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随着电力市场改革的深入开展及电力系统规模的不断扩大,电网的安全稳定问题日益彰显,人们开始更为关注对电力系统和电力市场稳定性问题的研究。竟争环境下的电力生产、交易与消费发生了根本性的变化,系统运行条件苛刻而不确定,安全稳定问题越来越突出。电力市场中每个参与者都追求其利益最大化,技术与经济之间的关系极其密切,传统上可靠性高于经济性的关系不复存在,面对这样的复杂系统,经典的研究方法显得力不从心。为深入对造成电力市场不稳定原因的研究,我们力图突破经典方法的限制,建立一个基于市场经济规律、结合电力系统的特点的电力市场框架模型,并用实验电力市场方法去探索电力市场内在规律。
本文从电力市场均衡理论出发,通过对电力市场均衡理论建模和动态分析,发现合理地设计市场结构和机制是探索电力市场均衡的关键所在。根据复杂适应系统的自动机网络建模方法,我们建立了实验电力市场模型:发电商和电网公司作为底层单元,发电商的报价策略和电网公司的定价方法作为演化机制。通过修正传统定价模型中隐含的系统接受全体发电商报价的不合理假设,文中提出了排队定价模型,并设计了渐进式古诺调节作为发电商的学习规则,通过典型案例仿真,发现电力市场的稳定性与个体发电商的市场分力强度和方向有关,在完全信息的古诺调节模式下,市场力会随着需求增加而加强。最后,在博弈学习理论的基础上,本文设计了虚拟行动作为发电商的学习过程,通过对完全信息市场中发电商的生存环境的分析可知,发电商的市场力发挥受到市场利润场、信息反馈环和信息结构的影响。在不完全信息的情形下,发电商可通过对对手环境约束曲线的猜测,制定出较好的报价策略,价格逼近法为发电商提供了一种合理的学习方法。实验案例的结果指出:在长期迭代过程中,每个发电商的策略通过市场信号反馈给其它发电商,并通过他们的对手环境约束曲线影响其报价策略。通过这种反馈,市场合力得到加强或减弱,其过程较为缓慢,并且是渐进式的,这提示电力市场在危机爆发之前可能存在一个较长的市场力聚集过程。