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。     

电力市场古诺模型的均衡分析

完全竞争的市场可以使商品的价格达到最低，并使资源得到有效配置，然而实际的电力市场是一个接近寡头垄断的市场，各发电商可以通过估计对手的策略，采用最优投标来获得较大的收益，此时市场处于纳什(Nash)均衡状态，市场电价高于完全竞争的市场电价。作者根据电力市场的特点，利用古诺模型来模拟发电商的策略行为，给出了在信息完全与信息不完全情况下该模型的均衡解析解，并通过简单算例的结果分析了不完全的成本信息对市场均衡状态的影响。     

发电商不同策略的供应函数均衡分析

电力市场是一个接近寡头垄断的市场,因而市场中的发电商往往会采用策略性投标来获得最大收益.根据联营模式下电力市场的特点,利用供应函数模型来模拟发电商的策略行为,给出了各发电商选择改变不同投标参数报价时的反应函数,通过算例比较研究了多个发电商在改变不同投标参数报价时的纳什均衡策略,结果表明选择改变不同投标参数报价会影响均衡结果.此外,还分析了需求弹性等因素对发电商均衡策略的影响.     

电力寡头垄断市场的均衡分析

电力市场是一个不完全竞争的市场,模拟这类市场成员策略使用较多的模型有古诺模型、供应函数均衡模型等。该文根据电力市场的特点,提出一种新的博弈模型来模拟发电商的策略行为,推导了该模型的纳什均衡解。最后通过算例比较了该模型与现有模型均衡解的区别,并分析了电力需求弹性和发电容量约束等因素对市场均衡状态的影响。     

寡头垄断电力市场实验设计与博弈分析

将实验经济学的方法成功应用于寡头垄断电力市场研究,介绍了价值诱导原理、电力市场寡头垄断实验设计方案和实验过程,针对一个由3个厂商组成的寡头垄断实验市场进行了多次实验并对实验结果进行了严格的统计分析。实验结果表明,在寡头竞争市场环境、不对称成本函数和重复博弈条件下,市场竞争逐渐收敛到完全竞争均衡和纳什均衡之间的结果。被试者是否具有辅助决策工具对实验结果有显著影响,在具有辅助决策工具时,有限理性的被试者在重复博弈中能达到理论上的静态纳什均衡。所得结论为电力市场的仿真实验研究提供了方法论上的参考,也为寡头垄断电力市场的参与者行为和市场均衡分析提供了实验依据。     

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。     

完全开放的双边电力市场中供需双方叫价拍卖的贝叶斯博弈模型

随着我国进行电力体制改革和建立发电侧竞争市场，需求方很快也会引入竞争，并建立完全开放的双边电力市场。研究供给侧和需求侧如何建立有效的报价策略具有十分重要的理论和实践价值。作者将所有发电公司看成供给方，把所有买电代理商看成需求方，将供给方和需求方的报价问题看成是他们向市场的投标问题，并根据市场确定的规则，总需求电量将在某一价格下完成交易，因而它是供给方和需求方的双方叫价拍卖问题。通过对双方叫价拍卖的交易规则进行描述，针对供给方的生产成本和需求方的估价是私有信息的情况，建立了完全开放的双边电力市场中供给和需求双方叫价拍卖的不完全信息贝叶斯博弈模型，并求解贝叶斯纳什均衡，给出供给方和需求方的均衡报价策略。     

Simulation of producers behaviour in the electricity market by evolutionary games

Simulation of the electricity market participant's behaviour is important for producers and consumers to determine their bidding strategies and for regulating the market rules. In literature, for this aim a lot of papers suggest to use the well-known theory of non-cooperative games and the concept of Nash equilibrium. Unfortunately they cannot be applied in an easy way when a multi-players game has to be considered to simulate the operation of the electricity market. In this paper, the authors suggest to use the new theory of evolutionary games and the concept of near Nash equilibrium to simulate the electricity market in the presence of more than two producers. In particular, an opportune genetic algorithm has been developed; from the results reported in the paper, it is clear that this algorithm can be usefully utilised.     

基于最优潮流和完全信息的纳什均衡分析

电力市场是一个不完全竞争的市场，发电商可通过策略性投标增加收益.本文利用博弈论研究完全信息条件下发电商投标策略的纳什均衡解.根据实时电价理论利用最优潮流(OPF)计算各发电节点的实时电价．得到不同战略条件下各发电商的收益．进而利用博弈论找出纳什均衡点。通过IEEE-30节点的算例检验了在3种不同负荷水平下3个发电厂商投标策略的纳什均衡．结果表明发电厂商的投标策略会随负荷的变化而改变.     

Electricity market equilibrium model with resource constraint and transmission congestion

Electricity market equilibrium model not only helps Independent System Operator/Regulator analyze market performance and market power, but also provides Market Participants the ability to build optimal bidding strategies based on Microeconomics analysis. Supply Function Equilibrium (SFE) is attractive compared to traditional models and many efforts have been made on it before. However, most past research focused on a single-period, single-market model and did not address the fact that GENCOs hold a portfolio of assets in both electricity and fuel markets. This paper first identifies a proper SFE model, which can be applied to a multiple-period situation. Then the paper develops the equilibrium condition using discrete time optimal control considering fuel resource constraints. Finally, the paper discusses the issues of multiple equilibria caused by transmission network and shows that a transmission constrained equilibrium may exist, however the shadow price may not be zero. Additionally, an advantage from the proposed model for merchant transmission planning is discussed.     

