基于演化博弈的区域电力市场报价策略研究

在电力市场环境下,随着省电力公司与发电厂商共同竞价的双边竞争区域电力市场的形成,研究了供需双方的报价策略和市场稳定策略点问题。以南方区域电力市场规则为例,分析了省电力公司与发电厂商报价策略的不同。应用演化博弈理论中的多群体复制动态博弈模型,对省电力公司与发电厂商竞价策略的演化过程进行模拟并研究其演化稳定策略。实际算例表明,"发电厂商报低价售电"与"省电力公司报高价购电"为市场演化稳定策略,与南方电网电力市场的实际模拟运行情况相符,可为市场监管和供需双方确定报价策略提供技术参考。     

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。     

发电公司的不完全信息竞价博弈模型

运用博弈论中的第一价格暗标拍卖原理，研究发电公司的不完全信息竞价博弈模型。该模型考虑了发电公司的单位成本、竞价成功的可能性概率及预期的市场清除价格等因素，通过求解模型得出发电公司报价的一般表达式。最后用算例说明了该方法的合理性和可操作性。     

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。     

浙江发电侧电力市场发电商的电价操纵行为分析

电力市场成员能利用自身的市场力影响电力市场正常运作。利用经济学和博弈论的分析方 法,并结合浙江省发电侧电力市场的实际运行数据和经验,具体分析了市场成员的市场力形成原因 及其影响市场运作的过程。文中分析了市场中单一购电商的需求特性,得出了发电商的最佳报价 模型,分析了不同发电商的报价行为,指出大型发电商通过对电网中旋转备用的分担,容易操纵市 场价格,中小型发电商也可以通过跟踪大型发电商的报价参与抬高市场价格,从而降低整个市场的 效率。最后,提出了相应的建议措施。     

基于智能个体信念学习的电力市场模拟的理论框架

为了降低电力改革的风险,需要利用电力市场模拟的方法来研究电力市场的演化规律,对现有电力市场方案进行验证.基于多智能体结构和复杂适应系统的思路,作者引入信念学习的思想,提出了电力市场模拟总体设计架构.在该模拟思路中,每个市场成员基于报价中标概率信念拥有统计学习能力和决策能力,同时拥有探索能力和记忆能力,可以自主地从市场中学习知识和调整各自报价决策,从而实现模拟电力市场自主、动态演化的目标.新的市场成员个体学习和决策模型不但提高了新的电力市场模拟方法的计算效率,还能够在仅仅了解电力系统固有特性(如:电网结构、电源结构等)和市场规则等有限信息的情况下模拟和研究电力市场演化过程,检验市场设计方案中的不足和缺陷,对现阶段的我国电力市场改革具有重要的现实意义.     

基于统一优化补偿的无功电力市场

开放的电力市场要求有竞争性的无功辅助服务,这就需要确定由不同无功源所提供的无功功率支持的价值并以此对无功辅助服务定价。本首次提出有效无功容量的概念,并建立了基于统一优化补偿的无功市场模型,然后将无功电力市场分解为无功容量市场和无功电量市场。强调应根据无功源对系统安全与稳定的贡献来确定由其提供的无功功率的价格,通过灵敏度研究证明了该方法的正确性。以IEEE-30节点系统和四川电网为例对无功功率价格进行了仿真和计算,结果表明了该方法是可行和合理的。     

批发竞争电力市场环境下购电公司在各级电力市场购电量的优化分配

为了降低费用和减少风险，对购电公司投标组合策略进行了初步探讨，确定购电公司在不同市场中的购电量。讨论了购电公司在合同市场和现货市场两市场的购电分配问题，通过对确定需求和随机总需求两种情况的分析和研究，得出了这两种情况下合同市场最优购电量的解析式。     

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。     

Electricity market equilibrium of nonlinear power systems with reactive power control

The impact of reactive power control on the electricity market equilibrium is investigated. The effects of limitations on the reactive power generation and absorption, and load power factor adjustments, are examined using a novel electricity market equilibrium model that solves large-scale nonlinear power systems with asymmetric strategic firms. The algorithm implemented employs the linear supply function theory for bid-based pool markets. AC power flow analysis is used to represent the electricity network, incorporating variable price-responsive active and reactive load demands. The significance of the reactive power modeling in the electricity market equilibrium is demonstrated using the IEEE 14-bus and IEEE 118-bus systems. It is shown that variations on the reactive power in the system result in different market outcomes, as incentives are given to the strategic generating firms to alter their bidding strategies. The convergence characteristics of the IEEE 118-bus system are graphically presented and discussed to demonstrate the superior computational performance of the proposed algorithm in producing results under strict binding constraints and heavy transmission congestion conditions.     

A game equilibrium model of a retail electricity market with high penetration of small and mid-size renewable suppliers

Game theory has provided a practical tool to model players' strategic behavior in electricity markets, particularly as the world moves towards a more competitive market. A game theoretic approach can be used to find the clearing electricity price in a retail electricity market with a high penetration of small and mid-size renewable suppliers.     

