电力市场下发电厂竞价策略的研究bubt.docx

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1、电力市场下发电厂竞价策略的研究【摘 要要】电力市场场化是当当今电力力工业发发展的必必然趋势势，它引引起了电电力工业业产权结结构的变变革，同同时引发发了一系系列新的的技术问问题。本本文针对对电力市市场中的的发电商商竞价策策略问题题进行了了研究，首首先介绍绍了电力力市场的的定义，国国内外电电力市场场的现状状和发展展方向，然然后讨论论了三种种主要的的竞价上上网模式式，对这这三种竞竞价模式式的利弊弊进行了了比较，并并对目前前推行的的两部制制电价模模式进行行了深入入的探讨讨，基于于上面的的分析，第第三章用用概率论论工具对对电力市市场中发发电商的的基本竞竞价行为为进行了了分析，指指出了发发电商不不会总是是

2、根据自自己的成成本报价价的原因因，揭示示了发电电厂一定定会根据据自己在在边际价价的几率率大小而而在自己己的成本本上加上上一定的的屏蔽值值，所加加屏蔽值值的大小小可以从从所有竞竞标者的的成本分分布、市市场需求求、和竞竞标者人人数计算算出来，最最后讨论论了三种种发电商商竞价的的策略和和一种基基于博弈弈论的竞竞价方法法，即把把竞价问问题看成成是竞价价者和市市场之间间的零和和二人混混合对策策问题来来制定竞竞价方案案的方法法，给出出了竞价价方案并并对其进进行了仿仿真分析析，并用用算例，证证明了此此方法的的有效性性。关键词：电力市市场；竞竞价上网网模式；竞价成成本；博博弈论目录1绪论论11.1电力市市场的

3、基基本概念念11.1.1电电力市场场的定义义11.1.2电电力市场场的主要要特征111.1.3电电力市场场的核心心内容和和用户111.2电力市市场的现现状和发发展方向向11.3国内外外电力市市场的研研究动态态21.4本文主主要工作作32竞价价上网模模式的探探讨42.1几种主主要竞价价模式的的基本概概念42.2几种主主要竞价价模式的的利弊比比较62.3小结773基于于成本分分析的竞竞价模式式研究883.1发电厂厂的理性性决定883.2模型的的简化883.3中标的的可能性性大小和和发电厂厂的收益益93.4发电厂厂的最优优竞价策策略1113.5估计中中标价的的期望值值123.6小结1134.1竞价的

4、的市场规规则1444.2常见报报价策略略144.3博弈论论简介1154.3.1矩矩阵对策策154.3.2零和和二人无无限对策策：164.4基于博博弈论的的发电竞竞价方法法174.4.1期期望收益益174.4.2最最大收益益与报价价184.5博博弈论在在差价竞竞价模式式下的竞竞价策略略应用1194.6小结223结论244参考文献献2511绪论论1.1电电力市场场的基本本概念1.1.1电力力市场的的定义市场是某某种物品品或劳务务的一群群买者和和卖者。电电力市场场就是进进行电力力及相关关服务交交易的一一群买者者和卖者者，采用用法律、经经济等手手段，本本着公平平竞争、自自愿互利利原则，对对电力系系统中

5、发发电、输输电、供供电、用用户等各各成员组组织协调调运行的的管理机机制，这这种机制制与传统统的行政政机制不不同，它它主要以以经济手手段进行行管理，包包括贸易易场所、计计量系统统、计算算机系统统、通信信系统等等1。1.1.2电力力市场的的主要特特征 1）电电力市场场具有计计划性和和协作性性。电力力系统是是相互紧紧密联系系的，任任一成员员的操作作，均对对电力系系统产生生影响，要要求电力力市场的的电力生生产、使使用、交交换具有有计划性性，供应应者之间间、供应应者与用用户之间间具有协协调性。2）电力力市场具具有开放放性和竞竞争性。电电力市场场是以供供需为基基础，价价格为导导向的开开放系统统，具有有竞争

6、性性。1.1.3电力力市场的的核心内内容和用用户 电力市市场是供供需动态态平衡的的市场，供供需平衡衡的关键键在于存存在均衡衡的价格格，价格格是电力力市场的的核心内内容和主主要调控控手段。电电力市场场中的用用户拥有有普通市市场消费费者的权权利，具具有可选选择性和和相对自自主性2。1.2电电力市场场的现状状和发展展方向正在实施施厂网分分开，资资产重组组；电力力市场尚尚属培育育期，制制度规则则尚未建建立；独独立的发发电公司司形不成成整体规规模；电电价不统统一。培育电力力市场主主体，优优化电力力市场环环境。我我国电力力体制改改革总的的来说分分为四个个阶段。第第一阶段段政企分分开，第第二阶段段建立现现代

