两发电集团竞价上网有限次重复博弈研究

运用博弈论中重复博弈的原理,建立了电力市场两发电集团竞价上网有限次重复博弈模型,并对模型的纳 什均衡解进行分析。认为当2uM>uH>uM+uL且uM≥2uL时,触发策略会使发电侧合谋的发生,这种合谋对电力市 场的稳定是不利的。电力市场管理部门通过对报价上下限的控制,可以有效防止竞价者合谋的发生。     

不同定价方式下电力拍卖市场运行特征的比较研究:(一) 模型与算法

由于电力拍卖市场具有明显的寡头市场特征，且由于发电领域依然存在规模经济性，电力拍卖市场的定价规则出现了多种选择，如边际成本定价、按报价支付定价和当量电价定价法。文中构造了一个基于智能代理的仿真模型讨论3种定价方法的市场运行特征。该模型用具有分散自主决策和智能学习的代理表示发电厂商，在重复进行的报价博弈中，发电厂商通过利润高低按照生物的条件反射原理学习并改进报价策略，追求其利润最大化，随着迭代次数的增加，市场将逐步收敛于均衡位置。然后，通过不同定价方式的拍卖市场均衡状态的比较给出了3种定价方式的市场运行特点。给出了智能代理仿真的模型及其发电厂商的学习算法。最后用一个算例阐述了学习算法的特点。     

电力市场中电力公司应用可中断负荷管理的方法

电力公司实施可中断负荷管理时，电力公司与发电商的不同行动次序会产生不同的效果。基于Stackelberg和Cournot模型，分别分析了电力公司先行动、后行动、与发电商同时行动的市场均衡。分析结果表明，电力公司先行动能中断的负荷最多，亦即先动优势，而电力公司后行动的市场价格最低。然后从促进发电侧电力市场竞争程度的角度出发，分析了电力公司采取各种行动所适用的环境，为电力公司在电力市场环境下实施可中断负荷管理提供了一种解决方案。     

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。     

基于猜测供给函数均衡的发电公司策略行为

提出了一种新的基于微增响应的猜测供给函数均衡（CSFE）模型，用于构造电力市场中发电公司的策略行为及其相互作用，比常用的Cournot模型更为客观地反映了发电公司潜在的市场力。根据供给函数均衡理论，提出一种通用的发电公司优化供给曲线模型，分析了优化供给曲线为线性的条件，并得出如供给曲线为线性则可以惟一确定市场均衡解。通过在IEEE 6机30母线系统的仿真，说明文中模型可以适用于需求无弹性的电力市场分析，并易于构造分段线性的发电公司优化供给曲线。     

发/供电公司市场均衡及竞价策略

在批发竞争的电力市场中，不仅发电公司要竞价上网，而且供电公司也要竞价购电。文中给出了批发竞争电力市场模式下发电商和供电商竞价模型，推导出了完全信息情况下发电商和供电商最优竞价策略的解析解，并用协同进化算法模拟了此模式下考虑功率约束时市场的运营，求得了市场均衡。通过算例说明了所提出算法的有效性，其结果表明市场均衡状态下发/供电公司竞价策略即为它们的最优报价策略。     

Power Pool中发电公司竞价问题的微观经济学分析

运用微观经济学理论研究了Power Pool模式中发电公司的竞价问题。首先，通过对寡头市场的均衡分析指出，Power Pool模式中发电公司采取策略性报价是寡头企业长期均衡的必然结果。其次，运用供给函数均衡分析指出，发电公司的优化报价策略是报价高于边际成本，发电公司的优化报价曲线经过发电公司面对其自身剩余需求曲线单独决策时的最优化点，市场的统一清除价必定等于发电公司面对其自身剩余需求曲线单独决策时的最优化点的价格，市场均衡解存在且惟一。最后，探讨了均衡解与市场力之间的关系，并通过分析差价合约对均衡解的影响发现差价合约可降低电力公司的市场力。     

