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《上海交通大学》 2008年
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电力市场竞争性均衡理论及其算法研究

张启平  
【摘要】: 始于90年代的国际国内电力工业管理体制市场化改革不断深化,而作为改革中心环节的电力市场建设也不断取得新的突破。电能作为一种特殊的商品,既有商品的一般属性也有其特殊性,既要遵循商品的价值规律也要遵循电力系统特有的物理规律,从本质上来说,一个成功运作的电力市场应该是市场经济一般规律与电力系统特殊规律有机结合的产物。 在市场经济一般规律中,关于市场机制方面的基本原理主要是微观经济学理论,均衡理论是微观经济学最重要的理论之一,也是微观经济学关于市场机制的主要理论之一;电力系统的特殊规律主要指电能生产、传输和消费所必须遵守的物理规律。 由于电力系统的特殊性,使均衡理论在电力市场中的应用具有与众不同的特殊性,这是电力市场能否成功运作的关键问题,也是当前电力市场建设中迫切需要解决的问题。虽然众多的研究人员对电力市场理论及其实施方法进行了大量的研究,也发表了大量的文献,但是对电力市场基本规律的认识还不够深入,理论和实践结合得还不够紧密,这说明电力市场理论还需要进一步研究和探索,电力市场建设还需要不断发展和完善。 本文首先对单一商品市场既电能市场进行纳什均衡分析,对古诺模拟和供应函数模拟分别进行了讨论,然后提出了电力市场的局部(单一商品市场)竞争性均衡成立的条件,说明纳什均衡导致电力市场交易赢余的产生,这种交易赢余也进一步会导致电力市场利益分配的不公平,而竞争性均衡则不存在这个问题,但是竞争性均衡是建立在会计学定价基础上的。 本文对电力市场的主要辅助服务形式——无功功率定价进行了研究,无功功率定价通常是与有功功率定价一起进行研究的,因此电力市场是典型的多商品市场。本文又对多商品电力市场的纳什均衡进行了分析,说明了多商品电力市场纳什均衡成立的条件,进一步对一般均衡理论在电力市场中的应用进行了阐述,电力市场中的一般均衡也是建立在会计学定价的基础上的。本文通过对不考虑电力网络特点的单一电能市场竞争性均衡进行分析,说明等报价方法是建立在均衡理论基础上的,而对纳什均衡则是不成立的。 在考虑电力网络的情况下,等报价原则也是不成立的,而本文提出的修正等报价方法类似于梯度下降算法的计算流程,是符合竞争性均衡原理的。本文对电力市场失灵进行了定义,说明电力市场不能达到竞争性均衡的状态就是一种失灵状态,也说明了垄断、外部性和信息不完备是导致电力市场失灵的几个主要因素,为了防止电力市场失灵,就必须对其进行管制,从而使电力市场达到竞争性均衡状态。 本文总结了国内外针对电力市场的市场结构、市场绩效和市场运行状态等各方面的评估指标,结合研究相关经济学原理,运用产业经济学的SCP理论,通过理论研究和实证分析相结合,构造了源于外部冲击的市场结构(Structure)——市场行为(Conduct)——市场绩效(Performance)三方面对产业组织进行分析的逻辑框架。并以SCP框架为基础,结合电力市场特点,基于市场均衡理论,构建了电力市场实施绩效的宏观指标评估体系,结合各方面评估指标构建了微观指标评估体系。 最后,本文以IEEE-30系统为算例,分别对单一的电能市场局部均衡和考虑无功功率情况下的多商品电力市场一般均衡进行了模拟,验证修正等报价算法的有效性。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:F407.61

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