输电网投资规划的Nash均衡分析(一)——纯策略Nash均衡的分析

电力系统引入市场机制后，输电网的投资具有分散化的趋势，同时，各参与者的投资策略又相互影响、相互依存。正确分析各潜在投资者的行为，对投资主体和系统运行管理部门的决策具有重要意义。文中以非合作静态博弈理论为基础，对输电投资博弈进行了定义，通过运行模拟计算各种策略组合下博弈各方的收益，进而求得Nash均衡点，为参与者的投资决策提供了依据。研究结果表明，面对众多的潜在投资者及其可能的投资行为，参与者总是以自身利益最大化为目标，充分体现了个体理性原则。     

输电网投资规划的Nash均衡分析(二)——混合策略Nash均衡的分析

在输电设备投资博弈中，有可能会出现纯策略Nash均衡不存在或多个Nash均衡同时存在的情况，这对投资主体的决策造成困难。为此，文中引入了混合策略的概念，并以改进的遗传算法为基础，提出了一种适用于输电投资博弈的均衡分析方法，为投资者的进一步决策提供了依据。研究结果表明，在无法确定纯策略Nash衡点时，混合策略均衡点能以概率的形式预见参与各方的投资行为，并进一步说明了在输电投资博弈中各投资者采取的决略确是相互影响的，任何一方的投资数据有所改动，均会影响博弈的最终结果。     

输电网投资规划的Nash均衡分析(二)——混合策略Nash均衡的分析

摘要： 在输电设备投资博弈中，有可能会出现纯策略Nash均衡不存在或多个Nash均衡同时存在的情况，这对投资主体的决策造成困难。为此，文中引入了混合策略的概念，并以改进的遗传算法为基础，提出了一种适用于输电投资博弈的均衡分析方法，为投资者的进一步决策提供了依据。研究结果表明，在无法确定纯策略Nash均衡点时，混合策略均衡点能以概率的形式预见参与各方的投资行为，并进一步说明了在输电投资博弈中各投资者采取的策略确是相互影响的，任何一方的投资数据有所改动，均会影响博弈的最终结果。     

电力市场竞价模型中的Nash均衡分析

在电力市场环境下,发电厂商的目标是使其自身利益最大化,其竞价过程可以被描述成一个非合作博弈的过程。目前主要集中在对发电厂商一方进行分析,对购电方和用户则没有考虑。因此,在简化的电力市场竞价模型的基础上,讨论了基于博弈论的Nash均衡点,分析了Nash均衡理论对电力市场竞价中各参与者的影响,指出了其对合理配置资源的积极作用。     

计及能源交易下基于纳什议价模型的多微网合作博弈运行优化策略

以能源交易为背景,针对多微电网合作中的运行优化问题,提出了基于Nash议价模型的合作博弈策略,旨在实现微电网之间的合作,以最大化整体利益,同时考虑能源交易和成本优化。首先,将各微电网视为博弈参与者,构建了基于Nash议价理论的多微电网合作博弈模型,通过选择能源交易策略和运行策略来影响其能源成本和效益。其次,采用交替方向乘子法(alternating direction multiplier method, ADMM)求解此多参与者优化问题,通过将原问题分解为子问题并引入乘子变量来实现迭代求解。最后,在每次迭代中,各微电网根据其局部信息更新能源交易和运行策略,并利用乘子变量进行信息交换和博弈协调,以达到全局一致性。结果表明,该策略在多微电网合作中能够实现整体性能的提升,有效促进了可再生能源的消纳水平,平衡了各参与者的利益,同时降低了能源成本。     

风—光—储混合电力系统的博弈论规划模型与分析

综合分析由风力发电、光伏发电和储能电池组成的混合电力系统的技术经济特性,提出一类基于博弈论的混合电力系统规划模型。该模型以风力发电、光伏发电和储能电池的投资者作为博弈参与者,选取发电/储能容量作为参与者的策略,其收益计及发电/储能电池的全寿命周期费用、售电收入、系统供电可靠性等因素。根据博弈模型中可能的联盟关系,提出了...     