7、企业业制度，第第三阶段段厂网分分开、竞竞价上网网，第四四阶段实实现发电电、输配配电和售售电三个个环节分分开，在在电力工工业中引引入更大大的竞争争。此外外，由临临时电价价向容量量电价过过渡，最最终转变变为竞价价上网。电电力市场场的核心心内容是是电价，电电价分为为上网电电价和供供电电价价。上网网电价指指发电侧侧电价，是是发电公公司售给给电网公公司电价价；供电电电价是是需求侧侧电价，是是电网公公司售给给最终用用户的电电价。现现阶段发发电侧上上网电价价，国家家实行的的是还本本付息电电价，但但这与市市场经济济优胜劣劣汰的规规律是违违背的，其其打击了了成本最最小化的的热情，保保护了落落后者，已已不能适适应

8、市场场经济的的要求，取取而代之之的必定定是竞价价上网。但但由于以以前建设设的电厂厂国家尚尚是主体体，还本本付息客客观存在在，在改改革过渡渡中，根根据发电电厂的实实际造价价确定发发电厂容容量电价价，可使使发电厂厂保本，电电厂目标标利润则则需在容容量电价价之外靠靠竞价上上网的电电价来实实现。待待条件成成熟时，全全部实施施竞价上上网。用用户侧电电价目前前较为复复杂，各各省市及及城乡电电价不统统一，东东部省市市电价高高于西部部省市，乡乡村电价价高于城城市电价价。虽然然实现全全国统一一电价尚尚有很大大难度，但但城乡同同网同价价工作已已经展开开，电价价最终改改革和电电力体制制改革配配套，实实现发、输输、配

9、、供供的合理理电价机机制3。1.3国国内外电电力市场场的研究究动态电力市场场是一个个典型的的跨学科科的研究究领域，是是自然科科学和社社会科学学的有机机结合体体。从自自然科学学的角度度研究电电力市场场，则主主要以微微观经济济学为基基础，结结合电力力系统专专业知识识，分析析电力市市场中的的企业行行为、市市场特性性，解决决在建立立电力市市场过程程出现的的技术问问题。从从社会科科学的角角度研究究电力市市场，主主要探讨讨电力市市场改革革所涉及及到的法法律、经经济、社社会问题题，研究究和比较较各国电电力市场场改革的的历程、现现状、异异同，提提出改革革方案、组组织框架架等等。经济理论论是电力力市场研研究的理

10、理论基础础之一。研研究电力力市场，需需要从市市场的角角度，根根据市场场规律重重新审视视电力工工业中的的方方面面面。例例如，电电厂不再再仅仅是是由一系系列物理理设备构构成的“发电机机节点”，同时时也是一一个追求求利润最最大化的的生产厂厂商;系系统制订订的发电电计划同同时也是是一个个个具有法法律效力力的经济济合同。电电力工业业的市场场化使得得经济理理论前所所未有的的在电力力系统中中得到应应用。博博弈论等等研究理理论也迅迅速成为为电力市市场研究究的工具具。例如如Powwer Poool模式式所采用用的“暗标拍拍卖”,“按统一一市场出出清价结结算”等市场场规程的的基本依依据都源源于微观观经济理理论。

11、另一方方面,研研究电力力市场离离不开电电力系统统的专业业知识。这这是由于于电力生生产和流流通的特特殊性所所造成的的。电力力是一种种无形的的商品，电电力的输输送只遵遵循物理理规律，通通常分辨辨不出用用户所用用的电力力来源于于哪个电电厂。为为了保证证电力系系统的安安全稳定定运行和和供需的的实时平平衡，要要求在全全系统范范围内、在在不同的的时间刻刻度上对对市场交交易进行行协调。虽虽然电力力系统组组织生产产的方式式变了，但但决定系系统运动动的物理理规律没没有改变变，保证证电力系系统的安安全稳定定运行仍仍是电力力工业的的核心问问题。世界上不不存在市市场规程程、组织织结构、运运作方法法完全相相同的电电力市

12、场场，也不不存在普普遍适用用的电力力市场模模式，而而各国(各地区区)的研研究人员员通常都都是以当当地电力力市场为为原型，尝尝试解决决各自 所遇到到的问题题，因此此，电力力市场研研究往往往就带有有鲜明的的地域特特征。例例如，英英国学者者的研究究一般以以Engglannd & Waaless Poool为为背景，而而美国则则由于其其输配电电网的所所有权和和控制权权比较分分散，推推行电力力市场迫迫切要求求网络开开放，因因此对于于输电服服务的研研究较为为深入。另另一方面面，电力力市场具具有社会会科学的的特点，很很多问题题不是用用严格的的数学去去推导证证明，或或者用新新的算法法去求解解计算，而而是寻求求

