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《上海交通大学》 2011年
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电力市场均衡模型及其相关算法研究

杨建林  
【摘要】:电力市场是一个寡头竞争市场,在这样的市场环境下,发电商面临着巨大的电价波动风险,因而他们迫切需要有效的市场仿真工具为其提供相应的决策依据以获取更大的市场收益;同时,市场监管者也需要合理的市场模拟工具为其监管市场提供科学依据。为此,许多基于博弈论的电力市场均衡模型被相继提出。本文在电力市场均衡模型及其相关算法领域做了以下几方面工作: 1.提出了求解计及输电约束的线性供给函数均衡模型的分支定界方法,该方法采用分支剪支操作处理互补松弛约束,仅需计算少量的子优化问题,就可以达到遍历所有系统松弛子模式的效果。算例表明,该算法具有较好的搜索效率,为求解大规模电力市场均衡问题提供了一条有效途径。 2.建立了一种考虑节能减排约束的多时段电力市场均衡模型。算例表明:在寡头市场环境下,高能耗率高排放率发电商住住通过降低报价方式来获取更大收益,而低能耗率低排放率发电商则住住通过抬高报价方式来获取更大收益,此外,还可能会有排放量(或煤耗量)由轻负荷时段向重负荷时段转移的现象出现。 3.建立了一种考虑抽水蓄能电站的电力市场均衡模型,该模型在蓄能和发电时段分别把抽水蓄能机组当作负荷和发电机来处理。算例表明,抽水蓄能机组的存在有助于市场效率的提高,还能对电价起到削峰填谷的作用;抽水蓄能商能否在寡头市场环境下获益是不确定的,这主要取决于其自身效率系数的提高。 4.建立了一种基于猜测供给函数的多时段水火电市场均衡模型,该模型同时考虑了网络安全、机组爬坡率及水电机组用水量等约束。算例表明,在寡头市场环境下,受放水量限制的水电商可以通过减少峰荷时段出力并增加其他时段出力的方式来获取更大利益。 5.建立了一种考虑分区备用的主能量-备用联合市场均衡模型,在该模型中,区域备用需求由本地发电资源和区域联络线的剩余传输容量来共同提供。算例表明,在寡头市场环境下,备用稀缺区域对应的区域备用价格往往较完全竞争市场环境有所下降,处于备用稀缺区域中的发电商则可能会通过提高自身出力的方式来增加其所获收益。 6.建立了一种基于猜测价格函数的混合输电权市场均衡模型,并将该均衡模型的求解转化为一个凸二次规划问题,这样不仅保证了均衡解的存在性和唯一性,也使得该均衡模型可以用于大规模混合输电权市场中的竞价策略分析。 7.详细介绍了基于复杂性网络理论的双边电力市场均衡分析方法,并从理论上证明了该方法的收敛性;另外,还得出了任何与完全竞争市场Pool模式下最优调度结果相同的双边交易网络都是均衡金融网络等重要结论。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:F224;F426.61

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