杂志概述
主管单位：中国科学院
主办单位：中国科学院文献情报中
心
中国高科技产业化研究
会
协办单位：中国科技金融促进会
维依埃龙源电工研究
院
出版单位：科腾世界(北京)文化
传媒有限公司
国内刊号：CN 11—3556/N
国际刊号：ISSN1006—222X
编辑部
社长 / 主编：汤疆平
主编助理：黄晓艳
编辑 / 记者：黄晓艳/费文/张岚/卢欢欢/谭颖莹/曹汉霞/刘隆平
主编助理：黄晓艳
编辑 / 记者：黄晓艳/费文/张岚/卢欢欢/谭颖莹/曹汉霞/刘隆平
招商合作/征稿启事
邮政地址:北京海淀区紫竹院路100号信弘大厦B306（100089）
电子信箱: hq88517750@126.com
联系电话: 010-88517750
电子信箱: hq88517750@126.com
联系电话: 010-88517750
电力市场仿真研究现状
■ 荆朝霞 陈皓勇 华南理工大学电力学院
周海明 史述红 中国电力科学研究院
世界范围的电力体制改革最早从20世纪70年代开始，到现在已经进行了30多年。改革在一段时间，一些地区曾取得了巨大的成功，但是在一些时候和一些地区也曾引起了巨大的灾难。这是由于，市场并不是万能的，在可能提高经济效益的同时，也存在很多可能导致市场失灵的因素：市场模式设计的不合理、增大的交易费用、信息流通的不畅、外部性等。在一定条件下，市场不仅不能带来社会福利的增加，还可能导致重大的损失。电力市场实施事后分析的代价很高，因此在电力体制改革真正实施以前，就必须对其各种规则、市场模式进行深入且详细的评估。
目前研究电力市场的方法分为三大类：一类是基于微观经济学、博弈论和金融学等的理论研究，一类是对实际电力市场的经验分析或实证分析，最后一类就是实验仿真方法，包括基于代理的计算经济学的仿真法和基于实验经济学的模拟实验法。
由于电力市场的特殊性与复杂性，用前两种方法进行电力市场规则和模式等研究存在着一些局限性。基于仿真的方法适应于分析复杂经济系统。电力市场仿真可以根据电力市场的实际情况进行设置，能检验各种电力市场规则的可行性，也可针对一些关键问题与假设进行检验。电力市场仿真可以作为一种“发现”制度和揭示电力市场内在规律的研究方法。
电力市场的实验仿真研究方法又分为基于代理的计算经济学仿真和基于人工实验的实验经济学实验。基于代理的仿真法主要是通过智能算法来代理发电公司进行竞价策略选择，然后根据出清的结果来研究电力市场的各类问题。实验经济学实验的方法由相关的人员来进行实验，然后根据实验的结果进行研究。实验经济学能更真实模拟出电力市场交易实际情况，但易受干扰；而计算机仿真非常理性，尽管与实际市场情况差别较大，但能清晰地反映出每一个因素的影响。由于组织实验经济学实验的复杂性，目前电力市场仿真方面的研究主要集中在基于代理的计算经济学仿真。
采用基于代理的计算经济学的方法，不仅可以研究电力机制问题，还可以进一步扩充，对燃料市场（煤）与电力市场的关系，排污权交易等进行研究，具有广阔的应用前景。本文对国内外主要的电力市场仿真系统进行了介绍，并对其存在的问题进行了分析。
一、目前主要的电力市场仿真系统
进行基于代理的电力市场研究的前提是具有一个完备的仿真平台。基于代理的电力市场仿真已经受到了很多学者、研究机构、政府部门等的关注，并开发了若干个仿真平台。建立仿真系统的几个关键问题包括：仿真的市场类型的选择，出清算法的实现及智能代理算法。各个研究者或机构由于其目标不同，在系统设计、市场模型、智能代理的学习算法等方面都有所不同。这里对主要的几个仿真平台进行介绍。
1.美国电力市场仿真系统
(1) powerweb仿真系统
powerweb是美国康奈尔大学（cornell university）开发的电力市场仿真系统。主要模拟了发电侧竞价上网，而需求侧是基于负荷预测的某一个固定值。每个发电商都拥有一台发电机，其特性包括最小发电量，最大发电量，以及由分段线性函数构成的生产成本曲线，因此发电机的边际成本为分段阶梯式。市场出清方式为统一价格出清，出清价可以是最后接受容量的价格（lao）或第一个被拒绝的容量的价格（fro），可以在出清时考虑网损、阻塞、输电费等的影响。发电商的报价代理算法有以下几种：
