【摘要】：全球范圍的節(jié)能減排政策以及智能電網(wǎng)建設(shè),使得可再生能源與電力需求響應(yīng)措施得到廣泛關(guān)注和利用。同時,各類需求響應(yīng)措施與可再生新能源扶持政策的實施,將對寡頭競爭的電力市場參與者的行為策略和整個市場的競爭結(jié)果產(chǎn)生重要影響。研究這些影響機(jī)制將有助于完善電力市場設(shè)計,并對改進(jìn)電力市場競爭效率具有理論和現(xiàn)實意義。在此背景下,本文基于寡頭競爭均衡理論,開展了考慮需求響應(yīng)措施和可再生能源扶持政策的電力市場均衡模型研究,并分析不同需求響應(yīng)資源和可再生能源扶持政策對市場參與者競爭策略以及整個市場競爭均衡結(jié)果的影響。主要工作與創(chuàng)新貢獻(xiàn)如下:首先,為了研究可中斷負(fù)荷措施對電力市場競爭的影響,提出了一種計入可中斷負(fù)荷的電力市場需求模型,并在此基礎(chǔ)上分別建立了考慮可中斷負(fù)荷的批發(fā)市場古諾競爭均衡模型與供應(yīng)函數(shù)競爭均衡模型。針對計入可中斷負(fù)荷后均衡模型的非光滑性,提出了一種求解方法。算例分析研究了可中斷負(fù)荷量、中斷閾值價格以及不同競爭模式對發(fā)電商報價策略以及電力市場均衡結(jié)果的影響,并表明:(1)引入可中斷負(fù)荷資源可以有效降低批發(fā)市場價格及其波動性,特別是當(dāng)需求不確定性相對較大或需求價格彈性相對較小時,這種效果更明顯。(2)可中斷負(fù)荷量與中斷閾值價格對市場均衡結(jié)果具有重要影響,較大的可中斷負(fù)荷量與較小的中斷閾值價格更有利于降低批發(fā)市場價格及其波動性。(3)在古諾競爭模式下實施可中斷負(fù)荷項目,更有利于降低批發(fā)市場價格及其波動性,緩解發(fā)電商的市場力。這是本文的主要創(chuàng)新點之一。其次,為了研究可中斷負(fù)荷措施對可再生能源發(fā)電波動性的緩解作用,建立了一個考慮可中斷負(fù)荷的含風(fēng)電電力市場均衡模型,并引入條件風(fēng)險價值(CVaR)作為風(fēng)險評估工具,研究了可中斷負(fù)荷項目對含風(fēng)電電力市場均衡結(jié)果以及發(fā)電商風(fēng)險的影響。算例仿真表明:(1)可中斷負(fù)荷資源可以有效緩解由可再生能源并網(wǎng)引起的批發(fā)市場價格波動,并降低批發(fā)市場價格,尤其當(dāng)風(fēng)電不確定性較大時,效果更明顯。(2)可中斷負(fù)荷資源可以為傳統(tǒng)發(fā)電商緩解風(fēng)險提供一種有效途徑。第三,假設(shè)靈活用戶可以通過需求響應(yīng)聚合商直接參與批發(fā)市場競爭,分別建立了需求響應(yīng)聚合商古諾競爭模式與供應(yīng)函數(shù)競爭模式下的電力市場均衡模型。通過引入一個特殊約束條件,可同時計入負(fù)荷轉(zhuǎn)移資源與負(fù)荷削減資源。對于模型求解中出現(xiàn)的非線性互補(bǔ)問題,采用非線性互補(bǔ)方法進(jìn)行求解。研究表明:(1)需求響應(yīng)資源參與市場競爭可以有效鼓勵靈活用戶將負(fù)荷需求從高峰轉(zhuǎn)移到低谷,降低峰谷差。(2)同時擁有負(fù)荷轉(zhuǎn)移資源與負(fù)荷削減資源的需求響應(yīng)聚合商在市場競爭中擁有更強(qiáng)的競爭力。(3)從平滑負(fù)荷曲線的角度,需求響應(yīng)聚合商以古諾競爭模式參與時效果較好;從平滑價格曲線的角度,需求響應(yīng)聚合商以供應(yīng)函數(shù)競爭模式參與時效果更明顯。這也是本文的一個重要創(chuàng)新點。最后,建立了一個考慮寡頭綠色證書市場與電力批發(fā)市場的兩階段聯(lián)合均衡模型。在第一階段,所有可再生能源發(fā)電商以供應(yīng)函數(shù)競爭模式參與綠色證書市場競爭。在第二階段,所有發(fā)電商以古諾競爭模式參與批發(fā)市場競爭。該均衡模型最后可以歸結(jié)為一個具有均衡約束的均衡問題,并采用非線性互補(bǔ)方法進(jìn)行求解。研究表明:(1)可再生能源發(fā)電商會根據(jù)配額變化在兩個市場中以不同的方式行使市場力。當(dāng)配額較低時,可再生能源發(fā)電商會選擇在綠色證書市場中持留證書來行使市場力;當(dāng)配額較高時,可再生能源發(fā)電商會通過減少批發(fā)市場出力來行使市場力。這些策略性行為都會導(dǎo)致證書價格與電力批發(fā)市場價格上升。(2)面對較高的證書價格,理性的傳統(tǒng)化石燃料發(fā)電商會選擇降低批發(fā)市場出力,進(jìn)而降低對證書的需求,降低證書市場價格與證書購買成本。(3)可再生能源發(fā)電商發(fā)電成本的降低,可以有效降低綠色證書市場與電力批發(fā)市場的價格,緩解發(fā)電商的市場力,促進(jìn)電力市場的健康運行。這也是本文的一個主要創(chuàng)新點。
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：F426.61;TM73
【圖文】：