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。     

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。     

基于混合策略纳什均衡的风电配套输电线路投资决策

在市场环境下,引入非合作博弈理论来对风电配套输电线路投资决策过程中各利益主体的行为策略进行描述;在此基础上,建立了基于混合策略纳什均衡的风电配套输电线路投资决策模型,并提出了基于改进禁忌搜索算法的求解方法;最后通过算例分析比较了电网公司投资风电配套输电线路与风力发电商投资风电配套输电线路两种情况下新建风电配套输电线路容量大小。     

电力交易中的博弈模型分析

我国电力工业已在发电领域引入了竞争,发电与输电由过去的一体化调度转变为商业形式的买卖交换。新的环境下涉及了发电商的竞价模型和电网的购电模型,而发电商和电网作为买卖双方,在交易的过程中存在着博弈的行为。本文探讨了发电商与交易中心间的博弈模型,在电力交易中心确定了市场清算价后,给出了发电公司之间的博弈模型,分为部分合作博弈模型和完全合作博弈模型,然后对每种模型均给出了相应的求解过程。     

Marginal Loss Pricing for Hours With Transmission Congestion

Nodal electricity prices are designed to send efficient economic signals to market participants for operating and investment decisions. The inherent nonlinearity of transmission losses and the use of marginal loss pricing can obscure the intended economic information in the loss component of nodal prices. As one step in clarifying the determination of the marginal loss price component, this paper discusses the calculation of nodal electricity prices in lossy networks and presents a variety of accepted methods for determining marginal loss. This paper then proposes a method for calculating the marginal loss component of nodal prices during hours with congestion that reflects each market participant's contribution to marginal losses more accurately than current implementations. The proposed method recognizes that increases in incremental energy flows cannot flow across constrained lines, and thus, system-wide marginal losses should not be attributed to generators or loads in the constrained subregions. The objectives of the discussion are to improve the understanding of how marginal losses are determined and also to improve the accuracy of the information conveyed in the marginal loss price component. The ultimate goal is to promote more efficient price signals to electricity market participants for both transmission loss and congestion.     

电力市场中的交易模式和传输拥挤管理

分析和比较了电力市场中两种典型交易模式——联营交易模式和双边合同交易模式的特点,举例讨论了不同模式下的传输拥挤管理,提出了一种新的联营交易模式下的传输拥挤管理方案。该方案将交易盈余通过传输拥挤合同的方式对受损失的电厂和用户进行补偿。最后还分析了我国近期发电侧电力市场下传输拥挤管理的一些特点。     

考虑输电约束的古诺混合策略均衡求解方法

证明了在考虑输电约束的作用下古诺混合策略纳什均衡的两个性质,然后提出了计算古诺混合策略纳什均衡的方法,该方法首先判断在古诺竞争模型中,输电网络可能产生的输电阻塞状态和非阻塞状态并确定在这些状态下各个发电商的某个出力组合;利用各个发电商出力的值及其发电商利润,形成n人非协作博弈模型,再利用单纯剖分不动点算法计算发电商投标该出力时的纳什均衡以获得投标该出力的概率及其期望利润;对于某个发电商,依次变化他的策略, 使得该发电商期望利润增大,同时不改变该策略同其他发电商的相应策略组合所导致的输电状态,然后利用单纯剖分不动点算法计算出力变化后的纳什均衡点;对每个发电商,依次执行上面的步骤,直到所有的发电商均不再改变其发电出力策略;最后利用性质2对每个发电商相同的策略进行合并,就得到了考虑输电网络的古诺混合策略纳什均衡。文中用算例对该方法进行了验证。     

The impacts of different bidding segment numbers on bidding strategies of generation companies

In a competitive electricity market, generation companies design bidding strategies to maximize their individual profits subject to the constraints imposed by bidding rules. For a generation company, obviously, the optimal bidding strategy and hence the potential of exercising market power may be different if different bidding rules are employed. Hence, a well-designed bidding protocol is vital to the effective and efficient operation of an electricity market. Based on the widely used stepwise bidding rules, the impacts of different numbers of bidding segments on the bidding strategies of generation companies are investigated. This study is focused on a price-taker generation company in an electricity market. A probabilisic model is used to simulate electricity price in the competitive market environment. With a given number of bidding segments, the optimal bidding strategy for a price-taker generation company is then developed. The effects of risk preferences as well as information asymmetry on the optimal bidding strategy are also examined. With particular references to the impacts of different numbers of bidding segments on the optimal bidding strategy, a numerical example is employed to demonstrate the validity of the proposed model and methodology.     

