电力市场分析

内蒙古工业大学本科毕业设计说明书内蒙古工业大学本科毕业设计说明书35引 言利润。本文还分析国内外电力市场构造、运行方式、特点、模式和存在的问题，和需求的状况，并对将来区域电力市场竞争趋势进展科学推测和推断;本文在对出清价格推测的博弈论模型等多种交易竞价策略方法。最终，通过对市场规章、意义，并建议发电集团准时调整竞价策略，改善治理方式，乐观寻求战略合作，为将来在电力市场中交易成功奠定根底。第一章：概述2080国对电力产业发电、输电、配电、售电等环节实行严格管制。80年月以后，电的利润。因此，对竞争对手报价策略以及电力市场将来运行趋势进展准确推测，就成为当前发电集团迫切需要解决的重要课题。价真正反映电力生产本钱水平和市场对电力产品的供需状况。行规律加以科学推测，为发电集团微观上选择理性的交易竞价策略供给理论依应用市场规章，最大限度回避市场竞争风险，获得合理的本钱补偿和利润回报。的。其次节我国电力市场的改革和进展历程2000制改革的总体目标就是:打破垄断，引入竞争，提高效率，降低本钱，健全电价机制，优化资源配置，促进电力进展，推动区域联网，构建政府监管下的政企分开、公正竞争、开放有序、安康进展的电力市场体系。的、具有独立法人地位的发电实体，市场也只对发电侧开放。厂网分开后，在发电方面，设立中国华能集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、中国企业。在电网方面，成立国家电网公司和公司。府确定定价原则，最终形成比较科学、合理的销售电价。依据这一方案，我国电力体制实施厂网分开，重组发电和电网企业;实行竞力市场，实行的电价机制;制定发电排放的环境折价标准，形成鼓励清洁电源进展的机制;开展发电企业向大用户直接供电的试点工作，转变电网企业独家了电力体制改革的步伐。1997-199820001运作；20004-920023电网公司和五大发电集团；20033监管者的职责，实现政监分开。20039标志着我国第一个区域电力市场正式建立；200622006412正式调电试运行。第三节电力市场理论争论和实践自从上世纪90年月以来，国内外间续有很多学者和专家对电力体制改革和1」-[2]就认为，电力产业是国民经济的支柱性产业，在整个产业链中具有举足轻重的地位，[3]-[6]电力改革及其实践问题上，文献[5]、[7]、[8]分别指出，我国传统的电力体制[9]就认为，当市场中电力竞争充分或供给过剩时，根本是不存在发电厂商的市弱之分而已。在关于市场中各发电商策略报价和博弈问题上，文献[10]一[15][11]一[19意义和参考价值的竞价策略和报价方法。更大运营难度，技术、体制、调整手段等因素的影响程度更广泛。业体制的改革，也有赖于政策、理论、技术和规章方面的预备，二者缺一不行。浙江、山东和东北三省区开展“厂网分开、竞价上网”的改革试点，并逐步在全性电力市场已经进入实践阶段。2005年，国家开头乐观筹划华东区域电力市场412段。各级电力市场。其次章：国内外典型电力市场交易模式比较争论第一节：电力市场根本概念电力市场的概念1989概念后，世界各国才开头了电力市场的改革和争论。F.c.shcwePe[20][21]司则连续保持垄断。我国的电力市场争论者也从不同角度给出了电力市场的概念。姚建刚:电力市场是应用计算机、现代化的测量和通信等设备，以电价作为者和输配电网络治理者之间实行公平、公正的等价交换的系统的总称[22]。于尔铿:电力市场是电价、电力系统运行、负荷治理、供电用电合作、通信和计算机系统的总和，是电力工业经营治理与技术的综合体[23]。通过电网这个市场载体所构成。电力市场可分为电力批发市场和电力零售市场，实行现货(市场)交易和金融和约交易[24]。尚金成:电力市场是电力的买方与卖方相互作用以打算其电价和电量的过统的总和[25]。[22]和文献[23][24]电力市场进展划分，但没有突出电力市场与一般商品市场的区分。在文献[25]有表达出电力市场的特别性所以，本人对电力市场概念的理解为:电力市场是交的总和。电力市场的主体电力市场的主体包括电力市场的交易主体和电力市场的效劳性主体[26]。调度机构和电力监管机构等。发电商(发电厂、发电集团)从原有垂直垄断的电力系统中分别出来的假设干发电厂和发电集团等共同构以实行套期保值、博弈等各种措施躲避风险以猎取最大化的利润。发电商数目过少，将可能消灭个别大型发电集团的市场力行为;而假设发电商数肯定程度上防止滥用市场力的现象，也可以保证肯定的竞争力量。电网公司益。由于电网具有行业垄断，因此要受到电力监门理。配电商〔配电公司〕猎取利润。电力经销商(电力零售商)2-1图表2.1市场开放程度与交易主体的关系电力市场开放程度电力市场开放程度卖方中间环节买方发电侧开放输电网开放输、配电网开放发电公司(多卖方) 无发电公司 配电网公司发电公司配电网公司、零售商电网公司(单一买方)，将在更多环节引入竟争，市场交易主体也会相应有所转变。电力市场的特别性有着一般商品不具备的特性。尚金成等人曾在其著作中对于电力市场的特别性赐予描述:“开放性竞争性[25明。对于电力商品的其他特征，则没有具体列出。本文在此根底上，做了更进一步的分析。给电力市场的供需平衡提出了挑战。交易主体也会相应转变。这不同于一般的商.品交易市场，买方和卖方是固定不变的。在电力市场中交易主体的转变，会形成不同形式的电力市场交易模式。103-108s此需要有调度机构负责电力系统的打算和调度。四、对电能质量的要求颇为严格[27]当电能质量消灭问题时，会引起设备接线方式，以使电能可选择性地流到用户[28]。以上所排列的这些特点，充分商品市场更为简单，在方案的设计上也要表达出它的特别性。其次节：常见的发电市场竞价模式介绍发电市场的定价方式有很多，依据发电市场定价方式的不同可分为:本钱定价方式、边际价格定价方式、利润空间法定价方式等;依据电价的市场形成机制不同可分为:集中竞价上网模式(电力库P00L)、双边交易与集中竞价结合模式(现货十期货);依据参与竞争电量的多少分为:全电量竞争与有限电量竞争;另外常见的发电竞价模式还有:差价合约模式和两部制电价模式。