【摘要】：全球范圍的節(jié)能減排政策以及智能電網(wǎng)建設(shè),使得可再生能源與電力需求響應(yīng)措施得到廣泛關(guān)注和利用。同時(shí),各類需求響應(yīng)措施與可再生新能源扶持政策的實(shí)施,將對(duì)寡頭競(jìng)爭(zhēng)的電力市場(chǎng)參與者的行為策略和整個(gè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果產(chǎn)生重要影響。研究這些影響機(jī)制將有助于完善電力市場(chǎng)設(shè)計(jì),并對(duì)改進(jìn)電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)效率具有理論和現(xiàn)實(shí)意義。在此背景下,本文基于寡頭競(jìng)爭(zhēng)均衡理論,開(kāi)展了考慮需求響應(yīng)措施和可再生能源扶持政策的電力市場(chǎng)均衡模型研究,并分析不同需求響應(yīng)資源和可再生能源扶持政策對(duì)市場(chǎng)參與者競(jìng)爭(zhēng)策略以及整個(gè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)均衡結(jié)果的影響。主要工作與創(chuàng)新貢獻(xiàn)如下:首先,為了研究可中斷負(fù)荷措施對(duì)電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的影響,提出了一種計(jì)入可中斷負(fù)荷的電力市場(chǎng)需求模型,并在此基礎(chǔ)上分別建立了考慮可中斷負(fù)荷的批發(fā)市場(chǎng)古諾競(jìng)爭(zhēng)均衡模型與供應(yīng)函數(shù)競(jìng)爭(zhēng)均衡模型。針對(duì)計(jì)入可中斷負(fù)荷后均衡模型的非光滑性,提出了一種求解方法。算例分析研究了可中斷負(fù)荷量、中斷閾值價(jià)格以及不同競(jìng)爭(zhēng)模式對(duì)發(fā)電商報(bào)價(jià)策略以及電力市場(chǎng)均衡結(jié)果的影響,并表明:(1)引入可中斷負(fù)荷資源可以有效降低批發(fā)市場(chǎng)價(jià)格及其波動(dòng)性,特別是當(dāng)需求不確定性相對(duì)較大或需求價(jià)格彈性相對(duì)較小時(shí),這種效果更明顯。(2)可中斷負(fù)荷量與中斷閾值價(jià)格對(duì)市場(chǎng)均衡結(jié)果具有重要影響,較大的可中斷負(fù)荷量與較小的中斷閾值價(jià)格更有利于降低批發(fā)市場(chǎng)價(jià)格及其波動(dòng)性。(3)在古諾競(jìng)爭(zhēng)模式下實(shí)施可中斷負(fù)荷項(xiàng)目,更有利于降低批發(fā)市場(chǎng)價(jià)格及其波動(dòng)性,緩解發(fā)電商的市場(chǎng)力。這是本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)之一。其次,為了研究可中斷負(fù)荷措施對(duì)可再生能源發(fā)電波動(dòng)性的緩解作用,建立了一個(gè)考慮可中斷負(fù)荷的含風(fēng)電電力市場(chǎng)均衡模型,并引入條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值(CVaR)作為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工具,研究了可中斷負(fù)荷項(xiàng)目對(duì)含風(fēng)電電力市場(chǎng)均衡結(jié)果以及發(fā)電商風(fēng)險(xiǎn)的影響。算例仿真表明:(1)可中斷負(fù)荷資源可以有效緩解由可再生能源并網(wǎng)引起的批發(fā)市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng),并降低批發(fā)市場(chǎng)價(jià)格,尤其當(dāng)風(fēng)電不確定性較大時(shí),效果更明顯。