13、出某种种“公平合合理的”，“易于被被各方接接受的”的解决决方案4。1.4本本文主要要工作本文从电电力市场场竞价角角度出发发，介绍绍了竞价价上网的的一些最最基本的的模式及及其实际际应用，着着重讲叙叙了电力力市场竞竞价的各各种策略略及研究究，博弈弈论在发发电竞价价中的应应用，基于成成本分布布的竞价价思路与与方法。1）电力力市场的的核心问问题之一一就是确确定何种种竞价模模式，竞竞价模式式如何体体现公平平、公正正，如何何平衡各各方利益益，是关关联到我我国电力力市场建建设成败败的问题题。此外外我国现现行的几几种主要要竞价上上网模式式，并对对目前推推行的两两部制电电价模式式进行了了深入探探讨。2）用概概率

14、论等等数学工工具对电电力市场场中发电电厂的基基本竞价价行为进进行了分分析，提提出了一一种墓于于成本分分布的竟竟价方法法，揭示示了竞价价行为的的基本特特征，即即发电厂厂都要在在自己的的成本上上加一个个屏蔽值值，所加加屏蔽值值的大小小和自己己在边际际价的概概率成正正比，给给出了所所加屏蔽蔽值大小小的公式式，给出出了发电电厂竞价价可调整整空间大大小。3）对一一种基于于博弈论论的发电电厂商参参与市场场竞价的的数学模模型进行行了研究究。该模模型以发发电厂商商的期望望收益最最大为目目标，采采用零和和二人混混合对策策描述竞竞价问题题，并假假设市场场电价符符合正态态分布。由由于实际际市场环环境有很很多不确确定

15、因素素，模拟拟运行是是评估和和修正竞竞价策略略的有效效方法。采采用实际际机组和和电力市市场的数数据，对对几种报报价方案案进行了了模拟，对对收益和和风险进进行了统统计分析析，并对对最优报报价方案案进行了了调整。2竞价上上网模式式的探讨讨随着资产产重组、厂厂网分开开等电力力体制改改革措施施的逐步步到位，建建立电力力市场，实实行竞价价上网将将是目前前及下一一步电力力体制改改革的重重要内容容。由于于发电公公司与电电网公司司之间原原有的行行政隶属属关系不不复存在在，形成成了平等等的经济济关系，电电网公司司不能直直接向独独立发电电公司下下达行政政命令，涉涉及生产产和经营营上的各各种问题题，只能能通过合合同

16、、协协议来解解决，“竞价上上网”必须以以实现最最大范围围内的资资源优化化配置为为目标，在在保 证证电网安安全稳定定运行的的基础上上，以最小小的购电电成本满满足负荷荷需求。价价格机制制是市场场机制的的核心，而而在设计计和建立立电力市市场时，如如何选择择和确定定竞价模模式，既既是各方方面比较较关心的的问题，也也是一个个存在不不同看法法、值得得探讨的的重要问问题。在在确定“竞价上上网”运营模模式时，既既要遵循循市场公公平竞争争的原则则，又要要考虑我我国电力力市场的的特点5。2.1几几种主要要竞价模模式的基基本概念念竞价模式式对于电电力市场场的竞争争力度、运运行方式式有很大大的影响响，目前前国内一一些

17、试点点的电力力市场已已经采用用国家发发改委拟拟推荐的的电力市市场竞价价模式，归归纳起来来主要有有3种：“有限电电量”竞价模模式、“差价合合约”竞价模模式及“两部制制电价”竞价模模式。有限电量量竞价模模式是指指上网电电价实行行单一制制形式，一一部分电电量按合合同规定定上网并并按政府府核准的的上网电电价结算算，另一一部分电电量参与与现货市市场竞价价，并按按市场价价格结算算。国内内电力市市场试点点单位中中，上海海、山东东、东北北电力市市场基本本上都采采用的是是这种模模式。差价合约约竞价模模式是指指上网电电价实行行单一制制形式，全全部电量量参与现现货市场场竞价，但但结算分分成合约约电量收收入和差差价合

18、约约收入两两部分。其其结算公公式可以以写成以以下两种种。发电企业业收入RR=合约电电量收入入+差价价合约收收入= （2-1）式中：RR发电电企业收收入；合约约电量；合约约电价；市场场交易电电量；市场场交易价价格。式中的经经济意义义为发电电企业的的收入由由合约电电量收入入和差价价合约收收入两部部分组成成，合约约电量收收入由有有关部门门规定的的合约(计划)电量乘乘以政府府价格部部门规定定的电价价形成；差价合合约收入入则可以以理解为为合约以以外电量量的收入入，它是是由发电电企业参参与现货货市场竞竞价的交交易电量量与合约约电量之之差乘以以现货市市场交易易价格形形成，这这部分收收入是不不确定的的，可正正