斷市場之間的市場結(jié)構(gòu)，也是一種最常見的市場結(jié)構(gòu)，如現(xiàn)行的電力市場就是一逡逑個典型的寡頭競爭市場。在寡頭競爭的市場結(jié)構(gòu)中，參與者的數(shù)目有限且大于１，逡逑市場競爭程度介于完全競爭市場與完全壟斷市場之間。逡逑寡頭競爭模式下的均衡模型有很多種。按照參與者選擇決策變量的不同，寡逡逑頭競爭模式下的均衡模型可以分為：基于產(chǎn)量競爭的古諾（Ｃｏｕｒｎｏｔ）模型、基于價逡逑格競爭的伯川德（Ｂｅｒｔｒａｎｄ）模型、基于價格與產(chǎn)量競爭的供應(yīng)函數(shù)（Ｓｕｐｐｌｙ逡逑Ｆｕｎｃｔｉｏｎ，邋ＳＦ）模型、猜測變量（Ｃｏｎｊｅｃｔｕｒａｌ邋Ｖａｒｉａｔｉｏｎ，邋ＣＶ）模型、猜測供應(yīng)函數(shù)逡逑（Ｃｏｎｊｅｃｔｕｒｅｄ邋Ｓｕｐｐｌｙ邋Ｆｕｎｃｔｉｏｎ，邋ＣＳＦ）模型和斯塔克伯格（Ｓｔａｃｋｅｌｂｅｒｇ）模型等。閣２－１逡逑總結(jié)了不同市場模式下的競爭模型，其屮競爭程度只限于描述不同市場結(jié)構(gòu)。在逡逑寡頭競爭的電力市場均衡分析中，以Ｃｏｕｍｏｔ競籮模型４ＳＦ競卞模型應(yīng)州最為廣逡逑泛，而完全競爭模型姐常作為基準(zhǔn)，用于比較分析其他寡頭競爭模型中參與濟(jì)的逡逑策略性行為與市場力程度，因此本節(jié)主要介紹這三種競爭模型，為后續(xù)研究做鋪逡逑墊。逡逑大小逡逑

逑在本章屮，蒙特卡洛模擬被用來處理電力需求的不確定性。在蒙特卡洛模擬逡逑的基礎(chǔ)上求解均衡問題的計算流程如圖３＿２所示。逡逑獲＃隨機(jī)Ｗ桌的概宇．邋邐邋＿福￥邑１涵桉芊＼邋根據(jù)市瘍參５若的優(yōu)化模甩逡逑分布邐分布生成隨機(jī)數(shù)＂＂＂１求解相應(yīng)的階優(yōu)化條件逡逑利用均衡價格與均衡出邐邐：邐邋邐邐逡逑力的數(shù)字特征對電力市邐估計均衡價格與均邐求解ｉ＋１？算每個樣本下的逡逑場均衡結(jié)果進(jìn)行分析衡出力的數(shù)字特征ｉ邋；邐均衡價格與均衡出力逡逑圖３－２基干蒙特卡洛方法求解均衡模型的流程逡逑Ｆｉｇ．３－２邋Ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ邋ｍｏｄｅｌ邋ｓｏｌｕｔｉｏｎ邋ｆｌｏｗ邋ｃｈａｒｔ邋ｕｓｉｎｇ邋Ｍｏｎｔｅ邋Ｃａｒｌｏ邋ｍｅｔｈｏｄ逡逑結(jié)合３．３．３節(jié)與３．３．４節(jié)提出的求解方法，同時考慮可中斷負(fù)荷與需求不確定逡逑性的均衡模型求解具體流程如圖３－３所示。逡逑ｄ）逡逑隨機(jī)產(chǎn)生Ｗ個丨逡逑需求＾本丨逡逑—取士￡邋－－：逡逑Ｊｔ＝Ｕ２－ＪＶ邋｜逡逑＿Ｔ邋＿＿＿邐—邐逡逑邐Ｊ邐」Ｐｉｋ）＝ｋ0逡逑＿邋ｊ＾ｌ＋ｂｃ，邐（ｋ）＝邐ｌ＋ｂｃｊ邐Ｐ（ｋ）邋＝邋ｋａ逡逑Ｐ邋￣邐？邐１邋Ｔ邐ｆ邐＂邐１逡逑辦（ｉ＋ｙ邐）邐＾＞（ｉ＋ｙ邐－－）逡逑丫１＋＼邋知邐ｉ邐ｒ邐知邐ｉ邐ｖ＝＾－ｂＫ－±ｑ，逡逑Ｌ邐－１＋？邐」邐Ｌｉ１，邋Ｊ邋，＝ｕ，．，，逡逑／？＝１，２，ｈ，”邐ｊ邋＝邐ｎ逡逑＜Ａ＞邋ｎ�！埂义�、、］二邐、；＇ＹＥＳ逡逑ＹＥＳ邐邐%跡邋邋邋巍義霞細(xì)鼉獬雋τ刖餳坼義細(xì)

本文編號：2723506