信息交互视角下的电力市场（2023）

西安交通大学电气工程学院 信息交互视角下的电力市场 西安交通大学电气工程学院 肖云鹏 2023年3月 西安交通大学电气工程学院 XIANJIAOTONGUNIVERSITY 目录信息交互视角下的电力市场 CONTENTS01信息的价值 PART 02电力市场机制区动信息交互 PART 03基于价值的信息交互一信息交易 PART 04结论与展望 PART 2/21 西安交通大学电气工程学院 数据：原材料信息：产品 增值 采集、感知、清洗、 纠正、转换、预警 "DataRichandInformationPoor." Peters.T.J.,Waterman,R.H.(1983)Insearchofexcellence. 美国国防部研究报告. “在非供应链研究中，适度模糊数据与信息边界来讨论与运用信息经济学的理论与成果。” Laney.D.B.(2017).Infonomics. Part1信息的价值 3/21 西安交通大电气工程学院 JIAOTONGUNIVERSIT 2017年5月，英国《经济学人》杂志文章提出： "Theworld'smostvaluableresourceisnolongeroil,butdata." TheEconomist(2o17,May6).TheWorld'sMostValuableResourceIsNoLongerOil,butData.TheEconomist https://www.economist.com/leaders/2017/05/06/the-worlds-most-valuable-resource-is-no-longer-oil-but-data THEJOURNALOF POLITICALECONOMY Part1信息的价值 养治·斯蒂格勒 (GeorgeJosephStigler,1911-1991, （微观）信息经济学Infonomics： VolumeLXIXJUNE1961Number3芝加哥大学教授，1982年诺贝尔经济学奖 THEECONOMICSOFINFORMATION! CEORGEJ.STIGLER，对信息的价值及其对价格、收入和其 生产要素的影响进行了研究 avdParkd·认为获取信息要付出成本，不完备信息 会导致资源的不合理配置 研究有关信息的成本和价值，信息对 价格、收入和其它生产因素的影响， 对信息价值的估计： r! 信息资产的定价、管理与度量。与信息交易主体数量、信息交易发生概率、 ionof$1.15.Inbothcasestherangeof获得信息对成本的降低有关。 economy,69(3),213-225. 4/21 西安交通大学电气工程学院 Part1信息的价值 NJIAOTONGUNIVERSIT 《中共中央国务院关于构建 习总书记在中共中央政治局第三十 《中共中央国务院关于中央全面深化改革委员会审议 更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》印发 四次集体学习时强调把握数字经加快建设全国统一大市 济发展趋势和规律推动我国数字场的意见》印发 经济健康发展 通过《关于构建数据基础制度 更好发挥数据要素作用的意见》 2020.42021.102022.32022.6 数据作为一种新型生产要素 写入了《意见》 充分发挥海量数据和丰富应用场景优势，促进数字技术与实体经济深度融合，赋能传统产业转型升级，催生新产业新业态新模式 将数据与土地、资本、能源等并列为构建新发展格局中的重要要素和资源 要建立数据产权制度，建立数据资源持有权、数据加工使用权、数据产品经营权等分置的产权运行机制 易所 ，2023年3月，组建国预计到2025年，我国数据量将达到48.6ZB(1012GB) 家数据局占全球数据量的27.8%，远高于美国的17.5%，拥有 我国已千2020年10月与2021全球最大的数据体量，数据要素市场规模将突破 年11月、2022年9月、20221749亿元。国家工信安全中心测算数据 年11月设立北京、上海、广 州、深圳数据交易所 5/21 西安交通大学电气工程学院Part1信息的价值 IANJIAOTONGUNIVERSITofElectricalEngineering 2021年3月，国务院国资委印发《加快推进国企数字化转型的通知》 ·7加快大数据平台建设，创新数据融合分析与共享交换机制。 · 强化业务场景数据建模，深入挖掘数据价值，提升数据洞察能力。 发展基于互联网平台的用户服务，打造在线的数字服务产品，积极创新服务模式和商业模式，提升客户体验，提高客户黏性 拓展数字服务能力，扩展数字业务规模。 国家电网公司丰中国南方电网 中国华能集团有限公司 HUAWEI STATENGRIDCHINAHUANENGGROUPCO.,LTD 2021年 2022年 2022年 2021年 《碳达峰、碳中和行动方案》《“十四五”数字化规划》 《数字化转型总体规划》 《数字能源2030》 加快信息采集、感知、处理、应用等环节建设，推进各能源品种的数据共享和价值挖掘。 打造能源数字经济平台。 深化应用“新能源云”等平 台，全面接入煤、油、气、 进一步把数字技术作为核数据和信息已经成为土地、未来能源系统是去中心化、心生产力，数据作为关键劳动力、资本和技术等传以大量分布式能源应用为生产要素，推进数字化转统经济增长要素外，新的主多中心“星系”生态系统， 型及数字电网建设可持续推动经济增长和产业变革通过数字技术实现智能化 发展。的核心要素，成为企业竞的联接和控制。 健全数据资产管理体系，争力的标志之一“万物感知、万物互联、万 充分发挥数据资产价值。挖掘数据资源，打通数据物智能”的数字时代加速数 电等能源数据，汇聚能源 积极拓展数据产业，为用壁垒，将数据资源作为重 字化技术向能源领域渗透， 全产业链信息，推动能源 领域数字经济发展，服务 国家智慧能源体系构建。 