差价合约竞价模式是双边交易与集中竞价结合模式中的一种特别形式。我国现行的上网电价形成机制是本钱定价模式前一阶段国内一些试点的电的竞价模式包括集中竞价上网模式(电力库P00L)、双边交易与集中竞价结合模式。下面将对这几种主要发电市场竞价模式作一简要说明。有限电量竞争模式了总电量的85%，因此也可归入有限电量竞争范畴。集中竞价上网模式(电力库〔P00L)一局部电力容量的价值，实现两部制电价的局部功能[24]。双边交易与集中竞价结合模式的竞争分成期货和现货两局部，期货价格通过金融市场以双边合同的形式确定使报价更直接取决于市场竞争。其它定价模式机的电价计算全部机组的上网电价。方法。相对而言的其次节：国内电力市场交易模式南方区域电力市场简介南方电力市场是一个统一的区域市场。南方电力市场所掩盖的电网包括广东、广西、贵州、云南和海南五省〔区。南方区域内资源分布不均衡，西部云成了跨省〔区〕。南方电力市场承受多买多卖的双边交易模式[29-33]。市场开市前，南方电力交易中心通过技术后,各市场主体就可以争论报价策略，通过计算机终端申报购电或售电的电量和电价。整后，确定各市场主体的中标电量。形成最终交易结果。交易完毕以后,各市场主体就可以通过自己的终端查阅成交信息。市场闭市后,南方电力交易中心依据市场竞争形成的交易结果，编制并下达交易打算给相关调度机构和市场主体，调度机构负责制定日调度打算安排发电。东北区域电力市场简介台的统一电力市场。东北区域电力市场成员包括:东北电网及东北三省100MW方式为用网损修正后的报价进展竞价，以市场购电费用最低为目标打算竞价结价格进展结算，设置最低、最高限价。华东域电力市场简介2004518100MW平衡。月度与日前现货竞争在区域市场内实施，年度合约与实时平衡在省(市)价+有限电量竞争模式，竞价电量为年度交易电量的15%，承受节点电价用网损一省(市)内仍承受单一价格进展清算。2.1.4内蒙古电力多边交易市场交易和市场竞争交易，市场竞争交易一多边交易为主，集中竞价交易为辅。85%左右，总量15%左右为市场竞争交易电量。然后，每年依据电力市场的不断量比例，可依据当月需求推测修正进展适当的调整。第三节：国外电力市场交易模式英国电力市场简介一.改革的历史背景英国是世界上领先实行电力工业市场化改革的国家之一。自1990年开头到现在，电力市场化改革已历经16年，改革取得了举世瞩目的成效。其电力市场营治理模式;另设有负责电力政策、法规制定以及相关事务、处理的协调组织—19871990二.电力库(Pool)市场自1990年起，英国就开头了电力工业改革。其改革的目的是建立一个竞争电力行业中的垄断环节(输电和配电)与可进展竞争的环节(发电和售电)分别开(PSA:Poolnig&settlementAgreemnet机组在各时段(半小时为一时段)上的发电量与电价。原英国国家电网公(NGC)作为英格兰及威尔士高压输电网的唯一法定拥有和营运者，担当独立系统操作员(Independentsystemoperator)的职责，负责发电机组的择优排序和调度，使得所交易的电量进展结算[35]。在电力库模式〔2-1〕下，各发电企业可以相互竞争，但是参与竞争的料显示[36]，在电力库模式实施的10年内，建一电厂投资降低近40%，联合循环燃气发电厂增加10%以上，现货市场自然气价格降低50%，然而电力库电价10%。这说明大型发电企业有可能操纵市场，利用电力库模式的漏洞为自施。它使电力首次通过电力库公开交易，加大了市场的透亮度;发电商可依据市场的需求发电、制定电价，保证了资源的合理利用;另外，也开创了各电力交易商在同一平台进展交易的先河。三.电力交易组织方式—NETA但电力库的运作方式也具有不行避开的缺陷:一是强制性的电力库成员制，阻碍了创，阻碍了电力库内部的改革;二是电力库限制了需求侧的参与，电力库中完全建立一个真正的竞争性环境;三是报价和价格制定的步骤格外简单，这种价格的简单性使透亮度失去了实质意义，很难促进发电商之间的竞争[37]。1998NETA)〔2-23双方包括发电、供电及交易商和用户;供电商和发电商可就将来任何时候买卖电力合同，允许电力合同的时间跨度从当前到几年以后，合同需要实物交割:国家现的供给和需求的差额，并解决输电网的堵塞问题;系统运营商调度直到满足要求，市场价格为系统平衡时最终一个发电单位报价;对合同电量和实际电量不符运营商使系统平衡的本钱[38]。2-2NETA者可以自由地选择交易时间、对象，双边合同已成为电力市场进展的主要局部。据资料显示[39]，98%的电力交易像其它商品一样是在各种市场中进展的，只有2%的电力交易是通过平衡机制完成的。与电力库模式相比，NETA模式更具市场化的交易特征，其根底是发电商、供电商、中间商和用户之间的双边交易。改革合同交易为主，无论发电商、供电商、交易商还是用户均作为买卖双方，进展一，为交易双方供给了一个公正、公正、充分竞争的有序环境。其次，市场也变[40]，据资料显[41]，NETA30%-40%。总的来说，NETA电力市场模式。美国电力市场简介一.美国电力工业概况[42]力牢靠性委员会”(NorthAmerieanElcetricityReliabilityCuneil，NERC)。北(EasternInterconnection)(QuebecInterconnection(WestenInterconnection)和德克萨斯电力牢靠性委员会互联系统(ElectrieityReliabilityCouneilOfTexasIntereonnection)。四大系统之间通过高压直流输电线路相互连接。目前，美国电力企业约有3000多家，有私营电力公司、政府拥有或承受合作制的公共电力公司、独立发电商等主要组织形式。在北美的四大互联系统中，这些子系统彼此之间按NERC制定的标准、要求独立运行，没有高一级的调度协1974198915需要，19921992有固定不变的输电权利。