一种电力现货市场中发电商市场力故障识别方法

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种电力现货市场中发电商市场力故障识别方法。

背景技术

随着电力市场改革持续深化，各个试点已逐步开展电力现货市场交易，现阶段我国的电力现货市场属于低寡占市场，部分发电商可以依据市场力采用策略性投标增加利润，从而导致市场的高价格和低效率，因此市场监管者需要在市场运行期间对发电商进行综合市场力判断以防止恶意竞争，在确定市场力评判指标集后，通过相关专家或工作小组的讨论得出评价结果。

但这种方法过于主观且无法定量显示各底层指标的重要程度，需要建立合适的数学模型和方法来确定底层指标的隶属范围，并按照不同的属性进行定量和定性评价，通常指标体系具有层次结构且一些指标无法用确定的定量关系来描述，目前的分析方法中多采用层次分析法，然而该方法检验判断矩阵是否一致非常困难，且检验判断矩阵是否具有一致性的标准CR<0.1缺乏科学依据，从而无法对电力现货市场环境下发电商市场力故障进行判断。

发明内容

本发明实施例提供一种电力现货市场中发电商市场力故障识别方法，用以解决现有技术中无法对电力现货市场环境下发电商市场力故障进行判断的缺陷，实现发电商市场力故障的判断。

本发明实施例提供一种电力现货市场中发电商市场力故障识别方法，包括：

根据发电商市场力的底层判断指标对应的类别，确定所述底层判断指标对应的隶属度函数；

根据所述发电商市场力的实测值和所述底层判断指标对应的隶属度函数，获取所述底层判断指标在每个等级的隶属度，并获取所述底层判断指标对应的模糊评价矩阵；

若预设权重矩阵通过一次性检验，则根据所述预设权重矩阵，获取所述底层判断指标对应的权重集，所述预设权重矩阵表示所述底层判断指标对顶层指标的重要程度；

根据所述底层判断指标对应的模糊评价矩阵和所述底层判断指标对应的权重集，获取综合评价矩阵；

根据所述综合评价矩阵，确定所述发电商市场力是否发生故障。

根据本发明一个实施例的电力现货市场中发电商市场力故障识别方法，所述根据所述底层判断指标对应的模糊评价矩阵和所述底层判断指标对应的权重集，获取综合评价矩阵，具体计算公式如下：

其中，U表示所述综合评价矩阵，r表示所述底层判断指标对应的模糊评价矩阵，w表示所述底层判断指标对应的权重集。

根据本发明一个实施例的电力现货市场中发电商市场力故障识别方法，所述则根据所述预设权重矩阵，获取所述底层判断指标对应的权重集，具体包括：

获取所述预设权重矩阵对应于最大特征根的特征向量；

将所述特征向量中的元素作为所述底层判断指标的权重；

根据所述底层判断指标的权重，获取所述底层判断指标对应的权重集。

根据本发明一个实施例的电力现货市场中发电商市场力故障识别方法，若预设权重矩阵通过一次性检验，具体通过如下方法进行判断：

检验所述预设权重矩阵内任意元素h

根据本发明一个实施例的电力现货市场中发电商市场力故障识别方法，所述根据发电商市场力的底层判断指标对应的类别，确定所述底层判断指标对应的隶属度函数，具体包括：

若所述发电商市场力的底层判断指标对应第一类别，则所述底层判断指标对应的隶属度函数的计算公式如下：

若所述发电商市场力的底层判断指标对应第二类别，则所述底层判断指标对应的隶属度函数的计算公式如下：

若所述发电商市场力的底层判断指标对应第三类别，则所述底层判断指标对应的隶属度函数的计算公式如下：

其中，s

根据本发明一个实施例的电力现货市场中发电商市场力故障识别方法，所述底层判断指标具体包括：市场份额指标、机组剩余供应率指标、发电市场报价行为指标、持留比例指标和边际机组持有率指标。

根据本发明一个实施例的电力现货市场中发电商市场力故障识别方法，所述顶层指标为综合评价指标。

本发明实施例还提供一种电力现货市场中发电商市场力故障识别系统，包括：

隶属度模块，用于根据发电商市场力的底层判断指标对应的类别，确定所述底层判断指标对应的隶属度函数；

模糊评价模块，用于根据所述发电商市场力的实测值和所述底层判断指标对应的隶属度函数，获取所述底层判断指标在每个等级的隶属度，并获取所述底层判断指标对应的模糊评价矩阵；

