電力市場改革初期，月度競價由于可供研究的數(shù)據(jù)少、環(huán)境變化大、市場參與者行為不確定等特點難以分析預(yù)測。
本文將監(jiān)督式機(jī)械學(xué)習(xí)算法與當(dāng)前電力市場規(guī)則和競價者行為特征相結(jié)合，提出了一種具有自適應(yīng)能力的競價預(yù)測方法，引入遺忘機(jī)制和慣性機(jī)制來模擬真實市場參與者競價行為，設(shè)計了自我驗證機(jī)制修正不合理的預(yù)測結(jié)果，改進(jìn)了正則化參數(shù)，有效避免了過擬合的發(fā)生。本文實驗算例采用廣東月度競價的實驗市場數(shù)據(jù)，驗證了所提方法的有效性。
隨著我國生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，電力需求增速減緩。為了進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)能結(jié)構(gòu)，我國自2015年開始正式起動新一輪電力市場改革（電改“9號文”）[1-3]。本輪改革中，國家陸續(xù)出臺了一系列指導(dǎo)規(guī)章和準(zhǔn)則，建立了大范圍的電力綜合改革試點和售電市場試點。根據(jù)世界其他開展電力市場改革區(qū)域的經(jīng)驗[4-6]，電力市場從時間上主要劃分為中長期市場和現(xiàn)貨市場。
目前，中國電力市場發(fā)展尚處于初始階段，市場的參與者都期待采用優(yōu)化的競價策略來最大化利潤，并避免因錯誤競價策略而導(dǎo)致?lián)p失。然而，當(dāng)前月度競價存在以下特點：①市場規(guī)則存在變數(shù)；②準(zhǔn)入供需比不斷調(diào)整；③用戶不理性報價。這些特點使用戶難以預(yù)測和把握市場走向，進(jìn)而無法找到最優(yōu)的競價策略。
因此，如何幫助售電公司和發(fā)電集團(tuán)找到優(yōu)化的競價策略成為熱門話題[7-10]。文獻(xiàn)[7]通過用隨機(jī)規(guī)劃方法來考慮電價的不確定性，研究了有自發(fā)電設(shè)備的電力大用戶在聯(lián)營混合型市場和雙邊交易市場下的購電策略。
文獻(xiàn)[8]從售電公司購售兩側(cè)來研究售電公司參與市場的最優(yōu)化策略，通過條件風(fēng)險價值（CVAR）方法對風(fēng)險進(jìn)行處理，并使用混合整數(shù)隨機(jī)規(guī)劃方法求解出最優(yōu)購電和售電價格。
基于時間序列模型理論，文獻(xiàn)[9]主要是建立自回歸積分滑動平均模型（ARIMA）對電價序列進(jìn)行表示，并利用最小均方誤差為準(zhǔn)則對其預(yù)測。
為了減少原始數(shù)據(jù)中可能存在不良數(shù)據(jù)對預(yù)測結(jié)果造成不利影響，文獻(xiàn)[10]在對序列進(jìn)行ARIMA預(yù)測之前先通過小波變換過濾掉不良數(shù)據(jù)，再通過逆小波變換得到時間連續(xù)的電價預(yù)測值。
本文將機(jī)器學(xué)習(xí)方法與廣東電力市場規(guī)則、用戶行為特征相結(jié)合以及市場初期月度競價表現(xiàn)出的特點，即數(shù)據(jù)少、用戶行為差異大、競價存在學(xué)習(xí)過程，提出了一套基于時間序列的自適應(yīng)競價預(yù)測監(jiān)督式學(xué)習(xí)算法策略。
本策略全面考慮了用戶不成熟的市場行為和用戶競價延后性的實際問題，僅需要根據(jù)少量市場的數(shù)據(jù)，就可以學(xué)習(xí)用戶行為并適應(yīng)市場變化，通過自我修正機(jī)制，給出有價值的競價決策建議。今后隨著市場逐漸成熟，可將該算法推廣應(yīng)用于其他省份的月度電力市場競價以及現(xiàn)貨市場中。
圖2 反饋修正流程圖
結(jié)論
本文提出一套基于監(jiān)督式學(xué)習(xí)的自適應(yīng)競價預(yù)測模型。該策略下，采用改進(jìn)的時間序列加監(jiān)督式學(xué)習(xí)算法。為了模擬逐漸成熟的市場行為，引入了遺忘機(jī)制，通過加入遺忘機(jī)制，削減歷史擬合誤差的權(quán)重來起到“遺忘”的作用。
針對用戶的延后反應(yīng)，本文將獨立生成一組現(xiàn)有參數(shù)非線性組合產(chǎn)生的新參數(shù)最為額外的輸入，在保持優(yōu)化模型線性特征的情況下，實現(xiàn)更準(zhǔn)確地預(yù)測。
針對數(shù)據(jù)量少而出現(xiàn)的過擬合問題，除了提出具有多重共線性特征的輸入來避免過擬合外，還加入了正則化參數(shù)。同時進(jìn)行輔助反饋變量更新，使監(jiān)督預(yù)測模型價格向優(yōu)于前時間節(jié)點方向移動從而進(jìn)行反饋修正。
經(jīng)算例驗證可知，可將該策略有效應(yīng)用于廣東電力交易市場中。這對售電公司及大用戶在今后電力現(xiàn)貨市場中的競價具有一定的借鑒意義。
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