电力交易市场预测和辅助决策解决方案
为顺应新型电力系统和全国统一电力市场体系建设的市场需求，心知科技全新上线面向电力交易的市场预测和辅助决策解决方案，旨在通过“数据、软件、服务”三位一体的服务方式，助力电力市场各主体提高运营水平、改善交易收益。
一、行业背景
里程碑式政策文件出台，电力市场建设步入新时代。电改9号文发布后的五年中，中国电力市场建设的脚步虽从未停歇，但多数文件仅聚焦于中长期交易或现货交易，而非系统性的统筹推进。《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》(以下简称“118号文”)，明确了中国电力市场体系的顶层设计，锚定了“双碳”目标和新型电力系统下电力市场化改革的新航向，标志着全国统一电力市场时代正式开启。
电力市场化的核心是还原电力商品属性，发电侧、售电侧放开是体现其商品属性的必由之路。
在发电侧，参与电力交易的机组以火电为主，水核风光亦部分参与。2021年10月前燃煤机组市场化电量占比约为70%左右，在《关于进一步深化燃煤发电上网电价市场化改革的通知》(以下简称“1439号文”)印发后，全部燃煤发电量的上网电价都将由市场化交易形成。此外，部分地区水电、核电、新能源也参与市场化交易。
在用户侧，目前44%的工商业用户通过市场化交易购电，售电公司数量逐年上升。2021年10月起，国家发改委要求10kV及以上工商业用户要全部进入电力市场，其他工商业用户也要尽快进入。由于工商业目录销售电价已取消，工商业用户购电主要有三种方式：1) 直接参与电力市场交易：通过双边协商、集中竞价、挂牌交易等方式直接与发电企业达成市场化购电协议，主要以用电量较大的工业用户为主；2) 由售电公司代理参与电力市场交易：售电公司每年与用户签订售电协议，用电价格约定方式包括固定价格、分成模式等，由售电公司代理用户参与电力市场交易，从发电企业处购电；3) 此前尚未进入电力市场的用户在过渡期可由电网代理购电。
随着工商业目录电价取消，大量工商业用户进入市场，以及在省内电力现货试点省份增加、省间现货市场试运行准备等诸多因素驱动下，电力交易市场规模进一步扩大，根据国家发改委测算2020年国内电能量市场交易规模接近3万亿人民币。如此巨大的万亿级市场，参与交易的各市场主体及上下游企业均具备海量的商业机会和参与空间。
与此同时，由于电力交易体系建设的高度复杂性、长期性、迭代性，高质量的市场交易决策是摆在所有参与主体面前的巨大挑战。电力商品属性特殊，不可以大量储存，价格受多种因素影响呈周期性变化，而电力的交易、交割、生产、使用都在用电的瞬间同时发生，其交易严格遵循电力系统调度运行约束，既需要商品交易逻辑、更需要精通电力系统运行，具有极高的技术壁垒。
二、方案介绍
随着双碳战略的推进和落地，风电、光伏等新能源的装机容量占比持续增加。风光发电的波动与天气有90%的相关性，而从市场交易数据来看，在新能源装机占比较高的省份，其电力市场的实时现货价格与新能源出力高度相关(负相关性高达80%以上)。
无论对各类发电企业还是售电公司和电力用户，在电力交易中最核心和最挑战的工作是如何完成高质量的商业决策(仓位控制、报价报量、交易组合等)，以便在瞬息万变的市场交易中规避风险、获取收益。随着市场的不断成熟，交易规则日渐稳定和健全，影响决策质量的关键因素越来越集中在“多维、差异、准确”的市场信息和预测数据，以及相对应的辅助决策工具上。
心知科技面向电力交易场景（尤其在已开展电力现货交易、新能源占比高的省份），基于发电功率预测、用电负荷预测和电力价格预测等核心预测数据，为发电企业、售电公司、工商业电力用户提供集 数据服务、软件服务、咨询服务 于一体的市场预测和辅助决策解决方案。
2.1 数据服务
心知科技的电力交易数据服务包括但不限于：气象预测、发电预测、电价预测等，以最终支撑电力交易的报价报量策略。
如上所述，在新能源装机占比较高的省份，最为重要的预测数据是省级新能源发电功率预测。该预测数据将直接影响电力价格的走势判断，从而为市场主体制定报价报量策略提供核心关键信息。
相对于电力交易中心发布的公开预测信息，心知科技的省级新能源发电功率预测具备以下优势和特点：
- 交易场景全覆盖