(2)可中斷負(fù)荷資源可以為傳統(tǒng)發(fā)電商緩解風(fēng)險(xiǎn)提供一種有效途徑。第三,假設(shè)靈活用戶可以通過(guò)需求響應(yīng)聚合商直接參與批發(fā)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),分別建立了需求響應(yīng)聚合商古諾競(jìng)爭(zhēng)模式與供應(yīng)函數(shù)競(jìng)爭(zhēng)模式下的電力市場(chǎng)均衡模型。通過(guò)引入一個(gè)特殊約束條件,可同時(shí)計(jì)入負(fù)荷轉(zhuǎn)移資源與負(fù)荷削減資源。對(duì)于模型求解中出現(xiàn)的非線性互補(bǔ)問(wèn)題,采用非線性互補(bǔ)方法進(jìn)行求解。研究表明:(1)需求響應(yīng)資源參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)可以有效鼓勵(lì)靈活用戶將負(fù)荷需求從高峰轉(zhuǎn)移到低谷,降低峰谷差。(2)同時(shí)擁有負(fù)荷轉(zhuǎn)移資源與負(fù)荷削減資源的需求響應(yīng)聚合商在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中擁有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。(3)從平滑負(fù)荷曲線的角度,需求響應(yīng)聚合商以古諾競(jìng)爭(zhēng)模式參與時(shí)效果較好;從平滑價(jià)格曲線的角度,需求響應(yīng)聚合商以供應(yīng)函數(shù)競(jìng)爭(zhēng)模式參與時(shí)效果更明顯。這也是本文的一個(gè)重要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)。最后,建立了一個(gè)考慮寡頭綠色證書市場(chǎng)與電力批發(fā)市場(chǎng)的兩階段聯(lián)合均衡模型。在第一階段,所有可再生能源發(fā)電商以供應(yīng)函數(shù)競(jìng)爭(zhēng)模式參與綠色證書市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。在第二階段,所有發(fā)電商以古諾競(jìng)爭(zhēng)模式參與批發(fā)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。該均衡模型最后可以歸結(jié)為一個(gè)具有均衡約束的均衡問(wèn)題,并采用非線性互補(bǔ)方法進(jìn)行求解。研究表明:(1)可再生能源發(fā)電商會(huì)根據(jù)配額變化在兩個(gè)市場(chǎng)中以不同的方式行使市場(chǎng)力。當(dāng)配額較低時(shí),可再生能源發(fā)電商會(huì)選擇在綠色證書市場(chǎng)中持留證書來(lái)行使市場(chǎng)力;當(dāng)配額較高時(shí),可再生能源發(fā)電商會(huì)通過(guò)減少批發(fā)市場(chǎng)出力來(lái)行使市場(chǎng)力。這些策略性行為都會(huì)導(dǎo)致證書價(jià)格與電力批發(fā)市場(chǎng)價(jià)格上升。(2)面對(duì)較高的證書價(jià)格,理性的傳統(tǒng)化石燃料發(fā)電商會(huì)選擇降低批發(fā)市場(chǎng)出力,進(jìn)而降低對(duì)證書的需求,降低證書市場(chǎng)價(jià)格與證書購(gòu)買成本。(3)可再生能源發(fā)電商發(fā)電成本的降低,可以有效降低綠色證書市場(chǎng)與電力批發(fā)市場(chǎng)的價(jià)格,緩解發(fā)電商的市場(chǎng)力,促進(jìn)電力市場(chǎng)的健康運(yùn)行。這也是本文的一個(gè)主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：F426.61;TM73
【圖文】：

