基于实物期权理论的发电投资决策和容量充裕性评估

电力工业的市场化改革一方面为发电投资决策带来了更多的不确定性因素以及由此而引起的风险,另一方面也给政府主管部门或监管机构带来新的挑战,即应如何设计有效的市场机制以保证系统的发电容量充裕性进而供电可靠性。假定在投资者制定发电投资决策时所面对的不确定性因素主要来自于负荷增长的前提下,基于实物期权理论,构造了适用于电力市场环境下发电投资决策的新的方法框架,建立了相应的数学模型,提出了求解方法。该方法框架可以处理多个投资者参与发电投资的情形。在此基础上,研究了单一能量市场模式、容量费用模式和装机容量市场模式对发电投资决策进而整个系统发电容量充裕性的影响。最后,用仿真算例说明了该方法的基本特征。     

电力市场环境下的发电容量充裕性(一)单一能量市场情形

能否完全依靠单一能量市场来确保发电容量充裕性是一个存在广泛争论的重要问题。研究了在完全竞争的单一能量市场中的发电容量充裕性问题,建立了相关的理论分析模型,研究结果表明没有足够的理论依据证明这种市场模式能够确保发电容量充裕性;根据对采用这种市场模式的实际电力市场的运营情况分析,表明了单一能量市场在引导充裕发电投资方面确实存在问题。理想条件下的理论模型分析和现实情况下的影响因素讨论均表明,单一能量市场模式难以确保发电容量的充裕性。这些研究有助于理解和把握电力市场环境下发电容量充裕性问题的基本特征。     

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.     

发电装机容量市场适当价格水平的确定

作为保证发电容量充裕性进而提高供电可靠性的一个重要手段,装机容量责任模式已被多个正在实际运营的电力市场所采用。在这些市场中,所有负荷服务实体(LSE)必须满足监管机构或市场管理机构规定的容量责任要求。为便于LSE和发电公司之间就装机容量进行交易,在一些实际运营的电力市场中专门建立了发电装机容量市场。发电装机容量市场的价格水平与吸引发电投资有很大关系,这样研究能够诱导充裕发电容量的装机容量市场适当的价格水平就成为电力市场设计和运营阶段需要考虑的一个重要的问题。通过分析发电公司在不同装机容量价格水平下的投标容量分配策略和LSE的装机容量购买策略,文中对这一问题进行了较为系统的研究。构造了一种新的研究框架,发展了相应的数学模型,提出了求解方法,最后用仿真算例进行了说明。     

发电装机容量市场适当价格水平的确定

作为保证发电容量充裕性进而提高供电可靠性的一个重要手段, 装机容量责任模式已被多个正在实际运营的电力市场所采用。在这些市场中，所有负荷服务实体（LSE）必须满足监管机构或市场管理机构规定的容量责任要求。为便于LSE和发电公司之间就装机容量进行交易，在一些实际运营的电力市场中专门建立了发电装机容量市场。发电装机容量市场的价格水平与吸引发电投资有很大关系, 这样研究能够诱导充裕发电容量的装机容量市场适当的价格水平就成为电力市场设计和运营阶段需要考虑的一个重要的问题。通过分析发电公司在不同装机容量价格水平下的投标容量分配策略和LSE的装机容量购买策略,文中对这一问题进行了较为系统的研究。构造了一种新的研究框架, 发展了相应的数学模型, 提出了求解方法, 最后用仿真算例进行了说明。     

发电容量充裕性保障机制国际实践与启示

电力能源绿色转型和现货市场加快推进使得中国发电容量充裕性保障机制建立及其路径选择问题日益迫切。围绕此问题,梳理容量充裕性保障机制的国际实践经验,综合比较稀缺定价、容量市场和容量补贴电价3类机制的基本原理、总体框架与核心制度、机制优劣与适用条件;以容量市场为重点,比较分散式、集中式和可靠性期权3类市场模式,归纳以容量配额、资格审查和市场交易为核心制度的基本框架体系,研究各个市场拍卖制度设计和容量需求曲线计算方法;阐释智利补贴机制中容量电价和充裕容量的核定原理与方法,探讨稀缺定价机制在社会政治层面的局限性及监管两难问题。最后,就中国容量充裕性保障机制建设问题,提出与中国电力市场建设发展相适应的分阶段建议。     

