基于SFE模型的区域电力市场模拟分析

在电力市场中，采用第一价格暗标拍卖机制的日前现货市场是一种主要的交易形式。为了研究现货市场中发电企业的竞标策略及其对市场结果的影响，作建立了分析现货市场的供给函数均衡模型，其基本假设是发电企业具有通常为线性的边际成本并提交线性供给函数进行市场竞价。由于采用零截距边际成本和供给函数的假设可以简化分析，中提出了线性供给函数模型和零截距线性供给函数模型之间的转化算法，即模型的正规化问题。利用该模型进行了算例分析，所考虑的影响市场结果的因素为需求、需求弹性，完全竞争企业的容量份额和策略竞标企业的规模，市场结果包括市场出清电价、消费剩余和生产剩余以及发电企业的利润。计算结果表明策略竞标企业的规模越大，抬升市场价格的能力和动机就越强。在大企业策略竞标的条件下，完全竞争企业会获得更大的超额利润。     

考虑需求侧竞价的发电公司竞价策略分析

采用微观经济学理论研究了单边开放的电力市场模式中考虑需求侧竞价的发电公司竞价策略问题。运用经济学理论中的供给函数均衡模型建立考虑需求侧竞价的发电侧竞价策略模型,运用连续函数极值原理分析得到发电公司的优化报价策略,结果表明发电公司的优化报价策略是报价高于边际成本,需求侧竞价的存在可有效地降低发电公司的报价;论证了需求侧竞价情况下市场均衡解存在且唯一,并得到了均衡解和市场力之间的函数表达式;最后分析了长期和约对均衡解的影响,发现长期和约可降低发电公司的市场力。     

电力市场的多代理模型

该文提出了基于猜测供给函数模型的发电公司Agent模型，并构造了重复博弈电力市场的Mulit—Agent(多代理)模型。该模型可以用于分析和预测重复博弈的不完全信息电力市场环境下各发电公司潜在的市场力。各发电公司作为一个Agent，根据公布的前阶段市场运行数据动态地调整其微增响应猜测，以获得短期最大利润。通过电力需求无弹性的IEEE6机30母线系统算例验证，该文所提出的电力市场多代理模型具有可行性和有效性。     

Power Pool中发电公司竞价问题的微观经济学分析

运用微观经济学理论研究了Power Pool模式中发电公司的竞价问题。首先，通过对寡头市场的均衡分析指出，Power Pool模式中发电公司采取策略性报价是寡头企业长期均衡的必然结果。其次，运用供给函数均衡分析指出，发电公司的优化报价策略是报价高于边际成本，发电公司的优化报价曲线经过发电公司面对其自身剩余需求曲线单独决策时的最优化点，市场的统一清除价必定等于发电公司面对其自身剩余需求曲线单独决策时的最优化点的价格，市场均衡解存在且惟一。最后，探讨了均衡解与市场力之间的关系，并通过分析差价合约对均衡解的影响发现差价合约可降低电力公司的市场力。     

Power Pool中发电公司竞价问题的微观经济学分析

运用微观经济学理论研究了Power Pool模式中发电公司的竞价问题。首先，通过对寡头市场的均衡分析指出，Power Pool模式中发电公司采取策略性报价是寡头企业长期均衡的必然结果。其次．运用供给函数均衡分析指出，发电公司的优化报价策略是报价高于边际成本，发电公司的优化报价曲线经过发电公司面对其自身剩余需求曲线单独决策时的最优化点，市场的统一清除价必定等于发电公司面对其自身剩余需求曲线单独决策时的最优化点的价格，市场均衡解存在且惟一。最后，探讨了均衡解与市场力之间的关系，并通过分析差价合约对均衡解的影响发现差价合约可降低电力公司的市场力。     

考虑远期合同交易的发电市场分段线性供应函数均衡模型

采用线性供应函数均衡方法，针对多个具有非零截距线性边际成本的非对称发电商，研究了考虑远期合同交易的发电市场均衡模型。提出了2种方法，即基于发电阈值电价的方法与基于竞标闲值电价的方法，来获取分段均衡的供应函数，并计及发电商出力限制对均衡结果的影响。算例分析表明了模型的有效性，并且显示，如果市场规则要求发电商投标时必须保证其合同电力，则在发电商的合同销售电力较大时，这种市场规则通常将导致市场均衡价格的明显下降。     