19、可负。如果发电企业在现货市场的竞价电量大于合约电量，则收入为正数，发电企业的收人为合约电量收入加上这一部分的差价合约收入；如果发电企业在现货市场的竞价电量小于合约电量，则收入为负数，发电企业的收入为合约电量收入减去差价合约收入，即发电企业合约收入也要受到影响。这就促使发电企业尽可能多地参与现货市场竞价，使这部分电量大于合约电量，以获取更多的收入，反之则难以保证合约电量的收入，无形中增加了竞争的强度。这也是差价合约竞价模式与有限电量竞价模式最大的、最本质的区别。发电企业业收入RR=市场交交易电量量收入+差价合合约收入入= （2-2）式中的经经济意义义为：发发电企业业的收入入由市场场交易电电量收入

20、入和差价价合约收收入两部部分组成成，市场场交易电电量收入入由市场场交易电电量乘以以市场交交易价格格形成，差差价合约约收入是是由合约约电价与与市场交交易价格格之差乘乘以合约约电量形形成，这这部分收收入是不不确定的的，可正正可负。引引入差价价合约收收入机制制，使得得差价合合约收入入与现货货市场价价格的高高低成反反比，也也可以理理解为形形成了价价格与收收入的对对冲。即即现货市市场价格格低于合合约电价价时，差差价合约约收入为为正数，发发电企业业除了能能拿到市市场交易易电量收收入外，还还能拿到到差价合合约收入入，保证证了发电电企业的的收入。当当现货市市场价格格高于合合约电价价时，则则差价合合约收入入为负

21、数，此此时发电电企业的的收入是是市场交交易电量量收入减减去差价价合约收收入，即即发电企企业要从从市场交交易电量量收入中中拿出一一块来给给电网企企业，保证了了电网企企业的利利益。这这样的机机制比较较好地保保证和平平衡了购购售电双双方的利利益，规规避了市市场价格格的风险险。目前前国内电电力市场场试点单单位中，浙浙江电力力市场即即采用的的是这种种模式6。两部制电电价模式式(又称霍霍普森电电价)，即上上网电价价由容量量电价和和电量电电价两部部分构成成，电价价分别根根据电厂厂的固定定成本与与变动成成本来作作价，以以容量电电价来反反映固定定成本的的补偿，以以电量电电价反映映变动成成本的补补偿，前前者由政政

22、府根据据平均成成本来制制定，后后者由市市场竞争争形成，东东北区域域电力市市场采用用此模式式。1)容量量电价是是根据边边际成本本和少量量收益构构成，对对不同电电能质量量的电厂厂(机组)分类别别(如基荷荷、腰荷荷等分类类)支付付容量电电价，同同类机组组容量电电价相等等。2)对网网内各机机组容量量成本进进行加权权平均，确确定电网网的平均均年容量量电价，其其计算公公式如下下。 （2-3）式中：电网网每小时时的单位位容量电电价； nn网内内发电机机组台数数；第ii台发电电机组的的年固定定成本；网内内发电机机组的年年平均利利用小时时数；第ii台机组组的容量量。 3)电量电电价则根根据变动动成本和和合理收收

23、益而定定7。2.2几几种主要要竞价模模式的利利弊比较较差价合约约竞价模模式操作作相对复复杂，系系统功能能要求较较高，但但总体看看有限电电量竞价价模式和和差价合合约竞价价模式都都属于单单一制电电价范畴畴，都是是按长期期边际成成本法计计算出发发电企业业的社会会平均电电价，并并以此电电价为基基点，允允许企业业根据市市场需求求和自身身成本状状况在一一定的范范围内浮浮动。所所供电量量的价格格，即以以纯电量量作为计计价的标标的，因因其简单单易行，便便于操作作；风险险较小，有有利于平平稳过渡渡；易于于向多买买方、双双边交易易为主市市场过渡渡；国内内已有一一些省市市试点，取取得了一一些经验验，结算算直观而而在

24、实践践中广泛泛应用。缺缺点是价价格机制制还是双双轨制；竞争不不充分，价价格信号号不够准准确；系系统不能能完全根根据竞价价结果来来优化调调度，调调度难以以公平；价格风风险只能能靠最高高限价控控制。两部制电电价竞价价模式的的优点是是可基本本解决电电厂投资资成本差差异和搁搁浅成本本问题，有有利于公公平竞争争；对运运行成本本进行竞竞争，有有利于鼓鼓励技术术先进、环环保标准准高的电电厂；容容量电价价可为投投资者提提供部分分收入保保障，能能够发挥挥价格信信号作用用，引导导电力长长期投资资。缺点点是容量量电价仍仍由政府府审批，计计划色彩彩仍较浓浓；容量量电价的的制定比比较复杂杂，是否否分类制制定以及及占总成

