两部制电价与发电容量投资的系统动力学分析

为研究自由竞争的电力市场中,两部制电价和发电容量投资间的作用效果,基于系统动力学理论,从系统和反馈的角度出发,构建了一个由电力供给、电力需求、容量电价和新容量投资4个模块组成的电力市场价格模型。通过模拟分析结果表明,自由竞争条件下固定的容量电价机制将导致投资过热,而国家发改委颁布的计及供求状况的两部制电价实施方案能较快地实现发电侧区域市场供需平衡,不易造成容量投资波动,并且市场竞争形成的两部制电价构成比较合理。     

发电商上网结算电价的预测模型

在电力市场中,电力价格一直是人们关注的焦点。虽然电力市场的结构因区域而不同,但这些电力市场有一个共同的特征就是电价具有很高的价格波动性,当电力供应商(发电商)、交易商和电力消费者都在这个波动的环境中把握自己的位置的时候,理解当地的电价变化规律就显得越来越重要。本文针对电力价格的波动性和多个大电网互联的情况下,提出了一种新的发电商上网结算电价的模型,给出了随机电价模型,并对此模型进行了分析。相比较已经存在的电价模型,这个模型是基于供求相互作用基础上的模型。文中对两个没有传输限制的市场由于市场参与者的信息延误导致价格差异进行了说明。同时,该模型还对系统拥塞情况的两个电力市场价格的相互转换进行了举例说明。     

考虑网损的配电节点电价模型及迭代计算方法

在分布式电源装机容量快速增长的背景下，建立本地电力市场可促进分布式机组出力的消纳和配电网的优化运行。文章提出了适用于本地市场竞价出清的配电节点电价（distribution locational marginal pricing，DLMP）模型，将其分解为有功价格分量、无功价格分量、网损价格分量、电压支撑价格分量以及阻塞价格分量，可量化各分量对节点电价的贡献。同时采用迭代算法对该模型进行求解，通过市场出清模型与交流潮流的迭代计算克服线性化节点电价模型对预设网损因子的依赖。通过对IEEE 33节点配电系统的仿真分析，验证了所提模型的有效性和所提算法的准确性。     

基于节点边际电价的电力市场分区策略研究

随着中国新一轮电力体制改革的加速推进,区域中长期交易市场逐渐成熟,现货市场成为深化电力改革推进的突破点。针对现货市场下的节点边际电价展开研究,基于各省电改政策分析了最优潮流下的节点边际电价计算方式,采用预测-校正原偶内点法进行优化,并通过Psat搭建仿真模型进行验证。基于阻塞对节点边际电价的区域影响特性,考虑空间分布、发电企业报价和节点边际电价,提出一种电力市场分区策略。经仿真验证,所提策略可以较好地应用于现货市场分区,能够明确反映电力市场价格信号,为发电企业和电力用户的投资提供方向,促进电力现货市场的有序发展。     

容量电价机制对发电商竞价行为的激励

容量电价是调控电源投资和建设的一种宏观手段，还会对市场成员的竞价行为及电力市场交易产生影响。该文从激励的角度分析容量电价对市场成员竞价行为的影响，并利用基于报价中标概率信念函数的电力市场模拟方法，通过建立考虑容量电价因素的发电商个体新决策模型，定量研究和比较了国内两种不同容量电价补偿机制对发电商竞价行为和市场均衡状态的影响。理论分析和算例表明，按照中标容量支付容量电价，会抑制发电商的报价投机行为，使市场均衡价格较低。     

小波分析和考虑外生变量的广义自回归条件异方差模型在电价预测中的应用

电力市场中的电价序列存在很大的随机波动和价格尖峰。文章提出根据电价序列的变化特点,通过小波变换将其分解为概貌序列和细节序列,从而在不同尺度上反映电价的变化规律。通过概貌分量找出电价的主要波动规律,并由此对电价进行预测,剔除细节分量所反映的电价的随机波动影响。建立考虑异方差的广义自回归条件异方差模型(generalized autoregressive conditional heteroscedasticity,GARCH)对概貌序列建模,并在GARCH模型中加入外生变量形成GARCHX模型,以弥补传统时间序列模型忽略外界影响的缺陷。对美国PJM电力市场的实例研究表明,所建立的W-GARCHX模型比传统时间序列模型的预测精度有明显提高。     

