考虑需求弹性的电力市场边际电价概率学预测

在电力市场环境下,各种需求侧响应措施可有效增加需求价格弹性。电力市场的价格预测不仅要考虑需求侧和供应侧的随机不确定性,而且要充分计入需求价格弹性等经济因素的影响。基于系统边际发电单元的概念,应用有关概率理论和随机生产模拟技术,提出了一种计入需求价格弹性因素的边际电价概率学预测方法。该方法还为电力市场环境下需要考虑一定需求弹性时的发电系统可靠性指标估计提供了一种可行途径。算例分析证明方法的合理性和有效性,并且表明,增加需求价格弹性,可有效降低边际电价及其不确定性,改善系统发电容量的充裕性。     

电力市场中竞标电价及其影响因素

从微观经济学的角度研究了发电公司竞标电价及其影响因素。影响发电公司竞标电价的主要因素有发电公司本身的生产成本、市场需求量、价格-需求弹性、市场供给能力和限价机制等。首先研究了发电公司的生产成本和边际成本。边际成本曲线构成了发电公司的供给曲线,由此确定竞标电价的最低点。在具有较大的价格弹性的电力市场中,市场需求和价格弹性对发电公司竞标电价及其优化也有很大的影响。发电公司可以在低的市场价格时大幅度增加机组竞标量,在高的市场价格时适当减少机组的竞标电量,从而形成最优的竞标策略。限价机制约束了发电公司竞标电价上下限界,使得利益在发电公司和用户之间来回移动。     

单边开放电力市场下最优差价合约

研究了单边开放电力市场下差价合约的最优形式。在只放开发电市场竞争的情况下,电力市场往往处于不稳定的状态,但是在供应函数模型分析的基础上,经研究发现电网公司通过与发电企业签订差价合约即可实现发电市场的均衡,使电力市场处于稳定的状态。但差价合约却需要满足极其严格的条件,即合约电价和合约电量比例的乘积在一定范围之内,该范围取决于发电企业成本和电力需求负荷。当发电企业为常数边际成本时,该乘积越大,电网公司购电成本越小;当发电企业为截距为零线性边际成本或线性边际成本时,该乘积越小,电网公司购电成本越小。因此在单边开放电力市场的情况下,电网公司设计差价合约交易机制时,应充分考虑发电企业成本和电力需求负荷的影响,以实现电网公司购电成本最优。     

基于SFE模型的区域电力市场模拟分析

在电力市场中，采用第一价格暗标拍卖机制的日前现货市场是一种主要的交易形式。为了研究现货市场中发电企业的竞标策略及其对市场结果的影响，作建立了分析现货市场的供给函数均衡模型，其基本假设是发电企业具有通常为线性的边际成本并提交线性供给函数进行市场竞价。由于采用零截距边际成本和供给函数的假设可以简化分析，中提出了线性供给函数模型和零截距线性供给函数模型之间的转化算法，即模型的正规化问题。利用该模型进行了算例分析，所考虑的影响市场结果的因素为需求、需求弹性，完全竞争企业的容量份额和策略竞标企业的规模，市场结果包括市场出清电价、消费剩余和生产剩余以及发电企业的利润。计算结果表明策略竞标企业的规模越大，抬升市场价格的能力和动机就越强。在大企业策略竞标的条件下，完全竞争企业会获得更大的超额利润。     

基于博弈论的发电侧竞价市场均衡特性分析

利用供给函数均衡模型分析发电侧竞价市场均衡的性质。求解出市场均衡下市场出清电价、发电商上网电量和收益等市场出清结果的解析解,通过推导这些市场出清结果相对需求价格函数参数和发电商成本函数参数的导数并确定其性质,揭示了电力需求和需求价格弹性及其组合影响市场均衡的规律,结合两种不同发电商成本结构分析了发电商成本特性对市场均衡的影响。算例验证了导数性质及相关结论。     

基于博弈论的发电侧竞价市场均衡特性分析

利用供给函数均衡模型分析发电侧竞价市场均衡的性质.求解出市场均衡下市场出清电价、发电商上网电量和收益等市场出清结果的解析解,通过推导这些市场出清结果相对需求价格函数参数和发电商成本函数参数的导数并确定其性质,揭示了电力需求和需求价格弹性及其组合影响市场均衡的规律,结合两种不同发电商成本结构分析了发电商成本特性对市场均衡的影响.算例验证了导数性质及相关结论.     