①边际成本报价，即所有容量段都以边际成本报出。
②最高报价，即所有容量段都以最高报价报出。
③随机边际成本报价，即在边际成本的基础上增加一个随机量的报价方法。各个容量段都以边际成本乘于一变量a，a的期望为1，方差为(x/2)2，其中x为第一容量段边际成本与最高允许报价减最后容量段报价两者的较小值。
④贪婪算法（greedy search）：代理首先将各容量段以边际成本报价，然后确定边际容量段。第二次边际容量段上的报价为边际成本上浮某一随机较小的比率β，如果收益增加，报价继续上浮β，反之，下调β。
powerweb是一个基于网络的服务，在internet上的任何一点，都可以登录到powerweb进行仿真计算。
ames (agent-based modeling of electricity systems)系统报价算法
ames是美国爱荷华国立大学（iowa state university）开发的基于代理的电力市场仿真系统。电厂的成本函数表示为二次多项式函数，因此边际成本为线性函数。报价曲线为线性函数，根据边际成本函数和最高限价生成。研究的市场为美国日前批发电力市场，市场出清机制为考虑网络约束的节点电价法。由于其报价为线性函数，当网络约束用直流潮流方法表示时，其出清就成为了二次规划问题，因此该系统中用二次规划法实现市场出清。代理算法采用的是改进的re算法。其中re算法是roth-erev根据人工智能而提出来一种强化学习的方法。
ames是一个开放源代码系统，任何感兴趣的学者或机构可以在其网站上下载其代码，将自己开发的新的代理学习算法加入到系统中。
(2)emcas仿真系统
阿贡国家实验室emcas系统采用基于代理的建模方法仿真复杂电力市场的运行，用软件代理来代表市场参与者，具有决策和学习能力。emcas模型包含电力用户、发电公司、输电公司、配电公司、购电公司、独立系统调度iso、区域输电组织rto等市场参与者和市场监管员。emcas能仿真电力系统运行和计算电网每个小时和每个地点的电价，具有图形用户界面。与ames一样，研究的市场为美国日前批发电力市场，市场出清机制是考虑网络约束的节点电价法。由于其报价采用的是分段阶梯报价，因此出清算法采用了线性规划法。
竞价策略主要包含两个方面的内容：容量置留问题与各个报价容量段价格的确定。这里主要对后一个问题的解决方法进行介绍。
在emcas系统中竞价策略分为三大类：无学习；固定比例学习；变动比例学习。
①无学习报价策略
对于无学习方法，采用以下公式构造竞价策略：
bid pricegbh=a*(productioncostgb)+b*(correlated priceh)+c*(specified price)
bid pricebh：b容量段在时段h的报价。
production costgb：发电商g在b容量段的生产成本。
correlated priceh: 相关价格，可以是上时段报价，lmp或市场预测价格等。
specified price：发电商特定的固定的价格。
a，b，c在每个竞价时间段为定值。通过调整a、b、c的值，可以实现不同类型的竞价策略。比如，a=1,b=c=0，就是基于成本的报价方法；a=c=0，b=1，correlated price 取市场预测价格，则就是根据预测价格报价的方法。
② 固定步长学习策略fipp与动态步长学习策略dipp
对于fipp和dipp,能够应用学习调整模块来改变竞价策略。其学习调整模块包含以下考虑：
向后学习（look back）：对过去采用策略的表现进行评价；
向前学习（lookahead）：对市场未来状态的预估：
向旁边学习（look sideways）：对其他竞争对手的评估。
fipp和dipp都是根据上一日的收益等调整报价，区别在于fipp价格调整的幅度是预先设定的，在仿真过程中不会发生变化，而dipp会根据考虑收益的多寡及容量被收购等情况动态地修改每次价格调整的幅度。
2.英国
英国也较早就开展了电力市场仿真方面的研究。研究的市场模式主要是电力库模式和neta(new electricity trading arrangements of england and wales)模式。