计及风险的发电公司最优报价策略

在不完全竞争的电力市场中，发电公司可采用策略性报价来最大化利润。然而,在不完全的信息条件下，基于对竞争对手成本或报价的估计而发展的报价策略一般都存在一定风险,如由于报价太高而没有被调度或被调度的发电容量明显小于期望值等。一般而言,期望利润大的报价策略相应的风险也大。因此，对发电公司来讲，需要对报价策略相应的风险进行分析和评估，或构造兼顾期望利润最大和风险程度最小两个矛盾目标的折衷报价策略。文中针对这一问题进行了研究,构造了在联营体运行模式的电力市场环境下发电公司计及风险的最优报价策略模型框架，并提出了两种求解方法。最后,以有6个发电公司参与的电力市场为例说明了所提出方法的基本特征。     

基于期权博弈理论的发电投资决策

电力工业的市场化改革为发电投资决策带来了更多的不确定因素，也引起了风险。另一方面，其他发电公司的投资策略也会对所研究的发电公司投资收益产生影响。因此，发电公司在制定将来的投资决策时，除了要考虑不确定性因素外，还需要分析其他发电公司的投资行为。基于期权博弈理论，构造了电力市场环境下发电投资决策的一种新的方法框架。在假定发电投资者进行投资决策时所面对的不确定性因素主要来自于负荷增长、同时考虑了其他发电投资者的投资行为的情况下，发展了基于期权博弈理论的发电投资的数学模型和求解方法。最后，用仿真算例说明了所提出的方法的基本特征，并在此基础上，分析了允许的发电公司报价上限对发电投资决策的影响。     

电力相关市场及其集中度指标评定

市场份额和集中度指标HHI常用来衡量卖方的横向市场势力。然而，在输电容量有限的电力市场中，发电厂商还可能具有“位置性市场势力”，它与厂商出力的份额没有直接联系。为此，首先发展和引入经济学中“相关地理市场”的概念，在负荷侧定义“电力相关市场”；同时，将潮流/交易解耦作为输电定价的一部分计入寡头市场建模和仿真，求解发电厂商在电力相关市场中均衡的电力销售量；进而，对各电力相关市场评定厂商销售量的占有率及其集中度指标HHI，用这些量的加权平均作为新的市场势力指标。最后给出了一个双寡头电力库市场算例，结果表明新指标能综合发电厂商的横向市场势力和位置性市场势力。     

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。     

水资源开发利用中水量与水质控制的对策分析

通过博弈对策分析，研究管理部门对水资源水量与水质的最佳控制措施，认为在完全市场环境下才可能达到博弈均衡，而且在信息不对称条件下，只有对取水许可证进行交易设计才有利于社会的增长。     

基于可能性理论的发电公司最优报价策略

在电力市场环境下，发电公司采用的报价策略对其自身的获利、甚至市场总体的运行行为都可能有相当大的影响。因而，研究发电公司应该如何构造最优的报价策略或分析电力市场中发电公司的策略性行为，进而考察潜在的市场势力的严重程度，是目前相当活跃的一个研究领域。提出了一种基于可能性理论构造发电公司最优报价策略的方法。以发电公司的历史报价数据、市场化改革以前的公开数据和专家的经验性知识等为基础，采用模糊集理论来描述竞争对手的报价行为，在此基础上构造了发电公司最优报价策略的模糊优化模型，给出了求解算法。这种方法特别适用于在电力市场运行初期或电力市场运行规则刚被修改后的时期，由于可用的历史数据尚不充分、不能采用概率方法描述竞争对手的报价行为的场合。最后用一个有6个发电公司参与的电力市场为例，说明了所提出的方法的基本特征。     

统一价格和PAB竞价的实验分析

采用实验经济学的方法和多个商品同时拍卖的模型，研究了电力市场不同需求响应条件下统一价格竞价和PAB（pay-as-bid）竞价的市场行为和发电商报价策略问题。实验结果表明，2种竞价机制下市场均能收敛到完全竞争均衡附近，但PAB竞价的市场平均价格高于统一价格竞价的市场平均价格且价格较稳定，因此购电费用较高;市场需求弹性较小时2种竞价机制的市场价格均有显著提高，但在发电容量充足时仍可保持充分的竞争性;在不同的竞价机制下，发电商将采取不同的报价策略，统一价格竞价中发电商之间的竞争更为明显。     