考虑碳排放价格的电力市场均衡分析

国民经济中,作为最大的碳排放部门的电力行业,引入碳排放因素尤为重要。为研究碳排放价格对电力市场均衡结果及发电商利润的影响,首先,给出考虑碳排放价格的电力市场发电成本模型;然后,建立考虑碳排放价格的电力市场古诺均衡模型并进行均衡分析。分析表明:引入碳排放价格后,高碳排放的发电商的利润下降;碳价波动、合同电量对电力市场均衡价格有明显的影响;碳价、合同电量的合理选取对发电商利润有着显著的影响;引入碳排放价格的市场机制不仅可以降低CO2的排放量,达到节能减排的效果,同样可促进新能源市场的发展,优化电源结构,具有一定的现实意义。     

考虑需求侧竞价的发电公司竞价策略分析

采用微观经济学理论研究了单边开放的电力市场模式中考虑需求侧竞价的发电公司竞价策略问题。运用经济学理论中的供给函数均衡模型建立考虑需求侧竞价的发电侧竞价策略模型,运用连续函数极值原理分析得到发电公司的优化报价策略,结果表明发电公司的优化报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公司的报价;论证了需求侧竞价情况下市场均衡解存在且唯一,并得到了均衡解和市场力之间的函数表达式;最后分析了长期和约对均衡解的影响,发现长期和约可降低发电公司的市场力。     

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。     

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。     

非线性边际成本下的多个发电商的持留均衡

电力市场中的物理持留可能会导致出清电价的飞升,使购电方面临巨大损失,因此有必要研究物理持留.在实际情况下发电边际成本更接近于非线性,因此作者从定价机制为统一出清、负荷需求无弹性的前提出发,基于发电商边际成本曲线,分析了规模不等的N个厂商持留的古诺-纳什均衡,并得到了在边际成本非线性情况下的持留的封闭解.实例结果表明,发电商的最优持留量与市场总负荷需求成正比,并随着自身份额的增大而激增;单个发电商的市场份额不超过10%是使市场总持留量不致过大的市场份额的上限;对较大份额发电商的资产拆分将有效减少市场的总持留量,且等份额拆分比不等份额拆分的效果更好.此研究结果可供设计电力市场的规则、对市场力实施限制和减少发电商的大量持留参考.     

考虑远期合同交易的发电市场分段线性供应函数均衡模型

采用线性供应函数均衡方法，针对多个具有非零截距线性边际成本的非对称发电商，研究了考虑远期合同交易的发电市场均衡模型。提出了2种方法，即基于发电阈值电价的方法与基于竞标闲值电价的方法，来获取分段均衡的供应函数，并计及发电商出力限制对均衡结果的影响。算例分析表明了模型的有效性，并且显示，如果市场规则要求发电商投标时必须保证其合同电力，则在发电商的合同销售电力较大时，这种市场规则通常将导致市场均衡价格的明显下降。     

使用LSFE分析计及输电系统约束的市场势力

基于线性供给函数均衡(LSFE)模型，提出了一种计及输电系统约束的计算发电商Lerner指标的新方法。在竞争性的电力市场中，发电商的发电成本数据并不公开，因此不能使用市场仿真计算发电商的Lerner指标。运用所提出的方法，独立系统运行员(ISO)可以在未知发电商成本信息的情况下计算发电商的Lerner指标。该方法只需要各参与者(发电商和用户)的报价曲线和在市场Nash均衡点的电价、功率信息以及输电网络的运行状态信息就可以计算，计算简便，结果精确。该方法还能表明进行策略报价的发电商的Lerner指标与它的市场份额成正比，与所有其他市场参与者的市场份额、供给(需求)价格弹性和对该发电商的网络影响因子的乘积之和成反比。还定义了一个市场综合指标用来度量整个市场中的发电商市场势力作用的相时程度．     

基于均衡分析的总统调合同电量比例研究

该文针对中国电力市场中合同市场运行规则的特点，应用猜测供给函数均衡方法模拟发电公司策略行为，并考虑风险规避型的合同电价和现货电价之间的联系，构造了电力公司作为单一购买者和市场运营机构参与重复博弈的电力市场运行时，确定市场统调合同电量占总统调用电量的最佳比例的数学模型，使合同市场能够最大限度地发挥其平抑发电公司所拥有的潜在市场力的作用。通过算例计算分析合同电价的波动、合同电量的分配方案以及市场中电力需求的弹性对统调合同电量所占最佳比例的影响。     

