电力市场中MCP和PAB机制的Swarm仿真分析

竞价机制的设计一直是电力市场设计的难点。采用Swarm仿真的研究方法对两种竞价机制的均衡过程进行了比较分析。仿真发现,在市场出清价MCP（Market clearing price）和按报价支付PAB（Pay-as-Bid）机制下,在发电商博弈过程中,PAB机制中出清电价低于MCP机制;在发电商博弈达到市场均衡后,MAC机制中出清电价低于PAB机制;在PAB机制中,每个发电商成交电量和成交价格的波动幅度要小于MCP机制。在竞争博弈过程中发电商的无意识共谋行为也是两种竞价机制中存在市场力的原因之一。     

3种定价方法对发电厂商报价策略的诱导机理

在电力市场环境下，发电厂商的目标是其自身利益最大化，而不是社会福利最大化，故有必要研究电力市场定价方法对发电厂商策略性报价的诱导机理，进而引导发电厂商进行成本和服务的竞争，而不是策略的竞争。文中分析了3种定价方法下发电厂商的价格决策和产量决策。在价格决策方面，统一出清电价和PAB(按报价支付)电价方法下，发电厂商均有偏离成本报高价的倾向；在实用当量电价方法下，证明了发电厂商所得的支付电价不敏感于报价，并立其最优报价策略是按真实成本报价。在产量决策方面，统一出清电价方法下，发电厂商可利用市场力通过持留发电容量获取超额利润；而在PAB和当量电价方法下，持留容量都将导致发电厂商利润损失。因此，从定价方法对发电厂商报价策略的诱导机理来看，当量电价方法要优于统一出清电价和PAB定价方法。     

电力市场中MCP和PAB机制的Swarm仿真分析

竞价机制的设计一直是电力市场设计的难点.采用Swarm仿真的研究方法对两种竞价机制的均衡过程进行了比较分析.仿真发现,在市场出清价MCP(Market clearing price)和按报价支付PAB(Pay-as-Bid)机制下,在发电商博弈过程中,PAB机制中出清电价低于MCP机制;在发电商博弈达到市场均衡后,MAC机制中出清电价低于PAB机制;在PAB机制中,每个发电商成交电量和成交价格的波动幅度要小于MCP机制.在竞争博弈过程中发电商的无意识共谋行为也是两种竞价机制中存在市场力的原因之一.     

电力市场中激励性发电商竞价机制设计研究

利用机制设计和边际成本定价理论，首次将发电商报价曲线的斜率和截距分别作为策略变量设计了一种具有激励相容特性的发电市场竞价机制并推导了相关公式．模型中发电成本考虑了更为通用的二次函数形式，发电报价按线性函数考虑．仿真结果表明，在所考虑的条件及相应设计的竞价机制下，各发电商均有动力按照真实成本报价，所设计的竞价机制是有效的．     

一种激励相容的发电市场竞价机制

寡头竞争的电力市场在信息不对称性，在按统一市场出清价支付或按报价支付的发电竞价机制环境下，发电商会操纵报价以追求最大收益，这会危及系统的安全经济运行，基于机制设计理论和边际成本定价理论，发展了一种具有激励相容特性的发电市场竞价机制，该机制能引导理性发电商披露其真实运行成本，并能实现发电商固定容量成本的合理回收，特别是给予边际发电商相对较大的固定成本补偿，有助于那些风险回避的峰机组投资商的投资激励，基于Monte Carlo模拟方法的算例仿真表明了该机制的特性。     

现货市场中发电厂商的投标策略

探讨在电力市场统一出清价格机制条件下,发电商在现货市场中追求收益最大的报价策略。采用线性报价函数,给出发电商在负荷刚性和负荷弹性市场中的报价策略模型,结果表明最优报价策略是发电商本身成本和其他发电商报价及成本的函数。应用混合策略方法来描述其他发电商的报价行为,进而得出了混合策略下发电商的报价策略模型。最后用实例进行说明。     

边际电价结算和发电方报价价格结算竞价机制的经济分析

在电力交易的现货和实时市场中,世界上大多数国家及我国6个电力市场试点省市均采用按照系统的边际电价(SMP)结算的竞价机制。SMP竞价机制的不完善性导致了诸如发电方投机报价和电价上升等问题。为此,美国加州和英国采用了按照发电方报价价格(PAB)结算的竞价机制。文章根据卖方市场的不同结构进行分类,买方市场依据不同的分类标准分为：需求旺和需求弱市场：需求不确定性强和需求不确定性弱市场。接着分别从市场交易量、市场效率、消费者剩余、社会福利和市场支配力几个方面对两种竞价机制进行分析比较,提出了应根据市场特点及改革的不同阶段,选择适合的竞价机制;并指出综合SMP和PAB的竞价机制具有光明的前景。     