25、成本比例例多少都都是难题题；我国国目前正正在推行行的“两部制制电价”中，其其“电量市市场”仍采用用国际上上通用的的统一出出清电价或或按报价价支付电价。这这两种方方法存在在着一定定缺陷，在在电力短短缺时必必将导致致电价飞飞升，政政府将不不得不动动用限价价或直接接关闭市市场88。实现“竞竞价上网网”应解决决的问题题如下：1)构建建一个公公平的竞竞价平台台。我国国电力工工业经过过50年年发展，电电价形成成的很复复杂，如如老电厂厂系国家家拨款兴兴建，固固定资产产已折旧旧得所剩剩无几，仅仅需变动动成本即即可维持持生产，而而新电厂厂既需支支付固定定成本，又又要支付付变动成成本，如如让这两两类 电电厂同时时

26、参与竞竞价，显显然是不不公平的的。2)进行行资产重重组和价价值重估估。把参参与竞价价企业的的固定成成本按照照政府和和企业认认同的每每千瓦容容量投资资计算价价值，对对低于社社会平均均投资的的，应该该重估到到社会平平均投资资额的水水平，这这样使老老企业的的固定成成本增加加，既有有利于企企业的更更新改造造，又有有利于企企业平等等的参与与竞争。对对于高于于社会平平均投资资的企业业则不需需变动，因因为多出出的投资资是浪费费和效率率不高所所造成的的，理应应由企业业自行承承担。3)制定定灵活的的奖励政政策。在在一个平平等的平平台上竞竞争对大大部分的的发电企企业是公公平的，它它有助于于企业提提高效率率降低成成

27、本，有有助于电电价回归归到社会会认可的的平均水水平，却却不利于于特殊发发电企业业的发展展，如火火电厂的的环保脱脱硫工程程，风力力电站以以及垃圾圾焚烧电电厂等。对于这些企业，可以采取减免税收和费用(所得税、增值税)，或按发电量给予补贴，既可提高这些企业生产的积极性，又可促进竞价上网的顺利推行。4)采取取连动的的价格机机制。竟竟价上网网不仅要要求发电电侧进行行竞价，需需求侧的的电价也也应该与与之相应应变动，要要把竟价价上网获获取的收收益和风风险让消消费者来来共同分分的，它它对应动动态负荷荷功率最最大的状状态，而而负荷母母线与动动态负荷荷之间尚尚有一定定的电气气距离，其其崩溃点点自然滞滞后。实实际上

28、，可可以直观观地将负负荷高压压母线与与它所接接的动态态负荷看看作系统统中相邻邻的两个个节点，动动态负荷荷节点首首先发生生电压崩崩溃，然然后才发发展到负负荷母线线。因此此，灵敏敏度指标标的过零零点才是是系统真真正严格格意义上上的电压压稳定临临界点。1；22；3图2-11PV曲线线的灵敏敏度曲线线2.3小小结本章主要要讲叙了了三种主主要的竞竞价模式式，在对对三种竞竞价模式式进行初初步的介介绍后，并并研究了了不同的的竞价模模式有不不同的优优缺点，究究竟采用用哪种模模式应根根据实际际情况，因因地制宜宜确定：一是要要促进充充分竞争争。促使使发电企企业加强强管理， 降低成成本，提提高效率率，切实实形成优优

29、胜劣汰汰的竞争争机制；二是要要正视现现实矛盾盾， 充充分考虑虑新老电电厂投资资成本差差异大、改改革后存存在搁浅浅成本等等问题，力力求通过过竞价机机制的设设计，尽尽可能拉拉平竞争争起跑线线；三是是要平稳稳过渡，降降低市场场风险；四是要要尽可能能简单易易行，便便于操作作。3基于成成本分析析的竞价价模式研研究本章通过过对竞价价模型的的简化，把把发电厂厂的报价价简化成成标准的的容量段段来进行行分析，给给出了一一种把竞竞价建立立在自己己的成本本和竞争争对手的的成本分分布范围围的竞价价方法。文献33研究了了在这种种市场清清除价竞竞标形式式下，发发电厂按按自己的的真实成成本投标标比较有有利。因因为，一一个发

30、电电厂超出出他的真真实成本本有可能能在竞标标中失败败，而如如果他中中标后本本来可以以获利的的。一个个发电厂厂按真实实成本投投标，则则不会在在竞标中中处于不不利。而而且，将将减少发发电厂去去获取其其他投标标者和市市场负荷荷的动机机。然而而，按自自己的成成本投标标也并非非没有风风险，因因为在投投标之前前，一个个发电厂厂不能确确定自己己是否能能中标，因因为拍卖卖结果取取决于其其他发电电厂如何何投标而而并不仅仅仅取决决于自己己如何投投标，如如果正好好中标且且正好是是边际价价，则有有可能结结算价正正好等于于自己的的成本而而不能获获利。下面基于于市场清清除价规规则，分分析电力力市场中中竞价者者的基本本行为