计及网络阻塞影响的发电公司最优报价策略

在电力市场环境下发电公司要竞价上网，其最关心的问题是如何构造最优的报价策略以获取最大利润。输电系统容量不足所引起的阻塞问题可以起到分割市场的作用，从而改变发电公司在电力市场中所处的竞争位置，进而影响发电公司的最优报价策略。文中研究了计及输电网络阻塞影响情况下的发电公司的最优报价策略，在假设可用概率分布函数来描述竞争对手报价行为的基础上，系统地构造了描述这一问题的随机优化模型，并提出了基于蒙特卡罗仿真和遗传算法的求解方法。最后，用修改过的IEEEl4节点系统说明了所提出的方法的基本特征。     

基于均衡分析的总统调合同电量比例研究

该文针对中国电力市场中合同市场运行规则的特点，应用猜测供给函数均衡方法模拟发电公司策略行为，并考虑风险规避型的合同电价和现货电价之间的联系，构造了电力公司作为单一购买者和市场运营机构参与重复博弈的电力市场运行时，确定市场统调合同电量占总统调用电量的最佳比例的数学模型，使合同市场能够最大限度地发挥其平抑发电公司所拥有的潜在市场力的作用。通过算例计算分析合同电价的波动、合同电量的分配方案以及市场中电力需求的弹性对统调合同电量所占最佳比例的影响。     

求解计及输电约束的线性供给函数均衡模型的分支定界方法

在计算线性供给函数均衡模型(linear supply function equilibrium,LSFE)的过程中,通常需要多次求解各发电商(generation company,GenCo)个体所对应的双层优化问题。提出采用分支定界方法求解计及输电约束的线性供给函数均衡问题。采用分支剪支操作处理互补松弛约束,仅需要计算少量的子优化问题,就可以达到遍历所有系统松弛子模式的效果。通过3节点系统和IEEE30节点系统2个算例可以看出,所提算法具有很好的搜索效率,为求解大规模电力市场均衡问题提供了一条有效途径。     

使用LSFE分析计及输电系统约束的市场势力

基于线性供给函数均衡(LSFE)模型，提出了一种计及输电系统约束的计算发电商Lerner指标的新方法。在竞争性的电力市场中，发电商的发电成本数据并不公开，因此不能使用市场仿真计算发电商的Lerner指标。运用所提出的方法，独立系统运行员(ISO)可以在未知发电商成本信息的情况下计算发电商的Lerner指标。该方法只需要各参与者(发电商和用户)的报价曲线和在市场Nash均衡点的电价、功率信息以及输电网络的运行状态信息就可以计算，计算简便，结果精确。该方法还能表明进行策略报价的发电商的Lerner指标与它的市场份额成正比，与所有其他市场参与者的市场份额、供给(需求)价格弹性和对该发电商的网络影响因子的乘积之和成反比。还定义了一个市场综合指标用来度量整个市场中的发电商市场势力作用的相对程度。     

A coevolutionary approach to analyzing supply function equilibrium model

This paper presents a coevolutionary approach to analyzing supply function equilibrium (SFE) models of an oligopolistic electricity market. Both the affine supply function model and the piece-wise affine supply function model are considered. Different parametrization cases of the affine supply function model are analyzed. The piece-wise affine supply functions that have a large number of pieces are used to numerically estimate the equilibrium supply functions of any shapes. Simulation cases of the piece-wise affine supply function model with different peak loads, nonquadratic and nonconvex costs, and different demand elasticities are studied. An example based on the cost data from the real-world electricity industry is used to validate the approach presented in this paper. Simulation results show that the coevolutionary approach rapidly converges to SFE in the affine supply function model simulation and robustly converges to SFE in all cases of the piece-wise affine supply function model simulation. The approach is robust and flexible and has the potential to be used to solve the complicated equilibrium problems in real-world electricity markets.     

使用LSFE分析计及输电系统约束的市场势力

基于线性供给函数均衡(LSFE)模型，提出了一种计及输电系统约束的计算发电商Lerner指标的新方法。在竞争性的电力市场中，发电商的发电成本数据并不公开，因此不能使用市场仿真计算发电商的Lerner指标。运用所提出的方法，独立系统运行员(ISO)可以在未知发电商成本信息的情况下计算发电商的Lerner指标。该方法只需要各参与者(发电商和用户)的报价曲线和在市场Nash均衡点的电价、功率信息以及输电网络的运行状态信息就可以计算，计算简便，结果精确。该方法还能表明进行策略报价的发电商的Lerner指标与它的市场份额成正比，与所有其他市场参与者的市场份额、供给(需求)价格弹性和对该发电商的网络影响因子的乘积之和成反比。还定义了一个市场综合指标用来度量整个市场中的发电商市场势力作用的相时程度．     

