微分代數(shù)方程的電力市場(chǎng)模型及應(yīng)用

提出一種綜合考慮機(jī)組發(fā)電成本和市場(chǎng)電價(jià)以及寶鋼生產(chǎn)負(fù)荷變化的發(fā)電與報(bào)價(jià)優(yōu)化策略。基于企業(yè)利潤(rùn)最大化原則,建立了不同于傳統(tǒng)計(jì)劃發(fā)電體制的帶有多項(xiàng)安全約束條件的機(jī)組出力優(yōu)化方案數(shù)學(xué)模型,得到機(jī)組各時(shí)段最優(yōu)出力。

基于時(shí)間序列誤差修正模型理論,建立了一種用于短期電價(jià)預(yù)測(cè)的誤差修正模型。通過(guò)差分將電價(jià)及其最主要的影響因素進(jìn)行平穩(wěn)化預(yù)處理,建立兩者的多變量自回歸方程,利用單位根法檢驗(yàn)協(xié)整關(guān)系,建立用于電價(jià)預(yù)測(cè)的誤差修正模型并估計(jì)參數(shù),最后利用該模型預(yù)測(cè)短期電價(jià)。與傳統(tǒng)時(shí)間序列模型相比,該模型可有效刻畫(huà)時(shí)間序列的短期波動(dòng),有助于預(yù)測(cè)電價(jià)的發(fā)展趨勢(shì);計(jì)及了電價(jià)的主要影響因素,重視對(duì)電價(jià)內(nèi)在變化規(guī)律的刻畫(huà)。對(duì)美國(guó)pjm電力市場(chǎng)的預(yù)測(cè)結(jié)果表明此法的預(yù)測(cè)精度高于傳統(tǒng)時(shí)間序列法。

歐美等國(guó)在電力市場(chǎng)建設(shè)方面已積累了二三十年的經(jīng)驗(yàn),而我國(guó)的電力市場(chǎng)的新一輪建設(shè)則剛起步.在市場(chǎng)的建設(shè)和完善過(guò)程中,需要借鑒國(guó)際上的成熟經(jīng)驗(yàn).本文主要介紹北歐電力市場(chǎng)在不平衡結(jié)算方面的規(guī)則和經(jīng)驗(yàn),包括不平衡結(jié)算模型、不平衡電量計(jì)算、不平衡電費(fèi)計(jì)算等方面的內(nèi)容,并通過(guò)實(shí)例加以說(shuō)明.

電力市場(chǎng)的概念與構(gòu)成\n目前電力市場(chǎng)的基本概念還相對(duì)模糊,同時(shí)其內(nèi)容要按照差異化形式的構(gòu)架來(lái)區(qū)分,因此其概念趨于多元化.其基本的構(gòu)架與功能基本可分為下述幾類(lèi):集總機(jī)制電力公司的橫向解捆,換而言之把常規(guī)類(lèi)型的電力工業(yè)分成能夠公平競(jìng)爭(zhēng),而且可以有法人實(shí)體,具備競(jìng)爭(zhēng)基點(diǎn);集總機(jī)制的縱向解捆,換而言之即協(xié)作性的功能解捆,此機(jī)制為獨(dú)立競(jìng)爭(zhēng)的商業(yè)化模式,其重構(gòu)了另一體系的競(jìng)爭(zhēng)基點(diǎn).各個(gè)基點(diǎn)間存在界限,通過(guò)這樣的形式規(guī)避利益上所存在的問(wèn)題.予以縱向解捆的企業(yè),要實(shí)施傳輸容量的有效分配,在此基礎(chǔ)上予以相應(yīng)的管理,經(jīng)相關(guān)輔助服務(wù)的交易及整合,若想確保系統(tǒng)的供需合理及穩(wěn)定,那么就要一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行機(jī)制.

電力市場(chǎng)分析預(yù)測(cè),采用灰色模型gm(1,1),通過(guò)語(yǔ)言、網(wǎng)絡(luò)、量化、動(dòng)態(tài)及優(yōu)化等五個(gè)模型,對(duì)具體負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)。其負(fù)荷預(yù)測(cè)灰色模型的建立,需不斷的將下一階段中所得的結(jié)果回饋,經(jīng)過(guò)多次循環(huán)往復(fù),才能使整個(gè)模型逐步趨于完善實(shí)現(xiàn)函數(shù)逼近,建立精準(zhǔn)模型。并以某地歷年三月的負(fù)荷為例,預(yù)測(cè)并驗(yàn)證了負(fù)載的精度。

