【摘要】： 由于電力商品的特殊性,電力批發(fā)市場實質上是一個寡頭競爭市場。發(fā)電商作為市場主動參與者,將在經濟利潤最大化這一目標驅動下行使市場力,進行不同于發(fā)電成本的策略競標。多發(fā)電商的相互策略作用對電力批發(fā)市場的出清價格、交易數量以及市場運行效率產生影響。同時,由于電網可能發(fā)生傳輸阻塞的特殊物理特性,使得發(fā)電商通過策略競標來達到自身生產效益最大化這一市場力現象在電力行業(yè)中顯得尤為突出和特殊。本論文的中心課題就是在考慮網絡傳輸阻塞情況下,針對發(fā)電商市場力行為進行分析研究。 以往的市場集中度指數在評估發(fā)電商市場力時不能充分反映電力市場的運行特性。發(fā)電商市場力行為所導致的消極作用,如市場價格升高、電力交易量減少和市場運行效率降低等,應通過適當的數學模型進行仿真模擬,從而為市場運行監(jiān)管者甄別、防范和平抑發(fā)電商市場力行為,引導市場高效、公平運行提供定量指數和評估依據。博弈論提供了研究電力市場中發(fā)電商策略競標市場力行為的有力工具。 描述發(fā)電商策略競標行為的數學模型是一個兩層優(yōu)化問題。上層發(fā)電商生產效益最大化問題需建立在下層市場出清,即系統效益最大化問題基礎上。在多時段電力交易下,該數學模型較難運用于發(fā)電商策略競標市場力行為分析中。啟發(fā)式多代理學習系統是一個有效工具,該方法不依賴于嚴格的數學解析模型,根據代理的學習機制自身進化到最優(yōu)報價策略,從而突破了研究中長期發(fā)電商市場力行為所遇到的困難。 本文的主要工作和創(chuàng)新點包括以下幾個方面: 1)市場力通常由反映市場集中度的市場份額類指數來衡量,如HHI指數。這類指數運用在電力市場中卻會導致較大偏差,尤其在計及網絡傳輸阻塞這一電網固有特性時顯得突出。本文提出了采用一系列基于納什均衡的市場運行指數來衡量發(fā)電商市場力程度,從發(fā)電商行使市場力的真正動機入手來分析市場力行為。 2)目前研究發(fā)電商博弈策略競標行為的文獻,或者不考慮網絡傳輸約束,或者僅局限于某一模型的研究。本文基于同樣的測試網絡參數,在考慮網絡傳輸阻塞的情況下探討不同博弈模型對電力寡頭市場運行的影響。應用最佳反映函數和循環(huán)搜索最優(yōu)策略的方法對壟斷、古諾、Stackelberg、供給函數均衡和猜測供給函數等博弈模型進行研究分析。 3)由于網絡損耗和博弈行為在當今電力市場的客觀存在性,結合基于博弈論的發(fā)電商策略競標行為和輸電網絡功率損耗二者特性,本文創(chuàng)新性地首次提出了在考慮線路傳輸功率損耗的情況下,針對寡頭電力市場中發(fā)電商博弈策略均衡模型的分析研究。 4)在求解發(fā)電商生產效益最大化問題時,由于該優(yōu)化模型的非線性和非凸性,目前詳細討論求解過程和方法的文獻很少。本文針對不同博弈模型,創(chuàng)新地提出了兩種求解方法:其一是遍歷系統運行狀態(tài)將非凸性的兩層優(yōu)化問題轉化為典型的二次凸規(guī)劃,以保證全局最優(yōu)解;其二是結合啟發(fā)式優(yōu)化算法尋找較好的初始點,然后再進行解析求解。 5)本文以多代理系統為基礎,提出了利用自加強學習算法來模擬仿真中長期電力批發(fā)市場,從而找到市場平衡點,并據此評估市場中長期運行情況。該學習算法突破了中長期電力市場發(fā)電商策略行為采用解析數學模型表達的難題,算法運用具有創(chuàng)新性。 6)本論文提出了運用最優(yōu)適應度粒子群算法求解發(fā)電商生產效益最大化問題,解決了確定性優(yōu)化方法在求解此類優(yōu)化問題時所遇到的局限性,如最優(yōu)解的局部性和初始點選擇的敏感性。 7)發(fā)電商的策略競標行為導致電力市場運行效率低,這一消極因素在用戶需求彈性較低時尤為突出。本文基于發(fā)電商猜測供給函數以及電力用戶需求彈性模型,對提高負荷需求彈性從而抑制發(fā)電商市場力消極作用進行了詳細研究和分析。 本文緊密結合電力系統的技術和經濟運行特性,對電力系統市場化運營管理,特別是考慮傳輸網絡阻塞情況下的發(fā)電商市場力行為進行了理論研究。為電力市場運行監(jiān)管者甄別、預防和抑制發(fā)電商市場力行為,引導電力市場公平、高效運行提供了分析研究工具和定量指數。
【圖文】：

通大學工學博士學位論文 常，供給曲線是發(fā)電商送至交易中心的實際競標曲線。標曲線(左為線性連續(xù)曲線，，右為線性階梯曲線)由圖 2-4電商向市場交易中心呈報供給曲線，當市場出清后，發(fā)電(v)當和調度產量(p)，并據此可以計算得到生產效益（圖SG= v p  C (p)= v p ( bmp2+ amp ) 價格供給曲線供給曲線價格vG

可能有不同的節(jié)點價格。對于需求側價格為 30$/MW，22$/MW。而在不考慮網絡約束情況下，對于需求側和供25$/MW；交易量減少，從無約束網絡下的 25MW 總交易量減少到有20MW；需求側用戶效益減少, 從面積 CEG 減少到面積 FE′G;社會效益降低，從面積 AEG 減少到面積 ADE′G;效益死區(qū)產生, 面積 E′DE;商品交易效益(阻塞費用)產生，面積 BD E′FF12= ∞ MW① ②20+0.2p v =50-qF12=20MW①ρ =20+0.2p 供給CSS= SC+SG無約束網絡$/MW 價格SS= SC+SGC有約束網絡$/MW 價格BG
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：F407.61

【引證文獻】

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1 付蓉;王蓓蓓;李揚;唐國慶;;輸電網絡約束下發(fā)電商的市場力行為分析[J];電力自動化設備;2008年05期

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1 楊建林;電力市場均衡模型及其相關算法研究[D];上海交通大學;2010年

2 楊建林;電力市場均衡模型及其相關算法研究[D];上海交通大學;2011年

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1 朱清清;考慮節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展電力市場研究[D];上海交通大學;2011年

本文編號：2622482