电力市场稳定性与电力系统稳定性的相互影响

讨论了电力市场经济稳定性问题的特点、模型，及其与电力系统物理稳定性的关系。电力生产和消费必须每时每刻平衡，其流通环节在物理和技术上都具有自然垄断性，但其生产规模的扩大却需要很长的时滞。一方面，为了充分利用稳定极限输电能力，并正确地对发电和输电投资进行引导，在输电费中必须考虑物理系统失稳的风险，从而影响到电力市场经济稳定性；另一方面，电力市场通过发电竞争以及对发电和输电的投资影响到电力系统物理稳定性。经济领域现有的动态模型和稳定性研究方法都不适用于电力市场，必须重新定义状态变量，建立合理的数学模型，正确地反映利润积累、投资行为、可用发电容量和可用输电容量的动态行为，正确地反映电力市场经济动态与电力系统物理动态之间的相互影响。市场的各参与者可以在仿真系统提供的平台上，选用代数方程、微分方程、差分方程，以及知识表达式来自己定义交易结算规则或各自的博弈策略。如同虚拟作战指挥仿真系统，这些主观决策是仿真系统的输入信息，而并非由仿真算法固定。在用数值仿真得到电力市场对扰动的时间响应曲线后，就可利用轨迹保稳降维 (TSPDR) 理论，根据实际的高维轨迹来提取有界稳定性信息及结构稳定性信息。例如，计算电力系统动态阻塞的风险，求取电力市场的稳定裕度、市场崩溃的临界条件，支持控制决策，研究物理-经济稳定性的交互影响，并分析电力市场的结构稳定性。     

电力市场环境下的发电容量充裕性（一）单一能量市场情形

能否完全依靠单一能量市场来确保发电容量充裕性是一个存在广泛争论的重要问题。研究了在完全竞争的单一能量市场中的发电容量充裕性问题，建立了相关的理论分析模型，研究结果表明没有足够的理论依据证明这种市场模式能够确保发电容量充裕性;根据对采用这种市场模式的实际电力市场的运营情况分析，表明了单一能量市场在引导充裕发电投资方面确实存在问题。理想条件下的理论模型分析和现实情况下的影响因素讨论均表明，单一能量市场模式难以确保发电容量的充裕性。这些研究有助于理解和把握电力市场环境下发电容量充裕性问题的基本特征。     

三峡电力市场竞争模式、交易商品与交易方式之建议

三峡电力市场是中国第1个跨大区的电力市场，它的建设有着十分重要的意义。文中探讨了三峡电力市场的竞争模式，并对交易的商品、方式和机构进行了分析。建议三峡电力市场采用批发模式，且只从事期货和现货主电能交易及事故备用容量期货交易。在三峡电力市场初始运行时期，可不设立备用容量现货交易市场。三峡电力市场不提供辅助服务中的无功与电压控制和负荷频率控制，也不设实时电力电量平衡调节市场。由于三峡电力市场涉及分层的问题，因此还讨论了三峡电力市场与区域电力市场间的关系。     

远期合同市场对电力市场稳定性的影响

对电力远期合同市场及期货市场的作用进行了分析，指出回避市场价格风险和维持市场的稳定性是2个不同的概念。简单的市场拆分并不是提高电力市场稳定性的根本原因。只有在充分开放的有效竞争的市场条件下，电力远期合同市场才能对电力市场的稳定起到积极的促进作用。否则，为了维持市场稳定，仍然需要政府的严格管制。     

统一价格和PAB竞价的实验分析

采用实验经济学的方法和多个商品同时拍卖的模型，研究了电力市场不同需求响应条件下统一价格竞价和PAB（pay-as-bid）竞价的市场行为和发电商报价策略问题。实验结果表明，2种竞价机制下市场均能收敛到完全竞争均衡附近，但PAB竞价的市场平均价格高于统一价格竞价的市场平均价格且价格较稳定，因此购电费用较高;市场需求弹性较小时2种竞价机制的市场价格均有显著提高，但在发电容量充足时仍可保持充分的竞争性;在不同的竞价机制下，发电商将采取不同的报价策略，统一价格竞价中发电商之间的竞争更为明显。     

合同对动态电力市场稳定性的影响

在设计电力市场运营规则时，必须考虑到该规则下电力市场的稳定性。文中利用微分/代数方程组，并结合特征根技术来研究电力市场的稳定性以及合同对稳定性的影响。分析结果表明，选择适当的合同比例可以改善电力市场的稳定性，使得不稳定的市场转变为稳定。     

电力市场定价机制对不同类型机组配置结构的影响

电力市场中的定价机制主要包括电力交易所一部制电价和电力库两部制电价2种。定价机制不仅对总装机容量产生影响，也会使机组的类型配置偏离社会最佳组合，最终导致总发电成本的上升。在完全竞争的电力市场中，研究了2种定价机制对不同类型发电机组配置结构的影响，发现电力库模式中的容量费用会导致峰荷机组的过度投资，而附加费用和高峰需求的不确定性会导致基荷机组的过度投资。     

发电容量长期动态的仿真

供需容量的长期充裕性对电力系统的可靠运行至关重要。借助电力市场与电力系统交互动态仿真平台，暂时用模拟的实验环境（市场规则、报价策略、投资策略）代替部分参与者的行为，以研究发电充裕度的长期动态行为，剖析容量充裕度长期振荡的机理。通过仿真研究，揭示发电建设时滞、容量审批及个体投资博弈行为等因素影响充裕度振荡的周期、幅度以及市场集中度的机理，指导对电力市场环境下容量供需长期振荡的抑制。     

农村水电的容量减扣与政策措施取向

农村水电的容量减扣是由多种原因造成的，也是长期影响其经济效益的主要因素。随着电力体制改革的不断深入，农村水电最终将面对激烈竞争的电力市场，因此，对水电容量减扣问题进行分析，通过调整扶持可再生能源发展的公共政策，制定相应的措施，纠正“市场扭曲”和“政策扭曲”，提高农村水电的经济效益和市场竞争力，是一个亟待探讨的课题。     

电力市场的稳定性研究

建立了电力市场的离散动态模型，在小扰动前提下进行一阶泰勒展开，得到线性模型，然后根据广义线性离散系统解的稳定概念和判据，得到了电力市场的小扰动稳定性定义和判据：若该线性模型的系数矩阵的谱半径小于1，则市场稳定；若系数矩阵的谱半径等于1 且市场动态模型为线性模型，则市场临界稳定；若系数矩阵的谱半径大于1，则市场不稳定 。最后通过阻塞对电力市场稳定性的影响进行分析，认为阻塞对电力市场稳定性影响十分复杂，需进一步研究。