基于供给函数模型的电力主能量及辅助服务市场竞价均衡分析

发布时间：2020-11-01 18:49

　　 新一轮电力体制改革在全国范围内掀起了建设现货市场和辅助服务市场的热潮,各省普遍出台了相关政策进行积极响应。在开放的市场中,发电商不再按照统一的调度计划安排进行发电,而是通过投标的方式竞价上网。这样的环境下,每个发电商的收益完全取决于自身的和对手的投标策略,理性的参与主体都希望采取策略性报价最大化自身收益。出于此目的,各主体会有怎样的报价行为,市场中是否存在潜在的风险?要解决上述问题,对参与主体的竞价行为进行提前预测就非常重要。针对此问题,本文建立了基于线性供应函数的电力主能量及辅助服务竞价模型,从均衡结果的角度对参与主体的报价行为和市场机制的优劣进行了具体分析。主要内容包括:首先,引入博弈论中的纳什均衡理论,为市场均衡求解奠定了理论基础。在此基础上,介绍了经济学中几种经典的市场均衡模型,用数学解析法对各模型的均衡解进行了简单推导,并从适用性方面对模型进行了评述。然后,基于线性供应函数模型,建立了考虑网络约束的电力主能量市场竞价均衡模型。在综述现有求解方法的基础上,提出了一种双层粒子群算法进行上述均衡模型的求解。采用标准3节点和ieee30节点系统进行了仿真,仿真结果与采用非线性互补算法的结果完全一致,验证了所提出的双层粒子群算法的有效性。相较于非线性互补算法,本算法在保证结果准确的前提下,以时间代价换取了算法的简化,规避了求解发电商双层优化构成的半光滑非线性方程组。接着,在上述模型和求解算法的基础上,进一步的建立了主能量及备用市场独立竞价和联合竞价的均衡模型,从均衡解的角度对参与方的报价行为进行了比较分析。其中,目标函数计及了备用被调用的概率,以收益期望的形式表征。备用补偿考虑了容量补偿和调用后的电量补偿,备用成本考虑为调用后增加的燃料成本。上述模型的仿真结果表明,独立竞价模式中,主能量市场由于优先交易,其均衡策略不受备用市场的影响。发电商也仅考虑当前市场的收益,不会长远的考虑后续市场的潜在收益。联合竞价模式中,主能量市场与备用市场存在强耦合,备用调用率的大小会影响发电商的主能量报价系数。发电商会综合考虑两个市场中的投标组合,使得收益最大化。最后,建立了计及外来电和可中断负荷参与的大受端电网主辅市场联合竞价均衡模型,考虑外来电不确定性对系统额外备用的影响、考虑备用调用的不确定性,从外来电特性、负荷需求量、备用成本分摊模式三个方面对参与者的竞价行为进行了灵敏度分析,并对市场机制的设计提出了合理化建议。算例结果表明,外来电特性越差,其在主能量市场中的报价系数越小,而省内机组在主能量市场中的报价系数越高,电能出清价格越高。此外,备用成本由发电商分摊模式下,成本的增加会刺激发电商在主能量市场中报出更高的价格,过高的主能量出清价格反而导致用户付出的费用更多,备用费用由用户分摊更为合适。
【学位单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：F426.61;F726
【部分图文】：

图 4-1 ieee5 机 14 节点网络拓扑表 4-1 发电商基本参数成本参数 辅助服务边际成本参数 最大出力/MW主b ￥/MW a ￥/MW2b ￥/MW kem200 0.020 220 20000 210 0.018 210 28000 190 0.022 230 30000 205 0.016 215 26000 195 0.025 225 18000 表 4-2 负荷基本参数节点 负荷需求/MW 节点 负荷需求/M2 8000 9 110003 6000 10 80004 5000 11 40005 9000 12 100006 12000 14 7000备用需求/MW 15%*80000
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本文编号：2865938