计及输电约束和需求方投标的线性供应函数均衡点的求解算法

在具有需求方投标的电力市场中，需求方通过策略性投标以获取最大利润，从而影响了市场的均衡结果。该文对线性供应函数均衡的应用加以推广，将需求方投标纳入线性供应函数均衡中，基于最优潮流灵敏度，在时市场中考虑需求波动的情况下，推导出了整个市场均衡点的迭代求解算法。算例表明，无论输电约束存在与否，需求方投标均可显著降低发电商行使市场力的能力；在没有输电约束的情况下，纯策略的线性供应函数均衡是存在的；在输电约束起作用的情况下，随着需求的升高，会达到阻塞状态的纯策略的线性供应函数均衡。     

A probabilistic reserve market incorporating interruptible load

A probabilistic method for a pool-based combined energy and reserve market, which considers both generators and interruptible loads (ILs), is proposed in this paper. We minimize generation production cost together with the cost associated with expected energy not supplied (EENS) due to outages of generating units and failures of ILs to supply the reserve when required. The proposed settlement scheme allocates equitably cost of reserve among generators and ILs. Given that the method takes into account reliability of individual generators and ILs, the proposed scheme provides incentives for all market participants to improve their performance. A number of case studies are carried out to illustrate the impact of participant's characteristics on the reserve cost allocation.     

基于灵活输电电价的跨地区电能撮合交易模型

中国电力市场与世界上其他国家或地区的电力市场存在比较大的差异,不仅体现在价格形成机制上,还反映在要维护社会公平、促进节能减排、兼顾各利益调整等方面。近期,国家出台相关政策明确规定电网企业在跨区、跨省交易中的输电费用收取标准。跨省输电价格存在固化或在规定收取标准内浮动2种选择方式。为能满足不同的收取策略,保证交易正常有序...     

考虑输电约束古诺模型的均衡分析

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。该文利用古诺模型模拟电力市场中发电商的策略行为，模型中考虑了输电网络约束的影响。首先建立了考虑网络约束的Cournot模型，接着利用一简单两节点网络详细分析了输电网络约束对发电商纯策略均衡解的影响，然后利用一个三节点环网分析了发电商纯策略均衡解存在的条件，最后通过算例具体计算了输电网络约束对发电商纯策略均衡解的影响。结果表明考虑输电容量约束后，有可能存在不同的纯策略均衡；并且为得到与不考虑输电容量约束相同的均衡解，该线路容量约束将远大于均衡时的线路潮流，所提出的均衡分析方法是有效的。     

线路传输容量约束对电力市场均衡的影响

电力市场中最优竞标可描述成一个两层优化问题,其中在下层优化中ISO通过求解最优潮流(OPF)问题来最大化社会效益,而在上层优化中,电力供应商(发电商)通过线性供应函数竞标来最大化各自利润。线路传输容量约束将导致电力供应商决策空间分成不同区域,在任一决策区域内约束状态严格不变(或为严格等式,或为严格不等式)。而不同决策区域内约束状态不同又导致电力供应商在不同区域内有相应不同的最优策略。从市场均衡定义出发,通过在不同决策区域中搜索发电供应商最优响应曲线的交点来定位市场均衡点。文中首先研究一个简单的3节点系统,发现线路传输容量约束的引入导致市场可能有一段连续的均衡点,或是不存在均衡点;且如果均衡点存在,那么只能在约束边界式上发现,即不存在节点电价差或不存在网络拥塞费用。通过分析上述结论的内在因素,将其推广到复杂系统中。算例检验表明了文中分析的正确性。