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。     

发电商长期电能分配策略研究

电力市场改革使得发电商能够自主的进行电力交易，同样也使得电力交易的方式多样化。发电商既可以在双边合同市场中进行电力交易，也可以在日前市场的实时电能市场和辅助服务市场进行电力交易。因此发电商应解决如何将有限的电力合理的分配到各市场中，从而使得自身效用最大的问题。该文基于双边合同市场和日前市场的市场交易结构，建立了发电商长期电力交易的效用模型，并考虑了机组的运行约束。该模型的优化解能得到不同风险偏好的发电商面对同一电力双边合同的优化容量分配策略以及同一发电商对于不同价格的电力合同的优化分配策略。该文的研究为发电商长期的分配策略提供了决策依据。     

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.     

基于分段电力合同的发电商优化合同电量

分段电力合同是一种新型的电力双边合同,电力双边合同的分段交易能够充分体现不同电力段的价值,从而有效地提高市场效率。文中研究发电商面对分段电力合同的最优合同电量问题。考虑到发电商对市场风险的不同偏好,建立了发电商通过分段电力合同和日前竞价市场交易电能的效用函数模型,并以最大化效用函数作为发电商分段合同电量优化的目标。该优化问题是一个2层优化的NP-hard问题,并有复杂的机组运行约束,因此采用2层优化的遗传算法(GABBA)求解该问题。以某实际电厂为例,分析了GABBA算法特性以及分段电力合同中各段价格对各段优化合同电量的影响,并比较了基于普通电力合同和分段电力合同的发电商最大期望效用,说明了电力分段交易的必要性。文中建立的发电商优化合同电量模型及其求解算法具有通用性,可为发电商的双边合同交易提供决策依据。     

新电改背景下大用户直购双边博弈模型

目前,我国电力市场正积极推进发电商与大用户双边交易。在此背景下,根据交易过程中各博弈主体所获取的信息情况变化,在交易初始不完全信息博弈阶段,基于暗标拍卖理论构建了发电商报价贝叶斯博弈模型,确定了发电商边际报价增长参数。在后续的多轮博弈中,考虑到现货市场对大用户直购的影响,以发电商报价和大用户购电分配作为博弈策略,构建了以各博弈方收益最大为目标的发电商与大用户主从博弈模型,并利用粒子群优化算法对模型进行了求解。最后对发电商和大用户的策略行为、大用户直购双边交易的市场影响进行了深入分析。     

日前和实时市场中发电商多目标二层规划竞价策略

由日前和实时市场组成的2市场交易机制是目前普遍存在的电力市场交易机制,在2市场中发电商的电量分配和竞价决策以及风险评估等都是受到广泛关注的问题。指出了现有文献在借鉴经济学和金融学的理论模型来研究多交易市场中发电商竞价策略时存在的问题。首先在分析了发电商竞价结果的概率分布之后,提出了发电商竞价成功概率分布函数的概念。然后基于日前和实时市场中投标结构的特点,针对采用分段报价和按报价结算(pay as bid price,PAB)方式的电力市场,建立了日前和实时市场中发电商的多目标二层规划竞价策略模型,并设计了以蒙特卡罗方法和遗传算法为基础的求解算法。最后采用算例对所提出的模型和算法进行了仿真验证。     

基于主从博弈的发电商与大用户双边合同交易模型

在开放的电力市场环境下,双边合同交易的竞争不仅包括合同签订双方即发电商和大用户之间的竞争,还包括多个发电商之间为获得更多的发电量而产生的合同电价的竞争。在此背景下,文中构建了计及多个发电商与多个大用户之间的双边合同交易的主从博弈模型。其中发电商的目标是通过与其他发电商进行非合作博弈,从而确定最优合同报价以使其通过双边合同售电的利润最大;而大用户则根据发电商的报价及预测的现货电价来选择其购电策略,从而使其购电成本最小。对主从博弈的纳什均衡解的存在性进行了证明并给出了博弈纳什均衡解的求解思路。算例结果表明博弈的参与者,即发电商和大用户都因参与博弈而受益。     

考虑碳交易的发电商和电力用户竞价博弈

在电力市场中,策略竞价对于发电商和电力用户来说是一项重要的决策行为,对市场参与者策略竞价行为的研究能给市场参与者提供决策参考。基于策略竞价的市场均衡点的特征分析对于市场机制的探究与设计也具有重要意义。在新一轮电力改革和低碳电力的大背景下,本文基于电力市场双边竞价模式,引入碳交易机制,对考虑碳交易的发电商和电力用户的策略竞争价博弈进行了研究。建立了发电商和电力用户的策略竞价双层优化模型,采用对角化迭代算法对博弈均衡点进行求解。最后,基于5节点算例仿真系统,对发电商和电力用户的策略行为以及博弈均衡点的市场特征进行深入分析。     

基于效用函数的发电商竞价策略研究

随着电力市场改革的进行,发电侧开放的程度不断加深,在此背景下,如何提高发电商竞价效率,提出最优报价以获得最大收益,在交易过程取得竞争优势,成为发电企业急需解决的问题。通过引入效用函数,以发电商收益效用最大化为目标,构建了发电商最优竞价贝叶斯博弈模型,根据纳什均衡解提出了最优竞价策略,最后结合实际电力市场交易数据进行了算例分析,并对影响报价的主要因素进行了深入讨论,验证了模型的适用性和有效性,可以为发电商参与电力市场交易提供有益指导。     

考虑需求侧竞价情况下的竞价上网策略研究

运用微观经济学理论研究了单边开放的电力市场中考虑需求侧竞价的竞价上网策略问题.基于供给函数均衡模型建立了考虑需求侧竞价的发电商竞价策略模型,证明发电商的优化竞价策略是报价高于边际成本;需求侧竞价的存在可有效地降低发电商的报价.论证了需求侧竞价情况下市场均衡解存在且唯一,并探讨了均衡解和市场力之间的关系,证明差价合约对均衡解和发电商市场力的影响.     