基于仿射跳跃-扩散过程的电力市场电价随机模型

基于金融工程理论的电价随机模型对于竞争性电力市场中的电力衍生产品定价、风险管理、资产定价及不确定条件下的投资决策等具有基础意义。文中提出了基于仿射跳跃-扩散过程的、具有2个和3个跳跃分量的电价随机模型以及一种新的参数标定方法。所提出的近似参数标定方法可利用历史电价数据快速求解模型参数，且计算量与电价样本点数量无关。由于直接根据历史电价的数字特征求解，不存在误差累积的问题。根据法国Powernext、德国EEX和荷兰APX等3个主要欧洲电力市场的历史日前小时电价数据标定了模型参数并采用Monte Carlo方法分析了模型的模拟效果。计算表明，文中提出的电价随机模型能够较为准确地描述电价的整体概率分布，满足进一步研究的需要。     

电力市场下可靠性电价与可靠性市场的研究

着重研究了系统的备用容量与发电可靠性和用电可靠性之间的关系以及不同发电可靠性条件下的发电可靠性电价和不同用电可靠性条件下的用电可靠性电价的确定。提出了满足个性化可靠性需求的交易模式,即由电网公司根据负荷的预计分布规律与备用市场价格确定在不同备用与供电可靠性条件下的备用电源计划安排,从而得到备用电源的费用及单位负荷功率的可靠性电价;电力用户根据自身的用电负荷特征及电网公司公布的可靠性电价申报供电可靠性要求;电网公司根据发电厂机组的可靠性水平确定系统需要增加的备用容量,进而确定发电厂的可靠性电价。     

考虑高阶矩时变性的电力市场风险价值计算

有效地评估电力市场价格波动风险是电力市场风险管理的基础。在对电价的基本特征及其影响因素综合分析的基础上,建立了考虑电价多季节性、异方差性、波动集聚性、尖峰厚尾特征及其与负荷相关性的GARCH-VaR计算模型,分析了残差的分布形式设定及分布参数的时变性对VaR估计精度的影响。对PJM电力市场历史数据的分析表明：计及偏度和峰度时变特征的基于正态分布密度函数的Gram-Charlier展开的GARCH模型的VaR估计结果准确有效,而正态分布GARCH模型在高置信水平下低估了电力市场风险,t分布GARCH模型在低置信水平下高估了电力市场风险。该结果对于电力市场参与者准确地测度价格波动风险和制定有效的风险规避策略具有重要的指导意义。     

电力拍卖市场的智能代理仿真模型

该文提出了一种电力拍卖市场智能代理仿真模型，给出了发电厂商基于选择概率的随机选择报价形式，提出了一种选择概率的强化学习算法。随着模拟的进行，发电厂商的报价策略将收敛于其均衡位置，市场达到均衡状态。基于该模型该文进一步讨论了节点电价的市场特性。采用节点电价的电力拍卖市场，由于输电线路的容量约束可能放大发电厂商的市场力；节点电价所特有的售，购电能的净收入会随着发电厂商的市场力实施而增加。节点电价的这些特征在不同的电网条件下，其表现强弱会有较大程度的差异，仅仅进行定性估计是不够的。该文提出的智能代理仿真模型提供了一种针对具体系统进行市场特性评估的工具。     

基于随机微分方程的振荡器相位噪声研究

提出直接从理想振荡器的输出形式出发,得到了理想振荡器所满足的自治微分方程,并通过引入随机项来描述振荡器的内部白噪声,由此建立了用以描述含白噪声振荡器系统的非线性随机微分方程模型。采用随机平均与确定性平均的方法研究了该随机微分方程,得到了描述振荡器系统相位噪声的降阶随机微分方程,从而获得了白噪声情形下,振荡器相位噪声的分析方法。并以VanderPol振荡器为例,用该方法得出了相位噪声曲线,与振荡器系统数值求解所得相位噪声的数值结果符合较好,表明该方法是有效的,为振荡器相位噪声的研究提供了一种新思路。     

改进的供电电价上限监管模型

提出一种能有效激励供电公司提高生产运营效率的改进价格上限监管模型。该模型克服了基期价格难以确定的不足,将零售价格指数改良为输变电工程价格指数,真实反映了供电公司实际投入的价格变化;综合运用数据包络分析理论和层次分析法,合理确定效率因子。电网投资因子和供电质量指标的引入则进一步发挥了价格上限模型应有的激励作用。实例分析表明,该模型可用于监管成长期电网的供电电价,而且与传统模型相比,其可操作性更强,也更易于被供电公司接受。     

Active power based distance protectionscheme in the presence of seriescompensators

This paper presents opposition-based differential evolution to determine the optimal hourly schedule of power generation in a hydrothermal system. Differential evolution (DE) is a population-based stochastic parallel search evolutionary algorithm. Opposition-based differential evolution has been used here to improve the effectiveness and quality of the solution. The proposed opposition-based differential evolution (ODE) employs opposition-based learning (OBL) for population initialization and also for generation jumping. The effectiveness of the proposed method has been verified on two test problems, two fixed head hydrothermal test systems and three hydrothermal multi-reservoir cascaded hydroelectric test systems having prohibited operating zones and thermal units with valve point loading. The results of the proposed approach are compared with those obtained by other evolutionary methods. It is found that the proposed opposition-based differential evolution based approach is able to provide better solution.     