拍卖理论及其在电力市场竞价设计中的应用:(二)拍卖理论在电力市场竞价设计中的应用

着重介绍了拍卖理论在电力市场竞争价机制设计中的应用。介绍了连用拍卖理论对统一价格和PAB竞价的市场效率、市场势力和策略性投标问题所做的各种分析；介绍了两种富有特色的新竞价机制，即迭代竞价机制和分段竞价机制；介绍了运用机制设计理论设计激励一致的电力市场竞价机制的方法；总结了国内关于发电市场竞价机制的研究成果；介绍了竞价算法问题；介绍了竞价机制的实验模拟研究；最后简述了电力市场结构问题。希望通过拍卖理论的引入，为我国当前电力市场竞价机制设计和交易规则的制定提供一定的参考。     

考虑机组出力约束的发电商最优竞价策略研究

电力市场环境下,发电商之间的竞争是一个处于不完全竞争市场、非完全信息下的非合作博弈模型。在分析各种发电商策略性报价基础上,在双人博弈理念下,考虑到机组出力约束,提出了发电商最优竞价策略的数学模型并给出了其求解方法,从而得到了发电商的最优报价策略和在报价越界时优化调整策略。通过算例验证了该方法的有效性,其结论是:当发电商对系统负荷需求不同情况下采用相应的报价策略时,即可实现企业利润的最大化。     

发/供电公司市场均衡及竞价策略

在批发竞争的电力市场中，不仅发电公司要竞价上网，而且供电公司也要竞价购电。文中给出了批发竞争电力市场模式下发电商和供电商竞价模型，推导出了完全信息情况下发电商和供电商最优竞价策略的解析解，并用协同进化算法模拟了此模式下考虑功率约束时市场的运营，求得了市场均衡。通过算例说明了所提出算法的有效性，其结果表明市场均衡状态下发／供电公司竞价策略即为它们的最优报价策略。     

电力拍卖市场竞价模式的系统仿真分析

已有文献中关于电力拍卖市场竞价模式对中小发电商和电源结构优化影响效果的分析较少，并且垄断竞争市场结构与完全竞争市场结构下的电力市场运行结果有所不同。为此，文章构建了具有市场力模块的电力市场系统动力学模型，其仿真结果显示，基于边际成本的统一出清模式有利于中小发电商的发展，而按报价支付模式有利于电源结构优化。     

电力市场下发电公司和大用户间电力交易的双方叫价拍卖模型

随着我国电力体制的改革和发电侧竞争市场的建立,在需求方很快也会引入竞争,并建立完全开放的双边电力市场。在完全开放的双边电力市场下,大用户直接购电问题已成为我国电力改革的重大课题。研究发电公司和大用户如何建立有效的报价策略具有十分重要的理论和实践价值。作者提出一种直接交易方式,由大用户直接与发电企业进行一对一的交易,并自定价格。因而,这是发电公司和大用户的双方叫价拍卖问题,通过对双方叫价拍卖的交易规则进行描述。针对发电公司的生产成本和大用户的估价是私有信息的情况,建立了完全开放市场下发电公司和大用户的双方叫价拍卖的不完全信息贝叶斯博弈模型,并求解贝叶斯纳什均衡,给出了发电公司和大用户的均衡报价策略。     

Multi-agent based experimental analysis on bidding mechanism in electricity auction markets

Determining the best market pricing rule is a controversial issue in the design of electricity auction markets. Pay-as-bid (PAB) has been proposed to replace the market-clearing price (MCP) in deregulated electricity markets, with the expectation that it would lower market prices and reduce price volatility. A multi-agent based experiment was constructed to compare and analyze the balanced process of the two auction mechanisms. Each adaptive agent represents a generator who develops a bid price and quantity based on a reinforcement learning algorithm. In the simulation experiments, the experimental results are not as expected. Before the market reaches equilibrium, the market price with the PAB mechanism is lower than it is with the MCP mechanism. However, the market price in the PAB mechanism is higher than it is with the MCP when the market achieves a state of equilibrium. With the PAB mechanism, the volatility of volume and price of each generator is less than it is with the MCP system, as expected. The experimental results also show that unconscious collusion behaviors by generators during the game process are a key reason for producing generator market power in the two auction mechanisms.     