考虑风险约束的发电公司报价策略研究

针对采用分段报价策略和按发电公司报价结算的电力市场，提出了构造计及风险约束的发电公司最优报价策略的模型框架。在假设所研究的发电公司对其竞争对手的报价策略概率分布已知的前提下，首先提出了计算采用某种报价策略时的期望利润和相应风险的方法，然后根据发电公司自身的风险偏好，定义了在最大化利润和最小化风险这两个目标间折衷的效用函数，发展了使报价策略所产生的效用最大化的最优报价策略模型和以遗传算法为基础的求解方法。最后用一个有5个发电公司参与的电力市场为例来说明所提出的方法的基本特征。     

考虑输电约束的期权市场与现货市场联合均衡分析

针对实际运营电力市场的需求，研究发电商在期权市场与现货市场的联合竞争问题，建立了一个考虑输电约束的两阶段古诺博弈模型。该模型是一个具有均衡约束的2层数学模型，可使用非线性互补方法和改进的Levenberg-Marquardt算法求解。结果表明，输电阻塞抑制了发电商参与期权交易的积极性，削弱了期权对电力市场的作用，加强了处于阻塞有利位置的发电商的市场力，发电商可通过策略性竞标剥夺用户和网络所有者的部分或全部收益。     

关于水电市场发电权交易的相关研究

我国的电力市场化改革是一个长期的探索实践过程。为贯彻国家能源政策,提高水能利用率,建设资源节约型社会,现阶段我国正积极研究和制定有利于水电可持续发展的各项政策,如市场规则、电价政策、市场配额及“水火置换”等。“水火置换”交易本质上就是发电权交易的一种形式。本文主要对发电权交易的问题展开讨论,主要内容包括：基于双向叫价拍卖的发电权交易博弈分析和基于双向叫价拍卖的发电权交易机制设计等几个方面。     

需求侧参与期权市场的电力市场均衡分析

期权是电力市场参与者使用的主要金融工具之一。建立了风险厌恶的购电商以效用最大为目标、风险中立的发电商按Cournot方式竞争的两阶段博弈模型，给出了市场均衡的解析解。结果表明期权对电力市场的作用要强于远期合约，随着购电商等值风险规避指数和现货市场电价波动性的增加，发电商的市场力逐渐加强，为保持较高的收益和现货市场电价，发电商有兴趣维持现货市场电价的高波动性。     

电力市场环境下备用容量的集中和分散优化决策

针对电力市场环境下, 应该采用何种方式确定和获取所需要的备用容量这个有普遍争议的问题，提出了集中优化方法和应用保险理论的优化方法。集中优化方法是以从发电公司购买成本和用户停电损失之和最小化为目标，通过集中方式确定所需的总的运行备用容量及其价格并在相关的发电公司间分配这些容量的方法。应用保险理论的分散优化方法是用户通过购买保险，把停电可能引起的损失转移给独立调度机构（ISO）, 从而引导ISO对备用容量进行有效的管理；同时，当发电公司没有投入所成交的备用容量时，ISO会对其进行高昂的惩罚, 从而激励发电公司很好地履行合同职责。文中先导出了与备用容量相关的各个发电公司的成本函数和用户的效用函数，然后给出了相应的分散优化和集中优化的数学模型，以及求解算法，证明了在完全竞争的市场中分散优化方法可以得到和集中优化方法相同的最优解, 即最大化社会福利。最后以有14个发电公司参与的模拟电力市场为例进行了仿真计算，说明所提出方法的基本特征。     

拍卖理论及其在电力市场竞标设计中的应用:（一）拍卖理论基础及实验研究

电力市场竞标机制的设计是决定电力市场能否成功实现和市场效率高低的关键问题，必须慎重对待。拍卖问题有4种基本类型，即上升出价拍卖、下降出价拍卖、第一价格暗标拍卖和第二价格暗标拍卖；以及多种复杂类型。拍卖问题的模型分为私有价值拍卖和公共价值拍卖两大类。拍卖理论最基本的内容为4种基本拍卖类型的等价性，它由收益等价定理严格表述。拍卖实验是拍卖问题研究的一个重要方面，不但用于检验拍卖理论的正确性，也用于设计新的拍卖制度。拍卖问题的研究是现代经济学中极为重要和引人瞩目的一个领域，有大量理论成果，在许多现实经济问题中得到成功的应用。将拍卖理论引入电力市场竞标设计，能为成功实现电力市场交易提供理论指导。