基于期货的新型电力交易模式

现有的电力远期交易与现货交易之间缺少必要的连续性,导致交易者在电力交易中面临较大价格风险。为了规避电力交易的价格风险,该文提出了“以期货交易为主,期货与现货市场结合”的新电力交易模式,并建立其相关数学模型。交易者可以通过电力期货交易规避价格风险,通过现货市场维持负荷平衡。在新的交易模式中,期货市场和现货市场的交易方式相似,整个交易的过程由交易双方自主控制,电力系统的安全约束以经济手段保证,电网调度者基本不干预市场交易。因此,新的电力交易模式能够更好地提高市场透明性、流畅性,促进市场竞争的有序性。

适用于不同电价机制的统一机组组合算法

现有电力市场中存在两种结算电价机制:按机组报价结算(一机一价)和按市场出清价格结算(统一电价)。不同市场之间的结算方式也有所不同,例如,双边交易中采用一机一价结算方式,而实时市场中采用边际电价结算方式。不同结算电价机制下,机组组合的目标函数不同,传统机组组合方法必须根据电价机制的不同进行调整。通过研究发现,两种结算方式下机组组合问题的最优条件具有类似的数学表达形式。基于这一统一的最优条件表达形式,提出了一种新的机组组合算法。与传统拉格朗日松弛法相比,新算法能够有效地求解两种电价机制下的机组组合问题。

一种新的边际电价制定体系

系统边际电价作为电力市场最终的交易价格 ,对电力交易有着重要的影响。国内外现有电力市场中 ,为了保证市场交易的公平性 ,通常将电价申报曲线强制定义为单调上升型 ,造成申报电价与电力生产成本相背离。文中提出一种新的边际电价确定方案以及相应的电力竞争模式 ,能够处理包括下降型在内的各种形状的电价曲线。在保证电力交易结果的合理性的前提下 ,新的电价体系可以在任何电价情况下获得一个随负荷增长单调增加的系统边际电价 ,避免了传统边际电价定义体系中无法在保证竞争公平性的前提下处理下降型报价的缺点。

信息披露机制对市场效率的影响

从制度经济学的角度来看,电力市场是一个由多种制度构成的制度体系,信息披露制度是其中一个重要组成部分。文中在研究市场成员行为特征的基础上,从理论上研究和建立了研究市场信息与市场成员学习和决策行为之间互动关系的框架,并利用报价中标概率信念,定量描述市场信息对市场成员学习行为的影响。在基于报价中标概率信念的电力市场模拟方法的基础上,对不同信息披露制度下电力市场的演化过程和均衡状态进行了定量的研究和比较。研究表明,不同的信息披露制度能够使市场成员获得不同的交易知识、产生不同的报价策略,使电力市场产生不同的演化过程和均衡状态。此外,在不同的供求关系下,信息披露制度对市场均衡状态的影响力度不同。

电力市场模拟中的报价中标概率函数与发电商个体学习模型

为了在基于Multi-Agent结构的电力市场模拟中建立高效、合理的智能个体行为模型,作者引入信念学习的思想,提出市场交易者报价中标概率函数的概念。报价中标概率函数中隐性地包含了大量市场交易相关信息,是市场交易者对电力市场交易的宏观认识,能够为其进行报价决策提供相关信息。基于报价中标概率函数,建立了发电商的学习模型,每个发电商都从交易数据中不断学习和调整各自报价的中标概率信念。算例结果表明:报价中标概率函数能够反映市场供求关系、电网阻塞以及发电商投机倾向对市场价格的影响,同时使发电商个体具有记忆能力,并能减少决策问题约束条件、简化发电商学习与决策模型。所提出的学习思路同样适用于建立购电者个体的学习模型。

区域电力市场考核结算新方法

随着电力市场规模的不断扩大,市场主体和合同种类增加、转运增多,导致区域电力市场的考核结算问题变得异常复杂。为解决这一问题,文中基于"解耦"的基本思路,提出了"电网结算和电厂结算分离的分层结算思路"、"电量考核与运行考核分离"、"合同电量与偏差电量分别结算"等考核结算新思路,有效解决了区域电力市场考核结算机制日趋复杂化的问题。该新结算思路已经在南方电力市场中得到应用。实践表明,该方法可以保障市场结算的透明和公平性,并有效解决南方电力市场中竞争电量与非竞争电量并存、西电东送等问题。

电力市场模拟中基于信念的发电商智能个体决策模型

为了模拟发电商在电力市场中的决策行为,基于报价中标概率信念函数,建立了一种新的发电商决策模型。该决策模型以追求发电商个体的收益期望最大为目标,能够为发电商决策最优报价曲线。作者针对模型的特点进行了深入的分析,给出了最优报价的理论判据,揭示了最优报价点的物理特征,并从报价曲线的几何形态上给出了直观的解释。利用该决策模型构建的Multi-Agent电力市场模拟方法,可以对电力市场进行定量和定性的分析。算例结果表明:市场成员的学习能力和发电成本分布是影响市场演化过程的关键因素。用本文所提出的思路同样可以建立购电者个体的决策模型。

