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(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

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。     

基于多策略差分进化算法的输电网规划

差分进化(DE)算法是一类基于种群的、具有全局优化性能的、通过实数编码的启发式算法。但差分算法搜索策略过于单一,局部搜索能力差,因此通过增加多策略变异和局部寻优策略来提升全局和局部搜索能力,同时降低搜索时间,使其适应于求解大规模输电网规划问题。采用基于线路投资费用、网损费用、正常运行时的过负荷费用及输电走廊费用的输电网规划模型,通过对Garver-6系统和18节点系统的计算,不仅验证了算法及模型应用于输电网规划的正确性和有效性,而且验证了算法具有很高的计算速度和收敛性,为DE算法的进一步改进应用打下基础。     

源荷不确定性下考虑策略投资者Stackelberg均衡驱动的输电投资与规划分析

“双碳”背景下新能源渗透率提高,省内断面潮流越限问题日趋严重。为解决仅通过金融输电权市场无法缓解阻塞的问题,以及为规划建设部门及调度运行机构提供可靠的长期阻塞管理方案,本文考虑源荷不确定性,建立了基于市场驱动的发电商、用户作为输电网策略性投资主体的Stackelberg均衡模型。本文设计通过金融输电权收益和现货市场收益回收成本的方式驱动策略投资者选择最佳投资策略,研究策略投资者如何在最小化输电投资成本和市场多投资者存在下的最小化调度成本机制之间达到均衡。算例分析验证了本文基于市场驱动的输电网投资的阻塞缓解效果,并分别讨论了不同投资主体方案、金融输电权价值及源荷不确定性对输电网投资扩建的影响。     

基于灰色关联分析的输电网规划方案模糊综合评价

针对输电网规划方案模糊综合评价方法存在主观性大的问题,将灰色理论引入模糊综合评价中,运用灰色关联分析方法求解的灰色关联系数作为评价指标的隶属度,从而得出模糊评价矩阵;运用层次分析法与熵权法相结合的主客观综合赋权方法确定模糊权重向量;运用合成算子将所求评价矩阵和权重向量合成得模糊综合评价向量,进而对输电网规划方案进行评价。算例结果表明,两种方法结合,解决了隶属度函数的确定依靠评判者主观赋值的问题,具有一定实用价值。     

考虑物理期权的期权市场与现货市场联合均衡分析

期权是发电商进行策略性竞价和规避市场风险的重要金融工具,目前的研究主要集中在期权的定价及其风险规避功能,关于期权对电力市场均衡的影响研究甚少.建立了考虑物理期权的两阶段Cournot博弈模型,给出了市场均衡的解析解,结果表明物理期权的存在增强了电力市场竞争,在一定程度上抑制了发电商的市场力滥用,为保持较高的收益,发电商有兴趣维持现货电价的高波动性.     

输电网合作投资的费用分摊方法

电力系统引入市场机制后，输电网的投资具有分散化和多元化的趋势，同时由于输电投资具有规模效应，且成本回收期长，因而投资者之间相互合作将成为降低风险的一种有效方式，但如何分摊投资成本仍是一个值得研究的问题。为此，文中基于合作博弈理论，提出了一种多主体合作投资的费用分摊方法，通过投资收益分析，计算各子联盟的特征函数值，将超出值作为衡量分摊方案优劣的评价指标，并结合遗传算法求得输电合作投资的核子解。分摊结果可同时满足个体合理性条件和群体合理性条件。     

考虑输电网约束的电力市场有限理性古诺博弈的动态演化研究

为了模拟电力市场中发电商的有限理性博弈行为,该文提出了考虑输电网约束的有限理性Cournot动态博弈模型.并在此基础上,定性分析了两寡头Cournot博弈的Nash均衡点及其稳定性,从中显示出在不同的市场参数下,对应不同的输电网运行状态：阻塞与不阻塞,市场会出现不同的Nash均衡点,甚至会出现没有Nash均衡点的情况;探讨了市场参数对市场稳定性的影响,提出了提高电力市场稳定性的措施;针对两寡头Cournot动态博弈模型,数值仿真出不同市场参数下市场的动态行为,其中着重探讨了当市场参数超出Nash均衡点稳定域后,展现出的周期甚至混沌的动态行为.     