(1) 基于英国电力库模式的仿真
《model-based comparisons of pool and bilateral markets for eectricity》书中提出了主要用于模拟英国电力库模式（2001年以前市场模式）的仿真模型。这个仿真系统可以用来比较不同的市场机制，比如日报价和小时报价的比较，统一出清和歧视出清的比较等。发电商利用加强学习法生成报价策略，根据前一日的出清结果提高，降低或保持原来的报价。负荷在系统中用一个集中的，静止的，具有有限价格弹性负荷曲线表示。《a multiagent model of the uk market in electricity generation》文中建立了一个基于英国电力库模式的仿真模型，代理采用了学习分类器方法，并在学习中可以同时考虑多种目标，比如“不亏损”和在“所有环境下最大化利润”。
(2) 基于英国neta模式的仿真
《agent-based smulation: an aplication to the new electricity trading arrangements of england and wales》介绍了一个基于英国电力市场新模式 (new electricity trading arrangements of england and wales, neta)的仿真。在这个仿真系统中，同时模拟了两个市场：双边市场（bilateral market）和平衡机制 （balancing mechanism）。负荷表示为主动的可以在这两个市场中行动的用户。两个市场都用歧视电价方法出清。智能代理采用的是一种基于该市场模式的专用的学习方法，没有采用智能代理研究领域内产生的基于心理学研究的通用学习方法。
3.中国
国内近年来很多机构和学者也都开展了电力市场仿真方面的研究：
①《电力市场仿真系统的多智能体结构体系研究》提出了一种基于多智能体系统（mas）和corba技术的电力市场仿真平台的设计方案，详细分析了将mas技术和corba技术应用于仿真平台设计的灵活性和优越性。
②《基于智能个体信念学习的电力市场模拟的理论框架》基于多智能体和复杂适应系统的思路，提出了电力市场模拟总体设计框架。
③《寡头垄断电力市场实验设计与博弈分析》将实验经济学的方法成功应用于寡头垄断电力市场研究，针对一个由3个厂商组成的寡头垄断实验市场进行了多次实验并对实验结果进行了严格的统计分析。
④《基于hla的电力市场仿真系统设计》以高层体系结构 (hla)为标准，对单一买方电力市场模式，构建了电力市场仿真模型，设计了整个系统的实现框架。
⑤《电力市场与电力系统交互动态仿真设计》讨论了电力市场和电力系统动态仿真，建立了电力市场动态过程的仿真器平台，采用市场调节的预交易阻塞管理模式实现电力系统技术问题与电力市场经济问题的协调。
⑥《基于高层体系结构的电力市场分布交互仿真》主要从技术角度，提出电力市场分布交互仿真的概念，分析了仿真部件间的信息交互和同步问题。
以上研究的重点都在电力市场仿真系统的设计。下面对国内几个成熟的电力市场仿真系统进行介绍：《电力市场仿真和培训系统的设计及实现》介绍了东南大学开发的电力市场仿真和培训系统的设计及实现。该系统建立了统一的底层数据库，采用模块化结构体系，可以仿真不同电力网络在不同市场交易规则下的运行过程。
西北电网公司和西安交通大学、华南理工大学共同开发了“西北电力市场综合模拟系统”。该系统在市场模式方面实现了可配置性，可以在机组约束类型、网络约束类型、有无金融合同、有无物理合同、水电竞价方法等多个方面进行配置，实现共52种市场模式；实现了在分时和分段竞价模式中考虑省间潮流断面约束，可根据约束条件自动划分价区；系统运用人工模拟和智能代理相结合的技术对市场运行进行仿真，在人工模拟方式下，提供了基于价值诱导理论的报价方式；在智能代理的模拟方式中，采用智能代理学习方法模拟市场竞争行为。