权重集计算模块，用于若预设权重矩阵通过一次性检验，则根据所述预设权重矩阵，获取所述底层判断指标对应的权重集，所述预设权重矩阵表示所述底层判断指标对顶层指标的重要程度；

综合评价模块，用于根据所述底层判断指标对应的模糊评价矩阵和所述底层判断指标对应的权重集，获取综合评价矩阵；

故障判断模块，用于根据所述综合评价矩阵，确定所述发电商市场力是否发生故障。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述电力现货市场中发电商市场力故障识别方法的步骤。

本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述电力现货市场中发电商市场力故障识别方法的步骤。

本发明实施例提供的一种电力现货市场中发电商市场力故障识别方法，从不同评价角度提出了发电商市场力故障判断的多维度指标，通过模糊综合评价法和层次分析法相结合方式建立发电商市场力综合评价指标，对发电商市场力故障等级进行量化和识别，发电商进行故障定位。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供一种电力现货市场中发电商市场力故障识别方法流程图；

图2为本发明提供的一种电力现货市场中发电商市场力故障识别系统的结构示意图；

图3为本发明提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例用于电力现货市场环境下发电商市场力故障的判断，帮助市场运营监管发电企业恶意竞争行为，有利于电力现货市场起步初期的健康发展。

如图1所示，本发明实施例提供一种电力现货市场中发电商市场力故障识别方法，该方法包括：

S1，根据发电商市场力的底层判断指标对应的类别，确定所述底层判断指标对应的隶属度函数；

首先建立电力现货市场环境下发电商市场力判断指标体系，确定发电商市场力的底层判断指标，该底层判断指标一般涵盖发电商市场力的各个评价方面，比如稳定性等，然后每个指标都对应一个类别，这些类别有“越大越好型”“越中越好型”“越小越好型”等，不同类别对应的隶属度函数计算公式不同。

S2，根据所述发电商市场力的实测值和所述底层判断指标对应的隶属度函数，获取所述底层判断指标在每个等级的隶属度，并获取所述底层判断指标对应的模糊评价矩阵；

然后在电力现货市场出清之后，获取发电商市场力的实测值，将发电商市场力的实测值输入到底层判断指标对应的隶属度函数中，得到底层判断指标在每个等级的隶属度，本发明实施例中，每个底层判断指标都有五个等级，所有底层判断指标的每个等级值构成模糊评价矩阵。

S3，若预设权重矩阵通过一次性检验，则根据所述预设权重矩阵，获取所述底层判断指标对应的权重集，所述预设权重矩阵表示所述底层判断指标对顶层指标的重要程度；

传统方法中采用模糊集与层次分析法的模糊层次分析法，可以将判断矩阵转化为一致性模糊判断矩阵，从而省去了层次分析法中对判断矩阵的一致性检验，使得其结果能快速收敛。

本发明实施例中建立的为双层指标体系，该双层指标体系包括底层指标和顶层指标，底层指标就是具体的判断指标，顶层指标为综合评价指标。采用层次分析法确定每层指标的权重，要得到底层指标相对于顶层指标的权重，通过专家讨论将底层指标相对顶层指标的重要性两两比较，得到预设权重矩阵。

然后对预设权重矩阵进行一致性检验，如果通过一致性检验，再基于该预设权重矩阵，得到底层判断指标应的权重集。

S4，根据所述底层判断指标对应的模糊评价矩阵和所述底层判断指标对应的权重集，获取综合评价矩阵；

根据底层判断指标对应的模糊评价矩阵和底层判断指标对应的权重集，得到综合评价矩阵。

S5，根据所述综合评价矩阵，确定所述发电商市场力是否发生故障。

根据综合评价矩阵，对法电商市场力进行评价，得到发电商市场力的综合评价等级，根据综合评价等级，确定发电商市场力是否发生故障，比如综合评价等级高于某等级时，就可以判断该发电商市场力发生了故障。

综上，本发明实施例提供一种电力现货市场中发电商市场力故障识别方法，从不同评价角度提出了发电商市场力故障判断的多维度指标，通过模糊综合评价法和层次分析法相结合方式建立发电商市场力综合评价指标，对发电商市场力故障等级进行量化和识别，以对发电商市场力进行故障定位。