电力市场下发电公司和大用户间电力交易的双方叫价拍卖模型

随着我国电力体制的改革和发电侧竞争市场的建立,在需求方很快也会引入竞争,并建立完全开放的双边电力市场。在完全开放的双边电力市场下,大用户直接购电问题已成为我国电力改革的重大课题。研究发电公司和大用户如何建立有效的报价策略具有十分重要的理论和实践价值。作者提出一种直接交易方式,由大用户直接与发电企业进行一对一的交易,并自定价格。因而,这是发电公司和大用户的双方叫价拍卖问题,通过对双方叫价拍卖的交易规则进行描述。针对发电公司的生产成本和大用户的估价是私有信息的情况,建立了完全开放市场下发电公司和大用户的双方叫价拍卖的不完全信息贝叶斯博弈模型,并求解贝叶斯纳什均衡,给出了发电公司和大用户的均衡报价策略。     

基于广义斯塔克尔伯格博弈的微电网能源管理

为了实现微电网的能源优化管理,最大化单个微电网和多个用户的群体效益,基于非合作博弈理论,建立单个微电网和多个用户之间的广义斯塔克尔伯格博弈模型,其中,微电网作为博弈的领导者,以最大化收益为目标优化电价,引导用户调整用电策略,用户作为博弈的追随者,以最大化各自的效用函数为目标,在给定电价下决定用电策略,并影响电价制定。将广义纳什均衡问题转化为变分不等式,并采用固定步长的投影算法和最佳响应算法进行求解。某社区微电网的实例验证了所提模型的有效性。     

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。     

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。     

Bidding strategy of generation companies using PSO combined with SA method in the pay as bid markets

This paper proposes a new method that uses the combination of particle swarm optimization (PSO) and simulated annealing (SA) to predict the bidding strategy of Generating Companies (Gencos) in an electricity market where they have incomplete information about their opponents and market mechanism of payment is pay as bid.In the proposed methodology, Gencos prepare their strategic bids according to Supply Function Equilibrium (SFE) model and they change their bidding strategies until Nash equilibrium points are obtained. Nash equilibrium points constitute a central solution concept in game theory and they are computed with solving a global optimization problem. In this paper a new computational intelligence technique is introduced that can be used to solve the Nash optimization problem. This new procedure, is based on the PSO algorithm, which uses SA method to avoid becoming trapped in local minima or maxima and improve the velocity’s function of particles. The performance of this procedure is compared with results of other computational intelligence techniques such as PSO, Genetic Algorithm (GA), and a mathematical method (GAMS/DICOPT). The IEEE 39-bus test system is employed to illustrate and verify the results of the proposed method.     

基于多群体协同进化的电力市场均衡模型

可再生能源配额制及绿证制度作为一种新型的市场交易政策,能够极大地促进新能源的消纳。考虑配额制及绿证制度引入后,电力批发市场和绿证交易市场存在耦合的影响关系,市场中发电商存在相互博弈行为。基于电力市场均衡策略,建立了两个市场协同下的多寡头非合作博弈模型。在电力批发市场中,发电商以古诺形式参与市场竞争。在绿证市场中,绿电商以供给函数形式进行绿证竞争。针对博弈模型,采用多群体协同进化算法对纳什均衡点进行求解,重点对两种市场交互下的发电商策略性行为进行分析。仿真结果表明了模型的有效性及算法的可行性。     

基于纳什均衡理论的电力市场动态投标分析

为准确模拟电力市场参与者的动态决策过程,基于供给函数和纳什(Nash)均衡理论,考虑输电网固有的特性,提出计及输电网约束的电力市场动态供应函数模型。新模型由一差分动态系统和由非线性互补函数转换的半光滑方程系统构成,参与者策略报价的决策变量考虑为供应函数的线性和二次项系数。基于此两参数投标模型,以3个节点组成的电力市场为例,分析在不同市场参数和不同输电网运行状态(阻塞和不阻塞)下,市场的Nash均衡状况和均衡点的局部稳定性;通过数值仿真探讨不同市场参数对市场的动态行为及局部稳定性的影响;并与古诺(Cournot)模型进行仿真比较,仿真结果显示了供应函数模型更符合电力市场的运营情况。     

A cobweb bidding model for competitive electricity markets

The new competitive framework that has been established in several electricity markets all over the world has changed the way that electric companies attain benefits. Under this new scenario, generation companies need to develop bidding models not only for the sake of achieving a feasible dispatch of their units, but also for maximizing their benefits. This paper presents a new bidding strategies model which considers the global policy of a company, but also specifies the bid of each generating unit. The proposed model produces a maximum price bid and an optimal bidding quantity by means of an iterative procedure using the generating company's residual demand curve. It is based on an economic principle known as the cobweb theorem, frequently used to study stability in trading markets. A realistic case study from the Spanish daily electric market is presented to illustrate the methodology     

发电市场的失代竞价机制

建立了发电市场迭代竞价模型。该模型在竞价过程中给出了充分的市场信息，发电商可以合理、经济地组织生产，确定竞标策略。电力购买者赋予了议价能力，协调各厂商竞价，促使市场高效地运作。实例模拟表明，在完全竞争的市场环境下，各厂商的发电资源可以得到充分利用，市场处于Nash均衡，出清价收敛于传统的系统边际成本附近，发电系统接近于经济运行状态。比较了迭代竞价机制与单轮投标机制的市场效率。模拟了发电商串通行为的形成，为此有必要制定有效的规则对市场竞价加以约束。