在国家科技部和国家电网公司的资助下，中国电力科学研究院和华南理工大学共同开发了“国家电力市场仿真系统”。该系统实现了包括年度市场、月度市场和日前市场的多市场仿真，考虑了机组约束，网络约束等多种约束，可以对我国东北电力市场、华东电力市场等多种市场类型进行模拟。智能代理的可配置性是其一大特色，实现了启发式方法、re方法、q-learning方法等多种学习算法，每种算法又有若干个参数可以配置，每个市场成员（发电商或用户）都可以任意选择其中的一种学习算法，并对参数进行配置。
二、电力市场仿真中存在的问题
1.市场模式的配置
不同电力市场模式下报价规则、出清规则、结算规则都有所不同。在同一个仿真系统中实现多种市场模式的一种方法是建立一个算法库，每种市场模式都对应一个算法，当选择不同的模式时，调用相应的算法。这种方法的优点是每个算法都是独立的，对单个算法的编制相对比较容易。只要定义好统一的接口就可以。但当电力市场模式配置的环节很多时，组合出来的市场模式会非常多，比如，有8个配置环节，每个环节有2种模式，就有2(8)=256个不同的市场模式，如果每个环节有3种模式，则将有3(8)=6561种市场模式。编写这么多种算法基本上是不可能的，即使编写出来，以后的维护也将非常复杂。因此，需要利用软件工程等技术，研究市场出清算法的配置方法。
2.仿真结果的有效性分析
基于仿真的研究方法与传统的微观经济学、宏观经济学及博弈论等方法的主要区别在于前者是自底向上建模，模型中的市场参与者具有异质性，具有有限的理性。这些既是体现基于仿真的研究方法的优越性的因素，也是限制其应用的因素：这些特性造成了电力市场仿真模型的多样性，研究问题的多样性，分析方法的多样性。如何将仿真分析的结果和理论分析结果及实证研究结果比较，如何设置仿真模型中的众多的参数，对仿真结果用什么样的统计技术分析，都是有待深入研究的问题。
实际上，基于代理的计算经济学的结果的有效性问题，不仅仅在电力市场领域是有待解决的问题，其在其他领域的应用也存在这个问题。computational economics杂志用一个专刊对这个问题进行讨论。在这一系列文章中，提出了许多与仿真结果有效性相关的问题。
结论
仿真将成为电力市场研究的最有效的工具。在电力市场仿真平台的基础上，增加发电厂燃料供应，环境影响评估，用户用电效益分析等模块，还可以对更大范围的节能减排问题进行研究。但是其结果能否被相关决策者采用，发挥真正的作用，取决于其结果的有效性。电力市场仿真方面的研究，除了系统的开发、算法的研究，应该更加重视在结果分析、比较及参数校正方面的工作。
作者简介
荆朝霞，副教授，研究方向为电力系统规划与经济运行，电力市场及电力仿真。
陈皓勇，教授，研究方向为电力系统可靠性与规划、电力系统分析运行与控制和电力市场。
周海明 史述红 中国电力科学研究院
世界范围的电力体制改革最早从20世纪70年代开始，到现在已经进行了30多年。改革在一段时间，一些地区曾取得了巨大的成功，但是在一些时候和一些地区也曾引起了巨大的灾难。这是由于，市场并不是万能的，在可能提高经济效益的同时，也存在很多可能导致市场失灵的因素：市场模式设计的不合理、增大的交易费用、信息流通的不畅、外部性等。在一定条件下，市场不仅不能带来社会福利的增加，还可能导致重大的损失。电力市场实施事后分析的代价很高，因此在电力体制改革真正实施以前，就必须对其各种规则、市场模式进行深入且详细的评估。
目前研究电力市场的方法分为三大类：一类是基于微观经济学、博弈论和金融学等的理论研究，一类是对实际电力市场的经验分析或实证分析，最后一类就是实验仿真方法，包括基于代理的计算经济学的仿真法和基于实验经济学的模拟实验法。
由于电力市场的特殊性与复杂性，用前两种方法进行电力市场规则和模式等研究存在着一些局限性。基于仿真的方法适应于分析复杂经济系统。电力市场仿真可以根据电力市场的实际情况进行设置，能检验各种电力市场规则的可行性，也可针对一些关键问题与假设进行检验。电力市场仿真可以作为一种“发现”制度和揭示电力市场内在规律的研究方法。
电力市场的实验仿真研究方法又分为基于代理的计算经济学仿真和基于人工实验的实验经济学实验。基于代理的仿真法主要是通过智能算法来代理发电公司进行竞价策略选择，然后根据出清的结果来研究电力市场的各类问题。实验经济学实验的方法由相关的人员来进行实验，然后根据实验的结果进行研究。实验经济学能更真实模拟出电力市场交易实际情况，但易受干扰；而计算机仿真非常理性，尽管与实际市场情况差别较大，但能清晰地反映出每一个因素的影响。由于组织实验经济学实验的复杂性，目前电力市场仿真方面的研究主要集中在基于代理的计算经济学仿真。