电力市场备用容量的一种交易模式及其定价机制

备用容量关系到电力系统的安全运行和可靠性。在电力市场环境下,备用容量的交易模式和定价机制是引导发电公司作出正确的投资决策,保证备用容量供需平衡的重要因素。文中针对当前的在电力市场环境下备用容量交易模式进行了分析,并提出了不足之处。对此,该文提出了预付费备用容量交易模式和基于平均利润率的容量定价机制。该方法明确了容量市场的交易对象为备用容量,电网公司对订购的备用容量预先向发电公司支付费用,备用容量的定价保证发电公司的容量市场交易与能量市场交易获取同样的利润率,以此引导发电公司正确地投资备用容量。该文的论证和算例表明该方法可以确保发电公司投资足够满足系统可靠性需求的备用容量,并且防止过量投资。     

综合资源规划下发电容量充裕度的优化设计方法

分析了电力市场中影响发电容量充裕度的因素,将区域外购电和需求侧响应作为备用容量资源,用于协调可用发电容量,并据此定义发电容量充裕度,给出了一种发电容量充裕度评估方法,用以量化评估系统充裕度,从而达到监控及保证发电容量充裕性的目的.并通过算例验证了所提方法的有效性,为电力系统规划、运营以及监管提供参考.     

电力市场备用容量的一种交易模式及其定价机制

备用容量关系到电力系统的安全运行和可靠性.在电力市场环境下,备用容量的交易模式和定价机制是引导发电公司作出正确的投资决策,保证备用容量供需平衡的重要因素.文中针对当前的在电力市场环境下备用容量交易模式进行了分析,并提出了不足之处.对此,该文提出了预付费备用容量交易模式和基于平均利润率的容量定价机制.该方法明确了容量市场的交易对象为备用容量,电网公司对订购的备用容量预先向发电公司支付费用,备用容量的定价保证发电公司的容量市场交易与能量市场交易获取同样的利润率,以此引导发电公司正确地投资备用容量.该文的论证和算例表明该方法可以确保发电公司投资足够满足系统可靠性需求的备用容量,并且防止过量投资.     

三种容量充裕性机制在引导最优容量方面的等价性和在影响发电商收入方面的差异性

在“碳达峰、碳中和”背景下,可再生能源的快速发展将进一步推动电源结构的优化转型,然而可再生能源出力的随机性和波动性对电网可靠供电、对新型电力系统的发电容量充裕性带来了严峻挑战。近年来,学术界对容量充裕性机制已开展不少研究,但尚未定量评估不同充裕性机制在引导系统最优容量方面的效果。为此,该文选取稀缺性定价、传统容量拍卖和引入可靠性期权的容量拍卖这三种容量充裕性机制,探究这些机制在确定性下引导系统最优容量的等价性及在系统停电小时数、机组出力的不确定性下对发电商收入的影响。最后,对我国电力市场容量充裕性机制的建设提出建议和关注点。     

电力市场发电容量充裕度分析系统设计

电力市场发电容量充裕度分析系统可以用来分析电力市场环境下的发电容量充裕度水平,为系统的运行和电力的投资提供支持。在分析国际上几种典型的保持发电容量充裕度的机制的基础上,分析了影响发电容量充裕度的主要因素、功能、指标,并提出2种新的结合经济目标的分析指标：充裕度不足损失和裕度效益。建立了电力市场发电容量充裕度的分析子系统的系统结构和分析流程,该分析子系统配置灵活,适应性强,能够满足电力市场不断发展的需要。     

适应高比例新能源发展的电力市场容量保障机制分析

随着全球电力系统的低碳转型,在现有电力市场框架下,能否通过市场机制释放合理价格信号来保障电力系统中灵活性电源与可靠性后备容量的充裕性,是否需要设置容量保障机制,以及如何进行容量保障机制设计,已成为维持电力系统可持续性发展的重要课题.文章首先讨论了高比例新能源电力系统采用单一能量市场模式可能出现的发电充裕性问题,通过构建...     

