[发明专利]一种基于收益最大化的风电定价方法

权利要求书

1.一种基于收益最大化的风电定价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：提取风电功率长期预测分布数据、风电功率短期预测分布数据、日前市场价格概率分布、风电装机容量；

步骤S2：建立含合约市场收益、日前市场收益的风电收益模型，表示为：

maxF_total＝F_month+F_day (1)

其中，F_total表示日前市场和合约市场总收益，F_month表示风电场运营商的合约市场收益，即合约总价，F_day表示日前市场收益；

步骤S3：求解风电场运营商总收益最大的合约总电量、合约总价、合约分解区间以及日前市场收益。

2.根据权利要求1所述的一种基于收益最大化的风电定价方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：合约市场收益：在无套利合约定价方法下，合约总价等于风电场运营商在日前市场最低的期望收益，此时风电场运营商从日前市场重新购电将不会获得额外收益，无套利合约总价表示为：

Jmonth=E(minΣk=1KΣt=1TPk.tQk.t)---(2)]]>

Σk=1KΣt=1TQk.t≤Qh---(3)]]>

其中，J_month表示无套利合约总价，K表示合约起止时间内的天数，T表示每天的分解时段数，P_k.t表示第k天t时段的日前市场出清价，为一服从电价概率分布的变量，Q_k.t表示风电场运营商在第k天t时段的日前市场购电量；E(x)表示随机变量x的期望值；Q_h为合约总电量；

为促成交易，风电场运营商给予买方激励，合约市场收益表示为：

F_month＝(1-β)J_month (4)

其中，β∈[0,1]，表示风电场运营商给予买方的激励系数，当β＝0时，表示风电场运营商不给予买方激励；β越大，风电场运营商给予买方的激励越多，合约价格也越低，风电场运营商的合约收益也越低；

步骤S22：日前市场收益：在第k-1天，需要在合约分解电量区间[Q_min,Q_max]内优化次日各时段的合约分解电量Q_h.k.t，使得未来第k天至第K天的日前市场收益最大，k＝1,2,...,K，K表示合约起止时间内的天数；其中Q_min、Q_max分别为合约分解电量区间的下限和上限即分解电量的最小值和最大值，第k天的合约分解电量模型表示为：

Fd.k=max[Σt=1TFd.k.t+E(Fd.k+1)]---(5)]]>

其中，F_d.k表示第k天以后的日前市场收益，E(F_d.k+1)表示第k+1天以后的日前市场收益期望，F_d.k.t表示第k天t时段的日前市场收益，利用历史数据统计得到日前市场中各时段的电价概率分布，收益的期望值表示日前市场收益，收益的标准差表示日前市场收益的风险，并引入风险规避系数得到第k天t时段的日前市场收益：

F_d.k.t＝E(f_d.k.t)-mD(f_d.k.t)(6)

其中，E(f_d.k.t)为第k天t时段的日前市场收益变量的期望，表示日前市场收益的大小；D(f_d.k.t)为第k天t时段的日前市场收益变量的标准差，表示日前市场交易的风险大小，标准差越大，风电场运营商在日前市场交易风险就越大；m表示风险规避系数，表示风电场运营商的风险承受能力，m越大，风电场商风险承受能力越小；f_d.k.t表示第k天t时段的日前市场收益变量，服从根据电价概率分布得到的收益概率分布，表示为：

f_d.k.t＝(Q_f.k.t-Q_h.k.t)P_k.t (7)

其中Q_f.k.t表示第k天t时段风电发电量预测值，由于日前市场每小时出清一次，风电发电量预测值Q_f.k.t与风电功率短期预测值P_f.k.t在数值上是相等的，利用风电功率短期预测的方法得到Q_f.k.t；Q_h.k.t为第k天t时段合约分解电量；

根据公式(7)得：

E(f_d.k.t)＝(Q_f.k.t-Q_h.k.t)E(P_k.t)(8)

D(f_d.k.t)＝|Q_f.k.t-Q_h.k.t|D(P_k.t) (9)

其中，E(P_k.t)表示第k天t时段的日前市场出清价的期望；D(P_k.t)表示第k天t时段的日前市场出清价的标准差，利用随机动态规划求解分析，先从最后一天开始进行反向分析，根据公式(5)得第K天即最后一天的日前市场收益为：

Fd.K=maxΣt=1TFd.K.t---(10)]]>

Σt=1TQh.K.t=Sh.K---(11)]]>

S_h.K表示第K天即最后一天剩余的合约电量；

根据公式(5)和公式(10)得第K-1天的日前市场收益为：

Fd.K-1=max[Σt=1TFd.K-1.t+E(Fd.K)]=max[Σt=1TFd.K-1.t+E(maxΣt=1TFd.K.t)]---(12)]]>

Σk=K-1KΣt=1TQh.k.t=Sh.K-1---(13)]]>

其中，表示当最后一天风电预测发电量不同时，最后一天的期望收益；

同理，第K-2天的日前市场收益表示为：

Fd.K-2=Σt=1TFd.K-2.t+E{max[Σt=1TFd.K-1.t+E(maxΣt=1TFd.K.t)]=Σt=1TFd.K-2.t+Σk=K-1TE(maxΣt=1TFd.K.t)---(14)]]>

Σk=K-2KΣt=1TQh.k.t=Sh.K-2---(15)]]>

通过递推得到日前市场收益表示为：

Fday=Σk=1KE(maxΣt=1TFd.k.t)---(16)]]>

Σk=1KΣt=1TQh.k.t=Qh---(17)]]>

Q_h.k.t∈[Q_min,Q_max](18)

其中，Q_h为合约总电量。