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当前,我国的电力工业正面临着深刻的变革,“厂网分开,竞价上网”的电力市场运行机制正在逐步推行。为顺应电力改革的潮流,发电企业的生产模式必须由传统的计划调度方式向基于科学调度和竞价决策的市场化方式转变,企业的经营管理也因此面临更多的机遇和挑战。在电力市场环境下,发电企业通过一定的竞价策略参与市场竞争以实现相应的利润目标,竞价策略的选择将直接影响发电企业的生产规划和经济效益的实现。因此,电力市场中发电企业竞价决策理论的研究对于提高生产效率、优化资源利用、强化市场竞争力等都具有重要意义。
本文从发电企业的角度出发,对发电侧电力市场中的风险竞价决策问题进行了研究。在对发电企业的市场影响力进行评估的基础上,引入金融领域的条件风险价值(CVaR-Conditional Value atRisk)理论对竞价策略的效益进行评估,提出了一种基于市场力分类的发电企业风险竞价决策方法。作为竞价决策的辅助支持,本文对电力市场的不确定性变量-市场电价、发电企业剩余需求曲线的概率预测问题也进行了一定的研究。此外,为获取足够的分析数据并为发电企业的竞价策略提供检验平台,本文还对电力市场运行过程的模拟建模进行了研究。本文的主要研究内容如下:
(1)通过对发电企业成本特性及报价曲线的分析,构造了Pool模式下发电侧电力市场的SFE模型,并基于竞争对手供给函数的微增响应猜测推导了该模型的均衡解,然后采用多代理系统(MAS-Multi-Agent System)对市场模型的动态运行过程进行了仿真模拟。
(2)针对电力市场的不确定性特点,对市场出清电价(MCP-Market Clearing Price)的概率预测方法进行了研究。首先提出了一种基于空间距离的线性聚类方法,实现电价样本数据集中线性映射关系的划分,然后对各子类样本集进行线性回归建立多个预测子模型,并根据贝叶斯法则推断出各子模型预测结果的概率信息,构造了MCP的离散概率分布预测模型。
(3)通过分析稳定运行的电力市场的运行数据,采用线性回归方法拟合了发电企业的竞争对手的总报价曲线,在此基础上,结合电力市场的供需平衡准则,对发电企业的剩余需求曲线进行了估计,并通过对曲线拟合误差的统计分析获得了剩余需求曲线参数的不确定信息。
(4)从自身特性和市场因素影响的角度对发电企业的市场力进行了评估,并由此将发电企业分为价格接受者和价格影响者两类;针对电价控制能力的不同,对两类发电企业的竞价行为分别进行分析,探讨了各自的优化报价方式,提出了发电企业的边际机会成本的概念。
(5)按照随机生成的方式获得两类发电企业的多种竞价策略,以电价和剩余需求曲线的不确定性为基础、以条件风险价值为指标,通过模拟电力市场的出清过程对各竞价策略的效益进行了评估。然后以条件风险价值为适应度指标,采用遗传算法实现了两类发电企业竞价策略的寻优过程。