电力市场自律监管指标体系构建及其综合评价

赵岩，刘继春，杨威，林波，刘俊勇

（1.上海市电力公司电力交易中心，上海 200122；2.四川大学电气信息学院，成都 610065）

电力市场自律监管指标体系构建及其综合评价

赵岩1，刘继春2，杨威2，林波2，刘俊勇2

（1.上海市电力公司电力交易中心，上海 200122；2.四川大学电气信息学院，成都 610065）

构建电力市场自律监管指标体系能帮助交易参与方事先自主地进行自律管理，约束和调整自身市场交易行为，满足监管部门对于交易规范性的要求。在分析现有电力市场集中监管特点基础上，提出面向市场参与者的自律监管指标体系，确定每个指标的评价标准，并利用改进的TOPSIS方法进行综合评价。算例根据电力市场运营的实际数据计算各指标值，进而实施综合评价，得到影响自律监管效果的关键信息集，为改进交易行为提供决策依据。

集中监管；自律监管；指标体系；评价标准；改进逼近理想解排序法；综合评价

当前，为防范电力公司进行各种不规范的交易行为，监管部门要求电力公司定期上报电力“三公”调度交易和厂、网电费结算情况报告[1]。这种集中监管的模式具有显著的计划性和事后性，缺乏对交易参与方实施预警的功能。

为此，应当要求交易参与方事先自主地进行自律管理，约束和调整自身的市场交易行为，以满足监管部门对于交易规范性的要求，这有利于实现电力市场运营的稳定和高效。而自律监管体制的构建需要开发适应自律监管要求和我国电力市场现阶段特点的指标体系，它兼具评判、监督、预警和导向等多项功能，及时发现市场运营中的缺陷，提高交易参与者的自律性，为电网实现自动化、智能化的电力交易机制奠定理论和技术基础。

文献[2，3]对于构建电力市场指标体系的研究主要用于对整个市场经济性的评估，而文献[4～6]分别针对供电企业竞争力、电网公司经营风险及可靠性进行评价，但都没有提出建立电力市场自律监管指标体系。

本文针对市场参与者，构建了包括市场基础结构稳定性、调度公平性、交易合规性、电费结算风险和自律绩效评估等的电力市场自律监管指标体系，确定各个指标的评价标准，依据改进逼近理想解排序法TOPSIS（technique for order preference by similarity to an ideal solution）的综合评估方法，采用实际电力市场运营数据的算例仿真，得到影响自律监管综合效果的关键信息集，为电力公司日后市场运营和交易的改进提供决策依据。

1 自律监管指标体系及其评价标准

1.1 指标体系

依据监管部门对于电力交易规范性的要求和电力市场运营现状，提出的自律监管体系应该涵盖包括市场基础结构稳定性、调度公平性、交易合规性、电费结算风险和自律绩效评估等5大类主体指标在内的交易各个方面，其中，市场基础结构稳定性类指标主要用来衡量市场实施自律监管的基础；调度公平性、交易合规性、电费结算风险类指标是市场实施自律监管的具体内容；自律绩效评估类指标则表明市场实施自律监管的效果。该5大类主体指标能全方位地构建电力交易自律监管的关键信息集。

市场基础结构稳定性类指标包括：Top-m份额[7]、赫芬达尔-赫希曼指数HHI[7]（Herfindahl-Hirschman Index）交易电量占上网电量比、关键供应者指标[8]、剩余容量百分比[9，10]、最大市场成员依赖率[11]、分区域机组容量和负荷增长匹配度、区域机组容量与负荷增长匹配度一致性。

调度公平性类指标包括：合同签订与备案率、并网调度协议签订与备案率、常规燃煤机组年度基数合同完成率一致性、机组平均负荷率一致性、外送电按容量分配公平性、外送电按节能分配公平性、外送电按减排分配公平性、外送电按价格分配公平性、基数上网电量占比、合同基数上网电量在发电公司发电量中的占比、无合同交易电量占比、完成率偏差超±3%解释比例、峰谷电量分配公平性和同类型机组利用小时公平性。

交易合规性类指标包括：信息公开度、物理对冲危险指数[12]、发电权交易[13]全额转化率、外送电交易输电费用小于电监会规定的设定值、外送电与电厂采购电量比例、净交易量占总交易量比例和交易电量放大倍数。

电费结算风险类指标包括：并网运行考核资金[14]全额返回率、新机调试差额资金[14]全额返回率、电费结算公平性、现金结算率公平性和峰谷平均电价[15]偏离批复电价指标。

自律绩效评估类指标包括：输电电价占总电价比重、跨区跨省交易率、节能调度节能量、发电权交易替代节能量、可再生能源发电量比例增长率和跨区交易获利指标。

上述各大类主体指标又分别包括若干二级指标。二级指标的定义参见相关参考文献，其中部分指标概念十分明确，在此不需说明，而现有文献较少描述的物理对冲危险指数和涉及“一致性”的相关指标作如下说明。

（1）物理对冲危险指数的计算式为

式中，Bi，j、Si，j分别为同一时段区域i向区域j买入和卖出的电能量，MW·h。

（2）涉及“一致性”指标的计算式为

式中，X1，X2，…，Xn和X¯分别为n个指标的值和均值，根据需要，这些指标可以选为多个区域机组容量与负荷增长匹配度、多台常规燃煤机组年度基数合同完成率、多个机组平均负荷率等。

1.2 评价标准

根据指标的定义与实际电力市场运营的数据，制定各个指标的评价标准（理想值与优良区间的指标值范围两部分）如表1所示，其中指标编号Ii，j的下标i表示5大类主体指标，即i=1，2，…，5；下标j表示每个主体指标包括的二级指标。当i分别为1、2、3、4、5时，j分别取1～8、1～14、1～7、1～5、1～6，由此得到5大类所有指标的表示方法。