斷市場(chǎng)之間的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)，也是一種最常見(jiàn)的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)，如現(xiàn)行的電力市場(chǎng)就是一逡逑個(gè)典型的寡頭競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)。在寡頭競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)中，參與者的數(shù)目有限且大于１，逡逑市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)程度介于完全競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)與完全壟斷市場(chǎng)之間。逡逑寡頭競(jìng)爭(zhēng)模式下的均衡模型有很多種。按照參與者選擇決策變量的不同，寡逡逑頭競(jìng)爭(zhēng)模式下的均衡模型可以分為：基于產(chǎn)量競(jìng)爭(zhēng)的古諾（Ｃｏｕｒｎｏｔ）模型、基于價(jià)逡逑格競(jìng)爭(zhēng)的伯川德（Ｂｅｒｔｒａｎｄ）模型、基于價(jià)格與產(chǎn)量競(jìng)爭(zhēng)的供應(yīng)函數(shù)（Ｓｕｐｐｌｙ逡逑Ｆｕｎｃｔｉｏｎ，邋ＳＦ）模型、猜測(cè)變量（Ｃｏｎｊｅｃｔｕｒａｌ邋Ｖａｒｉａｔｉｏｎ，邋ＣＶ）模型、猜測(cè)供應(yīng)函數(shù)逡逑（Ｃｏｎｊｅｃｔｕｒｅｄ邋Ｓｕｐｐｌｙ邋Ｆｕｎｃｔｉｏｎ，邋ＣＳＦ）模型和斯塔克伯格（Ｓｔａｃｋｅｌｂｅｒｇ）模型等。閣２－１逡逑總結(jié)了不同市場(chǎng)模式下的競(jìng)爭(zhēng)模型，其屮競(jìng)爭(zhēng)程度只限于描述不同市場(chǎng)結(jié)構(gòu)。在逡逑寡頭競(jìng)爭(zhēng)的電力市場(chǎng)均衡分析中，以Ｃｏｕｍｏｔ競(jìng)籮模型４ＳＦ競(jìng)卞模型應(yīng)州最為廣逡逑泛，而完全競(jìng)爭(zhēng)模型姐常作為基準(zhǔn)，用于比較分析其他寡頭競(jìng)爭(zhēng)模型中參與濟(jì)的逡逑策略性行為與市場(chǎng)力程度，因此本節(jié)主要介紹這三種競(jìng)爭(zhēng)模型，為后續(xù)研究做鋪逡逑墊。逡逑大小逡逑

逑在本章屮，蒙特卡洛模擬被用來(lái)處理電力需求的不確定性。在蒙特卡洛模擬逡逑的基礎(chǔ)上求解均衡問(wèn)題的計(jì)算流程如圖３＿２所示。逡逑獲＃隨機(jī)Ｗ桌的概宇．邋邐邋＿福￥邑１涵桉芊＼邋根據(jù)市瘍參５若的優(yōu)化模甩逡逑分布邐分布生成隨機(jī)數(shù)＂＂＂１求解相應(yīng)的階優(yōu)化條件逡逑利用均衡價(jià)格與均衡出邐邐：邐邋邐邐逡逑力的數(shù)字特征對(duì)電力市邐估計(jì)均衡價(jià)格與均邐求解ｉ＋１？算每個(gè)樣本下的逡逑場(chǎng)均衡結(jié)果進(jìn)行分析衡出力的數(shù)字特征ｉ邋；邐均衡價(jià)格與均衡出力逡逑圖３－２基干蒙特卡洛方法求解均衡模型的流程逡逑Ｆｉｇ．３－２邋Ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ邋ｍｏｄｅｌ邋ｓｏｌｕｔｉｏｎ邋ｆｌｏｗ邋ｃｈａｒｔ邋ｕｓｉｎｇ邋Ｍｏｎｔｅ邋Ｃａｒｌｏ邋ｍｅｔｈｏｄ逡逑結(jié)合３．３．３節(jié)與３．３．４節(jié)提出的求解方法，同時(shí)考慮可中斷負(fù)荷與需求不確定逡逑性的均衡模型求解具體流程如圖３－３所示。逡逑ｄ）逡逑隨機(jī)產(chǎn)生Ｗ個(gè)丨逡逑需求＾本丨逡逑—取士￡邋－－：逡逑Ｊｔ＝Ｕ２－ＪＶ邋｜逡逑＿Ｔ邋＿＿＿邐—邐逡逑邐Ｊ邐」Ｐｉｋ）＝ｋ0逡逑＿邋ｊ＾ｌ＋ｂｃ，邐（ｋ）＝邐ｌ＋ｂｃｊ邐Ｐ（ｋ）邋＝邋ｋａ逡逑Ｐ邋￣邐？邐１邋Ｔ邐ｆ邐＂邐１逡逑辦（ｉ＋ｙ邐）邐＾＞（ｉ＋ｙ邐－－）逡逑丫１＋＼邋知邐ｉ邐ｒ邐知邐ｉ邐ｖ＝＾－ｂＫ－±ｑ，逡逑Ｌ邐－１＋？邐」邐Ｌｉ１，邋Ｊ邋，＝ｕ，．，，逡逑／？＝１，２，ｈ，”邐ｊ邋＝邐ｎ逡逑＜Ａ＞邋ｎ�！埂义�、、］二邐、；＇ＹＥＳ逡逑ＹＥＳ邐邐%跡邋邋邋巍義霞細(xì)鼉獬雋τ刖餳坼義細(xì)

本文編號(hào)：2723506