至此，美国电力工业彻底打破了原来的输、配、用封闭一条龙的状态，将发、输、配、用四个环节分开，形成发电、输电、配电和零售四大类型公司，独立自主的随机组合运行，为电力行业引入了竞争机制。二.加州电力市场化改革1998331199512的零售竞争模式，并建立以PX〔PowerExchange，电力交易所〕为中心的电力市场，即电网运行调整与市场交易分别，实现发、输、配电开放。100州自二战以来首次实行电力管制[42]。稳定运行。其次，在加州电力市场运营过程中，没有考虑到用户对供电需求t必需生疏到，电力工业必需在合理的价格机制下，适度超前进展。三.PJM—PJM(比西法尼亚、泽西和马里兰三州互联系统)市场运行稳定，成为电力市场化改革一个比较成功的代表。PJM199741PJMPJMPJM(PJM-OI)独立于市场成员之PJMPJMPJM选购，来满足供电义务要求。PJM市场的交易种类有:提前一天的电能交易、实时电能交易、容量信用交易、关心效劳交易和输电权交易等[41]。PJMPJMPJM四.对美国电力市场交易模式的生疏PJMPJM阅历，需要探究符合我国实际状况的交易模式。北欧电力市场一.北欧四国电力工业概况交易市场建于1993年1月，是目前世界上唯一一个开展多国间电力交易的电力与俄罗斯、波兰、德国等有跨区域的能源交易[43]。北欧四国的电力市场组织者包括:北欧电力交易所(NordPool)、挪威电网公[44]交易格外频繁。二.北欧四国电力交易运作模式北欧四国的电力交易可以分为:期货交易、现货交易和实时交易。期货交易大交易规模。现货交易是针对其次天确定的电力交易，以小时为时段，分为24自由地选择电力公司供电[45]。三.北欧电力交易市场的运行特点北欧四国的电力市场运作模式是格外独特的，其特点可归纳为:各国没有建立自己的电力交易所，全部期货交易和现货交易都是在北欧电力交易所完成的，北欧建立了一个统一的跨国电力交易市场。北欧四国电力交易中的期货交易、现货交易与实时交易分别由不同的机实时交易。在发电侧没有实行厂网分开，电力公司可以同时拥有发电厂、网络和用户自由选择供电商的行为也会促进电力公司提高效劳质量。四.对北欧电力市场交易模式的生疏取之处在于:一、各国在一个统一的交易所进展交易，有利于促进区域资源的优这也是用来提高供电商效劳质量的一个有效手段。固然，此模式也存在着缺乏。行了“厂网分开”制度。NETA类模式的成功阅历，需要我们自己探究。第三章：发电集团参与市场交易策略〔老机组、机组、还贷机组等，依据肯定的市场运行规章，在发电集团之间实行竞价上网。随着我国电力市场改革的逐步完善和区域电力市场的建立与运营,发电集团公司越来越重视企业的整体协调治理和掌握。在现实经济活动中,发电集团公司发电集团公司并不能完全监视和把握发电厂的报价行为,导致发电厂报价在肯定[46竞价,以尽可能争取发电集团公司整体利润最大化。发电集团公司为了实现自身效益最大化,集团公司内部进展协调竞价是完全必要的。一方面需要在发电集团报价;另一方面,也需要在报价关心决策支持系统方面进展相关建设,作为发电集团公司协调报价的技术平台。从某种意义上来看,发电集团公司能否在报价过程中有效的解决上述问题与能否有效的建立和完善自己的报价系统有很大的关系。的因素如下：历史沿革下各家电厂的经营治理模式；基于自身生产经营的报价决策；完成集团下达的利润目标这个单一的指标。和竞价指导，引导电厂乐观主动的参与市场竞争。本节在分析目前发电集团公司的组织构造和区域电力市场特点的根底上,策略分析。其次节发电集团参与市场交易的的策略分析团的报价策略是指发电集团在电力市场进展电力交易时依据市场规章进展报价寡头垄断市场，这是由电力工业的特别性打算的。(市场进入壁垒)、输电约束(在肯定程度或范围上限制了某些大用户选择发电集团)和输电损耗(打击大用户远距离购电的乐观性)等这些因素打算了在电力市场电商可以不以边际运行本钱做为投标策略，而利用市场构造和规章的不完善(例如输电堵塞)来进展报价以增加利润，这称为策略性的投标。假设发电集团可以通过策略性报价而非降低成原来成功地增加利润，则称发电集团具有市场力。2000工作做简要综述。发电集团参与市场交易报价策略的争论方法目前国内外争论者构造发电集团的最优报价策略所用的方法大体可归为四大类:一是基于本钱分析的方法;二是通过推测市场电价;三是通过估量其他发电集团的投标行为;四是基于博弈论的方法。下面对这四种方法分别进展介绍。〔一〕基于本钱分析的方法这种方法的根本思路是将发电集团的电能生产本钱加上合理利润(由发电集团自己确定)作为上报电价。此方法对发电集团来说比较简洁、简洁把握，缺点发电本钱分析是发电集团进展报价的根底，发电集团需要计算出机组的发电成[48]基于实时本钱[49]基于边际本钱提前时间对发电单元强迫停运率的影响以及负荷推测不确定性的计入方法。〔二〕预侧市场电价的方法律不易把握。[50]指出电价的预报准确程度是影响竞价决策的一个格外关键的手的报价对电价的影响;二是供给多种电价推测的模型和算法，依据各电力市场在具体时期的实际运行规律选择使用;三是建立短期-中期-长期电价推测的完整体系，进展滚动推测，建立自适应修正模型。[51]首先用[52]首先用神经网络来推测能量市场和关心效劳市场的价格，然后用期望-方差来治理发电集团的投标风险，将市场去除价(MCP)和关心效劳的价格方差作为惩罚函数参加求解最优报价策略的目标函数中，最终用拉格朗日松弛法和随机动态规划的方法来求解此优化问题。〔三〕估量竞争对手的报价行为的方法行尚未成熟而且市场规章仍在调整中，竞争对手的历史报价数据一般不太充分，有待进一步深入争论。目前争论者大都首先假设已经估量到竞争对手的报价行为然后再构造自己糊集合。文献[53]构造了适于英格兰-威尔士类型的电力市场的解析投标模型，2电集团的最优投标策略。分方程得到最优策略。〔四〕基于博弈论的方法博弈论是特地争论22依据电力交易先构造一个博弈模型，包括cournotstackelberg价策略。