電價預測為何成為電力市場關鍵密碼
在電力行業中,電價預測一直是市場參與者關注的焦點。隨著電力體制改革的不斷深入,全國統一電力市場初具雛形,電價波動的復雜性顯著增加。
01電價預測的重要性電價,作為電力商品的價格,是電力生產、輸送、配售過程中所產生的成本、稅金及合理利潤的總和。其波動受到多種因素的影響,包括煤炭等原材料價格、天然氣價格、環保政策、市場需求、供需情況、區域集中度、技術進步以及環境因素等。在電力市場中,電價預測是一項關鍵任務。準確預測電價能夠為市場參與者提供決策依據,幫助他們合理安排生產計劃、優化資源配置、降低運營成本。同時,電價預測也是電力市場監管機構制定政策、調控市場的重要手段。
02電價預測的分類與方法根據預測時間長短,電價預測可分為中長期電價預測和短期電價預測。中長期電價預測主要關注月度、季度乃至年度電價變化,而短期電價預測則側重于未來幾小時、一天至幾天的電價預測。
1. 短期電價預測短期電價預測是電力市場研究中的熱點和難點。其預測方法多種多樣,主要包括時間序列法、人工神經網絡法、小波理論預測法以及組合預測法等。時間序列法:基于過去的歷史數據,通過分析數據的趨勢、季節性和周期性變動等特征來預測未來的電價。常用的時間序列模型包括自回歸(AR)模型、動平均(MA)模型、自回歸滑動平均(ARMA)模型以及累積式自回歸滑動平均(ARIMA)模型等。其中,ARIMA模型因其能夠處理非平穩時間序列數據,在短期電價預測中應用較為廣泛。人工神經網絡法:因其強大的非線性映射能力和自學習能力,在電價預測中得到了廣泛應用。BP神經網絡、RBF神經網絡和CMAC神經網絡等是電力市場電價預測中常用的神經網絡模型。然而,神經網絡法也存在過擬合、訓練時間長等問題,需要在實際應用中加以注意。小波理論預測法:在傅里葉分析基礎上發展起來的一種信號處理方法,具有良好的時頻局部化特性。小波變換能夠將電價時間序列分解成不同頻帶上的子序列,然后在各個時頻區域分別進行預測,最后通過小波重構得到最終的預測結果。小波神經網絡結合了小波變換和神經網絡的優點,在預測精度和收斂速度方面均表現出色。組合預測法:通過集結多種預測模型的優點,充分利用不同數學方法的長處,從而提高預測精度和穩定性。常見的組合預測方法包括加權平均法、貝葉斯模型平均法等。然而,并非任意兩個或多個模型的組合都能取得更好的預測效果,這需要經過實踐檢驗和模型優化。
2. 中長期電價預測相較于短期電價預測,中長期電價預測的研究相對較少。中長期電價預測方法主要包括基于統計學模型的方法、基于情景分析的方法以及基于機器學習的方法等。統計學模型:如線性回歸模型、多元回歸模型等,能夠處理多個影響因素與電價之間的關系,是中長期電價預測的基礎工具。情景分析法:通過構建不同的未來情景來預測電價的可能變化,有助于電力企業制定應對不同市場環境的策略。基于機器學習的方法:如支持向量機、隨機森林等,能夠利用大量歷史數據進行學習和預測,是中長期電價預測的新興趨勢。這些方法能夠處理復雜的數據關系,挖掘潛在的模式,從而提高預測的準確性。
03電力市場現狀與電價走勢1. 供需緊平衡態勢延續2025年,電力市場整體呈現“緊平衡”特征。一方面,新能源裝機增速放緩。根據統計數據,2024年風電、光伏新增裝機同比分別增長19.2%和46.7%,雖然增速依然可觀,但相較于前幾年有所放緩。另一方面,用電需求預計增長5.9%。這一增長主要受到高溫天氣緩解和第三產業增速回落的影響。盡管供需增速同步放緩,但迎峰度夏期間可調度資源僅高于最大負荷0.05億千瓦,極端天氣下局部限電風險依然存在。
2. 電價下行壓力顯著受新能源入市比例提升和一次能源價格走弱的影響,2025年工商業電價預計整體下行3.5%-5.5%。新能源入市比例的提升預計拉動上網電價下降0.8%,而一次能源價格的走弱則貢獻了2.8%的降幅。現貨市場全面運行后,價格信號將更清晰地反映時空供需差異。火電等可調節電源可能獲得超額收益,而光伏等出力波動性電源將面臨價格壓力。