采用基于代理的计算经济学的方法，不仅可以研究电力机制问题，还可以进一步扩充，对燃料市场（煤）与电力市场的关系，排污权交易等进行研究，具有广阔的应用前景。本文对国内外主要的电力市场仿真系统进行了介绍，并对其存在的问题进行了分析。
一、目前主要的电力市场仿真系统
进行基于代理的电力市场研究的前提是具有一个完备的仿真平台。基于代理的电力市场仿真已经受到了很多学者、研究机构、政府部门等的关注，并开发了若干个仿真平台。建立仿真系统的几个关键问题包括：仿真的市场类型的选择，出清算法的实现及智能代理算法。各个研究者或机构由于其目标不同，在系统设计、市场模型、智能代理的学习算法等方面都有所不同。这里对主要的几个仿真平台进行介绍。
1.美国电力市场仿真系统
(1) powerweb仿真系统
powerweb是美国康奈尔大学（cornell university）开发的电力市场仿真系统。主要模拟了发电侧竞价上网，而需求侧是基于负荷预测的某一个固定值。每个发电商都拥有一台发电机，其特性包括最小发电量，最大发电量，以及由分段线性函数构成的生产成本曲线，因此发电机的边际成本为分段阶梯式。市场出清方式为统一价格出清，出清价可以是最后接受容量的价格（lao）或第一个被拒绝的容量的价格（fro），可以在出清时考虑网损、阻塞、输电费等的影响。发电商的报价代理算法有以下几种：
①边际成本报价，即所有容量段都以边际成本报出。
②最高报价，即所有容量段都以最高报价报出。
③随机边际成本报价，即在边际成本的基础上增加一个随机量的报价方法。各个容量段都以边际成本乘于一变量a，a的期望为1，方差为(x/2)2，其中x为第一容量段边际成本与最高允许报价减最后容量段报价两者的较小值。
④贪婪算法（greedy search）：代理首先将各容量段以边际成本报价，然后确定边际容量段。第二次边际容量段上的报价为边际成本上浮某一随机较小的比率β，如果收益增加，报价继续上浮β，反之，下调β。
powerweb是一个基于网络的服务，在internet上的任何一点，都可以登录到powerweb进行仿真计算。
ames (agent-based modeling of electricity systems)系统报价算法
ames是美国爱荷华国立大学（iowa state university）开发的基于代理的电力市场仿真系统。电厂的成本函数表示为二次多项式函数，因此边际成本为线性函数。报价曲线为线性函数，根据边际成本函数和最高限价生成。研究的市场为美国日前批发电力市场，市场出清机制为考虑网络约束的节点电价法。由于其报价为线性函数，当网络约束用直流潮流方法表示时，其出清就成为了二次规划问题，因此该系统中用二次规划法实现市场出清。代理算法采用的是改进的re算法。其中re算法是roth-erev根据人工智能而提出来一种强化学习的方法。
ames是一个开放源代码系统，任何感兴趣的学者或机构可以在其网站上下载其代码，将自己开发的新的代理学习算法加入到系统中。
(2)emcas仿真系统
阿贡国家实验室emcas系统采用基于代理的建模方法仿真复杂电力市场的运行，用软件代理来代表市场参与者，具有决策和学习能力。emcas模型包含电力用户、发电公司、输电公司、配电公司、购电公司、独立系统调度iso、区域输电组织rto等市场参与者和市场监管员。emcas能仿真电力系统运行和计算电网每个小时和每个地点的电价，具有图形用户界面。与ames一样，研究的市场为美国日前批发电力市场，市场出清机制是考虑网络约束的节点电价法。由于其报价采用的是分段阶梯报价，因此出清算法采用了线性规划法。
竞价策略主要包含两个方面的内容：容量置留问题与各个报价容量段价格的确定。这里主要对后一个问题的解决方法进行介绍。
在emcas系统中竞价策略分为三大类：无学习；固定比例学习；变动比例学习。
①无学习报价策略
对于无学习方法，采用以下公式构造竞价策略：
