基于改进CriticG1算法的发电商市场力综合评价方法

所属分类：电子论文阅读335次时间：2021-07-14 11:48

本文摘要：摘要电力市场领域中，发电商市场力的存在会导致电力资源配置效率低下，损害社会福利，降低市场竞争效率。对发电商行使市场力的行为方式进行分析，建立发电商市场力风险评估指标体系，并应用改进CriticG1组合赋权法对某地区发电商市场力风险进行综合评价。算

　　摘要电力市场领域中，发电商市场力的存在会导致电力资源配置效率低下，损害社会福利，降低市场竞争效率。对发电商行使市场力的行为方式进行分析，建立发电商市场力风险评估指标体系，并应用改进CriticG1组合赋权法对某地区发电商市场力风险进行综合评价。算例结果表明，该地区发电商市场力水平各异。所提方法已在华东某省电力市场得到了实际应用并取得良好的效果，可为其他地区市场运营机构有效识别发电商市场力风险提供一定的依据及参考。

　　关键词：风险评估;发电商市场力;改进Critic法;G1法;组合赋权法

电力市场

　　引言

　　中国电力行业的产权结构特点决定了以省为单位的发电侧市场集中度较高，容易出现市场力问题，引发相应风险[1]。发电商市场力主要指发电商所具有的操纵市场，特别是操纵价格的能力。随着市场化改革的深入，越来越多的省份将要开放电力现货市场，相比于现在的中长期电量市场，现货市场的市场力问题将更为严重，因此，如何精准、高效地监测发电商市场力，制定合理措施维护电力市场秩序，是当前中国电力市场运营机构应当首要考虑的问题。为实现对发电商市场力的监测，国内外学者做了大量研究。

　　文献[2]提出了包括Top指数、HI指数、关键供应商指数以及剩余供给系数在内的结构性指标。这些指标能够为市场运营者提供不同的观察角度，帮助其更加全面了解市场。部分学者在此基础上增加了行为性指标。文献[3]基于发电商的报价行为提出了利润报价变化率和利润容量变化率指标，可用于判别机组间是否存在串谋行为以及串谋的程度。

　　文献[4]提出了有效物理持留指数和有效经济失真率指数等市场行为指标，提高了市场力监测的有效性和准确性。文献[5]从衡量价格偏离竞争水平的程度和超额利润出发，提出了价格补偿指数和财富转移收益率个指标。所提指标不仅可以判断市场参与者是否行使市场力，还可以分析市场力对市场价格的影响，为监管者提供指导。文献6]基于产业组织理论的分析模型构建了电力现货市场分析体系，为揭示现货市场的运行特点提供参考。

　　文献7]在电力市场适应性评估指标体系的基础上，应用层次分析法确定各项指标权重，并通过模糊加权平均算法对发电商市场力进行综合评价。但赋权方法比较主观，没有有效结合指标的客观性和决策者的主观意愿，评价结果不够准确。针对上述研究现状和问题，本文根据电力市场的交易时序从事前和事后两个阶段提炼出了具有普遍适用性的指标，并通过G1法和改进Critic计算各指标的主观权重及客观权重，利用改进博弈论组合赋权法计算各指标的综合权重，构建集结模型，确定各发电商市场力风险等级，警示发电商规范自身交易行为，保障电力市场健康平稳发展。

　　1发电商市场力监测指标体系

　　电力市场中，市场交易行为对交易结果有直接影响，因此，分析和防范市场主体的异常交易行为是市场风险防范的关键任务。对于发电商来说，行使市场力[911]的方式主要有包括物理持留、经济持留及市场串谋。基于对发电商市场力行为方式的分析，本文对目前应用较为广泛的市场力评估指标进行了筛选与改进，建立了发电商市场力风险监测全指标库，根据交易时段划分为事前监测指标子集和事后监测指标子集，实现对发电商异常交易行为的有效识别。

　　1.1事前监测指标子集本文利用事前监测指标子集在申报阶段分析各机组的报价曲线，从市场占有率、经济持留和市场串谋判断发电商是否存在动用市场力的可能。在集中竞价过程中机组经济持留的严重性不仅与报价有关，更与高报价段的容量有关。为此，本文对量价指数[8]进行了改进，提出了高报价量价指数，该指标可以更为准确地判断机组的异常报价，尤其是机组的持留行为。此外，本文提出了新的指标高报价序列相关性，并应用报价曲线差异面积比率、高报价序列相关性对任意两台机组在报价过程中的数据特征进行分析，进而有效识别机组间的串谋行为。

　　1.2事后监测指标子集

　　本文利用事后监测指标子集分析机组的成交情况，进而判断中标机组是否获取超额利润。其中，中标电量市场份额和报价成功度指标用于衡量机组报价策略的有效性;机组序外容量指数用于判定中标机组是否采用物理持留行为;高报价中标率和边际价格中标容量占比指标用于判定机组是否采用报高价策略。