电力市场中的委托交易及其数学模型

该文提出了电力市场委托交易的概念,并提出了在传输阻塞和机组故障2种情况下基于收益最大化的委托交易的2个数学模型。在这2个模型中,要求委托交易的收益应大于在电力市场中策略竞标的收益,同时考虑了委托交易公司效益、输电线路功率限制、整个电网的功率平衡和委托交易等因素的约束条件,给出了委托交易公司和委托交易等因素的约束条件,给出了委托交易公司和受委托交易公司的成本函数。在研究电力市场中策略性竞标的收益时提出了基于收益最大化的策略性竞标的数学模型,对于这些最大化目标问题,采用了动态编程算法。在这些算法基础上提出了最大化目标问题的解决方案,通过一个算例的仿真计算,证明了所提出的委托交易的2个数学模型的正确性和有效性。     

电力市场下的逐步加线规划

在电力市场中,电力系统的网络结构对市场性能影响很大,电网规划变得越发重要。在联合运营模式的电力市场下,发电商根据预测的已知负荷进行策略报价,给定待选线路集合,在投资预算范围内,考虑因新投产发电机组及新增用户所引起的孤立节点,运用逐步加线法选取最有效线路集进行网络扩建。算法的灵敏度指标既考虑了待选线路扩建成本,又考虑了它们的市场效益。用18节点系统对所提出的方法进行模拟验证并与传统方法比较,同时给出8年的动态规划结果。     

电能平衡与辅助服务的辅助手段--期权

在电力市场交易中,如果发电商故意隐瞒可用发电容量或者抬高报价,将会损害辅助服务市场和实时平衡市场的竞争效率.如何确保有足够的发电容量用于这两个市场交易是电力市场的一个关键问题,同时也会影响到系统中的电能平衡和辅助服务的质量.为了解决这一问题,提出了基于期权的发电容量交易机制.电网调度者代表用户向发电厂购买发电容量期权;通过事前确定容量期权的价格和执行价格,电网调度者可以利用期权交易这一市场手段,获得调用机组剩余发电能力的权力,用于保证紧急情况下的系统运行.该发电容量期权交易还可取代现有的容量市场.     

考虑风电与能源转换和存储设备联营的电力和 天然气市场均衡分析

风电出力较大的不确定性会导致参与市场竞争时的投标偏差问题,多能交易市场中的多能互补有助于降低风电投标偏差。首先,提出了风电商与电转气设备、燃气机组及储气装置分别以合作联营和租用联营模式参与投标竞争的电力和天然气市场交易框架。其中,两种联营模式均可完全弥补风电商在电力市场中的投标偏差,而且电转气设备、燃气机组和储气装置除了弥补风电投标偏差,还能利用不同能源市场价格差异参与套利交易。其次,为了研究比较不同联营模式对电-气市场均衡结果的影响,分别建立不同联营模式下的电力-天然气市场多时段古诺随机均衡模型。其中利用Shapley值法对合作联营模式下的风电商、电转气设备、燃气机组及储气装置进行利润分配。最后,通过算例仿真表明,所提出的两种联营模式有助于提高风电商的市场竞争力,缓解电力和天然气市场的价格波动,促进两个市场的高效平稳运行。     

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。     

兼顾激励相容的水电富集电网中长期电力市场交易模型

针对我国水电富集地区梯级电站上下游中标电量与发电水量不匹配导致弃水和违约等问题，借鉴巴西电力市场中长期交易模式，提出兼顾激励相容的水电富集电网中长期交易模型。该模型以个体发电效益最大和电网侧购电成本最小作为激励相容的双重目标。首先以最小出力最大为目标对水电站群进行优化调度，所得各水电站每月发电量定义为其该月保证电量，并将保证电量拆分成基础电量、省内电量和西电东送电量。然后建立各级市场交易方法，基础电量按相似来水频率的历年平均电价收购，省内电量参与两轮拍卖，西电东送电量按剩余电量比重排序依次收购，采用强化学习确定各发电商份额和电价。最后利用改进的电量再分配机制对联盟内各水电站实发电量进行再分配。云南省5个流域52座电站群实例结果表明，所提模型能有效缓解当前梯级上下游电站弃水和违约等问题，促进了水电市场合理竞争和水资源充分利用。     

市场电价的实证分析及预测建模

电力作为一种特殊的商品，具有很低的用电需求弹性，难以大量存储，易受到发电容量、输电阻塞等系统特有约束的影响，尤其是在电力市场环境下还要受到发电公司报价策略的影响，因此，对市场电价进行有效的预测建模将面临巨大的挑战。文中从实证分析的角度出发，首先对浙江发电市场的系统报价曲线进行分析，在此基础上提出一种报价曲线驱动的市场电价预测方法，并通过算例仿真表明此方法在实现上的方便、有效性。     

用电价分布概率预测的发电商报价策略模型

电力市场环境下发电企业的报价策略直接影响着该企业的收益。以市场边际电价报价既可成功竞价上网又能使发电利润达到最大,是最理想的报价方案。波动剧烈的实际市场电价很难精确预测,但可预测出其可能的分布概率。为此建立了一个基于电价分布概率预测的发电企业报价策略模型,并提出了采用二维实数编码策略的改进遗传算法优化求解。针对市场竞价中申报数据要求为一组符合递增规律的“价格—电量”数据点的要求,特别设计了独特的遗传操作算子以得到合理有效的报价方案。算例仿真验证了该模型与算法的可行性。     

单边电力市场中价格调控机制及其模拟

目前,我国电力市场模式是暂不包括用户侧市场的单边电力市场,市场中的发电商会利用各自的市场力来抬高电价,获取超额利润,而发电侧市场中过高的电价常常会导致电力公司经营困难,进而导致整个电力市场的崩溃.文中基于经济学中的社会效益理论,提出了一种应用于单边电力市场的价格控制模型来控制市场电价,以确保市场平稳高效地运行.为了检验所提出的价格控制模型的有效性,采用协同进化算法对发电市场的运营进行了模拟,模拟结果表明所提出的价格控制模型行之有效.