基于多群体协同进化的电力市场均衡模型

可再生能源配额制及绿证制度作为一种新型的市场交易政策,能够极大地促进新能源的消纳。考虑配额制及绿证制度引入后,电力批发市场和绿证交易市场存在耦合的影响关系,市场中发电商存在相互博弈行为。基于电力市场均衡策略,建立了两个市场协同下的多寡头非合作博弈模型。在电力批发市场中,发电商以古诺形式参与市场竞争。在绿证市场中,绿电商以供给函数形式进行绿证竞争。针对博弈模型,采用多群体协同进化算法对纳什均衡点进行求解,重点对两种市场交互下的发电商策略性行为进行分析。仿真结果表明了模型的有效性及算法的可行性。     

Analyzing Two-Settlement Electricity Market Equilibrium by Coevolutionary Computation Approach

Forward contracts play an important role for market power mitigation and risk hedging in electricity markets. In this paper, a two-settlement electricity market including a forward market and a spot market is formulated as a two-stage game. The linear supply function equilibrium (LSFE) model and Cournot model are used to model strategic bidding for the spot market, while the forward market is modeled by Cournot model. A coevolutionary genetic algorithm (CGA) is employed to determine the market equilibrium. The paper then examines the question whether generation companies (GenCos) would voluntarily enter forward markets due to economic inspiration and studies theoretically and numerically the factors which can affect the bidding behaviors of GenCos. The effectiveness of CGA in determining the market equilibrium is investigated and demonstrated based on two test examples. The studies show that GenCos' decisions on the participation in forward markets depend significantly on the type of competition that they have in the spot market. Moreover, GenCos' bidding behaviors in the forward market can be affected by their cost parameters and the slope of system demand function significantly.      

基于光滑非线性互补函数的电力市场动态研究

为了模拟电力市场中发电商的有限理性博弈行为,提出了考虑输电网约束的有限理性古诺博弈动态模型,即内嵌社会效益最大化问题的差分动态模型。借助数学理论中的非线性互补方法,利用光滑的非线性互补函数将这一数学结构复杂的模型转换为常见的差分?代数方程,从而为进一步开展有限理性古诺博弈动态演化的定量分析奠定了基础。最后针对3寡头古诺博弈进行数值仿真,计算得出不同市场参数下的市场动态行为,并着重探讨了当市场参数超出均衡点稳定域时出现了周期甚至混沌的动态行为。     

电力寡头垄断市场的均衡分析

电力市场是一个不完全竞争的市场,模拟这类市场成员策略使用较多的模型有古诺模型、供应函数均衡模型等。该文根据电力市场的特点,提出一种新的博弈模型来模拟发电商的策略行为,推导了该模型的纳什均衡解。最后通过算例比较了该模型与现有模型均衡解的区别,并分析了电力需求弹性和发电容量约束等因素对市场均衡状态的影响。     

考虑合约交易的电力寡头垄断市场均衡分析

应用经济学中的博弈理论建立Cournot市场模型,推导了考虑合约的电力寡头垄断市场的均衡解,通过分析表明,合约的存在能够使市场更有效率,并且期权合约对于市场参与者来说更具有灵活性和吸引力.     

考虑输电网约束的电力市场有限理性古诺博弈的动态演化研究

为了模拟电力市场中发电商的有限理性博弈行为,该文提出了考虑输电网约束的有限理性Cournot动态博弈模型.并在此基础上,定性分析了两寡头Cournot博弈的Nash均衡点及其稳定性,从中显示出在不同的市场参数下,对应不同的输电网运行状态：阻塞与不阻塞,市场会出现不同的Nash均衡点,甚至会出现没有Nash均衡点的情况;探讨了市场参数对市场稳定性的影响,提出了提高电力市场稳定性的措施;针对两寡头Cournot动态博弈模型,数值仿真出不同市场参数下市场的动态行为,其中着重探讨了当市场参数超出Nash均衡点稳定域后,展现出的周期甚至混沌的动态行为.     

