1，X2，…，Xn和Xˉ分別為n個指標的值和均值，根據(jù)需要，這些指標可以選為多個區(qū)域機組容量與負荷增長匹配度、多臺常規(guī)燃煤機組年度基數(shù)合同完成率、多個機組平均負荷率等。

1.2 評價標準

根據(jù)指標的定義與實際電力市場運營的數(shù)據(jù)，制定各個指標的評價標準（理想值與優(yōu)良區(qū)間的指標值范圍兩部分）如表1所示，其中指標編號Ii，j的下標i表示5大類主體指標，即i=1，2，…，5；下標j表示每個主體指標包括的二級指標。當i分別為1、2、3、4、5時，j分別取1～8、1～14、1～7、1～5、1～6，由此得到5大類所有指標的表示方法。

2 基于改進TOPSIS的綜合評價法

一般TOPSIS方法[16]在求解規(guī)范決策矩陣時比較復(fù)雜，不易得到正、負理想解，而且權(quán)重事先確定，帶有一定的主觀成分，具有隨意性。本文采用基于熵權(quán)的指標權(quán)重確定方法，利用灰色關(guān)聯(lián)度得到計算方案與正、負理想的方案之間的相對貼近度，實現(xiàn)方案的排列優(yōu)選，其步驟如下。

表1 各個指標的評價標準Tab.1 Evaluation criterions for every index

步驟1建立指標矩陣。假設(shè)對m個樣本方案進行評價，包含n個評價指標，相對應(yīng)的各指標值為Iij（i=1，2，…，m；j=1，2，…，n），其指標矩陣為

步驟2指標矩陣規(guī)范化。構(gòu)建的指標體系是一個多指標多層次的綜合評價體系。由于各評價指標的性質(zhì)不同，一些指標的單位和量級存在較大差別，相應(yīng)的指標值也會有較大差異，為便于比較，對指標矩陣進行規(guī)范化處理，得到新的無量綱指標矩陣為

步驟3確定各指標權(quán)重。采用熵權(quán)法確定各指標的權(quán)重，第j項指標的熵值為

步驟4計算加權(quán)標準化矩陣。將規(guī)范化后的指標矩陣與相應(yīng)的指標權(quán)重相乘，求得加權(quán)標準化矩陣Y為

步驟5確定正理想解和負理想解。分別確定每個指標集的最大值與最小值，并以正向指標的最大值和負向指標的最小值構(gòu)成正理想解，以正向指標的最小值和負向指標最大值構(gòu)成負理想解，即

式中：j+表示正向指標（值越大越優(yōu)）；j-表示負向指標（指標值越小越優(yōu)）。

步驟6計算灰色關(guān)聯(lián)度。

（1）以加權(quán)標準化矩陣為基礎(chǔ)，計算第i個方案與正理想方案關(guān)于第j個指標的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)。

式中：Δyi（j）=|y0+（j）-yi（j）|；ρ∈[0，1]為分辨系數(shù)，一般取0.5。則各方案與正理想方案的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣為

第i個方案與正理想方案的灰色關(guān)聯(lián)度為

（2）計算第i個方案與負理想方案關(guān)于第j個指標的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)。

式中，Δyi（j）=|y0-（j）-yi（j）|。則各方案與負理想方案的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣為

第i個方案與負理想方案的灰色關(guān)聯(lián)度為

步驟7備選方案的灰色關(guān)聯(lián)相對貼近度?；疑P(guān)聯(lián)相對貼近度δi反映備選方案與正理想方案或負理想方案在態(tài)勢變化上的接近程度，即

步驟8評價備選方案的優(yōu)劣順序。根據(jù)步驟7的計算結(jié)果，按δi的大小對方案進行排序，δi越大，表示備選方案越貼近正理想方案，方案越優(yōu)；反之，δi越小，表示備選方案越貼近負理想方案，方案越劣。

3 算例仿真

3.1 指標計算

根據(jù)上海市電力市場交易中心運營的近3年實際數(shù)據(jù)，如購售電、輸電合同簽訂情況、網(wǎng)廠合同支付情況、直調(diào)發(fā)電廠上網(wǎng)電量、直調(diào)電廠調(diào)度執(zhí)行情況、峰谷分時電量、發(fā)電權(quán)交易、跨地區(qū)電能交易、新建機組首次并網(wǎng)到轉(zhuǎn)入商業(yè)運營時間和電價、機組煤耗等信息，按照各指標定義計算得到的各指標值如表2所示。

3.2 綜合評價

利用基于熵權(quán)的改進TOPSIS法對2009—2011年3年的數(shù)據(jù)進行綜合評價，數(shù)值為布爾量。按電網(wǎng)實際情況而定的指標采用專家打分法判定其是否優(yōu)良，得出的計算結(jié)果為