在上述实施例的基础上，优选地，所述根据所述底层判断指标对应的模糊评价矩阵和所述底层判断指标对应的权重集，获取综合评价矩阵，具体计算公式如下：

其中，U表示所述综合评价矩阵，r表示所述底层判断指标对应的模糊评价矩阵，w表示所述底层判断指标对应的权重集。

具体地，在得到底层判断指标对应的模糊评价矩阵和底层判断指标对应的权重集后，利用上述公式计算出综合评价矩阵，得到发电商市场力的顶层判断指标的综合评价矩阵后，根据最大隶属度原则，将综合评价矩阵中最大的元素所对应的评价等级作为发电商市场力的综合评价等级，在现货市场出清后，通过对重点发电商市场力进行故障识别，从而对发电商市场力故障进行定位。

在上述实施例的基础上，优选地，所述则根据所述预设权重矩阵，获取所述底层判断指标对应的权重集，具体包括：

获取所述预设权重矩阵对应于最大特征根的特征向量；

将所述特征向量中的元素作为所述底层判断指标的权重；

根据所述底层判断指标的权重，获取所述底层判断指标对应的权重集。

具体地，对预设权重矩阵H

在上述实施例的基础上，优选地，所述根据发电商市场力的底层判断指标对应的类别，确定所述底层判断指标对应的隶属度函数，具体包括：

若所述发电商市场力的底层判断指标对应第一类别，则所述底层判断指标对应的隶属度函数的计算公式如下：

若所述发电商市场力的底层判断指标对应第二类别，则所述底层判断指标对应的隶属度函数的计算公式如下：

若所述发电商市场力的底层判断指标对应第三类别，则所述底层判断指标对应的隶属度函数的计算公式如下：

其中，s

具体地，本发明实施例中对每个底层判断指标进行等级评定，分为1、2和3这三个等级，分别表示“市场力强”“中等市场力”和“无市场力”，并给定与评判等级相对应的分数，分别为1.00、0.5和0。

并且将所建立的底层判断指标分为三类：越小越好型、越中越好型和越大越好型，对于这三类指标，每类指标对应的隶属度函数进行无量纲处理，每类指标对应的隶属度函数计算公式不同。

在上述实施例的基础上，优选地，所述底层判断指标具体包括：市场份额指标、机组剩余供应率指标、发电市场报价行为指标、持留比例指标和边际机组持有率指标。

具体地，建立电力现货市场环境下发电商市场力判断指标体系，主要包括如下5个指标：

(1)市场份额

市场份额指标是一段时间中发电商所占的市场份额，发电商所占市场份额越大，其行驶市场力的可能性也就越高。

(2)机组剩余供应率

市场力水平可用剩余供应率(RSI)指标来衡量，对于特定市场及其特定时间，当需求为D时，从第i个发电厂的角度来看，其RSI的定义为：

其中，P

(3)发电市场报价行为

发电公司会根据对市场的不同预测情况作出报价策略，报价行为也会反映出发电商对市场价格的操纵情况，采用以下4个指标来衡量发电商的报价行为。

a、报价波动率：本期平均申报价格与上一期平均申报价格的差值占上一期平均申报价格的百分比。

b、价格帽：即报价上限，主要是统计触发价格帽机制次数和以价格帽价格出清次数。可以反映市场力与市场干预程度。

c、加价指数与加价频率：各机组在核定的成本上申报分段报价价格加成指数与加成频率。

d、高价申报率：申报价格高于价格上限95％的申报电量占全部申报电量的百分比。

(4)持留比例

在电力现货市场环境下，人为造成的电力短缺将会大幅度抬高市场出清价格，高价时段的电力短缺是由发电商持留电力造成的，持留比例指标包括物理持留指标和经济持留指标。

物理持留比定义为：

其中，Q

经济持留比例指标定义为：

式中，p

经济持留比可以计算发电商的平均报价与报价上限的接近程度，从而监控其是否存在故意报高价促使交易不成功或其他导致市场价格过高的行为。

(5)边际机组持有率

边际机组的持有率R

在统一出清的市场中，拥有边际机组越多，边际机组的开机时间越长，说明该发电商拥有的市场力越大，就存在操纵价格的可能性。

本发明一优选实施例提供一种电力现货市场中发电商市场力故障识别方法，该方法包括如下步骤：

(1)、首先确定发电商市场力的市场份额指标、机组剩余供应率指标、发电市场报价行为指标、持留比例指标和边际机组持有率指标，将所有指标分为对应的类别，分别为“越大越好型”“越中越好型”和“越小越好型”，每个类别对应的隶属度函数计算公式不同。

(2)在电力市场出清以后，获取发电商市场力的实测值，将该实测值输入到底层判断指标对应的隶属度函数中，得到该底层判断指标的隶属度，该隶属度被分为5个等级，每个等级都对应一个隶属度值。