文献[55]介绍了博弈论的建模以及求解过程并简要阐述了博弈论在电力市[56]将发电集团的竞价过程描述成一个不完全信息的非合作博n盟竞价状况下发电集团的行为和市场状况进展了争论，结论是只要保持产权独[58]则将发电厂商的竞价问题看成是竞推测值听从己知的正态分布。文献[59][60]每个市场参与者均对自己的竞争对手进展分类，并对每一种可能性进展概率估[62]议用一种的二维图形加分析的混合方法来求取纳什均衡解。发电集团参与市场交易报价策略的组成局部一个完整的电力市场一般包括现货市场(即日前交易市场)、实时市场(短期平衡市场)、合同市场和关心效劳市场等四个交易市场。对于发电集团而言，这电容量或出力也格外重要，这可以分散风险、提高发电商的总利润。(pool许可证单位及地区电力公司进展直接合同交易)。所以在此市场模式下，发电商NETA(NewElectricityTradingArrangement)97%98%，所以发电商在此模式下主要侧重于双边合同市场。大区级和国家级电力市场的报价策略以及两级电力市场报价策略的协调;假照实绍。〔一〕发电集团在现货市场中的报价策略48(24)3Omin(1h)为一个交易时一段)，然后运行部门依据规章规定的时间表运行日前市场。发电集团在现货市场工作都集中在这一方面。有些文献综合分析了近几年来提出的各种独立发电集团在日前市场中的竞[63]提出了一套较为完整的构造现货市场机组启停约束、启停费用，建立了使整个交易口24个交易时段利润最大的0-1规划竞价模型，并用遗传算法来求解。〔二〕发电集团在实时市场中的报价策略调整。〔三〕发电集团在合同市场中的报价策略NETE1中，远期合同主要是以面对面(OvertheCounterOTC)方式签订，短期合同PX电商在合同市场中的报价策略也就越来越重要。[64]风险建模理论，以及远期合同市场对现货市场的影响机制的争论现状进展了综述。文献[65]争论了考虑差价合同的发电厂的报价策略问题，建立了一个能争论[66]基于金融期权交易思想，的均衡模型，给出了有关期权敲定价的均衡选择。〔四〕发电集团在关心效劳市场中的报价策略关心效劳包括AGC、旋转备用、非旋转备用、替代备用、无功及电压支持、实时市场相协调仍是有待解决的一个重要问题。[67]遗传算法来求解。文献「68]指出在的英格兰一威尔士电力市场中发电集团需要优化能量市场和关心效劳市场的竞价电量，以最大化利润和降低风险。文献[69〕指动身电集团参与关心效劳市场可以增加10%-50%的发电时机，建立了一解。〔五〕发电集团在各交易市场中报价策略的协调在实际运行的电力市场中，发电集团需要统筹考虑现货市场(即日前交易市场)、实时市场(短期平衡市场)、合同市场和关心效劳市场中的报价策略问题。如何安排在各市场中的发电容量以及在各个市场中如何报价以使得发电集团的所以发电集团要依据自己的风险偏好安排参与各交易市场的发电容量和确定报市场和短期市场的购电问题，其方法也同样可用于发电商在两个市场的卖电问型。〔六〕发电集团在输电权市场中的报价策略美国PJM电力市场中确实定输电权(Fixed Transmission 电力市场中的输电堵塞权(Transmission Congestion 电力市场中的固定输电权(FirmTransmissionRights(FTR))等。对于常常发生电力系统，受影响的发电集团也应当考虑参与输电权市场的交易与报价。某公司拥有某条线路的输电权是指该公司拥有使用该条线路相应的输电容量的权利或者取得与其相关的经济效益的权利。价格的长期稳定性。而物理性输电权则实际地定义和安排了使用输电容量的权交易的风险，也可以猎取堵塞收入。有些文献介绍了输电权的内涵分类及各自的特点并着重就具有市场力的市电权自身得到增值;三是能为输电权拥有者猎取拥塞收入。不同竞价规章下的发电集团报价策略现货市场一般承受竞价上网的交易方式，而合同市场则一般承受双边交易方式。由于各国的具体状况不同，其电力市场中这两种交易形式所占份额也不尽一样。NGCPool的；而英国的NETA模式则以双边合同为主，其双边交易量占总交易量的97%-98%。由于电能不能大量储存，因而在国内外目前运行的电力市场中无一例的份额还没有完全确定，但是现行的“老厂老价，厂价”以及差异很大的发易形式在电力市场中所占的比重的不同，发电集团在制定报价策略时要有所偏重。[69]是介价规章进展介绍，并综述了相应的发电集团报价策略的争论现状。〔一〕静态竞价与动态竞价对迭代竞价进展了争论。加利福尼亚电力市场曾对迭代投标做过认真的争论分〔二〕单局部报价与多局部报价例如设立短期平衡市场。加利福尼亚、澳大利亚和挪威/瑞典等电力市场承受这价策略问题，在建立报价模型时考虑了机组启停费用和机组启停约束。/停机费用和最小开停机时间等约束，这种方法可以保证系统调度中心所得到的市场，该市场的竞价规章要求发电集团的报价中包括很多重量。〔三〕分段报价函数与线形报价函数报价函数(即一系列价格/电量对)、线形报价函数以及更简单的分段线形报价函/电量对，10/[70]对发电报价的特征。文献[71]首次针对承受分段报价函数的英格兰一威尔士电力市场争论了发电集[72]针对承受分段报价函数的我国浙江省法来求解。发电集团报价策略争论的其他问题工作，下面做简要介绍。算法等来求解。速率状况的最优报价模型。集团以利润最大化为目标的机组组合模型，并用遗传算法来求解此问题。发电集团可以通过行使市场力例如容量持留与其他发电集团勾结抬高报价为可以通过容量持留或者抬高报价来提高市场电价，但没有给出具体的报价策[73]承受博弈论中的“囚徒逆境矩阵”理论对加州电力市场2001年价格飘升的现象进展了分析，指动身电集团通过操场去除价格，获得超额利润，导致加州电力市场消灭了“pricespikes”现象。第一节发电集团博弈模型的建立一个整体进展上网竞价，然后把竞价得到的电量利用夏普利值〔Shapley〕置理集团基于博弈论交易分析的有效性。值的简介存在，且给出的安排方案唯一确定。局中人对一个联盟所作奉献的期望就是夏普利值，满足三个公理，即：有效局中人在和博弈中得到的安排等于两个分博弈中得到的安排之和。n个人合作博弈〔，V〕存在唯一的一个向量函数i个重量是 〔V〕=i