表2 區(qū)域電力市場各指標計算值Tab.2 Valuesofevery index for a certain powermarket

（1）市場基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性類指標，3年相對貼近度分別為

（2）調(diào)度公平性類指標，3年相對貼近度為

（3）交易合規(guī)性風險類指標，3年相對貼近度分別為

（4）電費結(jié)算風險類指標，3年相對貼近度為

（5）自律績效評估類指標，3年相對貼近度為

3.3 結(jié)果分析

（1）市場基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性類指標，3年數(shù)據(jù)中，只有交易電量占上網(wǎng)電量比一項指標差別較大，且2010年最高，2011年次高，2009年最低。此外，2010年的剩余容量百分比、最大市場成員依賴率等指標均好，能得出2010年綜合評價最優(yōu)的結(jié)果。

（2）調(diào)度公平性類指標，3年數(shù)據(jù)中，2009年在常規(guī)燃煤機組年度基數(shù)合同完成一致性、機組平均負荷率一致性、外送電按節(jié)能分配公平性、外送電按減排分配公平性、峰谷電量分配公平性等指標均優(yōu)，除去3年數(shù)據(jù)均相同的指標，2009年指標屬優(yōu)的比例最大。

（3）交易合規(guī)性風險類指標，僅發(fā)電權(quán)交易全額轉(zhuǎn)化率和外送電與電廠采購電量比例這兩個指標數(shù)值變化較大。2009年發(fā)電權(quán)交易轉(zhuǎn)化率為106%，遠優(yōu)于2010年的85%和2011年的79%。

（4）電費結(jié)算風險類指標，3年的計算數(shù)據(jù)相同，故風險度相等。

（5）市場績效評估類指標，2011年節(jié)能調(diào)度節(jié)能量、發(fā)電權(quán)交易替代節(jié)能量、跨區(qū)交易獲利等指標優(yōu)于2010年，2010年又優(yōu)于2009年。

4 結(jié)論

（1）提出包括市場基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、調(diào)度公平性、交易合規(guī)性、電費結(jié)算風險和自律績效評估等分類的電力市場自律監(jiān)管指標體系，能從基礎(chǔ)、內(nèi)容、效果多角度全面構(gòu)建自律監(jiān)管關(guān)鍵信息。

（2）確定了各個指標的評價標準，并利用基于熵權(quán)的改進TOPSIS法進行綜合評價，從中得到影響自律監(jiān)管效果的關(guān)鍵因素，為后續(xù)改進提供理論與技術(shù)依據(jù)。

[1]電監(jiān)會.關(guān)于印發(fā)《電力“三公”調(diào)度交易及網(wǎng)廠電費結(jié)算情況報告內(nèi)容及格式》的通知[EB/OL].http：//www. 168dianli.com/news/9635701.htm l，2008.

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Construction of Self-discip line and Supervision Index System for Electricity M arketand ItsCom prehensive Evaluation

ZHAOYan1，LIU Ji-chun2，YANGWei2，LINBo2，LIU Jun-yong2
（1.Power Exchange Center，ShanghaiMunicipal Electric PowerCompany，Shanghai 200122，China；2.Schoolof Electrical Engineeringand Information，Sichuan University，Chengdu 610065，China）

The construction of self-discipline and supervision index system for powermarket can help electric power company conduct self-disciplinemanagement autonomously and beforehand，restrict and adjust its trade behaviors，thusmeeting regulator's demands for transaction normative.Based on the analysisofexisting centralized regulatory features，the paper puts forward the index system of self-discipline and supervision for powermarket transaction to all the market participants and determines the evaluation criterias for each indicator.Then the improved TOPSISmethod is used tomake a comprehensive evaluation.The key factors and afterward trade behavior improvementmeasures can be attained aftermaking the evaluation by calculating each index value and comprehensive evaluation by use ofelectricity marketactualdatawhich is illustrated in the case study.

centralized supervisory；self-discipline and supervision；index system；evaluation criteria；improved technique fororderpreference by similarity to an idealsolutionmethod；comprehensive evaluation

TM732

A

1003-8930（2013）05-0026-05

趙巖（1962—），女，碩士，高級工程師，研究方向為電力市場運營和電力系統(tǒng)運行方式。Email：zhaoyan@sh.sgcc.com.cn

2012-08-16；

2012-10-31

上海市電力公司2011年科技項目（515001103Z）；教育部留學(xué)歸國人員科研啟動基金項目（教[2011]1139號）；國家自然科學(xué)基金項目（50977059）

劉繼春（1975—），男，博士，副教授，研究方向為電力系統(tǒng)分析及其經(jīng)濟運行、電力市場。Email：jichunliu75@163.com

楊威（1990—），男，博士研究生，研究方向為電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行與電力市場。Email：852095150@qq.com