【摘要】：本論文獲諸克軍教授主持的國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“城市天然氣管網(wǎng)分時(shí)定價(jià)政策的多Agent仿真研究(No.71173202)”資助。 城市天然氣管網(wǎng)是城市的公共設(shè)施,已經(jīng)成為社會(huì)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)條件。目前國(guó)內(nèi)外的天然氣公司發(fā)展迅速,管網(wǎng)覆蓋面與日俱增,用戶種類日益繁多,用戶數(shù)量突飛猛進(jìn),城市居民對(duì)天然氣的依賴越來(lái)越強(qiáng)。中國(guó)多個(gè)城市天然氣供需矛盾突出,出現(xiàn)嚴(yán)重的“氣荒”現(xiàn)象,暴露出中國(guó)天然氣價(jià)格體制的種種弊端。因此,制定城市燃?xì)夤芫W(wǎng)天然氣分時(shí)定價(jià)機(jī)制,能夠優(yōu)化資源配置,保證城市天然氣管網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行,從而緩解城市“氣荒”現(xiàn)象,促進(jìn)燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。 城市燃?xì)夤芫W(wǎng)分時(shí)定價(jià)多Agent仿真就是要真實(shí)地再現(xiàn)天然氣價(jià)格變化所引起的燃?xì)夤芫W(wǎng)需求與運(yùn)營(yíng)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程及涌現(xiàn)特征。本文建立了包含政府、燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)商、用戶(城市居民用戶和城市工商業(yè)用戶)等多主體參與的城市燃?xì)庥脩舴謺r(shí)定價(jià)多Agent仿真模型,仿真各主體的自主行為、交互作用及與環(huán)境的相互影響。其中,政府控制天然氣價(jià)格的上、下限,起監(jiān)控作用;各類用戶分別建立各自的價(jià)格需求響應(yīng)規(guī)則,根據(jù)價(jià)格變化調(diào)整其自身用氣行為；燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)商根據(jù)用戶響應(yīng)行為動(dòng)態(tài)調(diào)整天然氣價(jià)格,但受政府智能體的制約。通過(guò)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)分時(shí)定價(jià)多Agent仿真分析,探討價(jià)格變化對(duì)峰、平、谷時(shí)段負(fù)荷的影響,尋求最佳分時(shí)價(jià)格以保證各相關(guān)主體的利益,并降低燃?xì)夤芫W(wǎng)的峰谷負(fù)荷差。主要內(nèi)容如下： (1)提出城市燃?xì)夤芫W(wǎng)分時(shí)定價(jià)機(jī)制,包括分時(shí)定價(jià)的對(duì)象、原則、策略和實(shí)施流程。本文的研究對(duì)象是城市燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng),分時(shí)定價(jià)的對(duì)象是城市工商業(yè)用戶和城市居民用戶；將一天分為峰、平、谷三個(gè)時(shí)段,按照“量大價(jià)格”的原則實(shí)施峰谷分時(shí)定價(jià)；分時(shí)定價(jià)的策略是制定峰谷價(jià)格關(guān)系,降低燃?xì)夤芫W(wǎng)峰谷負(fù)荷差,并盡可能使得用戶收益增加或者用戶能源消費(fèi)支出降低,以保證用戶對(duì)價(jià)格的響應(yīng)行為。 (2)分析目前我國(guó)的天然氣定價(jià)機(jī)制。通過(guò)介紹我國(guó)天然氣生產(chǎn)和消費(fèi)狀況,分析價(jià)格對(duì)天然氣供需關(guān)系的影響；對(duì)比我國(guó)天然氣定價(jià)機(jī)制與世界天然氣定價(jià)機(jī)制,發(fā)現(xiàn)我國(guó)天然氣定價(jià)機(jī)制中存在的問(wèn)題。 (3)天然氣需求價(jià)格彈性估計(jì)。分別對(duì)世界范圍內(nèi)工商業(yè)用戶和居民用戶的天然氣需求價(jià)格彈性進(jìn)行詳細(xì)的綜述,以此作為確定我國(guó)工商業(yè)用戶和居民用戶天然氣需求價(jià)格彈性的依據(jù)。 (4)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)。通過(guò)分析短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的特點(diǎn)和影響因素,建立基于模態(tài)經(jīng)驗(yàn)分解(EMD)、相空間重構(gòu)(PSR)和最小二乘支持向量機(jī)(LSSVM)的天然氣短期負(fù)荷預(yù)測(cè)模型。并運(yùn)用該組合預(yù)測(cè)模型對(duì)鄭州市燃?xì)夤芫W(wǎng)一天24小時(shí)的負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè),為城市燃?xì)夤芫W(wǎng)分時(shí)定價(jià)提供仿真數(shù)據(jù)。 (5)建立城市燃?xì)夤芫W(wǎng)分時(shí)定價(jià)多Agent仿真模型。通過(guò)分析工商業(yè)用戶和居民用戶天然氣消費(fèi)比重對(duì)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)負(fù)荷的影響,得出工商業(yè)用戶和居民用戶分時(shí)定價(jià)的假設(shè)條件。