〔|S1|〕！〔n|S|〕！[V〔SV〔S\{i] 〔4-〕n！s〔is〕表示联盟中含局中人的人数S\{ii在内的集合确定市场清算价的博弈模型分析Ni个发电商的策略集为S博弈过程中的收益为U 纳〔Nas均衡点(S*,S*,,i 1 2S*)的定义：对于每一个i，以及该博弈者的各种策略S n i

S都有jU (S*,S*,…, S

S*S

,…,

S*≥

(S*,S*

S*,S*,S

,…S*)i 1 2

i-1

i1

n j 1 2

j-1

j1 n成立，下面争论Nash均衡点实现过程的博弈论模型。式为：f(Pi

)=a+bi

+1cp2pi i i2p

i=1,2,…,n于是可以推出各个发电商的边际本钱为：Pf〔P〕b CPPi i i i ii

i=1，2，…，n依据边际本钱函数，各发电商的报价函数一般为：r (P)=ki i

(b+cp) ki i i

>1,i=1,2,…n (4-2)k的大小确定取决于发电商对获利追求的冒险心里和对市场清算价格的判ir，r的制定可以利用如下的规划模型：min (n

p)rpi i1 ipLn pL i1 i d s.t.p pp

〔P〕 imin i imax 1i，..n 其中：r=max{rPi i

)|i=1,2,…,n}=max{ki

(b+ci

p)|i=1,2,…n}，其代表市i〔p1〕的目标函数代表交易中心以最小的费用进展购电，p 、pimin imax

i个发电商的最小、最大出力，L为系dPi

i个发电商的安排出力。〔P〕可以表达为：1min minp i

{L*[k(b+cp)]}d i i i ipLn pL i1 i d 〔〕s.t.p pp P imin i imax 2i..n 〔P 〕的求解有肯定的难度，其可以等价转化为：2min pikbCp/L i i i i dPs.t.nP

pLi

〔 〕 3

pp iimin i imax ..n P p*〔3〕为线性规划问题，利用单纯形方法可以便利的进展求解，〔i〕确k

=max{

ri

Pi)|i=1,2,…,n。P中的〔

1〕完全站在了电网

1〕求解后实际上给模型。发电厂商在网上竞价的非合作博弈和合作博弈的比较分析进展了比较分析。q 1，2，…，n，则总的电能产量为Q= 1+ 2+…+ n，电力市场逆需求函数为：，QP〔Q〕=

〔4-3〕0，〔Q 〕 i发电厂的发电总本钱为〔c<a，a为参数〕c〔q〕=cq， i=1，2，…，n 〔4-4〕iic c ii

i i

c c ci=d

i为第i个发电厂的边际价格，且1= 2=…= n=c。则第i个发电厂的获利为： 〔q，q，…，q〕=q[p〔q+q+…+q〕-C]i 1 2 n i 1 2 n=q[-〔q+qi 1 2

+…+qn

〕-c]，i=1，2，…，n 〔4-5〕不合作博弈时，n的，q然从发q厂i角度，假设q电123…i-1+…n1

2，…，

i1，

i1，…，n，i应优化决策i为以下优化问题的解：min

，…，q

〕=max {q[-〔q+q+…+q

〕-c]}0q i 1 2i

n 0q

i 1 2 ni=max f〔q，q，…，q

〕 〔4-6〕0qi

1 2 n于是qqqc每个电厂的获利为qqqc2，1 2

n1

1 2

n1〔qq，…q〕Nash均衡点。1 2 nn个发电厂属于同一个发电集团，该发电集团要求J最大，则解：J=

…q〔q+q+q〕[

q+q+…+q〕-c]

1 2 n 1 2 n 1 2 n-Q-c〕 〔4-7〕

( c)2|qqq

c 。4 1 2 n 2n( c)2明显4

>n*[

n1

2。q=q

=…=q

4-1各方收益函数=c〔11 2

n1 n决策为c〔4-1A点，这相当于每方均设其他地方产2量为0〔企图有单方垄断市场〕是的最优解。分析结果在发电厂上网竞价的过程中，各方各自获得最大利益时，社会的总利益将削减策对社会总获利带来肯定的负面影响。发电集团合作博弈报价模型场具有较强的市场掌握力，将能够影响市场整体成交价格和电量合同安排。就是要找到一种效益安排方式，能促进使全部利益主体的合作。结盟实际上就是合作，从博弈论的观点看，结盟就是由一个决策者代表这个结盟的全部成员做决策明显特征函数应满足这样的性质对于任何S,S N,1 2S∩S = 必有v(S S )v(S)+(S )这实际上是更大结盟实现的必要1 2 1 2 1 2N示全结盟产生的效益。理性局中人期望能促进全结盟的形成。发电集团合作博弈报价模型N={1，2…,n}表示，厂联盟的合作博弈，需要构造一个描述各种联盟产生效益的特征函数v，即要对SNv(S)。子发电厂联盟的效益则按这个子网的整体报价的最大效益表示。于是，任何SNv(S)max| Q-C〔QQ i i i is.t.

i tS tS tSQ<Q

〔4-8〕tS

i tS

imax0QQi imax其中 i i i i发电量为QQii i个发电厂联盟整体报价产生的效益，由全部局中人完全合作所产生的做大效益。不难证明对任意S1,S2 N,S1∩S2=必有v(S1S2)>V(S1)+(S2)。这样，就建立了发电厂来联盟的合作博弈模型。发电集团效益安排的Shaplcy值方法发电集团的效益实现以整体报价为根底。按合作博弈的观点，就是全联盟的Shapley[74]被广泛应用于实际。该方法在理论上可用一组简洁的公理刻画，并能用具有明确意义的数学式表述。Sv(S)后，再按公式〔4-1〕计算出对每个电厂安排的效益。这种安排效益的方法具有这样的特征：单独运行产生的效益，明显这是每个发电厂参与联盟的必要条件。对任何子发电集团的效益都不是供给奉献的发电厂不能分得额外的效车”现象，也可能使那些对联盟奉献大的发电厂退出合作，不参与联盟。这种安排方式鼓舞在合作中做出更大的奉献，发电厂分得的效益，是大时，分得的效益也大。对任何子发电厂联盟，没有诱导性，即任何发电厂在任何子发电厂联人普遍承受的合理性规章。其次节算例分析大化。下面计算其竞标电量和收益。设为机组报价，单位为元/MW/h。3个机组的本钱函数及容量为：i发电厂Ⅰ1号机组：C (Qi