Opposition-based differential evolution for hydrothermal power system

This paper presents opposition-based differential evolution to determine the optimal hourly schedule of power generation in a hydrothermal system. Differential evolution (DE) is a population-based stochastic parallel search evolutionary algorithm. Opposition-based differential evolution has been used here to improve the effectiveness and quality of the solution. The proposed opposition-based differential evolution (ODE) employs opposition-based learning (OBL) for population initialization and also for generation jumping. The effectiveness of the proposed method has been verified on two test problems, two fixed head hydrothermal test systems and three hydrothermal multi-reservoir cascaded hydroelectric test systems having prohibited operating zones and thermal units with valve point loading. The results of the proposed approach are compared with those obtained by other evolutionary methods. It is found that the proposed opposition-based differential evolution based approach is able to provide better solution     

基于不确定价格的供电模式优化决策模型研究

提出关于不确定燃料价格和电价条件下供电企业供电模式投资决策问题的解释经济模型,即在分布式发电并网供电模式投资以及主网自主供电模式投资之间作出决策。在模型中,对投资决策过程中的主要不确定影响因素进行了分析,在对两种供电模式的单位成本进行建模的基础上,建立动态规划优化决策模型。提出能够同时确定优化供电模式决策以及优化投资时机的动态随机模型,并对电价波动等不确定性因素进行了分析。     

可中断电力合同中新型期权的定价

可中断电力合同是一种结合电力期权的风险管理工具，可有效地管理可中断负荷。可中断电力合同所结合的电力期权为新型复合电力期权而不是普通的期权，由于新型电力期权的复杂性导致不能求解期权价格的解析解，因此该文提出通过数值方法：蒙特卡罗法近似求解该复合电力期权的价格，并提出了该期权在无套利条件下的定价公式。该文通过电价的历史数据分析提出了电价的混合模型，以描述电价行为特性。算例对美国New England电力市场某月的复合电力期权进行定价，结果表明该期权价格与实际市场中的该期权价值间的误差小于5％，说明该文所提方法是有效的。该文提出的期权定价方法也适用于其它类型的电力期权，有推广价值和应用前景。     

Generation expansion planning in electricity markets: A novel framework based on dynamic stochastic MPEC

This paper presents a novel framework for generation expansion planning (GEP) of restructured power systems under uncertainty in a multi-period horizon, which includes generation investment from a price maker perspective. The investment problem is modeled as a bi-level optimization problem. The first level problem includes decisions related to investment in order to maximize total profit in the planning horizon. The second level problem consists of maximizing social welfare where the power market is cleared. Rival uncertainties on offering and investment are modeled using sets of scenarios. The bi-level optimization problem is then converted to a dynamic stochastic MPEC and represented as a mixed integer linear program (MILP) after linearization. The proposed framework is examined on a typical six-bus power network, MAZANDARAN regional electric company (MREC) transmission network as an area of IRAN interconnected power system and IEEE RTS 24-bus network. Simulation results confirm that the proposed framework can be a useful tool for analyzing the behavior of investments in electricity markets.     

促进风电消纳的供需互动合约机制与多市场购电策略

中国售电侧市场的逐步开放为风电大规模消纳的市场化解决提供了新的可能途径。研究了以促进风电消纳为目标的风电商—售电商供需互动市场机制构建框架。在长期电能市场、现货电能市场、备用市场等市场化交易体系的支撑下,考虑售电公司的需求侧响应能力,建立了以综合购电成本最小为目标的风电—售电多市场购电的随机规划模型。通过对模型结构的分析,给出了在给定价格序列下单时段子问题的解析最优解以及基于情景树的价格序列生成方法,实现了期望意义下购电决策问题的快速求解。最后通过算例分析,讨论了在多市场购电决策层面,供需互动机制促进风电消纳的关键因素。     

发电容量投资的未定权益分析方法

针对市场环境中发电容量投资的风险管理需要,提出与现有净现值评估法不同的未定权益分析(CCA)方法,建立了关于期权价值函数的随机微分方程,求得与投资风险相对应的上网电价临界值,并通过算例进行了应用分析。该方法充分考虑投资的不确定因素,丰富和完善了现有的电源规划与投资理论,具有较强的实用性。