31、。研研究一个个发电厂厂怎样把把他的投投标价构构筑成他他自己的的成本和和其他发发电厂的的成本的的函数。3.1发发电厂的的理性决决定这种竞标标模型建建立在发发电厂的的行为是是理性的的和发电电厂的收收益是可可以用函函数来描描述的这这样的基基础上。“理性”意味着发电厂将根据市场的竞价规则和它们各自的成本函数来实现它们的收益最大化。总收益等于得到的总支付减去自己总的生产成本。虽然有些发电厂可能有不合常理的竞价行为(例如，可能有的发电厂亏本经营以挤垮其他发电厂)以及他们的收益函数各不相同，但发电厂的“理性”是建立本文这种分析模型的基础9。3.2模模型的简简化 首先，确定采用一步式竞价方式，所谓一步式竞价就

32、是指调度部门只按所报的电价来进行调度而不考虑各个电厂的内部的情况。这意味着发电厂的所有生产成本都被内部处理，包括建设费，运行费，折旧费，银行贷款等。一般，生产成本取决于几个因素例如成本计帐惯例、燃料费、维修费、运行费和改造费这里假定用标准的容量段来进行竞标。进一步简简化，本本文考虑虑每个时时段进行行独立的的竞标而而不是关关联的竞竞标。 这意味味着每个个小时的的调度独独立确定定。本文文假定系系统负荷荷是已知知的，市市场参与与者在两两天前就就会被告告知两天天后系统统的负荷荷。另外外，不考考虑双重重竞标，这这就是说说，本文文不考虑虑需求侧侧竞标，因因为在我我国电力力市场，尚尚未开放放负荷侧侧电力市市

33、场，负负荷侧的的电价是是确定的的，这和和当前我我国电力力市场的的实际情情况是吻吻合的10。更重要的的是，本本文假定定所有发发电厂都都知道发发电厂的的数量和和它们大大致的成成本分布布范围。虽虽然有困困难，但但这些假假定的前前提是很很重要的的。如果果这些假假定的数数据得不不到，也也可以用用历史数数据进行行估计。一一般，在在一个区区域电力力市场中中，互相相对对手手的情况况也比较较熟悉，也也可以从从发电机机的生产产商和管管理机构构或通过过市场调调查得到到每个发发电厂的的成本结结构。3.3中中标的可可能性大大小和发发电厂的的收益设这个模模型中有有n个发发电厂；每个发发电厂报报一个段段价。需需求是非非弹性

34、的的，即与与价格的的变化无无关，用用m段电电量表示示。用表表示发电电厂i的的生产成成本是发电电厂i的的能被调调度的最最低成本本。其他他发电厂厂的成本本是不确确定的可可以假定定是一个个在之间间的不确确定的量量，其分分布函数数用表示示。发电厂的的私人成成本和基基于成本本的报价价即是发发电厂的的竞价策策略。即报价价是成本本的连续续函数，例例如，报报价等于于成本的的固定倍倍数或在在在成本本的基础础上加一一个固定定值，这这样，报报价就是是成本的的连续函函数。一一种竞价价策略描描述一个个发电厂厂在不同同的给定定的了解解其他发发电厂如如何竞标标的情况况下自己己的行为为。如果果每个发发电厂都都事先确确定同一一

35、种策略略而且每每个人都都不改变变，那么么竞价结结果就是是纳什均均衡点。所所谓纳什什均衡点点，就是是该点上上，任何何一个发发电厂单单独改变变自己的的投标后后的收益益都不会会比这次次的结果果好。在在每一次次竞标中中，发电电厂根据据他们的的竞价策策略选择择他们的的投标。对于一个个参加清清除价拍拍卖的发发电厂来来说，根根据自己己的投标标价等于于中标价价，低于于中标价价高于中中标价，有有且只可可能有三三种竞价价结果:中标但但低于清清除价，中中标但等等于清除除价和竞竞标失败败。这三种种结果的的概率对对推出竞竞价策略略是非常常重要的的。考虑任意意一个发发电厂ii他有一一个基于于未知的的投标策策略的竞竞价(美

36、美元/MMWh)。用和和表示任任何一个个其他的的发电厂厂报价大大于或小小于的概概率：,。 （33-1） 其中C是是一个分分布函数数为随机机变量。代表给定后可以计算概率的函数。因为我们假设是成本c的连续函数，反过来，对一个投标，可以用反函数用投标价来表示其成本。代表竞价为的发电厂的成本。用表示一个发电厂中标了，但是报价却不是边际价（报价低于边际价）的概率。它是一种双重分布函数的累积式： （3-2）等式描述述了至少少个发电电厂的报报价大于于的累积积可能性性。例如如，当且且时，（3-33）式中第一一项表示示其他三三个发电电厂（除除了）都都超过的的可能性性，第二二项表示示两个发发电厂超超过的可可能性。