容量电价机制对发电商竞价行为的激励

容量电价是调控电源投资和建设的一种宏观手段,还会对市场成员的竞价行为及电力市场交易产生影响。该文从激励的角度分析容量电价对市场成员竞价行为的影响,并利用基于报价中标概率信念函数的电力市场模拟方法,通过建立考虑容量电价因素的发电商个体新决策模型,定量研究和比较了国内两种不同容量电价补偿机制对发电商竞价行为和市场均衡状态的影响。理论分析和算例表明,按照中标容量支付容量电价,会抑制发电商的报价投机行为,使市场均衡价格较低。

电力交易计划的关键信息及合理性判据

为了规范电力市场中的信息披露行为,电力监管机构会要求电力调度交易中心披露大量市场信息。从数据学习的角度来看,海量的市场交易信息不但无法提供有效的市场交易信息,反而可能导致信息灾难问题。为此,文中对电力市场信息分类方法、披露原则问题进行了定性和定量研究。通过对电力交易计划最优判据的研究,提出了交易计划的关键信息集合的概念和交易公平性判据。关键信息集合是用来判断电力交易合理性的最小信息集合。利用关键信息集合概念确定电力市场披露信息种类,能够大大减少信息披露中的冗余信息,避免出现信息灾难。研究还表明,市场出清价格在判断交易计划公平性时价值不大,而节点边际电价包含了关于电力交易的大量信息,应该成为电力市场信息披露中最重要的数据之一。

电力市场模拟中的不确定性机组自组合问题

在电力市场环境下,发电商需要在不确定信息下,考虑机组的最小开、停机时间,确定各自机组期望的最优运行状态,并进而优化各自的报价。为了使电力市场模拟中的发电商决策模型更合理,作者基于报价中标概率函数,建立了考虑机组开、停机时间约束的报价决策模型,对机组自组合状态优化和报价决策行为进行研究和模拟。为了求解该不确定性混合整数问题,将其转化成为Markov过程,并提出相应算法。算例表明:考虑机组最小开、停机时间约束后,发电商会为了增加连续开机的可能性而降低在谷荷时段的报价,而这种报价策略会进一步加大市场中的峰谷电价差。该研究为电力市场模拟中发电商的决策提供了新的思路。

保证电力供需长期均衡的措施研究

如何保证电力供需长期均衡是我国当前电力市场建设过程中迫切需要解决的重大问题。文中首先剖析了产生电力供需平衡振荡的经济机理,分析了缺电局面的长期演变特点。分析表明,电力系统的供需之间存在价格与需求被割裂、缺乏长期价格引导信号等问题,致使电力供需平衡出现了周期性振荡。针对上述问题,提出了规避电力供需平衡振荡的若干建议。这些措施可以使价格真正反映电能供需关系,并提供长期价格信号,从而正确引导电力的生产和消费,规避电力市场失灵,保证我国电力工业的长期、稳定和可持续发展。

国外电力市场的监管方法、指标与手段

文章在对美国加州、纽约州、PJM等电力市场,以及澳大利亚、阿根廷、新西兰等国电力市场监管调研的基础上,对电力市场监管分析方法、监管指标、重点监管的投机行为和监管手段等进行了分析和归纳。这些监管理论和实践对中国电力市场的建设和发展具有重要意义。

电力市场监管中的信息披露与市场评估

为实现电力市场的公平、公正、公开的原则 ,必须具有合理、有效的监管方法。文中对电力市场监管中的信息进行了分类 ,分析了监管机构从电网公司、发电厂、调度交易中心等获取的有关信息的构成和用途 ,提出了电力市场监管中信息披露的内容。同时 ,分析了电网公司、发电厂可能的投机行为 ,研究了评估电力市场效率的方法 ,提出了判断和评估电力市场运营情况的有序性指标和竞争力度指标 ,并提出了评估发电厂行为的 3个相关性指标。在此基础上 ,分析了监管机构、电网公司。

电力市场短期交易计划新模型及其求解策略研究

在电力市场环境下，传统的发电计划转变为购电计划，其内涵发生了质的变化，购电计划的公平性和最优性是建立电力市场的前提。文中结合我国的实际情况，建立了以电网为核心的买电型短期交易计划的模型，提出了兼顾电网交易中心与发电商之间利益合理分配的浮动边际电价的新概念，并从电厂的角度给出了短期交易计划的公平性准则，从电网交易中心的角度给出了最优性判定准则。算例表明，根据该模型及其算法制订出的开停机计划和功率分配，能够体现电力市场的公平、公正、公开原则。