电客户提供金融、保险、要的资产进行管理和运营，推动能源格局重大变革。一站式用能、能源数据等探索新业态新商业模式。能源流与信息流融合，真服务打造数字能源生态体不断开放和扩大数据资产正实现“比特管理瓦特”， 系。打造数字经济新动能。 持续推进能源革命。6/21 西安交通大学电气工程学院 Part1信息的价值 》在电力市场中，获取信息的主要目的是降低决策风险 》作为规模最大、运行机理最复杂的人造动力学系统，新型电力系统特有属性凸显电力市场中信息的价值 电力市场特征信息交互 不确定性极强需求 源网荷高维不确定性交织使市场风险剧增 ·交易频次极高资源 中长期、日前、日内、实时交易产生海量、高频交易数据 ·参与主体极多 广义电力市场中，每个人都是参与主体 流动性 ·影响因素极广成效目标 影响市场表现的因素来源于社会、环境、金融、能源、产业结构、技术进步、人等 7/21 西安交通大学电气工程学院 XIANJIAOTONGUNIVERSITY 目录信息交互视角下的电力市场 CONTENTS01信息的价值 PART 02电力交易与信息交互 PART 03基于价值的信息交互一信息交易 PART 04结论与展望 PART 8/21 西安交通大电气工程学院 ANJIAOTONGUNIVERSIT 电力市场机制不断变革，持续促进信息交互 Part2电力交易与信息交互 信息交互的实现：依托电力交易，表征平衡状态的信息得以披露、流通、传递信息交互机制改进：实现更长时间尺度、更全面、更精细的信息交互 信息交互作用提升：提前降低平衡风险、全面刻画平衡需求、精细评价平衡贡献 含金融输电权分日前电能量 日内备用辅 日前计划备用 基于绩效的调频 PJM市 场演进 路径 配的实时市场市场助服务市场辅助服务市场辅助服务市场 I11 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2007 2008 2012 2015 1 T T 实时电能量 短期容量市调频辅助服需求响应 基于可靠性定价长期金融输电容量绩效产品 市场场务市场的长期容量市场权市场 9/21 西安交通大2 NJIAOTONGUNIVERSIT 电气工程学院 Part2电力交易与信息交互 市场成员利用更多信息，降低决策风险 市场运营机构：考虑随机性场景信息的市场出清 Zavala.V.M.,Kim.K.,Anitescu.M.,Birge.J.(2017).AStochasticElectricityMarket ClearingFormulationwithConsistentPricingProperties.OperationsResearch65(3):557-576. 3.2.StochasticFormulation Motivatedbythestructureoftheday-aheadandreal-timemarketproblems,weconsiderthe stochasticmarketclearingformulation: E[aig;+ag+(G;(w)-gi)+-α-(G;(w)-gi)-] 发电商：考虑多个电力产品交易信息的竞价策略 CE[-ogd;+αg+(D,(w)-d,)--ag-(D;(w)-d,)+) E[Aaf+(Fe(w)-fe)++f-(Fe(w)-fe)-] E[A%+(On(w)-0n)++Aα%-(On(w)-0n)-](6a) 用户：考虑邻近用户发用电信息的可交易能源运营策略 producerinday-aheadandintradaypowermarkets.EuropeanJournalofOperationalResearch284(3):1136-1153. HouP,YangG,HuJ,Douglass.P.J.,XueY(2022). ADistributedTransactiveEnergyMechanismfor (aga,gta) Operation.Engineering12:171-182. 10/21 西安交通大电气工程学院 ANJIAOTONGUNIVERSITSchoolofElectricalEngineering Part2电力交易与信息交互 发电由于电力平衡的影响因素不断变化，新型电力系统更加依赖信息交互 A 平均值 次能源供给 （预测）不断 变化 配电 用户行为不断变化 输电 系统运行方式不断变化 C M用电 Sell erMacthing 11/21 西安交通大学电气工程学院 ANJIAOTONGUNIVERSITSchoolofElectricalEngine Part2电力交易与信息交互 电力市场中信息交互的瓶颈与对策 当前，信息交互必须依托电力交易实现 瓶颈：受制于电力需求与传输的有限性，随交易机制的扩充，部分电力交易流动性较低 对策：信息具有非排他性、传输成本低等特点，应建立独立于电力交易的信息交互机制 8078.83 鲤40 交易电 日前市场日内市场交 日内市场易机制 连续撮合 集中竞价 代表市场 比利时、荷兰（T-5min) 法国、德国、奥地利（T-30min) 北欧(T-45min) 瑞士、跨国交易(T-60min) 意大利(7次) 20西班牙、葡萄牙(6次) 日内市场交易流动性较低 JanFebMarAprMayJunJulAug SepOct NovDec 北欧市场2021年交易电量 限制了新能源预测更新信息的利用率 12/21 西安交通大学电气工程学院 XIANJIAOTONGUNIVERSITY 目录信息交互视角下的电力市场 CONTENTS01信息的价值 PART 02电力交易与信息交互 PART 03基于价值的信息交互一信息交易 PART 04结论与展望 PART 13/21 西安交通大学电气工程学院 JIAOTONGUNIVERSITSchoo 日内信息交易机制 当前问题：1）流动性较低。日内交易需求不足，因而多采用连续合交易，价格效用较低 Part3信息交易 2）负荷侧