【摘要】： 由于電力商品的特殊性,電力批發(fā)市場實(shí)質(zhì)上是一個(gè)寡頭競爭市場。發(fā)電商作為市場主動(dòng)參與者,將在經(jīng)濟(jì)利潤最大化這一目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下行使市場力,進(jìn)行不同于發(fā)電成本的策略競標(biāo)。多發(fā)電商的相互策略作用對(duì)電力批發(fā)市場的出清價(jià)格、交易數(shù)量以及市場運(yùn)行效率產(chǎn)生影響。同時(shí),由于電網(wǎng)可能發(fā)生傳輸阻塞的特殊物理特性,使得發(fā)電商通過策略競標(biāo)來達(dá)到自身生產(chǎn)效益最大化這一市場力現(xiàn)象在電力行業(yè)中顯得尤為突出和特殊。本論文的中心課題就是在考慮網(wǎng)絡(luò)傳輸阻塞情況下,針對(duì)發(fā)電商市場力行為進(jìn)行分析研究。 以往的市場集中度指數(shù)在評(píng)估發(fā)電商市場力時(shí)不能充分反映電力市場的運(yùn)行特性。發(fā)電商市場力行為所導(dǎo)致的消極作用,如市場價(jià)格升高、電力交易量減少和市場運(yùn)行效率降低等,應(yīng)通過適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真模擬,從而為市場運(yùn)行監(jiān)管者甄別、防范和平抑發(fā)電商市場力行為,引導(dǎo)市場高效、公平運(yùn)行提供定量指數(shù)和評(píng)估依據(jù)。博弈論提供了研究電力市場中發(fā)電商策略競標(biāo)市場力行為的有力工具。 描述發(fā)電商策略競標(biāo)行為的數(shù)學(xué)模型是一個(gè)兩層優(yōu)化問題。上層發(fā)電商生產(chǎn)效益最大化問題需建立在下層市場出清,即系統(tǒng)效益最大化問題基礎(chǔ)上。在多時(shí)段電力交易下,該數(shù)學(xué)模型較難運(yùn)用于發(fā)電商策略競標(biāo)市場力行為分析中。啟發(fā)式多代理學(xué)習(xí)系統(tǒng)是一個(gè)有效工具,該方法不依賴于嚴(yán)格的數(shù)學(xué)解析模型,根據(jù)代理的學(xué)習(xí)機(jī)制自身進(jìn)化到最優(yōu)報(bào)價(jià)策略,從而突破了研究中長期發(fā)電商市場力行為所遇到的困難。 本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面: 1)市場力通常由反映市場集中度的市場份額類指數(shù)來衡量,如HHI指數(shù)。這類指數(shù)運(yùn)用在電力市場中卻會(huì)導(dǎo)致較大偏差,尤其在計(jì)及網(wǎng)絡(luò)傳輸阻塞這一電網(wǎng)固有特性時(shí)顯得突出。本文提出了采用一系列基于納什均衡的市場運(yùn)行指數(shù)來衡量發(fā)電商市場力程度,從發(fā)電商行使市場力的真正動(dòng)機(jī)入手來分析市場力行為。 2)目前研究發(fā)電商博弈策略競標(biāo)行為的文獻(xiàn),或者不考慮網(wǎng)絡(luò)傳輸約束,或者僅局限于某一模型的研究。本文基于同樣的測試網(wǎng)絡(luò)參數(shù),在考慮網(wǎng)絡(luò)傳輸阻塞的情況下探討不同博弈模型對(duì)電力寡頭市場運(yùn)行的影響。應(yīng)用最佳反映函數(shù)和循環(huán)搜索最優(yōu)策略的方法對(duì)壟斷、古諾、Stackelberg、供給函數(shù)均衡和猜測供給函數(shù)等博弈模型進(jìn)行研究分析。 3)由于網(wǎng)絡(luò)損耗和博弈行為在當(dāng)今電力市場的客觀存在性,結(jié)合基于博弈論的發(fā)電商策略競標(biāo)行為和輸電網(wǎng)絡(luò)功率損耗二者特性,本文創(chuàng)新性地首次提出了在考慮線路傳輸功率損耗的情況下,針對(duì)寡頭電力市場中發(fā)電商博弈策略均衡模型的分析研究。 4)在求解發(fā)電商生產(chǎn)效益最大化問題時(shí),由于該優(yōu)化模型的非線性和非凸性,目前詳細(xì)討論求解過程和方法的文獻(xiàn)很少。本文針對(duì)不同博弈模型,創(chuàng)新地提出了兩種求解方法:其一是遍歷系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)將非凸性的兩層優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為典型的二次凸規(guī)劃,以保證全局最優(yōu)解;其二是結(jié)合啟發(fā)式優(yōu)化算法尋找較好的初始點(diǎn),然后再進(jìn)行解析求解。 5)本文以多代理系統(tǒng)為基礎(chǔ),提出了利用自加強(qiáng)學(xué)習(xí)算法來模擬仿真中長期電力批發(fā)市場,從而找到市場平衡點(diǎn),并據(jù)此評(píng)估市場中長期運(yùn)行情況。該學(xué)習(xí)算法突破了中長期電力市場發(fā)電商策略行為采用解析數(shù)學(xué)模型表達(dá)的難題,算法運(yùn)用具有創(chuàng)新性。 6)本論文提出了運(yùn)用最優(yōu)適應(yīng)度粒子群算法求解發(fā)電商生產(chǎn)效益最大化問題,解決了確定性優(yōu)化方法在求解此類優(yōu)化問題時(shí)所遇到的局限性,如最優(yōu)解的局部性和初始點(diǎn)選擇的敏感性。 7)發(fā)電商的策略競標(biāo)行為導(dǎo)致電力市場運(yùn)行效率低,這一消極因素在用戶需求彈性較低時(shí)尤為突出。本文基于發(fā)電商猜測供給函數(shù)以及電力用戶需求彈性模型,對(duì)提高負(fù)荷需求彈性從而抑制發(fā)電商市場力消極作用進(jìn)行了詳細(xì)研究和分析。 本文緊密結(jié)合電力系統(tǒng)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行特性,對(duì)電力系統(tǒng)市場化運(yùn)營管理,特別是考慮傳輸網(wǎng)絡(luò)阻塞情況下的發(fā)電商市場力行為進(jìn)行了理論研究。為電力市場運(yùn)行監(jiān)管者甄別、預(yù)防和抑制發(fā)電商市場力行為,引導(dǎo)電力市場公平、高效運(yùn)行提供了分析研究工具和定量指數(shù)。
【圖文】：