2 基于改进TOPSIS的综合评价法

一般TOPSIS方法[16]在求解规范决策矩阵时比较复杂，不易得到正、负理想解，而且权重事先确定，带有一定的主观成分，具有随意性。本文采用基于熵权的指标权重确定方法，利用灰色关联度得到计算方案与正、负理想的方案之间的相对贴近度，实现方案的排列优选，其步骤如下。

表1 各个指标的评价标准Tab.1 Evaluation criterions for every index

步骤1建立指标矩阵。假设对m个样本方案进行评价，包含n个评价指标，相对应的各指标值为Iij（i=1，2，…，m；j=1，2，…，n），其指标矩阵为

步骤2指标矩阵规范化。构建的指标体系是一个多指标多层次的综合评价体系。由于各评价指标的性质不同，一些指标的单位和量级存在较大差别，相应的指标值也会有较大差异，为便于比较，对指标矩阵进行规范化处理，得到新的无量纲指标矩阵为

步骤3确定各指标权重。采用熵权法确定各指标的权重，第j项指标的熵值为

步骤4计算加权标准化矩阵。将规范化后的指标矩阵与相应的指标权重相乘，求得加权标准化矩阵Y为

步骤5确定正理想解和负理想解。分别确定每个指标集的最大值与最小值，并以正向指标的最大值和负向指标的最小值构成正理想解，以正向指标的最小值和负向指标最大值构成负理想解，即

式中：j+表示正向指标（值越大越优）；j-表示负向指标（指标值越小越优）。

步骤6计算灰色关联度。

（1）以加权标准化矩阵为基础，计算第i个方案与正理想方案关于第j个指标的灰色关联系数。

式中：Δyi（j）=|y0+（j）-yi（j）|；ρ∈[0，1]为分辨系数，一般取0.5。则各方案与正理想方案的灰色关联系数矩阵为

第i个方案与正理想方案的灰色关联度为

（2）计算第i个方案与负理想方案关于第j个指标的灰色关联系数。

式中，Δyi（j）=|y0-（j）-yi（j）|。则各方案与负理想方案的灰色关联系数矩阵为

第i个方案与负理想方案的灰色关联度为

步骤7备选方案的灰色关联相对贴近度。灰色关联相对贴近度δi反映备选方案与正理想方案或负理想方案在态势变化上的接近程度，即

步骤8评价备选方案的优劣顺序。根据步骤7的计算结果，按δi的大小对方案进行排序，δi越大，表示备选方案越贴近正理想方案，方案越优；反之，δi越小，表示备选方案越贴近负理想方案，方案越劣。

3 算例仿真

3.1 指标计算

根据上海市电力市场交易中心运营的近3年实际数据，如购售电、输电合同签订情况、网厂合同支付情况、直调发电厂上网电量、直调电厂调度执行情况、峰谷分时电量、发电权交易、跨地区电能交易、新建机组首次并网到转入商业运营时间和电价、机组煤耗等信息，按照各指标定义计算得到的各指标值如表2所示。

3.2 综合评价

利用基于熵权的改进TOPSIS法对2009—2011年3年的数据进行综合评价，数值为布尔量。按电网实际情况而定的指标采用专家打分法判定其是否优良，得出的计算结果为

表2 区域电力市场各指标计算值Tab.2 Valuesofevery index for a certain powermarket

（1）市场基础结构稳定性类指标，3年相对贴近度分别为

（2）调度公平性类指标，3年相对贴近度为

（3）交易合规性风险类指标，3年相对贴近度分别为

（4）电费结算风险类指标，3年相对贴近度为

（5）自律绩效评估类指标，3年相对贴近度为

3.3 结果分析

（1）市场基础结构稳定性类指标，3年数据中，只有交易电量占上网电量比一项指标差别较大，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、最大市场成员依赖率等指标均好，能得出2010年综合评价最优的结果。

（2）调度公平性类指标，3年数据中，2009年在常规燃煤机组年度基数合同完成一致性、机组平均负荷率一致性、外送电按节能分配公平性、外送电按减排分配公平性、峰谷电量分配公平性等指标均优，除去3年数据均相同的指标，2009年指标属优的比例最大。

（3）交易合规性风险类指标，仅发电权交易全额转化率和外送电与电厂采购电量比例这两个指标数值变化较大。2009年发电权交易转化率为106%，远优于2010年的85%和2011年的79%。

（4）电费结算风险类指标，3年的计算数据相同，故风险度相等。

（5）市场绩效评估类指标，2011年节能调度节能量、发电权交易替代节能量、跨区交易获利等指标优于2010年，2010年又优于2009年。

4 结论

（1）提出包括市场基础结构稳定性、调度公平性、交易合规性、电费结算风险和自律绩效评估等分类的电力市场自律监管指标体系，能从基础、内容、效果多角度全面构建自律监管关键信息。

（2）确定了各个指标的评价标准，并利用基于熵权的改进TOPSIS法进行综合评价，从中得到影响自律监管效果的关键因素，为后续改进提供理论与技术依据。

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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

赵岩（1962—），女，硕士，高级工程师，研究方向为电力市场运营和电力系统运行方式。Email：zhaoyan@sh.sgcc.com.cn

2012-08-16；

2012-10-31

上海市电力公司2011年科技项目（515001103Z）；教育部留学归国人员科研启动基金项目（教[2011]1139号）；国家自然科学基金项目（50977059）

刘继春（1975—），男，博士，副教授，研究方向为电力系统分析及其经济运行、电力市场。Email：jichunliu75@163.com

杨威（1990—），男，博士研究生，研究方向为电力系统经济运行与电力市场。Email：852095150@qq.com