04電價預測的核心影響因素1. 新能源的波動性與不確定性隨著風、光等新能源占比的提升,其出力受天氣影響顯著。以湖北為例,新能源占比已提升至29.37%。湖北小水電的出力與降雨量呈現“滯后效應”和“累積效應”,連續強降雨后無雨日的發電量差異可達20%以上。此外,風電和光伏的出力也受到風速、光照強度等多種因素的影響,具有較大的波動性和不確定性。這些因素要求預測模型必須整合氣象數據與歷史出力曲線,以提高預測的準確性。
2. 電力市場機制改革近年來,電力市場機制改革不斷深化,對電價預測產生了深遠影響。現貨市場的全面推廣使得電價波動頻率和幅度加大。山西、廣東等省份已實現現貨市場正式運行,蒙西、湖北等地也進入長周期結算試運行。現貨價格的波動對中長期合約定價形成了沖擊,使得電價預測更加復雜。同時,輔助服務市場的深化也影響了電價結構。調頻、爬坡等輔助服務收益占比提升,火電容量電價政策落地(2026年固定成本回收比例不低于50%),進一步加劇了電價的波動性。
3. 區域特性與跨省交易我國電力市場具有顯著的區域特性。不同地區的電源與負荷分布不均,導致電力調配依賴跨省通道。然而,受輸電能力限制,區域電價差異顯著。2025年,省間交易規模預計擴大,新能源富集省份外送電量增加。這將壓低受端省份的電價水平,對電價預測帶來新的挑戰。
05電價預測方法的技術演進1. 傳統統計模型時間序列分析和多元回歸分析是傳統統計模型在電價預測中的主要應用。時間序列分析基于ARIMA、GARCH等模型捕捉電價周期性波動,但對非線性因素(如極端天氣)適應性較弱。多元回歸分析整合發電成本、供需缺口、政策變量等因子,但變量權重調整滯后于市場變化。
2. 機器學習與人工智能隨著機器學習和人工智能技術的不斷發展,這些新技術在電價預測中的應用日益廣泛。Prophet模型是一種基于時間序列的預測模型,具有自適應修正參數的能力。國網吉林經研院采用該模型進行月度電量預測,取得了顯著的效果。深度學習模型如LSTM神經網絡則能夠處理高維數據(如氣候、業擴報裝容量),挖掘非周期性特征。實驗表明,深度學習模型在極端事件預測中誤差率較傳統方法降低15%。
3. 多市場耦合分析隨著綠電、碳市場與電價聯動機制的逐步形成,多市場耦合分析成為電價預測的新趨勢。2024年綠證交易量同比增長4.2倍,環境權益價格波動對電價的影響權重從2%提升至5%。未來,需要構建“電-碳-綠證”一體化預測框架,綜合考慮多個市場的相互影響,以提高電價預測的準確性。
06未來趨勢與行業建議1. 現貨市場成熟化隨著現貨市場的不斷成熟,電價波動頻率和幅度將進一步加大。企業可采用“中長期合約+現貨套期保值”組合策略,鎖定基準電價并捕捉峰谷差價。
2. 新能源入市政策落地政策將明確綠電入市時間軸與價格機制,新項目收益率承壓。但存量項目通過“以大代小”改造(如風電單機容量升級)可提升收益20%-30%。企業應密切關注政策動態,及時調整投資策略,以適應新能源入市的新趨勢。
3. 智能化預測工具普及隨著人工智能技術的不斷發展,智能化預測工具將逐漸普及。國家電網“光明電力大模型”等AI工具投入應用,支持多模態數據(氣象、經濟指數、用戶行為)融合分析。企業應積極接入此類平臺,利用智能化工具進行電價預測和負荷優化,提高運營效率和市場競爭力。
4. 需求側管理強化虛擬電廠、車網互動(V2G)等模式推廣將強化需求側管理。用戶側可調節負荷占比預計突破8%。通過需求響應機制,高峰電價可降低5%-10%,有效緩解供應壓力。企業應積極參與需求響應項目,優化用電行為,降低用電成本。
電價預測已從單一的數據分析演變為多學科交叉的復雜系統工程。市場參與者需重點關注現貨價格波動、新能源政策調整及預測技術迭代三大方向。只有深度融合數據科學與行業洞察,才能在電力市場變革中把握先機。
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責任編輯:雨田
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