Oligopolistic competition in power networks: a conjectured supply function approach

Conjectured supply function (CSF) models of competition among power generators on a linearized DC network are presented. As a detailed survey of the power market modeling literature shows, CSF models differ from previous approaches in that they represent each GenCo's conjectures regarding how rival firms will adjust sales in response to price changes. The CSF approach is a more realistic and flexible framework for modeling imperfect competition than other models for three reasons. First, the models include as a special case the Cournot conjecture that rivals will not change production if prices change; thus, the CSF framework is more general. Second, Cournot models cannot be used when price elasticity of demand is zero, but the proposed models can. Third, unlike supply function equilibrium models, CSF equilibria can be calculated for large transmission networks. Existence and uniqueness properties for prices and profits are reported. An application shows how transmission limits and strategic interactions affect equilibrium prices under forced divestment of generation.     

Reconciling social welfare, agent profits, and consumer payments in electricity pools

Under a common condition called profit suboptimality, market equilibrium cannot be reached in electricity pools; in other words, no system marginal price exists for which the profit-driven independent generators would self-schedule to levels that exactly meet the demand. On the other hand, although a centrally imposed generation schedule satisfies power balance, it may force some agents to operate at a profit below what they could achieve under self-scheduling. This paper examines these incompatible goals and proposes a conflict resolution scheme based on the notion of generalized uplift functions. These functions are defined such that they: (i) change the offered generation cost characteristics so as to increase the system marginal price, thus forcing the consumers to compensate the generators for part of their combined loss of profit; (ii) execute an equitable transfer of revenues among the generators so that these also participate in any loss of profit compensation; (iii) ensure market equilibrium at the centralized minimum cost solution; and (iv) ensure that the net sum of the uplifts adds up to zero.     

The Demand Elasticity Impacts on the Strategic Bidding Behavior of the Electricity Producers

Due to the oligopoly structure of the electricity markets and to the constraints imposed by the transmission network, the producers may exert market power by strategically bidding higher than their marginal costs. This brings market performance far from the perfect competition equilibrium, with higher market clearing price and extra surpluses obtained by the producers. Demand elasticity can significantly affect the market performance contributing to mitigate the strategic bidding behavior of the producers. Compared to other commodity markets, demand elasticity in the electricity markets is low, but even a small increase can result in appreciable improvement of the market performance. The network constraints of the power system play a specific role in determining the oligopoly equilibrium of the gaming behavior of the electricity producers. The model of supply function equilibrium is first applied to a simple three-bus test system for a conceptual analysis and then to a standard IEEE 30-bus test system. The effects of an increase of demand elasticity are assessed, resorting to a set of proper quantitative indexes     

目标级联分析法在完全竞争发电市场迭代竞价机制中的应用

采用迭代竞价机制可以促进发电商经济、合理地上报电价和组织生产,同时能赋予购买者议价的能力,促使电力市场协调、高效地运作。但现有的迭代竞价方法主要采用按报价支付或按统一边际出清价进行结算的方式,很少采用按节点边际电价进行结算,并且可能出现迭代次数过多而难以应用的情况。为此,提出了一种基于目标级联分析理论的发电市场迭代竞价模型。将发电商与独立系统运营商作为不同的利益主体,分别以生产效益最优和购电成本最小为目标,通过发电功率进行联络以实现2个优化模型的解耦与并行求解。该模型考虑了网络约束的影响,能有效激励发电商上报其真实成本,有利于社会资源的优化配置。基于IEEE 39节点系统和IEEE 118节点系统的算例表明,目标级联分析法应用于完全竞争的发电市场迭代竞价机制可行,且收敛性和计算效率都能满足要求。     

应用动态学习改进对竞争对手微增响应猜测的发电公司投标策略

该文应用微增响应猜测(Conjcctural Variation，CV)方法构造一种在不完全信息情况下的寡头竞争电力现货市场中发电公司通过动态学习改进对竞争对手的微增响应猜测的新投标策略，指出当各发电公司采用该文提出的投标策略进行不断重复的投标竞争后，市场所达到的均衡点为：Nash均衡点。算例计算结果说明各发电公司具有进行动态学习的动力，但是当所有公司进行学习时将会降低市场结清电价从而提高电力市场的社会总效益。算例计算结果还说明了电力需求弹性对学习过程的收敛性具有积极作用。