考虑不确定性的小水电代理竞争市场均衡分析

在小水电资源丰富的省(自治区、直辖市),小水电参与市场竞争会更有利于发挥市场优化配置资源的作用。但是,由于小水电自身的特性,参与市场会面临较常规水电站更大的电量不确定性风险;此外,数目众多的小水电站单独参与市场会使得市场复杂化。为此,文中针对小水电参与市场竞争的方式开展研究,提出了小水电采用代理参与市场的方式,建立了考虑来水不确定性的供给函数均衡模型,并采用随机模拟技术和优化算法求解,最后通过对市场均衡状态的分析,验证了小水电代理机制的有效性和合理性。     

Oligopolistic equilibrium analysis for electricity markets: a nonlinear complementarity approach

Oligopolistic equilibrium models are widely used in electricity market analysis, among which the supply function equilibrium model has been chosen as the basis of many power market models. A nonlinear complementarity approach has been proposed in this paper to calculate the Nash supply function equilibrium for a bid-based-pool generation market with a dc transmission model. A mixed nonlinear complementarity problem (NCP) is presented by combining the Karush-Kuhn-Tucker conditions of all strategic generating firms. Using a special nonlinear complementarity function, the mixed NCP is reformulated as a set of nonlinear algebraic equations and thus can be solved by an inexact Levenberg-Marquardt algorithm. Numerical examples are presented to verify the effectiveness of the proposed method. The results show that the generating firms could exercise their market power by over-production under congestion, or by capacity withholding in case of power shortage. The approach developed in this paper provides an efficient way to the solution of large-scale, complicated equilibrium models for electricity markets.     

Towards the development of risk-constrained optimal bidding strategies for generation companies in electricity markets

In the competitive electricity market environment, generation dispatching is bid-based, and individual generation companies (Gencos) are required to compete with rivals through bidding to the market. Competition implies the opportunities for Gencos to get more profit and, in the meantime, the risk of not being dispatched. As a result, it has become a major concern for Gencos to build optimal bidding strategies so as to maximize profits while minimizing risks associated. In this paper, a new approach is developed for building optimal bidding strategies with risks taken into account for Gencos participating in a pool-based single-buyer electricity market. It is assumed that each Genco bids a linear supply function and that the system is dispatched to minimize the total purchasing cost of the single-buyer. Each Genco chooses the coefficients in the linear supply function for making tradeoff between two conflicting objectives: profit maximization and risk minimization. A stochastic optimization model is established for the purpose and a novel method for solving this problem is presented. Numerical test results for a simulated electricity market with six Gencos show clearly the essential features of the developed model and method.     

考虑金融期权的电力市场供应函数均衡分析

依据联营模式下电力市场的特点,研究发电商在金融期权市场和现货市场中的博弈问题,建立了一个发电商在现货市场中按线性供应函数竞争、在金融期权市场中按古诺竞争的两阶段博弈模型,分析了金融期权对电力市场效率和策略性发电商竞争行为的影响.结果表明,策略性发电商能自愿参与金融期权市场的竞争,从而在一定程度上抑制了发电商的市场力、增强了电力市场的竞争.仿真算例说明了该模型方法的合理性和有效性.     

电力供应链的收益风险研究

分析了电力供应链的特点,在对引入期权交易的售电商主导的电力供应链中,给出了期权定价市场化情况下实现电力供应链整体利润最优的期权价格组合和电量;在此基础上建立了综合考量电力供应链在多级市场的收益最大,同时占电力供应链主导地位的售电商风险最低的双目标规划的电量组合模型。算例表明电力供应链不同风险厌恶程度与收益给电量分配带来不同的影响,为电力供应链的电量组合与风险评估提供了新途径。     

分时电价下基于供用电双方博弈的家庭用户需求响应

动态电价策略正成为当前电力市场环境下供电侧普遍采用的调控手段,针对电力市场中售电公司与用户间互动关系,基于博弈论构建一种非合作的Stackelberg模型研究家庭用户的需求响应策略。模型通过对用户进行分类以实现对不同偏好用户的综合考虑,同时将电网负荷波动对售电公司效益的影响、用户满意度对用电舒适度的影响进行量化处理以完善供、用电双方效用函数。采用逆向归纳法对模型的纳什均衡解进行求解,并以此实现分时电价下对用户用电任务的优化调整。最后,将模型应用于实际算例中并对用户种类进行灵敏度分析,结果表明模型在供用电双方的效用优化方面具有较好的效果。     

考虑系统运行不确定性的电力市场均衡模型

电力系统运行与规划过程中存在众多不确定性因素,这给电力市场分析带来挑战.针对负荷不确定性与随机线路故障停运,建立了考虑系统运行不确定性的电力市场线性供给函数均衡模型.在该模型中,通过枚举所有可能的系统运行场景来处理不确定性因素.由于各系统运行场景的出现概率不同,发电厂商在各系统运行场景的收益不尽相同,因而面临相当大的决策风险.针对随机市场博弈的特点,扩展改