bid pricegbh=a*(productioncostgb)+b*(correlated priceh)+c*(specified price)
bid pricebh：b容量段在时段h的报价。
production costgb：发电商g在b容量段的生产成本。
correlated priceh: 相关价格，可以是上时段报价，lmp或市场预测价格等。
specified price：发电商特定的固定的价格。
a，b，c在每个竞价时间段为定值。通过调整a、b、c的值，可以实现不同类型的竞价策略。比如，a=1,b=c=0，就是基于成本的报价方法；a=c=0，b=1，correlated price 取市场预测价格，则就是根据预测价格报价的方法。
② 固定步长学习策略fipp与动态步长学习策略dipp
对于fipp和dipp,能够应用学习调整模块来改变竞价策略。其学习调整模块包含以下考虑：
向后学习（look back）：对过去采用策略的表现进行评价；
向前学习（lookahead）：对市场未来状态的预估：
向旁边学习（look sideways）：对其他竞争对手的评估。
fipp和dipp都是根据上一日的收益等调整报价，区别在于fipp价格调整的幅度是预先设定的，在仿真过程中不会发生变化，而dipp会根据考虑收益的多寡及容量被收购等情况动态地修改每次价格调整的幅度。
2.英国
英国也较早就开展了电力市场仿真方面的研究。研究的市场模式主要是电力库模式和neta(new electricity trading arrangements of england and wales)模式。
(1) 基于英国电力库模式的仿真
《model-based comparisons of pool and bilateral markets for eectricity》书中提出了主要用于模拟英国电力库模式（2001年以前市场模式）的仿真模型。这个仿真系统可以用来比较不同的市场机制，比如日报价和小时报价的比较，统一出清和歧视出清的比较等。发电商利用加强学习法生成报价策略，根据前一日的出清结果提高，降低或保持原来的报价。负荷在系统中用一个集中的，静止的，具有有限价格弹性负荷曲线表示。《a multiagent model of the uk market in electricity generation》文中建立了一个基于英国电力库模式的仿真模型，代理采用了学习分类器方法，并在学习中可以同时考虑多种目标，比如“不亏损”和在“所有环境下最大化利润”。
(2) 基于英国neta模式的仿真
《agent-based smulation: an aplication to the new electricity trading arrangements of england and wales》介绍了一个基于英国电力市场新模式 (new electricity trading arrangements of england and wales, neta)的仿真。在这个仿真系统中，同时模拟了两个市场：双边市场（bilateral market）和平衡机制 （balancing mechanism）。负荷表示为主动的可以在这两个市场中行动的用户。两个市场都用歧视电价方法出清。智能代理采用的是一种基于该市场模式的专用的学习方法，没有采用智能代理研究领域内产生的基于心理学研究的通用学习方法。
3.中国
国内近年来很多机构和学者也都开展了电力市场仿真方面的研究：
①《电力市场仿真系统的多智能体结构体系研究》提出了一种基于多智能体系统（mas）和corba技术的电力市场仿真平台的设计方案，详细分析了将mas技术和corba技术应用于仿真平台设计的灵活性和优越性。
②《基于智能个体信念学习的电力市场模拟的理论框架》基于多智能体和复杂适应系统的思路，提出了电力市场模拟总体设计框架。
③《寡头垄断电力市场实验设计与博弈分析》将实验经济学的方法成功应用于寡头垄断电力市场研究，针对一个由3个厂商组成的寡头垄断实验市场进行了多次实验并对实验结果进行了严格的统计分析。