A motivating mitigation mechanism for generators on condition of coordinated regulation of emission and electricity market

Applying supply function equilibrium (SFE) and the first sealed bidding auction, this paper designs a motivating mitigation mechanism for generators based on coordinated regulation of emission market and electricity market. The mechanism separates emission market as two parts: initial emission market and secondary emission market. It begins with electricity regulator and environment regulator promulgating regulatory information. Then generators participate in initial emission market bidding for emission allowances. Based on allocated emission allowances, generators participate in electricity market bidding for load and set emission secondary trade for profit maximization. The mechanism divides generator’s bidding decision into two dynamic and coordinated stages: firstly in initial emission market, then in electricity market. We depict generator’s decision making as two stochastic parameter linear programming models. Solving these models, generator’s optimality demand function in initial emission market, optimality supply function in electricity market, and equilibrium of each market are achieved. We found that under the new mechanism, (i) both bidding price and bidding quantity in each market are ordered based on generators’ operation advantages from higher to lower respectively and (ii) the pricing and allocation rules in each market can effectively motivate generator to mitigate its CO₂ emission. The new mechanism is truly an effective way to coordinate emission market and electricity market. Finally, we present a simulation to test its validity, and these results are fit well to the theoretical conclusions.     

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。     

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.     

用电侧市场放开下的电力市场多主体博弈

为保证新一轮电改的顺利进行,研究新结构下的市场主体间特别是售电公司与其他主体间的利害冲突关系是关键。文中在梳理并搭建了新形势下电力市场结构关系的基础上,采用多代理技术构建了含发电企业、售电公司及市场用户(对比于非市场用户)的市场多主体博弈框架;其次,就各主体特点、相关交易规则及各主体博弈交互关系,设计了以主体收益函数为目标的市场博弈模型;最后,采用强化学习方法对发电企业、售电公司等市场主体在双边合同市场、集中交易市场的买卖电价、电量进行优化求解。仿真结果表明,发电企业和售电公司的市场收益与份额,主要取决于售、购电量在双边合同市场与集中交易市场的合理分解;随着博弈过程深入和市场信息透明化,市场价格与收益将趋于平稳。     

微电网并网运行的市场运营机制设计

在输配分开的电力市场环境下,为了实现微电网的智能化市场运作,需要结合微电网自身特点设计一套可行的市场运行机制。提出“发电驱动负荷”模式,在保证与主网电力市场相容的基础上,基于多代理系统的市场运营控制体系,计及可中断负荷和储能装置的灵活市场行为,融入需求侧响应机制,负荷用户可根据自身相对需求向微电网市场控制平台提交需求报价信息,构建微电网并网运行的合同市场和实时平衡市场,设计了竞价规则和模型,并针对几个关键问题进行了讨论。     

电力市场竞价博弈实验方案设计与结果分析

竞价博弈实验在检验和发展电力市场理论方面具有重要意义.文中设计了一个模拟的电力市场环境,运用Nash均衡理论,对不同类型发电商的报价策略进行了研究,得出了一些有价值的结论.特别地,文中对竞价博弈实验的方案设计进行了详述,针对实验暴露出来的问题提出了改进方案,并在随后的实验中加以检验.实验结果表明,文中提出的实验方案是基本合理的.     

考虑不平衡资金处理的电力市场结算机制研究

针对我国双轨制下双边电力市场电能电费疏导、不平衡费用分摊等关键问题,利用“日前基准、实时差量、合约差价”双结算体系实现合约市场与现货市场的耦合结算,考虑应承担责任主体构建不平衡资金分摊/返还模型,设计考虑不平衡资金处理的双边现货市场结算机制,并以浙江省电力市场进行仿真分析。算例结果证明了该结算机制的合理性,有效的电费结算体系可以提高发用主体参与电力市场的积极性,为双轨制下双边电力市场结算提供相关参考建议。     

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。     

协同进化算法及其在电力系统中的应用前景

协同进化算法是一种新的进化算法框架，该算法借鉴自然界中的协同进化机制，在传统单物种进化算法的基础上引入生态系统的概念。生态系统中多个物种相互作用，共同进化，从而使整个系统不断演进。将应用领域待求解的问题映射为生态系统，以生态系统的进化来达到问题求解的目的。协同进化算法符合进化博弈论的理论框架，对于各种不同领域问题的求解都取得成功。文中综述了国内外协同进化算法的发展状况，介绍了协同进化算法的基本理论，探讨了该算法在电力系统和电力市场中的可能应用。将该算法引入电力系统和电力市场的研究，可以为电力系统的优化规划和运行、电力市场的竞价机制设计和投标策略优化以及电力市场计算机模拟提供新的方法。     

不确定需求下基于电力供应链协调的发电商回购策略

当前大用户直购电的推行使得用户获得了用电选择权。用户选择权的开放赋予了用户和发电商进行谈判的权力,同时也带给发电商通过采取一定的售电策略去降低风险、获取更大利润的空间。文中基于电力供应链协调的回购机制,对不确定需求下发电商的售电策略进行了分析,提出了发电商根据供应链整体最优原则确定批发价的方法,以及促使购电商的订购量达...