)=450+25*Q

+0.55*Q

=200,机组额定容1 1 1 1 1600，240MWQ620MW。1C

〔Q〕=650+20*Q+0.75*Q2 2 2

2，2

=318，机组300，120MWQ310MW。2发电厂Ⅲ11号机组：C3

〔Q〕=750+23*Q+0.45*Q23 3 3

=190，机组额3300，120MWQ300MW。3a：3个电厂单独报价运行时的发电分析V〔i

Q

Q Qi

i i ，i3 imin i i4-1所示运算结果：4-1多个电厂单独报价时的效益分析电厂 发电量Q〔MWh〕 净利润Vi

〔千元〕12409.872133.333312.6833185.555614.744b：按电厂Ⅰ和电厂Ⅱ实际整体报价进展效益分析1 Vma〔1

Q)C

(Q)C

Q11

22Q Q2

2 2 ，i2 imin i i电厂发电量Q V〔1，2〕〔MW电厂发电量Q V〔1，2〕〔MWh〕净利润V〔千元〕i〔电厂Ⅰ电厂Ⅱ240146.66734.95319.4715.483i/MWh〕240建立模型：Vma〔QQQC

Q1 1 Q Q Q

1 1 3 3 ，i3 imin i i表4-3 电厂Ⅰ和电厂Ⅲ实际整体报价的效益分析电厂 发表4-3 电厂Ⅰ和电厂Ⅲ实际整体报价的效益分析电厂 发电量 Q V〔1，3〕〔MWh〕净利润V〔千元〕〔ii/MWh〕电厂Ⅰ24049.7521.87250电厂Ⅲ252.2227.877d：按电厂Ⅱ和电厂Ⅲ实际整体报价进展效益分析建立模型：23Vma〔QQQ23

QQ Q Q 2 3

2 2 3 3 ，i3 imin i i表4-4电厂Ⅱ和电厂Ⅲ实际整体报价的效益分析电厂 发表4-4电厂Ⅱ和电厂Ⅲ实际整体报价的效益分析电厂 发电量 Q V〔1，3〕〔MWh〕净利润V〔千元〕〔ii/MWh〕电厂Ⅱ143.3338.97714.758235电厂Ⅲ235.5624.219建立模型：V

Q〕Q Q

123

1 2

1 1 2

3 3 ，i3 imin i i4-5运算结果：4-5电厂Ⅰ，电厂Ⅱ和电厂Ⅲ实际整体报价的效益分析/MWh〕电厂Ⅰ24065.22724.27260电厂Ⅱ307.7821.713电厂Ⅲ12021.21电厂发电量〔MWh〕Q 电厂发电量〔MWh〕Q 净利润千元〕i〔i2！ 2！ 〔=〔1+1[V(1,2)-V(2)+V(1,3)-V(3)]+ [V(1,2,3)-V(2,3)]1 3！1V〔3〕]

= V〔1〕-V〔2〕-6=21.5862！ 2！ 〔=〔2+1[V(1,2)-V(3)+V(2,3)-

[V(1,2,3)-V(1,3)]2 3！1-V〔3〕]

= [V〔1,2〕+V〔2,3〕-2V(1,3)+2V〔1,2,3〕+2V〔2〕-V〔1〕6=17.6062！ 〔=〔3+1[V(1,3)-V(2)+V(2,3)-

[V(1,2,3)-V(1,2)]3 3！1-V〔2〕]

= [V〔1,3〕+V〔2,3〕-2V(1,2)+2V〔1,2,3〕+2V〔3〕-V〔1〕6=26.035将来区域发电集团所属电厂在竞价交易中实行把几个机组作为一个整体竞价的方式，各联盟成员将猎取额外的收益。shapley值理论再在各个电厂之间并用实际算例验证了基于博弈论竞价能使各发电厂获得最大利益。第五章在堵塞状况下发电集团基于机组组合的交易分析的实例在电力系统中，通常把超过系统安全限制的状态为输电堵塞〔TransmissionCongestion〕[75-76],这些安全性限制包括系统正常运行状态和非正常运行状态下CongestionManagemen。在垄断的体制下，系统调度、各发电厂和输电网同属一个经济实体，堵塞停顿供给可中断负荷扥，直至电力系统运行在安全性限制之内。本钱CongestionCost。定律，因此电能交易的假设路径与实际路径不符，这就是所谓的多路径潮流〔LoopFloworParallelFlows〕问题，由此产生的网络“外在性〔Externoalit”造成无法准确的计算电能交易相应的输电本钱。当消灭费用的分摊必需给市场参与者正确的经济信号，才有利于消退堵塞。[77]:一种是美国加州和北欧电力市场中承受的“市场分裂法zonalpric〕场把整个英格兰电网划分为8的出力。通常承受“买回〔bu—back”机制或增减出力投标的方法进展结算。典型的方法有节点电价法〔NodalPrice〕,这种定价方法的优点是经济意义明显，其次节发电集团在堵塞条件下多机组联合竞标算法自20世纪90来的发电竞标受到很大制约。排所属发电机组的发电打算和竞标电价，使自身利益最大化[78-79]。多机组联合竞标条件〔各种网络及负荷参数电报价，并最终到达平衡。多机组联合竞标目的利因素的影响，提高整体利益。多机组联合竞标方案组提价前后的差价补偿给高价机组，使高价机组获得竞标优势。第三节 发电集团基于多机组联合竞标的数学模型考虑有功市场，并承受直流潮流模型，无视线路网损，以便突出问题的实质。潮流追踪原理本文在某一给定的运行方式下，依据线路潮流追踪方法[80-81]，找出某一4个根本假设：1〕支路电抗比支路电阻大得多，无视支路电阻，故支路电纳为：b 1ij xij