④《基于hla的电力市场仿真系统设计》以高层体系结构 (hla)为标准，对单一买方电力市场模式，构建了电力市场仿真模型，设计了整个系统的实现框架。
⑤《电力市场与电力系统交互动态仿真设计》讨论了电力市场和电力系统动态仿真，建立了电力市场动态过程的仿真器平台，采用市场调节的预交易阻塞管理模式实现电力系统技术问题与电力市场经济问题的协调。
⑥《基于高层体系结构的电力市场分布交互仿真》主要从技术角度，提出电力市场分布交互仿真的概念，分析了仿真部件间的信息交互和同步问题。
以上研究的重点都在电力市场仿真系统的设计。下面对国内几个成熟的电力市场仿真系统进行介绍：《电力市场仿真和培训系统的设计及实现》介绍了东南大学开发的电力市场仿真和培训系统的设计及实现。该系统建立了统一的底层数据库，采用模块化结构体系，可以仿真不同电力网络在不同市场交易规则下的运行过程。
西北电网公司和西安交通大学、华南理工大学共同开发了“西北电力市场综合模拟系统”。该系统在市场模式方面实现了可配置性，可以在机组约束类型、网络约束类型、有无金融合同、有无物理合同、水电竞价方法等多个方面进行配置，实现共52种市场模式；实现了在分时和分段竞价模式中考虑省间潮流断面约束，可根据约束条件自动划分价区；系统运用人工模拟和智能代理相结合的技术对市场运行进行仿真，在人工模拟方式下，提供了基于价值诱导理论的报价方式；在智能代理的模拟方式中，采用智能代理学习方法模拟市场竞争行为。
在国家科技部和国家电网公司的资助下，中国电力科学研究院和华南理工大学共同开发了“国家电力市场仿真系统”。该系统实现了包括年度市场、月度市场和日前市场的多市场仿真，考虑了机组约束，网络约束等多种约束，可以对我国东北电力市场、华东电力市场等多种市场类型进行模拟。智能代理的可配置性是其一大特色，实现了启发式方法、re方法、q-learning方法等多种学习算法，每种算法又有若干个参数可以配置，每个市场成员（发电商或用户）都可以任意选择其中的一种学习算法，并对参数进行配置。
二、电力市场仿真中存在的问题
1.市场模式的配置
不同电力市场模式下报价规则、出清规则、结算规则都有所不同。在同一个仿真系统中实现多种市场模式的一种方法是建立一个算法库，每种市场模式都对应一个算法，当选择不同的模式时，调用相应的算法。这种方法的优点是每个算法都是独立的，对单个算法的编制相对比较容易。只要定义好统一的接口就可以。但当电力市场模式配置的环节很多时，组合出来的市场模式会非常多，比如，有8个配置环节，每个环节有2种模式，就有2(8)=256个不同的市场模式，如果每个环节有3种模式，则将有3(8)=6561种市场模式。编写这么多种算法基本上是不可能的，即使编写出来，以后的维护也将非常复杂。因此，需要利用软件工程等技术，研究市场出清算法的配置方法。
2.仿真结果的有效性分析
基于仿真的研究方法与传统的微观经济学、宏观经济学及博弈论等方法的主要区别在于前者是自底向上建模，模型中的市场参与者具有异质性，具有有限的理性。这些既是体现基于仿真的研究方法的优越性的因素，也是限制其应用的因素：这些特性造成了电力市场仿真模型的多样性，研究问题的多样性，分析方法的多样性。如何将仿真分析的结果和理论分析结果及实证研究结果比较，如何设置仿真模型中的众多的参数，对仿真结果用什么样的统计技术分析，都是有待深入研究的问题。
实际上，基于代理的计算经济学的结果的有效性问题，不仅仅在电力市场领域是有待解决的问题，其在其他领域的应用也存在这个问题。computational economics杂志用一个专刊对这个问题进行讨论。在这一系列文章中，提出了许多与仿真结果有效性相关的问题。
结论
仿真将成为电力市场研究的最有效的工具。在电力市场仿真平台的基础上，增加发电厂燃料供应，环境影响评估，用户用电效益分析等模块，还可以对更大范围的节能减排问题进行研究。但是其结果能否被相关决策者采用，发挥真正的作用，取决于其结果的有效性。电力市场仿真方面的研究，除了系统的开发、算法的研究，应该更加重视在结果分析、比较及参数校正方面的工作。
作者简介
荆朝霞，副教授，研究方向为电力系统规划与经济运行，电力市场及电力仿真。
陈皓勇，教授，研究方向为电力系统可靠性与规划、电力系统分析运行与控制和电力市场。