37、用表示发发电厂ii中标且且正好等等于边际际价的可可能性：（3-44）这是正好好个发电电厂低于于的可能能性。发电厂共共同的目目标是使使他们的的收益的的期望值值最大化化。假设设边际价价即结算算价是ww，对发发电厂ii来说，假假如他中中标且他他的竞价价不是边边际电价价，那么么他的收收益是，如如果他中中标且正正好是边边际电价价，因他他自己的的报价是是结算价价那么他他的收益益是。因因此，期期望收益益函数是是上述两两项事件件发生的的可能性性： （33-5）增大，如如果发电电厂i继续保保持在边边际价会会增加他他的收益益，然而而同时减减少了他他中标的的可能性性。发电电厂的目目标是选选择在中中标的收收益和增增加

38、的投投标失败败的可能能性之间间权衡使使收益的的期望值值最大化化。3.4发发电厂的的最优竞竞价策略略一个最佳佳的投标标方案，应应该满足足下面的的微分方方程： （33-6）假定i的的选择是是任意的的，其他他的发电电厂也面面临同样样的问题题选择投投标策略略使他们们的收益益最大化化。在平平衡点，对任意的来说，一定是当其他发电厂都按同样的竟标策略竞标时的最佳反应。从式中的和去掉下标i。本文用,和来分别别表示,和。本文文把上师师简写成成： （33-7）从c到对对上式进进行积分分，则得得到： （33-8）对生产成成本最高高的来说说，由于于这里假假设大家家采用的的都是同同样的竞竞价策略略，他一一定也会会在他的

39、的成本之之外加上上一个屏屏蔽值，所所以他中中标在边边际价和和低于边边际价的的可能性性为零。因此，由下列边界条件：， （33-9）考虑边界界条件，可可从式中中得到如如下结果果： （3-10）应用分布布积分公公式： （33-111）可推得： （33-122）等式描述述了给定定了估计计的期望望中标价价时的一一般的投投标策略略。结果果显示一一个发电电厂的最最优投标标由三个个部分决决定：生产成成本、中中标(低于边边际价和和正好在在边际价价)的可能能性、生生产成本本和期望望的中标标价之间间的差值值。然而而，由于于需要用用到对中中标价的的估计值值，而本本文首先先想构建建只基于于自己的的成本和和成本分分布的竞

40、竞价公式式，所以以该公式式对本文文不是很很有用。3.5估估计中标标价的期期望值上式所描描述的竞竞标策略略建立在在期望的的中标价价的基础础上。而而一个发发电厂当当预测的的中标价价和实际际中标价价差别很很大时，他他将面临临很大的的风险。下下面，本本文研究究当如果果发电厂厂假定他他们正好好在边际际电价，所所有发电电厂都把把自己的的报价当当作式中中的期望望的中标标价，即即每个发发电厂都都认为自自己在边边际时采采用上式式所描述述的竞价价策略时时，他们们的收益益就可能能达到最最大。用表示实实际的中中标价，表示期望的中标价。用表示当上式计算出来的竞价策略，用表示当时用上式所计算出来的竞价策略。把和分别代入上

41、式中组成两个等式，两式相减得： （33-133）由于是正正的，所所以两个个投标之之差和两两个期望望的中标标价之间间成反比比关系。根据和相相对值的的大小，下下面分三三种情况况考虑：1) 。在这种种情况下下，；2）。在在这种情情况下，市市场清除除价大于于投标价价，所以以。发电厂厂i无论论是投标标价是还还是发电电厂都将将中标。因因此，；3）。既既然清除除价小于于投标价价，则不不管投标标价是还还是发电电厂i将将会投标标失败，因因此收益益为零。即即。因此，由由以上分分析可以以看出，时，一个发电厂的收益最好的情况即是中标价被精确估计即自己的报价是边际价这种情况。 由此得出当所有发电厂假设他们在边际价时这种

42、投标策略是最优的。把代入. （33-144）该式描述述了如果果发电厂厂事先假假定他们们的投标标在边际际价的情情况下的的基于成成本的最最优投标标策略。结结果虽然然简单，但但很重要要。他表表明一个个发电厂厂的最优优投标是是在他的的成本之之上加一一个量，自自己所加加的量大大小受成成本和正正好在边边际电价价和低于于边际电电价的可可能性大大小的影影响，其其实式中的第第二项就就是自己己在竞争争中的调调整余量量，如果果所加的的屏蔽值值高于这这个数值值时则失失败的可可能性加加大。3.6小小结本章建立立了简单单竞价拍拍卖机制制的模型型。在这这种清除除价规则则下，一一个发电电厂如果果中标了了且在边边际价就就会按他