将底层判断指标对应的模糊评价矩阵记作U，可以划分为如下的k因子因素集：

U＝{U

其中，第n个元素的单因素评价矩阵为：

U

其中，u

由上可知，底层判断指标的模糊评价矩阵为：

R

(3)采用层次分析法确定各个底层判断指标的权重，要得到底层判断指标U

对预设权重矩阵H

(5)、通过模糊分析法求得的n个市场力底层判断指标的单因素评价矩阵和用层次分析法确定了相应的权重向量后，通过max-min合成运算来计算综合评价矩阵，得到综合评价矩阵后，根据最大隶属度原则，将综合评价矩阵中最大元素所对应的评价等级作为发电商市场力的综合评价等级，在现货市场出清以后，通过对重点发电商的市场力进行综合评判，帮助市场运营商监管发电企业恶意竞争行为。

如图2所示，该系统包括隶属度模块201、模糊评价模块202、权重集计算模块203、综合评价模块204和故障判断模块205，其中：

隶属度模块201用于根据发电商市场力的底层判断指标对应的类别，确定所述底层判断指标对应的隶属度函数；

模糊评价模块202用于根据所述发电商市场力的实测值和所述底层判断指标对应的隶属度函数，获取所述底层判断指标在每个等级的隶属度，并获取所述底层判断指标对应的模糊评价矩阵；

权重集计算模块203用于若预设权重矩阵通过一次性检验，则根据所述预设权重矩阵，获取所述底层判断指标对应的权重集，所述预设权重矩阵表示所述底层判断指标对顶层指标的重要程度；

综合评价模块204用于根据所述底层判断指标对应的模糊评价矩阵和所述底层判断指标对应的权重集，获取综合评价矩阵；

故障判断模块205用于根据所述综合评价矩阵，确定所述发电商市场力是否发生故障。

本实施例为与上述方法相对应的系统实施例，详情请参考上述方法实施例，本实施例在此不再详细赘述。

如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)310、通信接口(Communications Interface)320、存储器(memory)330和通信总线340，其中，处理器310，通信接口320，存储器330通过通信总线340完成相互间的通信。处理器310可以调用存储器330中的逻辑指令，以执行一种电力现货市场中发电商市场力故障识别方法，该方法包括：

根据发电商市场力的底层判断指标对应的类别，确定所述底层判断指标对应的隶属度函数；

根据所述发电商市场力的实测值和所述底层判断指标对应的隶属度函数，获取所述底层判断指标在每个等级的隶属度，并获取所述底层判断指标对应的模糊评价矩阵；

若预设权重矩阵通过一次性检验，则根据所述预设权重矩阵，获取所述底层判断指标对应的权重集，所述预设权重矩阵表示所述底层判断指标对顶层指标的重要程度；

根据所述底层判断指标对应的模糊评价矩阵和所述底层判断指标对应的权重集，获取综合评价矩阵；

根据所述综合评价矩阵，确定所述发电商市场力是否发生故障。

此外，上述的存储器330中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的一种电力现货市场中发电商市场力故障识别方法，该方法包括：

根据发电商市场力的底层判断指标对应的类别，确定所述底层判断指标对应的隶属度函数；

根据所述发电商市场力的实测值和所述底层判断指标对应的隶属度函数，获取所述底层判断指标在每个等级的隶属度，并获取所述底层判断指标对应的模糊评价矩阵；

若预设权重矩阵通过一次性检验，则根据所述预设权重矩阵，获取所述底层判断指标对应的权重集，所述预设权重矩阵表示所述底层判断指标对顶层指标的重要程度；

根据所述底层判断指标对应的模糊评价矩阵和所述底层判断指标对应的权重集，获取综合评价矩阵；

根据所述综合评价矩阵，确定所述发电商市场力是否发生故障。又一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的一种电力现货市场中发电商市场力故障识别方法，该方法包括：

根据发电商市场力的底层判断指标对应的类别，确定所述底层判断指标对应的隶属度函数；

根据所述发电商市场力的实测值和所述底层判断指标对应的隶属度函数，获取所述底层判断指标在每个等级的隶属度，并获取所述底层判断指标对应的模糊评价矩阵；

若预设权重矩阵通过一次性检验，则根据所述预设权重矩阵，获取所述底层判断指标对应的权重集，所述预设权重矩阵表示所述底层判断指标对顶层指标的重要程度；

根据所述底层判断指标对应的模糊评价矩阵和所述底层判断指标对应的权重集，获取综合评价矩阵；

根据所述综合评价矩阵，确定所述发电商市场力是否发生故障。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。