心知科技提供未来15天、逐15分钟的短期预测和未来16~45天、逐日的中长期省级新能源发电功率预测，可完整覆盖日内、日前、日滚动、旬和月等多个交易品种的预测需求。相比之下，电力交易中心的公开市场预测仅覆盖未来3天，无法覆盖更多交易品种的预测需求。
- 预测精度更准确
除预测周期更长之外，心知科技省级新能源发电功率预测的准确性较市场公开预测更加准确和稳定。
| 市场预测 (交易中心发布) | 心知预测 | 备注 | |
| 准确性 Accuracy | 93.9% | 95.6% | 越高越好 |
| 相关性 Correlation | 91.2% | 93.4% | 越高越好 |
| 解释方差 R² | 0.73 | 0.86 | 越高越好 |
| 绝对误差 MAE | 1,271 | 925 | 越低越好 |
| 均方根误差 RMSE | 1,625 | 1,159 | 越低越好 |
如下图所示，横轴为时间，取2021年9月3日至12月23日山西电力市场数据，纵轴为心知与电网预报(交易中心公布)误差差值，深蓝色正值代表心知优于电网，绿色负值代表电网优于心知。由图可见，心知预报准确率大部分时间均优于交易中心的公开预测，预测稳定性更佳。
目前心知科技的预测数据是针对山西省电力交易市场开发的，随着电力市场改革的推进，适配甘肃、山东、浙江、广东等省份的预测数据产品已经启动，并将于近日陆续上线。
2.2 软件服务
除数据服务外，对于售电公司为代表的交易主体，心知科技同时提供电力交易辅助决策SAAS平台，以更佳直观、便捷的可视化和分析工具，助力客户提高决策效率和质量。本平台基于自主研发的高精准气象预测、市场预测、气象灾害预测等数据产品，为客户提供数据可视化、套利窗口标注、历史数据分析等功能，帮助客户简化数据分析难度、聚焦风险偏好和策略制定。
2.3 咨询服务
由于气象预测和功率预测的专业性和复杂性以及中长期客观气象预测的难度，在月度出力预测、极端天气事件等场景，除纯数据和软件服务外，心知科技也提供专业的人工研判、专家会商等咨询服务，以帮助客户更为全面综合地掌握未来气象和新能源出力信息，提升预测精度、合理制定策略。
三、技术创新
风电和光伏发电的波动性与天气高度相关。心知科技基于在气象数值模式、机器学习/深度学习领域的技术优势和积累，自2018年开始在风电和光伏方向投入大量研发，从多源气象、气象数值模式、气象AI订正、能源AI模型上等多个领域构建了独有的技术优势，成为行业内新能源气象预测和功率预测的头部创新企业。
在2021年国家电网调控人工智能创新大赛中，心知科技在新能源功率预测赛道数百家国内顶级预测厂家和知名高校等参赛团队中，取得初赛第三、决赛第六的优异成绩，与国网调度、阿里达摩院、清华大学等位列排名头部，是决赛前十名中唯一的科技创业公司。
四、应用案例
4.1 新能源发电场双细则考核
伴随新能源行业的发展，以电网“双细则考核”为标准的单站功率预测，是支撑电网调度和新能源消纳的重要手段之一。在“双碳”战略落地和新型电力系统的建设背景下，单站功率预测的考核要求日益趋紧，对供应商预测水平提出更高要求。心知科技凭借过硬的气象和算法能力和持续的产品创新，取得了越来越多的市场认可。截止目前，心知科技为国内新能源发电企业、功率预测集成厂家的600个电场提供高精度气象数据服务、200个电场提供功率预测数据服务。
4.2 电力交易场景
山西省是全国首批电力体制改革综合试点省份，也是国网区域内首批电力现货市场试点省份。自2021年4月起，山西电力现货市场已连续试运行10个多月，已然成为全国电力市场改革试点的排头兵。
心知科技在山西的客户群体，包括售电公司和发电企业。
售电公司方面，心知科技与山西省内售电量第一大(年度售电量60亿度以上)民营售电公司合作，为其提供最长45天的高精度气象预测数据、省内新能源发电预测数据、新能源出力概率数据、气象灾害预警数据以及月度交易的人工研判和会商服务，协助其在原有运营基础上改进度电收益约1分/度。
发电企业方面，心知科技与国内头部新能源资产管理公司合作，凭借前期数据测试验证的稳定性和准确性，为其在山西省内参与电力交易的自有或代理运营的新能源资产提供单站功率预测数据、省级新能源发电预测数据等服务，助力改善风光新能源的资产运营收益。
产品试用或购买请电话、邮件或微信联系我们
400-022-5889
hi@seniverse.com