〔5-1〕支路两端相角差很小，故有：

sin

-ij i

=1 〔5-2〕ijb=bi0 j0

=0 〔5-3〕各节点电压幅值相等并等于标幺值1，即U=〔i=，…，n〕 〔5-〕iij上的有功潮流Tij写为

依据潮流计算根本公式可以T=bij ij

( -i

)= i j x

(5-5)iji的净注入有功率可以写为TnTp = i J1

n=J1

ij i

]=Bj ij i

n BijJ1

j〔i=2…n〔5-6〕Ji JiBbij ij

=1，Bx ij

=-nJi

JiB，把式〔ij

5-6〕写成矩阵形式P=B 〔5-7〕Bn为平衡节点〔n可以为任意节点，令其中 以及矩阵B中对应平衡节点的行列删去则余下的n-1ij ij阶矩阵为非奇异矩阵。为便利起见，仍吧非奇异矩阵记为B，删去了平衡节点的p，然后，式〔5-〕两边都乘以1，则得1P= 〔5-〕假设令C=1，则有=CP 〔5-〕CCCCFijnmx

= im jx in in0 C

〔5-10〕式中ijij之间的线路电抗：imCim同理。当区域〔或节点〕s、r之间发生功率交换为

psrij的相应功率变化=F pij ijnm sr

〔5-11〕发电竞标数学模型〔1〕目标函数本文最优化问题的目标函数是使发电厂商的利润最大化。即[ppp]maxR=G

iGk

i gi

i

〔5-12〕

〔p〕式中 k为同属于一个发电商k的全部发电机组的集合：i gi 为节pi上发电机组的发电报价函数; i

〕gi i上发电机组的发电本钱函数：gii上发电机组有功功率。〔2〕使全网购电本钱最小化：minCost〔P〕tGkpp

i gikG

iGk

ki ppp

〔5-13〕TT giimin giTT

giimax

k ，i，jN且ij ijmin ij ijmax p式中G为市场中全部发电厂商的集合：Cost为全网购电本钱; D为全网负p

pgiimax

Tijmin，

Tijmaxijij的最小和最大输送功率。节点的直流潮流方程：p=pki Dk发电机有功功率约束：

〔5-14〕pgiimin

ppgi

iGk

〔5-15〕输电极限约束：Tijmin

TTij ijmax

，i，jN且ij 〔5-16〕联合竞标的电价修正因子线路产生堵塞的影响也不同。给出联合竞标模型如下：设机组AB为功率输出区的高价机组，C为功率输入受阻区的高价机组，它们的初始竞标电价分别为， A和 机组AC属于同一个发电商存在堵塞的线路是kl由〔5-10〕B C可得机组A、C联合竞标后的最高电价为，， F FA= C=〔

FlCBKL,AB

C〕/(1+|

FkCB|) (5-17)KL,ABs.t.