以此為基礎(chǔ),建立基于價(jià)格彈性的工商業(yè)用戶分時(shí)定價(jià)多Agent仿真模型、基于消費(fèi)心理的居民用戶分時(shí)定價(jià)多Agent仿真模型,以及城市燃?xì)庥脩?工商業(yè)用戶和居民用戶)分時(shí)定價(jià)多Agent仿真模型。 (6)鄭州市城市燃?xì)夤芫W(wǎng)分時(shí)定價(jià)仿真實(shí)例�；诔鞘腥�?xì)夤芫W(wǎng)分時(shí)定價(jià)多Agent仿真模型,以鄭州市為仿真實(shí)例,分別仿真鄭州市工商業(yè)用戶分時(shí)定價(jià)、居民用戶分時(shí)定價(jià),以及工商業(yè)用戶和居民用戶同時(shí)實(shí)施分時(shí)定價(jià)的問(wèn)題。 根據(jù)上述多Agent分時(shí)定價(jià)仿真模型,以鄭州市為例,將一天24小時(shí)劃分為峰、平、谷三個(gè)時(shí)段,按照“量大價(jià)高”的原則,分別對(duì)城市工商業(yè)用戶、城市居民用戶和城市燃?xì)庥脩魧?shí)施分時(shí)定價(jià)政策,模擬鄭州市燃?xì)夤芫W(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。并得出以下結(jié)論： (1)所建立的城市燃?xì)夤芫W(wǎng)多Agent系統(tǒng)反映了分時(shí)定價(jià)政策下,政府、燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)商、工商業(yè)用戶和居民用戶之間的交互行為所引起的城市燃?xì)夤芫W(wǎng)負(fù)荷變化的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。仿真結(jié)果表明城市燃?xì)庥脩舴謺r(shí)定價(jià)能夠有效降低燃?xì)夤芫W(wǎng)峰谷負(fù)荷差,可以為我國(guó)不同城市實(shí)施天然氣分時(shí)定價(jià)提供決策依據(jù)。 (2)對(duì)工商業(yè)用戶實(shí)施分時(shí)定價(jià)時(shí),燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)商一直處于虧損狀態(tài)；而對(duì)居民用戶實(shí)施分時(shí)定價(jià)時(shí),燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)商的效益先增加后減小,且當(dāng)峰谷價(jià)格差高于某一閾值時(shí),開(kāi)始呈現(xiàn)虧損。也就是說(shuō),對(duì)工商業(yè)用戶實(shí)施分時(shí)定價(jià)使得燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)商虧損,對(duì)居民用戶實(shí)施分時(shí)定價(jià)才可能使得燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)商獲益。 (3)對(duì)于工商業(yè)用戶而言,分時(shí)定價(jià)一定會(huì)使其獲益,且峰谷價(jià)格差越大,獲益越多；對(duì)于居民用戶而言,分時(shí)定價(jià)使得其能源消費(fèi)支出增加,且峰谷價(jià)格差越大,能源消費(fèi)支出越大。 (4)對(duì)工商業(yè)用戶實(shí)施分時(shí)定價(jià)時(shí),居民用戶比例越低,燃?xì)夤芫W(wǎng)峰谷負(fù)荷差越小,且調(diào)峰效率越高；對(duì)居民用戶實(shí)施分時(shí)定價(jià)時(shí),居民用戶比例越低,燃?xì)夤芫W(wǎng)峰谷負(fù)荷差越也小,而調(diào)峰效率較差；同時(shí)對(duì)工商業(yè)用戶和居民用戶實(shí)施分時(shí)定價(jià)時(shí),燃?xì)夤芫W(wǎng)調(diào)峰效率最高。 本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面： 第一,選題上的創(chuàng)新。以削峰填谷、優(yōu)化天然氣消費(fèi)結(jié)構(gòu)為目的,提出城市燃?xì)夤芫W(wǎng)分時(shí)定價(jià)機(jī)制,是一個(gè)全新的選題。 第二,建立了基于價(jià)格彈性的工商業(yè)用戶需求響應(yīng)模型；并通過(guò)構(gòu)造天然氣價(jià)格敏感度函數(shù),建立了基于消費(fèi)心理學(xué)的居民用戶需求響應(yīng)模型。 第三,建立城市燃?xì)庥脩舴謺r(shí)定價(jià)多Agent仿真模型。城市燃?xì)夤芫W(wǎng)看作一個(gè)具有非線性作用機(jī)制的復(fù)雜經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)�；诖�,本文建立了包含政府、燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)商、城市工商業(yè)用戶、城市居民用戶等多主體參與的城市燃?xì)庥脩舴謺r(shí)定價(jià)多Agent仿真模型,通過(guò)各主體的協(xié)作與交互行為模擬城市燃?xì)夤芫W(wǎng)需求與運(yùn)營(yíng)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程,并得出相關(guān)有意義的結(jié)論。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TU996

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2475570