完全开放的双边电力市场中供需双方叫价拍卖的贝叶斯博弈模型

随着我国进行电力体制改革和建立发电侧竞争市场，需求方很快也会引入竞争，并建立完全开放的双边电力市场。研究供给侧和需求侧如何建立有效的报价策略具有十分重要的理论和实践价值。作者将所有发电公司看成供给方，把所有买电代理商看成需求方，将供给方和需求方的报价问题看成是他们向市场的投标问题，并根据市场确定的规则，总需求电量将在某一价格下完成交易，因而它是供给方和需求方的双方叫价拍卖问题。通过对双方叫价拍卖的交易规则进行描述，针对供给方的生产成本和需求方的估价是私有信息的情况，建立了完全开放的双边电力市场中供给和需求双方叫价拍卖的不完全信息贝叶斯博弈模型，并求解贝叶斯纳什均衡，给出供给方和需求方的均衡报价策略。     

浅析发电公司的竞价策略

电力市场中实时平衡交易即竞价上网交易是不可缺少的、最具特色的一种交易形式。在竞价过程中，发电公司的竞价策略问题是目前电力市场研究的热点。文中讨论了完全竞争市场中，各发电公司应基于边际成本竞价。而垄断竞争市场中具有市场势力的发电公司可以通过撤掉一部分电量或抬高报价来提高市场电价。文中着重对具有市场势力的发电公司的竞价策略进行分析，并提供了澳大利亚新南威尔士州电力市场的算例。     

不同定价方式下电力拍卖市场运行特征的比较研究(二)仿真结果及其分析

以IEEE可靠性测试系统的数据为基础,对不同定价规则的电力拍卖市场进行了基于智能代理的仿真。结果表明：①在统一出清电价(UCP)和按报价支付(PAB)的电力市场,减少发电厂商的市场份额可以削减发电厂商的市场力,但条件是系统要有足够的备用容量;如果负荷需求接近总可用容量,即使最大的发电厂商的市场份额只有11．4％时,其电力市场的价格也会远远偏离其边际成本价格。②在PAB电力市场,市场均衡状态的总购电费用以及平均价格两方面几乎和UCP电力市场电价没有差别,甚至还要高于UCP电力市场的均衡价格,因此,使用PAB的方法很难达到抑制电价飞升的目的。③在当量电价(EVE)的电力市场,发电厂商几乎没有策略空间,所有的发电厂商都自动按照其成本报价,而且对于各种情况都具有相当稳定的表现。EVE还提供了一种独特的容量投资自动补偿机制,使得在发电生产成本存在规模经济性时,发电厂商可以得到合理的补偿。而在UCP和PAB电力市场,一方面会出现发电厂商报高价的现象,另一方面还会出现部分发电厂商负利润的情况。所有结果表明EVE具有优良的市场特征,对于发电容量相对紧缺,不变成本不可忽视的中国电力工业现状,采用EVE不失为一个明智的选择。     

A large generator's bids in an electricity supply auction: Uniform pricing versus pay‐as‐bid pricing

A pay‐as‐bid auction has been adopted in a balancing market under New Electricity Trading Arrangements in England and Wales since 2001 instead of a uniform price auction previously used in a day‐ahead pool market. In contrast, a spot market in Japan, where a general electric utility would be the main supplier, plans to employ a uniform price auction. In this paper we model an electricity spot market in which one large generator competes with many fringe generators to supply electricity, analyze how this large generator bids to maximize its profits, and report some implications for the design of this market. Three types of auction are analyzed: a highest‐winning‐bid pricing (HWB) uniform price auction, a lowest‐losing‐bid pricing (LLB) uniform price auction, and a pay‐as‐bid auction. It is shown that the slope of the bid curve, which is obtained by plotting the large generator's bidding prices against its generation costs, are steeper in an LLB uniform price auction and flatter in a pay‐as‐bid auction than those in an HWB uniform price auction. This implies that an LLB uniform price auction or a pay‐as‐bid auction would make room for the fringe generators to win an auction. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 160(4): 41–48, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20420     

PAB和MCP电价机制下考虑不同容量水平的市场均衡分析

电力市场研究中,一个重要的课题是如何预测和分析一个给定市场设计的性能。文中在假设各机组边际成本相同的基础上,建立了电力市场价格竞争的双层优化模型。分析了在按发电方报价结算(PAB)电价机制容量强约束和弱约束条件下的Nash均衡,并进一步与市场清算电价(MCP)机制进行对比,从理论上得到在容量紧张时,PAB机制下电价波动小、平均电价高,而MCP机制下电价波动大、平均电价低的结论。     

基于实验经济学的电力市场竞价模式研究

引入实验经济学方法 ,探讨了电力报价实验的设计思路 ,考察对及价模式对市场电价水平的影响。并通过模拟实验仿真的方法对系统边际价格拍卖 (MCP)和按报价价格拍卖 (PAB)两种模式进行了比较 ,实验数据表明PAB模式并不能带来总平均电价的降低 ,电价水平的高低由市场竞争状态而定。文章最后对实验经济学在电力市场中的运用进行了展望