发电公司容量信用最优交易量确定方法

建立发电容量市场有助于确保市场环境下的发电容量充裕性,满足电力系统运行的安全可靠性要求。本文分析发电公司参与容量市场的机会成本,得到不同市场环境下的均衡容量电价和相应的发电公司容量信用交易量。算例结果表明,均衡容量价格由容量市场总需求量、发电公司不可外送容量、区域间电价差等决定,它与容量电价上限值共同决定发电公司容量信用的最优交易量,此方法具有较强的实用性与可操作性。     

引入投资决策的电力容量市场均衡分析

针对纯能量市场难以解决发电机组的固定成本回收问题,国外电力市场已开展了建立容量市场的实践,以市场化机制形成对机组补偿的价格信号,保障发电容量充裕性。文中从容量市场机制设计的角度出发,在考虑市场成员策略行为的前提下,对引入投资决策的电力容量市场进行了建模与均衡分析。首先,描述了容量市场的基本机理,针对容量市场的投资决策问题建立双层均衡模型,上层模型为寡头主体的最优决策模型,下层模型为容量市场出清模型;其次,利用最优性条件将双层模型转化为单层模型,运用分段线性化等方法实现模型线性化,得到混合整数线性规划问题;最后,基于中国某省的实际数据进行算例分析,深入探究了市场主体的策略行为,揭示了寡头主体抬价时的过度投资行为及其影响因素,提出限制项目竞标自由度的策略行为规制方法并验证了该方法的有效性。     

华东电网发电容量市场模式建议

在国民经济快速、健康发展的大背景下,保证发电容量充裕性对于负荷快速增长的华东电网尤为重要.目前的状况仍是紧缺和过剩以若干年为单位进行周期性振荡.对于发电容量充裕性问题,世界各国在电力工业改革过程中形成了截然不同的解决方案.文中分析、比较、总结了全球主流的4种模式,并结合对华东电力市场的适用性分析其优缺点.结合上述分析,...     

英国容量市场模式在中国的适用性分析

确保电力系统发电容量充裕性是电力市场建设需要解决的重要问题之一。文章详细阐述了英国采用容量市场模式的背景、目的及其具体形式,然后对英国的容量市场模式在我国的利用进行了适用性分析,指出了该模式在我国实施的利弊、改革难度大小、可能出现的问题和需要注意的问题等,为我国的容量市场建设提供参考。     

电力市场环境下的发电容量充裕性（三）市场设计要素与原则

如何设计确保发电容量充裕性的方法是一个涉及面很广的困难而复杂的问题。力图从较广阔的视角对此进行探索。一方面,讨论了在电力工业之外的与确保发电容量充裕性相关的一些重要问题,包括外部政策、政府职能等;另一方面,从电力市场设计的角度阐述了确保发电容量充裕性的责任主体、设计思路、需要关注的问题,并在对现有方法综合分析的基础上,提出了确保发电容量充裕性的方法所应具备的特征。     

电力市场环境下的发电容量充裕性(二)几种现有方法的分析

鉴于单一能量市场模式难以确保发电容量充裕性,国际上已提出多种旨在解决该问题的方法。就设计思路、理论基础、实践经验和方法特点等方面,较系统地总结和分析了已提出的近似传统规划方法、容量费用模式、容量责任和装机容量模式、区域装机容量市场法、期权法、运行备用支付法和用户侧容量定购法等。对这些方法在理论上的优缺点和应用方面的可行性、适用范围、配套措施等阐明了观点,在此基础上对确保中国发电容量充裕性提出了初步建议。     

基于区间规划的可用传输容量计算方法

区域间可用传输容量是保障系统安全的指标之一.在电力市场环境下,发电机报价的不确定性将给电网可用传输容量计算带来很大偏差.文中基于区间数理论,引入了广义报价的新理念,详细分析了广义报价作用下的发电序位决策方法,构建了不确定性的电网可用传输容量计算新方法.该方法可方便地求解不同市场购电期望水平下不确定性的电网可用传输容量,...     

电力市场中发电容量充裕性评估方法及保障机制

随着电力市场化改革的推进和可再生能源占比的提高,如何评估并保障系统发电容量充裕性成为确保电力可靠供应的重要问题。文中提出一种可以定量计算每台发电机组充裕容量和系统发电容量充裕度的方法,从而评估机组可靠性价值和系统发电容量充裕性水平。基于发电容量充裕性评估方法和边际成本定价原理,设计一种发电容量充裕性保障机制。容量电价根据年度峰值负荷期间运行的边际机组的投资成本确定,充分考虑机组实际发电能力及系统实际需求来核定补偿容量,从而帮助发电企业在计划投资回收期内回收固定成本,保障系统发电容量充裕性。算例仿真验证了所设计的机制的有效性和适应性。