基于Berge-NS均衡的电力市场多主体非合作博弈竞争模型

售电侧放开促使了电力市场主体的多向性选择,同时也增强了多元主体间的激烈竞争,而市场外部因素是不确定的,每个市场主体就需要在含不确定性的博弈中研究多元主体间的竞争关系并发展竞价策略,这对于促进电力市场的发展具有重要的意义。在明确市场主体需求的基础上,分别对发电商、售电商和大用户主体构建了市场决策模型;根据Berge-NS均衡模型制定了电力市场多主体非合作博弈竞争的流程和步骤,并利用磷虾群(KH)优化算法对各市场主体竞价策略的动态调整和市场均衡情况进行求解。通过算例仿真对所构建竞争博弈模型及求解算法进行验证,相关结果表明:随着博弈的不断深入和市场信息的积累,市场主体间的竞价策略会逐渐达到均衡状态,从而实现各方收益共赢和协调发展,有效提高了市场效率;同时验证了KH优化算法在求解电力市场多主体博弈竞争问题时的可行性和有效性。     

电力市场背景下基于主从博弈的新能源消纳模型

如何解决电网购电成本最小化目标与发电商收益最大化目标相矛盾的问题，是新能源消纳研究的重要课题。针对寻求矛盾的均衡解问题，提出了一种在电力市场背景下基于主从博弈的新能源消纳模型。首先根据一主多从博弈理论，将电网作为博弈主体，并引入新能源消纳惩罚成本，以购电总成本最低、解决弃风弃光问题为目标；然后将各发电商作为博弈从体，以售电收益最高为目标，构建一主多从电力市场博弈模型；最后通过改进型自适应遗传算法与粒子群算法相结合的算法解出该模型的Stackelberg-Nash均衡解。仿真结果表明，所提出的模型能使博弈各方获得利益的最优分配，并能有效解决弃风弃光问题。     

电力市场古诺模型的均衡分析

完全竞争的市场可以使商品的价格达到最低，并使资源得到有效配置，然而实际的电力市场是一个接近寡头垄断的市场，各发电商可以通过估计对手的策略，采用最优投标来获得较大的收益，此时市场处于纳什(Nash)均衡状态，市场电价高于完全竞争的市场电价。作者根据电力市场的特点，利用古诺模型来模拟发电商的策略行为，给出了在信息完全与信息不完全情况下该模型的均衡解析解，并通过简单算例的结果分析了不完全的成本信息对市场均衡状态的影响。     

电力市场三种寡头竞争模型的市场力分析比较

市场在经济学中表现为市场参与者能够抬高市场价格的能力，在寡头竞争电力市场中则表征市场内电力公司影响市场结清电价的能力。应用博弈论分析研究了寡头竞争电力市场的市场力。以完全竞争市场下的均衡发电量和均衡电价为基准，分别比较了按Cournot模型、Stackelberg模型(领导者—跟随者模型)和Forchheimer模型(领导者—价格接受者模型)模拟寡头竞争电力市场情况下的电力公司所拥有的市场力，并且分析生产成本、市场中的电力需求弹性、市场中作为领导者的电力公司数量以及容量限制对市场力的影响。研究表明，在3种模型市场中，Cournot模型市场拥有的市场力为最大，Stackelberg模型市场次之，Forehheimer模型市场为最小。     

An oligopolistic power market model with tradable NO/sub x/ permits

Models formulated as complementarity problems have been applied previously to assess the potential for market power in transmission-constrained electricity markets. Here, we use the complementarity approach to simulate the interaction of pollution permit markets with electricity markets, considering forward contracts and the operating reserve market. Because some power producers are relatively large consumers of permits, there could be interaction between market power in the permits and energy markets. Market power in the energy market is modeled using a Cournot game, while a conjectured price response model is used in the permits market. An illustrative application is made to Pennsylvania-New Jersey-Maryland Interconnection (PJM), which we represent by a 14-node dc load-flow model, and the USEPA Ozone Transport Commission NO/sub x/ Budget Program. The results show that forward contracts effectively mitigate market power in PJM energy market and both simulated solutions of perfect and Cournot (oligopoly) competition are a good approximation to actual prices in 2000, except that the Cournot model yielded higher peak prices. The NO/sub x/ market influences the Cournot energy market in several ways. One is that Cournot competition lowers the price of NO/sub x/ permits, which in turn affects on low- and high-emission producers differently. In general, because pollution permits are an important cost, high concentration in the market for such permits can exacerbate the effects of market power in energy markets.     