电力市场PAB机制下混合策略的均衡分析

针对按报价支付（PAB）机制下市场中不存在纯策略纳什（Nash）均衡的情形,建立了基于概率分布的连续策略伯川德（Bertrand）博弈模型,以求解其混合策略纳什均衡（MSNE）。将报价策略区间标准化之后,求出了MSNE的通解。随后针对一类指数分布的报价策略,求出了MSNE的解析表达式。最后通过一个简单算例验证了该模型的有效性。研究结果表明:市场份额越大的发电商越倾向于申报高价,成为价格领导者,抬高市场出清价格;通过等额拆分可以有效减少市场力,降低市场出清价格。     

博弈论及其在电力市场中的应用

3　博弈论与电力市场在过去的10年里,传统的垂直垄断的电力生产结构正在许多国家通过解除垄断,走向电力生产市场化结构,以引入竞争机制达到节省资源、提高效率、降低电价、改善服务和取得更大的社会效益的目的。经济学家和电力系统专家将微观经济学理论[34,35]引入电力市场,对电价理论,电力市场的设计、运行、监管以及市场环境下的系统运行和规划等问题进行了深入研究,取得了一系列成果[36～43]。在电力市场中,参与者将在市场许可情况下研究各种策略以便获取自身的最大利益。博弈论就成了最好的工具之一。另一方面,市场的监管部门也要尽可能…     

博弈论及其在电力市场中的应用(待续)

在电力市场中一个特别重要的研究课题是各个市场参与者如何在市场许可的条件下运用智慧进行合法竞争以获取最大的利益,以及市场监管组织怎样预测和判断不合理的竞争现象,这就需要运用博栾论的研究成果。文中拟对博奕论在电力市场中的应用做一简介。全文分为两部分：第1部分主要介绍博弈论的发展历史、分类,及其在各个领域中的应用,并通过举例简单介绍其基本的建模、求解过程及难点。第2部分主要介绍博弈论在电力市场中的应用,包括在发电公司售电决策、购电公司购电决策中的应用;输电成本分配和输电电价确定中的应用;以及判别分析操控市场行为中的应用。     

地区间电力市场互联互通相关问题（二）基于双向差价合约的互联互通市场的纳什均衡分析

电力市场互联互通是拓展资源优化配置空间的有效方式.在互联互通电力市场模型研究的基础上,通过分析基于双向差价合约的互联互通市场成员的报价策略和博弈行为,发现当市场成员能够较准确预测互联互通区域市场出清价格时,其在分地区市场中的最优报价策略将转化为按互联互通市场出清价格报价,从而达到纳什均衡,互联互通电力市场最终将趋于统一电力市场.在此基础上,提出了逐步开放互联互通市场的政策建议,并用实际算例验证了其可行性和优越性.     

基于博弈论的发电商报价策略

在电力市场环境下,发电商可以通过策略性报价来极大化自己的收益,其竞价过程可以被描述成一个不完全信息的非合作博弈过程。文中在分析策略性报价方法研究现状的基础上,提出了电厂优化报价问题的数学模型,并给出了基于博弈论和概率论的求解方法。该解法通过引入虚拟对手的概念和参数估计的方法,较好地解决了通常难以处理的多人博弈和不完全信息问题。同时研究了重复博弈模型,其结论是：当各个博弈方采用相同报价机制时,最终收敛于纳什(Nash)均衡点。算例结果表明了本文方法的有效性。     

纳什均衡分析在电力市场中的应用简介

介绍现代经济学的先进分析工具之一纳什均衡的概念，详尽地描述能全面考虑经济活动中供给者与需求者间、供给者间、需求者间动态交互关系的纳什均衡分析方法。举例介绍纯策略纳付均衡分析方法和混合策略纳什均衡分析方法在电力市场中的应用。特别对中国电力市场中历史原因形成的某些特殊情况应用混合策略纳什均衡分析进行了举例。纳什均衡分析能比局部均衡分析和一般均衡分析更有效地分析电力市场中各市场主体间的交互经济活动，纳什均衡分析方法在电力市场各市场主体经济活动的分析、判断和预测中必将会有更广泛的应用。