， ， A= C

B 〔5-18〕

kl，CB

KL,AB

分别为在发电机组A和C增加发电功率、发电机组Bkl的功率分布系数。 F定义BAF

为电价修正因子〔biddingadjustment

=|BAF

FkCB，KL,AB可以写为，A=

， C=〔

A+

BAF

C〕/〔1+

BAF

〕 〔5-19〕式中0.8-1.2之间取值，用于修正对其他发电厂商报价估量误差。格的转变而变化〔这种假定在短期市场内是符合实际的，则经济学原理中的卡诺模型(Cournotmodel)〔Bertrandmodel〕可以作为估量发电厂商各发电厂商的竞标电价在经过较长时间后最终会到达较为稳定的平衡。联合竞标报价算法在估量到电网将会消灭堵塞，而且会影响一台机组或多台机组竞标电量的算法的具体步骤如下：〔market竞标排序中的位置，确定消灭输电堵塞的线路和区域；〔属于另外的发电厂商〕所在节点的功率分布系数；1重求解优化问题；组的报价曲线。第四节ISO及各发电集团对联合竞标的响应ISO对联合竞标的响应〔ISO〕总是期望全网的购电本钱最低，以降低全网购电费用的联合竞标行为是持鼓舞态度的。堵塞区外低价发电集团对联合竞标的响应的利润并没有增加〔提升局部已用于补贴，但其总的发电量将由于输电堵塞的的，他们也将是这种机制有效实施的乐观推动者。堵塞区内高价发电集团对联合竞标的响应为堵塞区外部低价发电集团消退输电堵塞。堵塞条件下机组联合竞标仿真5-13300MW1、2、3450MW、650MW、400MWAⅡ的5号机组，额定容量为900MW，360MW<Pg1 。机组B为发电厂Ⅰ的1号机，额定容量为600MW,240MWPg2 620MW,其本钱为102元∕MWh机组C为发电厂Ⅳ的2号机额定容量为600MW,240MWPg3 620MW,92∕MWh。机组A、BC属于华能，记作发电集团Ⅱ。节点1、节点2、节点3各接有一台机组，它们的报价和最大出力参数见图A140MWhB200∕MWh，C170∕MWh。A900MW。BC600MWGGA900MW600MWGB450MW250MW650MW60MW400MW160MWG600MWC5-1有约束调度时的潮流流分布GGA900MW140/MWh600MW200/MWhGB1450MW250MW2650MW60MW400MW160MW3G600MW170/MWhC5-2有约束调度时的潮流流分布GA900MW140/MWh600MW200/MWhGB1450MW250MW2650MW125MW400MWGA900MW140/MWh600MW200/MWhGB1450MW250MW2650MW125MW400MW25MW3G600MW170/MWhC5-3电厂AB1212BBA5-1联合竞标前后的发电厂商利润。5-1发电厂商发电集团发电机组AB发电本钱85102联合后报价∕〔元∕MWh〕160160联合前单位电量获利∕〔元∕MWh〕5598联合后单位电量获利∕〔元∕MWh〕7558调价前发电功率∕MW760240调价后发电功率∕MW600600联合前获利∕元∕小时4180023520联合后获利∕元4500034800联合前后获利差∕元14480BBA的不利影响，使得机组A、B均可以在市场竞标中获得更多的发电时机，因而提高了总体的发电收益。章得出以下结论：多机组联合竞标策略的引入，虽然不能完全消退堵塞的发生，但能够在消灭堵塞带来的损失；〔5-1竞标中获得的来自低电价机组的补贴高于其在市场竞标中售出全部电量所要求的降价幅度时，发电厂商可以削减低价机组的降价幅度，从而获得更大的利润；本文中发电厂商进展自身多机组联合竞标的策略是在其余发电厂商固定报市场博弈中，发电厂商对竞争者的报价反响还需进一步争论；虽然数学模型中的潮流计算是基于直流潮流模型的，竞标过程中也仅考虑单时段竞标，但只要计算功率传输分布系数〔PTDF〕时承受沟通模型，并在目标函数中承受多时段模型，即可以将其推广到沟通模型和多时段竞标。第六章：结论自上世纪90年月初以来，电力工业的市场化改革成为世界各国电力进展的电能，实现电力市场的买卖关系，促进电力工业的不断进展。下成果：本文建立了在市场竞争环境下区域电力市场竞价交易中确定市场清算获得的利益最大化。了比照，结果说明发电厂在合作博弈时，可以获得最大利益。探讨了区域发电公司内部电厂联盟状况下基于整体竞价的合作博弈问发电集团所属电厂的合作对策模型，并承受shapley值安排个发电集团成员的效益。提出在电力市场堵塞条件下，属于同一发电集团的机组联合重竞标得竞标优势，使得发电集团收益得到了提高。参考文献David AKPetitive Bidding in Electrieity SuPPly.IEE Generation，TransmissionandDistribution，1993FerreroRW，RiveraJF.APPlicationofGameswithIneomPleteInformationforPricingElectricityinDeregulatedPowerPools.IEEETransonPowerSystems，1998[3]王锡凡，王秀丽，陈皓勇.电力市场根底[M]，西安交通大学出版社，2003[4]于尔铿，谢开，韩放曹，杨以涵.电力市场概述，1995.我国电力市场改革现状与思考.南昌工程学院，2006.电力市场交易与电价理论及其应用.中国电力出版社，2003.112002.6[8]季红.我国电力体制改革的动因及模式比较.改革，2001.6.关于发电市场中效率和公正关系问题的争论.国际电力，2005.2.长沙理工大学学报(社会科学版)，2006.5[11]刘强.华东电力市场模式下发电商竞价策略争论.河海大学，2007.32004.9[13]张午阳.发电权转让交易中的博弈行为争论.华中电力，2005.6马豫超，候志俭等.网略堵塞状况下的发电企业市场力行为分析.电网技术，2006.4WeberJD，OverbyeTJ.ATwo-levelOptimizationProblemforAnalysisofMarketBiddingStrategies.In:ProceedingsofIEEEPES1999SummlerMeeting.Alberta(Canada).继电器，2005.1.发电企业投标策略的不确定型模型.西安交通大学学报，2004.4.火电厂发电本钱与上网电价争论.热力发电，2003.5[19]向远章.电力市场条件下发电企业盈利策略争论.长沙理工大学，2006.5[20]刘喜梅，罗国亮.电力市场理论的假设干根本概念辨析[J].华北电力大学学报，2005，11(4):50~55[21]F.C,SehwePPR.D.TaborJ.L.Kirtlet.

HomeostaticUtiliytControl，”IEEEPP.1151-1163.电力市场分析[MI.北京:高等教育出版社，1999.电力市场〔M〕.北京:中国电力出版社，1998[24]曾鸣.电力市场理论与应用[MI.北京:中国电力出版社，2000社，2002.区域电力市场电价机制[M」.北京:中国电力出版社，2004[27]陈布.电力系统稳态分析(其次版)[M].北京:中国电力出版社，1995.[28]SallyHunt.MakingComPetitionWokeinEleetrieity.2002(电监市场[2005]18号)[Z]．张森林．区域电力市场中月度撮合交易竞价机制争论(一)考虑输电价格和输结算机制[J]．继电器，2006，34(10)：50-54．张森林．区域电力市场中月度撮合交易竞价机制争论(二)考虑输电价格、输结算机制[J]．继电器,2006，34(11)：66-70．[J]．继电器，2007，35(24)：61-65．29(17)：1-4．.英国电力工业改革[M].北京:中国电力出版社，2001[35]鲁海燕，宋永华.英国电力工业概述J.现代电力，2005，22(2):9194BAGWELL.J.“OvevriewofNETpresenteda“ElectricityTrnasmissionTrading，”AustinCourt，Biingh，13May2002.英国电力交易系统[]J.国际电力，2001，:24-7刘艳，胡国根.从英国电力交易系统看我国电力市场的进展[]J.贵州工业报，2004，6(2):30-33RogerDettmer.LivingwithNETA[J].IEEReview2002(7):32-36.英国电力市场化改革之路[J].现代电力，2004，21(3):l5姚建纲，章建，银车来.电力市场运营及其软件开发[M]北京，中国电力出版社，2002.电力市场运营系统「Ml.北京:中国电力出版社，2004云电集团农电系统考察团.北欧电力交易市场与电力市场运行[]J.云南电业，2004，8史连军，韩放.北欧四国的电力交易与电力市场运行[]J.国际电力，2000，2[45].英国和北欧开放电力市场的阅历[1J.6杨昆,王光庆,毛晋,等.发电市场[M].北京:中国电力出版社2007.文福拴，DavidAK.电力市场中的投标策略.电力系统自动化，2000，24(14):l—6王锡几，王秀丽，陈皓勇.电力市场根底.西安:西安交通大学出版社，200319(3):62-63张少华，李渝曾.电力市场短期边际发电本钱的概率学推测.中国电机工程学报，2000，20(10):19~22张少华，言茂松，李渝曾.电力系统边际本钱的概率分布函数估量方法.掌握1999，14(3):229233尚金成，黄永皓，夏清等.电力市场理论争论与应用.北京:中国电力出版社，2002NogalesFJ，ContrerasJ，ConejosAJ，andEsPanolaR.Forecastingnext一dayelectricityPrieesbytimeseriesmodels.IEEETrans.PowerSys.，2002，17(2):342~348.电力系统自动化，2000，24(25):9~12李彩华，郭志忠，王志伟.混合式短期边际