电力市场定价机制及其博弈均衡市场特性研究

《电力市场定价机制及其博弈均衡市场特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要由于电力市场不具备完全竞争的市场条件，市场中的发电厂商数目不是足够的多，需求缺乏价格弹性等因素，采用边际定价机制的电力市场出现了许多的问题，其中比较有代表性且相互联系的两个问题是投资存在某种程度的萎缩，备用容量随着电力市场的运行从开始的过剩逐渐转变为短缺以及发电厂商利用其市场力抬高批发电力市场的价格谋取高额利润。因此，许多新的定价方法被提出来以便克服目前电力市场运行的困境。例如，按报价支付定价方法，当量电价机制就是其中被人们广泛谈论的不同于边际定价的电力市场定价机制。本文研究电力市场的定价机制的博弈均衡特性。对于寡头的电力市场而言，要评价一个定价机制是否合适仅仅基于成本的

2、讨论是不够的，需要在博弈模型的框架下充分考虑市场成员的行为影响。评价一种市场机制的优劣通常采用的方法是构造这种市场机制的博弈模型，求解博弈模型的均衡解，分析其Nash均衡状态的市场特性。但是，针对电力市场的博弈模型求解非常困难，理论博弈模型的应用受到了限制。本文采用最近十多年正蓬勃发展的智能代理仿真模型讨论定价机制的博弈均衡状态的市场性质。智能代理仿真模型用具有分散自主决策和智能学习的Agent表示发电厂商，在重复进行的报价博弈中，发电J一商通过利润高低按照生物的“条件反射”原理学习并改进报价策略，追求其利润最大化，随着迭代的进行，市场将逐步收敛于均衡位置。本文首先发展了一个

3、电力拍卖市场的智能代理仿真的模型及其发电厂商的学习算法，并用一个算例阐述了学习算法的特点。在此基础上，本文具体讨论了电力市场如下的定价问题。首先，本文讨论了统一出清、按报价支付以及发电上网的当量电价等三种不包含输电约束的能量市场定价机制的市场特征。基于成本分析，本文证明了当量电价中最小成本折线的数学性质，即最小成本折线是日报一价时按照日购电费用最小优化模型的K-T条件的图形表示。基于这个基础，我们容易看出当量电价的容量补偿是以边际电价为基础，考虑发电机组容量投资的规模经济性，用平均容量成本进行补偿的机理。然后构造了这三种定价机制的电力拍卖市场的智能代理仿真模型，对这三种定价机

4、制进行了博弈均衡状态的市场特性研究。研究表明：统一出清电价的定价机制能够正常运行的基本条件是每个发电厂商的市场分额要足够的小(一般要小于10％)，且市场中必须拥有足够的备用容量(一般要求至少10％的备用)。如果这些条件不满足，发电厂商会实施其市场力，并引起电价飞升。也即，目前的电力市场机制不能够在电力短缺的条件下有效运行。而按报价支付定价机制不可能有效抑制发电厂商的市场力实施：发电上网的当量电价即便在发电容量短缺的条件下，发电厂商具有较大的市场份额时都具有稳健的市场价格，具有优良的市场特性。第二，本文对包含运行备用和容量补偿的英国电力市场规则以及计及运行备用的当量电价进行了研

5、究。首先基于发电厂商的生产成本，利用电力系统随机生产模拟技术讨论了英国容量费方法与当量电价方法的异同。基于成本的分析表明，英国式的容量补偿主要考虑了机组强迫停运所引起的可靠性的容量价值补偿，而这一部分价值没有体现在能量市场规则中，所以补偿是必需的；当量电价则在此基础上还包括了规模经济性依然存在所需要的补偿。然后本文构造了智能代理仿真模型讨论在寡头市场特征下英国容量费方法与当量电价方法的市场特性。结果表明，在当量电价机制下，发电厂商没有实施容量持留行为的策略空间，并能引导出既自愿又充摘要足的申报容量，且能维持市场电价的稳定。而在英国早期的市场规则中，发电厂商可以利用持留容量获得

6、超额利润，同时造成申报容量的不足和市场电价的飞升，而且越是备用容量不足，发电厂商的这种市场力就越大。而造成这种结果的的真正原因是统一出清电价本身，容量补偿方法对于激励或抑制发电商市场力的作用都相当何限。结论j罨i在寡头竞争市{豇。萁蓟宰基手磁芳法术其看芾场自q看效性和稳健性，—堕学量电价方法既能给予充分的容量回报，又具有良好的博弈均衡市场特世。．第三，本文构造了包含输电网络的电力拍卖币砀丽智能代理仿真模型，对于边际节点电价与输电收费中固定成本分摊的问题进行了讨论。结果表明，即便面对复杂的输电网络，即便发电厂商只具有部分理性，但是由于电力拍卖市场具有典型的重复博弈特征，发电厂商

7、依然具备利用规则发现对自身有利的报价策略的能力。而针对一些具体的市场规则在其对应的均衡状态的分析表明：(1)边际节点定价方法可能刺激发电厂商利用堵塞分割市场，实施其空间的市场力；(2)利用潮流追踪法确定发电上网机组利用输电设备的份额仅仅是提供了输电收费的技术基础，如果依照这个比例直接将每条线路的成本分摊到使用者的身上，可能会由于某条线路过高的输电费用而迫使发电厂商利用报价回避使用这条线路，结果会造成整个系统的运行效率的降，扭曲了潮流；(3)输电当量定价机制在给予输电容量充分的回报同时，还能够保证潮流与最