　　(1)超额利润累计值。该指标是指机组申报高价且中标的容量在多场集中竞价中获取利润的累计值。不同时刻市场出清价格是不一样的，机组的报价水平也存在差异，因此，本文提出了超额利润累计值指标对机组在不同时刻获取的超额利润进行累计计算，进而衡量机组的市场力状况。(2)边际价格中标电量。该指标是指机组在多场集中竞价中报价等于边际价格的中标容量累计值，用于衡量机组的市场力状况。

　　2发电商市场力评价流程

　　目前发电商市场力监测指标体系的评价方法主要有灰色关联分析法11]、模糊综合评价法12]、序关系法[13]、层次分析法[14]、熵权法14]和组合赋权法等。在筛选后形成的指标体系中，各指标对评价机组市场力的贡献度有所不同，需要通过指标权重加以衡量。本文采用改进Critic法和G1法相结合的组合赋权法，既能增强指标赋权的客观性，又能兼顾专家的知识和经验。

　　传统Critic赋权法在考虑指标间相关性的同时不改变指标自身信息，但忽视了两者的有效结合，在一定程度上降低了权重分配的准确率15]。为此，本文引入改进Critic算法，利用待定系数分析指标冲突性和对比度之间的重要性，优化Critic算法。

　　风险处置方法为实现对违规问题的有效处理，本文针对不同风险等级提出了相应的风险处置方法。在事前监测阶段，若机组的综合评分达机组到中高风险阈值时，该机组将被认定为异常行为机组并记录在案。在事后监测阶段，通过对事前监测阶段筛选出的异常行为机组进一步跟踪分析并判定机组的风险等级。

　　若机组的综合评分达到中风险阈值时，该机组将被标签为黄色预警机组，同时通过市场运营机构向市场发布，提醒相关的市场成员在下一轮竞价中规范自身的报价行为。若机组的综合评分达到高风险阈值时，该机组将被标签为红色预警机组，同时通过市场运营机构向市场监管机构发布，监管机构根据《电力市场监管条例》对相关市场主体进行法规化处置，并在下一轮竞价过程中可对该类机组的报价予以限制。

　　3客观权重算法对比分析

　　常见的客观赋权法包括：熵权法、传统Critic法、差分系数Critic法和灰色关联Critic法。本文以事后监测指标为例，在不同指标筛选条件将改进Critic法与常见的客观赋权法进行对比，验证了改进Critic法的有效性。其中，灰色关联Critic法运用灰色综合关联模型计算指标间的相关系数，其权重结果与参考序列的选取关系较大。

　　对于单台机组而言，通过综合评价其市场占有率水平、经济持留行为程度以及物理持留行为程度即可判定其是否动用了市场力。但除了单台机组通过自身的经济持留手段、物理持留手段行使市场力之外，机组间也可通过市场串谋形成“串谋联盟”行使市场力。

　　为此，本文除了对单台机组的市场力水平进行评估之外，对任意两台机组之间的串谋行为程度也进行了评估。但在实际情况下小容量机组在市场中所占份额较小，其对市场价格并不能造成实质性的影响。本文综合评价方法将此类机组判定为低风险机组，从而验证了本文算法的准确性。综上，本文提出的发电商市场力评价方法与传统的发电商市场力评价方法相比，指标赋权相对比较合理，评价结果可信度较高。

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　　4结论

　　本文通过分析发电商行为方式，建立一套发电商市场力风险监测指标库，基于相关性分析选取发电商市场力风险评价的关键指标，应用改进CriticG1法对发电商市场力风险进行综合评价。

　　(1)从事前和事后监测角度出发建立发电商监测指标体系库，其中事前监测指标子集主要是对机组的报价行为进行分析，事后监测指标子集考察的是机组的成交情况，通过对市场出清前、后两个阶段机组的交易行为进行监测与分析，有效识别机组的市场力风险。(2)对权重赋值算法进行改进，提高算法的适用性。本文应用博弈论组合赋权法，对改进Critic赋权法和G1赋权法确定的主客观权重加以集结，有效融合决策者的主观意愿和指标数据的客观信息，实现对发电商市场力风险的有效评价。

　　(3)算例结果表明，本文提出的评价算法和评价流程具有较强的可行性，能够帮助市场运营者进一步分析不同指标特征和适用场景，为市场运营机构有效识别风险对象提供了良好的依据，有利于提高电力市场风险管控的水平，具有推广应用价值。(4)本文方法适用于参与现货市场发电商市场力风险分析，已成功应用于华东某省电力市场的发电商市场力监测。下一步将对多品类能源市场环境下能源供应商存在的市场力行为进行深入研究。

　　参考文献：

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　　作者：李雪松，蒋宇，刘胥雯，王阳，丁羽

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