43、他们的报报价进行行结算。因因此，在在提交报报价之前前，一个个发电厂厂需要估估计他们们在边际际的可能能性及其其他发电电厂如何何竞标。发发电厂将将会按他他们的成成本竞标标以最大大化他们们的收益益，即他他们中标标后的收收益及中中标的可可能性。本本节主要要讨论了了在这种种清除价价规则和和本文的的模型下下发电厂厂如何报报价。结结果显示示在这种种统一的的清除价价结算的的规则下下，发电电厂没有有动机按按他们的的真实成成本报价价，相反反，发电电厂很可可能在成成本之上上加一个个屏蔽值值以避免免他们中中标但是是可能会会是边际际电价所所带来的的损失。在实际电电力市场场中，各各个发电电厂所报报的对应应的容量量段也不不

44、一致。但但本章的的分析清清楚的表表明了成成本低的的发电厂厂在市场场中拥有有明显的的优势，说说明了无无论怎样样研究报报价方案案，但降降低成本本，提高高效率仍仍是根本本手段。当当考虑很很多约束束时，找找到一个个理想的的报价是是很困难难的。一一个实际际的报价价方案需需要考虑虑负荷升升降的速速率，因因此必须须在报价价中考虑虑24个小小时的连连续调度度。几个个发电厂厂也可能能联合投投标以使使他们总总的收益益而不是是单个的的收益最最大化。实实际参加加竞标的的人数和和精确的的系统需需求发电电厂是不不知道的的。发电电厂的成成本分布布往往能能得到，但但是往往往是过时时的。不不过，作作为一个个理论模模型，这这种竞

45、价价策略将将是用来来研究电电力市场场的运作作和设计计的一个个有用的的工具，它它可以定定性地揭揭示这种种清除价价拍卖机机制下发发电厂行行为的很很多显著著特点，为为制订具具体的竞竞价策略略提供参参考。 在实实际的电电力市场场中，有有可能很很多发电电厂并不不严格按按照自己己的成本本来竞价价，所以以本章的的方法更更多作用用是在理理论上面面，它可可以根据据市场竞竞争的激激烈程度度来指导导我们对对报价进进行调整整。而且且在实际际的电力力市场中中很多电电厂报价价时可能能不会严严格按自自己的成成本上加加一个小小的屏蔽蔽值来报报价，因因此，我我们必须须还要掌掌握其他他的发电电竞价策策略，才才能以最最优价报报价。

46、4基于博博弈论的的发电竞竞价方法法上一章提提出了一一种基于于成本分分布的竞竞价方法法，在实实际的电电力市场场中，有有可能很很多发电电厂并不不严格按按照自己己的成本本来竞价价，所以以此方法法的更多多作用是是在理论论上面，它它可以根根据市场场竞争的的激烈程程度来指指导我们们对报价价进行调调整。而而且在实实际的电电力市场场中，我我们可能能更多的的是研究究竞争对对手的报报价而不不是成本本，因为为很多电电厂报价价时可能能不会严严格按自自己的成成本上加加一个小小的屏蔽蔽值来报报价，另另外，一一家发电电公司的的几个发发电厂也也有可能能来组合合报价以以谋求总总收益最最大化而而使有的的电厂进进行偏离离成本的的报

47、价，故故本章我我们提出出了一种种基于博博弈论的的的竞价价方法。4.1竞竞价的市市场规则则本文所研研究的电电力市场场是发电电侧市场场，卖方方为发电电公司，买买方为单单一购买买者，因因在我国国尚未开开放用电电侧竞价价，单一一购买者者根据负负荷预报报，收购购所各发发电公司司的上网网电力，然然后统一一销售。电电力调度度交易中中心负责责发电市市场的运运营管理理和电力力系统的的调度运运行，市市场运作作按交易易日进行行。每个个交易日日为一个个日历日日，分448个交交易时段段，每个个交易时时段为330miin。发发电公司司应按单单个注册册机组提提供每个个交易日日的报价价，这是是符合我我国电力力市场的的实际情情况的。 报价价的具体体形式如如下：每个交交易日的的报价按按48个交交易时段段申报;报价包包括段价价和相应应的段容容量;每每个交易易时段最最多可以以报I个段段容量(在英国国，)；每个时时段发电电机组所所报的发发电容量量称为段段容量，各各个段容容量之和和应不大大于该机机组的注注册容量量; 对对于每个个容量段段申报一一个价格格，成为为段价，为为了保证证调度方方案的公公正性和和唯一性性，各时时段的段段价必须须单调递递增111。4.2常常见报价价策略