考虑输电约束的期权市场与现货市场联合均衡分析

针对实际运营电力市场的需求,研究发电商在期权市场与现货市场的联合竞争问题,建立了一个考虑输电约束的两阶段古诺博弈模型。该模型是一个具有均衡约束的2层数学模型,可使用非线性互补方法和改进的Levenherg-Marquardt算法求解。结果表明,输电阻塞抑制了发电商参与期权交易的积极性,削弱了期权对电力市场的作用,加强了处于阻塞有利位置的发电商的市场力,发电商可通过策略性竞标剥夺用户和网络所有者的部分或全部收益。     

简易当量电价法的解析表达及发电厂商古诺博弈行为初探

将基本的简易当量电价法作解析表达，其中考虑了二次供应函数的参数报价，实际的电力市场往往更接近于寡头市场，发电厂商可以通过策略性的报价获得超额利润。在简易当量电价法体制下，研究了发电厂商报价的寡头古诺博弈模型及其算法，即发电厂商通过持留发电容量，抬高电价，获取超额利润。采用两层优化模型，上层是电力市场定价模型，下层是发电厂商利润最大化，在求双寡头古诺博弈均衡点时，采用了网格搜索算法和反应曲线法，进一步讨论了该博弈行为对系统的影响，给出了说明性算例，算例表明电力市场中发电厂商的博弈行为会造成电价上升，其中寡头勾结的情况造成的危害最大。     

基于区块链的微电网双层博弈电力交易优化决策

建立有效、合理的微电网电力市场交易机制以促进分布式清洁能源的就地消纳,是实现微电网运营经济环保、多方共赢的重要途径。为了更好地实现微电网电力市场的运行优化,提出了基于区块链和博弈理论的微电网电力交易模型。首先,对用电主体的效用函数进行改进,以量化区块链技术对其用电福利的影响;然后,基于演化博弈理论构建需求侧各主体选择交易对象的动态过程,基于斯坦伯格(Stackelberg)博弈理论构建供需两侧间的交互机制,建立基于区块链的微电网电力市场双层博弈模型,并采用迭代算法进行求解;最后,在区块链平台上进行仿真分析,结果表明所提方法能有效达到状态均衡,得到最优交易策略,提高了微电网的总福利,实现了微电网电力市场内多主体共赢与协调发展。     

计入发电商风险偏好的电力市场古诺均衡分析

大规模的风电并网会增加常规发电商的市场竞争风险,在此环境下,具有不同风险偏好的常规发电商会通过不同的策略性竞争行为协调其市场竞争收益和风险.针对具有风电并网发电的电力批发市场,采用均值-方差效用理论,建立了一个考虑发电商风险偏好的电力市场古诺均衡模型,并给出了其解析解.理论分析着重研究了风电出力的不确定性和常规发电商风...     

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     

考虑绿色证书交易的寡头电力市场均衡分析

可再生能源配额和可交易绿色证书制度作为一种基于市场机制的新能源扶持政策,得到越来越多的关注。该政策的引入会对电力批发市场的竞争产生重要影响,特别是绿色证书交易市场与电力批发交易市场之间存在复杂的相互影响关系。为了定量研究该影响关系,采用寡头竞争均衡理论,建立了一个考虑绿色证书交易市场和电力批发交易市场的两阶段联合均衡模型。在第1阶段,可再生能源发电商以供应函数模式参与证书市场竞争;在第2阶段,所有发电商以古诺模式参与批发市场竞争。该模型描述的均衡问题可以表示为一个具有均衡约束的均衡问题,可采用非线性互补方法来求解。最后,算例仿真重点研究不同配额要求下发电商在两个市场中的策略性行为及相互影响关系,表明在不同的配额要求下,可再生能源发电商会选择在不同市场中行使市场力,并导致电力批发市场价格与绿色证书市场价格上升。     

基于改进萤火虫算法的电力市场多因素博弈均衡研究

针对电力市场均衡与动态发展问题,本文首先建立了能够直接反映市场均衡的利益与报价行为变化的非合作博弈双层模型。然后,采用改进的萤火虫算法求解该模型,并与经典萤火虫算法进行对比验证其先进性。最后,综合考虑负荷变化、竞价策略调整、差价合同及合作行为等多种影响因素,通过对建立的双层均衡模型进行仿真对比分析,得出不同因素与市场均衡动态发展的内在联系,进而为引导市场均衡提供理论参考依据。     

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.     

非完全信息下电力市场中电厂机组竞价上网的博弈解

电厂机组竞价上网能否获胜的关键就是如何确定报价曲线，而机组竞价上网的博弈解(纳什均衡解)，又是获取电厂机组报价曲线的关键。本文研究了在电力需求具有弹性的电力市场中机组报价曲线的确定方法。该方法首先建立了具有约束条件下的古诺模型，并给出了求取该模型的古诺一纳什均衡解的方法，由此得到电厂机组出力的优化解，然后再利用一变换公式将该解转化为电厂机组的报价曲线．