通大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文 常，供給曲線是發(fā)電商送至交易中心的實(shí)際競標(biāo)曲線。標(biāo)曲線(左為線性連續(xù)曲線，，右為線性階梯曲線)由圖 2-4電商向市場交易中心呈報(bào)供給曲線，當(dāng)市場出清后，發(fā)電(v)當(dāng)和調(diào)度產(chǎn)量(p)，并據(jù)此可以計(jì)算得到生產(chǎn)效益（圖SG= v p  C (p)= v p ( bmp2+ amp ) 價(jià)格供給曲線供給曲線價(jià)格vG

可能有不同的節(jié)點(diǎn)價(jià)格。對(duì)于需求側(cè)價(jià)格為 30$/MW，22$/MW。而在不考慮網(wǎng)絡(luò)約束情況下，對(duì)于需求側(cè)和供25$/MW；交易量減少，從無約束網(wǎng)絡(luò)下的 25MW 總交易量減少到有20MW；需求側(cè)用戶效益減少, 從面積 CEG 減少到面積 FE′G;社會(huì)效益降低，從面積 AEG 減少到面積 ADE′G;效益死區(qū)產(chǎn)生, 面積 E′DE;商品交易效益(阻塞費(fèi)用)產(chǎn)生，面積 BD E′FF12= ∞ MW① ②20+0.2p v =50-qF12=20MW①ρ =20+0.2p 供給CSS= SC+SG無約束網(wǎng)絡(luò)$/MW 價(jià)格SS= SC+SGC有約束網(wǎng)絡(luò)$/MW 價(jià)格BG
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：F407.61

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 付蓉;王蓓蓓;李揚(yáng);唐國慶;;輸電網(wǎng)絡(luò)約束下發(fā)電商的市場力行為分析[J];電力自動(dòng)化設(shè)備;2008年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 楊建林;電力市場均衡模型及其相關(guān)算法研究[D];上海交通大學(xué);2010年

2 楊建林;電力市場均衡模型及其相關(guān)算法研究[D];上海交通大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 朱清清;考慮節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展電力市場研究[D];上海交通大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2622482