基于智能个体信念学习的电力市场模拟的理论框架

为了降低电力改革的风险,需要利用电力市场模拟的方法来研究电力市场的演化规律,对现有电力市场方案进行验证。基于多智能体结构和复杂适应系统的思路,作者引入信念学习的思想,提出了电力市场模拟总体设计架构。在该模拟思路中,每个市场成员基于报价中标概率信念拥有统计学习能力和决策能力,同时拥有探索能力和记忆能力,可以自主地从市场中学习知识和调整各自报价决策,从而实现模拟电力市场自主、动态演化的目标。新的市场成员个体学习和决策模型不但提高了新的电力市场模拟方法的计算效率,还能够在仅仅了解电力系统固有特性(如:电网结构、电源结构等)和市场规则等有限信息的情况下模拟和研究电力市场演化过程,检验市场设计方案中的不足和缺陷,对现阶段的我国电力市场改革具有重要的现实意义。

区域电力市场交易模式的经济机理剖析

在我国正积极推动区域电力市场建设的背景下,详细研究了区域统一市场和区域共同市场2种不同模式的经济机理,并定量化地研究了在需求弹性和需求刚性条件下,以上2种模式的区域资源优化配置效率、社会剩余的变化规律、特点和适用范围。市场效率的对比结果表明:在需求具有弹性的双边开放市场中,区域统一市场的资源配置效率高于区域共同市场;而在负荷刚性的发电侧单独开放市场中,这2种模式能够获得相同的资源优化配置效率。

基于图论的电网动态分区定价方法

分区定价理论是为了适应工程应用而对节点电价理论作的简化,但是,现有的分区方法基本上是根据工程研究的经验和阻塞的历史数据来确定分区,不能很好地反映系统潮流方式的变化。该文明确给出了动态分区的概念,其核心是依据系统的网络拓扑、负荷水平以及潮流方式的变化情况,动态地确定系统的分区,避免了固定分区方法中分区结果一成不变的缺点。为实现动态分区, 文中引入了图论的相关理论和方法,使得整个分区过程非常直观,并且便于实现对复杂电网的分区。作为一个重要应用,以图论分区加逐步优化的方式实现了动态分区定价,并对其机理进行了剖析,发现其寻优过程类似于数学上的“起作用约束集方法”。通过IEEE14 节点算例研究表明:当电网发生阻塞时,基于图论的动态分区定价能通过一次或多次优化,合理地确定系统的分区,并决策各分区的电价等。动态分区定价可以在保证市场公平性的前提下,达到购电费用更小的效果,从而体现市场的经济性。

美国标准电力市场的主要设计思想及其对我国电力市场设计的启迪

摘要:标准电力市场设计(SMD)法案由美国联邦能源管制委员会(FERC)发布,目的在于总结现有电力市场的运行经验和教训,设计标准的市场框架,规范美国各州的电力市场规划、设计和建设。SMD的主旨是消除输电服务中的歧视性行为,为所有市场参与者提供平等的竞争环境。作者系统地综述了SMD中的设计理念,并着重介绍了SMD在输电服务、输电定价方法、输电阻塞管理方法和市场体系方面的具体设计思路。结合我国电力系统改革的现状,作者对SMD在我国电力市场中的实际应用前景进行了分析和展望。

电能交易与输电权统一的拍卖模型

在电力市场交易的不同阶段 ,需要建立针对不同交易者、不同竞争深度的电力交易模式。拍卖模型是一种成熟的交易方法 ,并且根据不同的交易规则存在多种不同的拍卖竞价模式。针对供电方电力市场、用电方电力市场以及一个完全的电力市场 ,可以使用不同叫价方式的电力拍卖模型组织其市场交易。在电能期货交易的拍卖模型基础上 ,文中试图将拍卖模型引入到输电权的拍卖中 ,建立了一个电能交易与输电权交易相结合的统一拍卖模型。通过建立统一的拍卖模型 ,可以简化市场结构 ,降低整个电力交易的交易成本 ,而且还可以降低交易风险。虽然模型描述比较复杂 ,但是电能交易和输电权的交易是通过一次拍卖过程进行处理的 。

电力市场中热点问题的分析与探讨(上)

电力市场化对传统的电力系统运行与规划理论提出了新的挑战,其相关理论研究和工程实践正在发展。全文分为上下两篇,分析了当前电力市场中的热点问题。上篇回顾与总结了电力市场的发展进程,探讨了电力系统优化运行理论与微观经济学的融合和发展过程,分析与评价了北欧市场、英国新电力市场和PJM市场的突出特点,概括与剖析了标准电力市场设计SMD(Standard Mar-ket Design)中的先进思想,并借鉴各种模式的设计优势与成功经验,为设计符合我国实际情况的电力市场模式提出若干建议。