本文提出一種普遍適用的交易雙方不完全信息貝葉斯納什均衡報(bào)價(jià)策略，不但適用于短期交易的報(bào)價(jià)，也適用于長(zhǎng)期合約報(bào)價(jià)。

構(gòu)建一個(gè)完善的電力市場(chǎng)已成為全世界的一大趨勢(shì)。由于系統(tǒng)頻率是否發(fā)生偏移可以反映市場(chǎng)的供需是否處于平衡狀態(tài),所以可以利用輔助服務(wù)方式之一的負(fù)荷跟蹤服務(wù)通過(guò)負(fù)荷監(jiān)測(cè)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)負(fù)荷波動(dòng),并將負(fù)荷信息傳送到發(fā)電端,進(jìn)行功率調(diào)整。本文在此基礎(chǔ)上對(duì)負(fù)荷跟蹤控制模型進(jìn)行市場(chǎng)下的改進(jìn),考慮市場(chǎng)因素,形成控制結(jié)構(gòu),根據(jù)可能出現(xiàn)的各種發(fā)電及負(fù)荷變化對(duì)模型加以修正,對(duì)其動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬,得到優(yōu)化模型。利用該模型可以實(shí)現(xiàn)供求平衡,調(diào)整系統(tǒng)頻率,提高供電質(zhì)量。

根據(jù)通用博弈模型研究發(fā)電商在制定競(jìng)價(jià)策略時(shí)是否考慮競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手行為對(duì)市場(chǎng)均衡的影響。通過(guò)建立日前市場(chǎng)發(fā)電商的通用博弈模型,求解出市場(chǎng)出清結(jié)果,繼而推導(dǎo)發(fā)電商在不考慮和考慮競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手行為2種情況下的最優(yōu)策略,指出這2種情況下的市場(chǎng)均衡分別對(duì)應(yīng)cournot模型和供給函數(shù)模型的均衡結(jié)果,證明了市場(chǎng)出清電價(jià)、發(fā)電商的上網(wǎng)電量和收益等出清結(jié)果對(duì)發(fā)電商策略參數(shù)的單調(diào)性,從而確定發(fā)電商策略參數(shù)變化時(shí)各種市場(chǎng)出清結(jié)果的變化趨勢(shì),并據(jù)此在成本對(duì)稱和領(lǐng)導(dǎo)–跟隨者2種常見(jiàn)成本結(jié)構(gòu)下對(duì)不同情況下的市場(chǎng)均衡進(jìn)行對(duì)比。算例驗(yàn)證了上述結(jié)論。

發(fā)電計(jì)劃制定依賴于準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等邊界條件,日前發(fā)電計(jì)劃的優(yōu)化結(jié)果經(jīng)過(guò)日內(nèi)計(jì)劃和實(shí)時(shí)計(jì)劃兩個(gè)周期的修正然后執(zhí)行,最終由調(diào)頻agc機(jī)組負(fù)責(zé)平衡聯(lián)絡(luò)線功率和系統(tǒng)頻率調(diào)整。因此,建立與各周期相適應(yīng)的優(yōu)化模型,并協(xié)調(diào)不同周期發(fā)電計(jì)劃的優(yōu)化結(jié)果是實(shí)現(xiàn)發(fā)電計(jì)劃編制精益化的關(guān)鍵。文章首先探討了不同周期發(fā)電計(jì)劃的協(xié)調(diào)方式;隨后分別建立了應(yīng)用于電力市場(chǎng)環(huán)境下的日內(nèi)及實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃的數(shù)學(xué)模型;在制定日內(nèi)計(jì)劃時(shí)將agc調(diào)節(jié)作為一種輔助服務(wù),其優(yōu)化目標(biāo)為計(jì)及agc調(diào)節(jié)輔助費(fèi)用的總購(gòu)電成本最小,在制定實(shí)時(shí)計(jì)劃時(shí)其優(yōu)化目標(biāo)為機(jī)組實(shí)時(shí)計(jì)劃與日內(nèi)計(jì)劃的調(diào)整量最小。通過(guò)在某省的實(shí)際算例測(cè)試,證明了文章所提模型的正確性和有效性。

近年來(lái)，隨著電力工業(yè)市場(chǎng)化改革的深入和社會(huì)公眾對(duì)電力企業(yè)要求的提高，電力市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)作為供電企業(yè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作已越來(lái)越多地受到企業(yè)的重視。本文研究了各種電力營(yíng)銷(xiāo)策略，如：促銷(xiāo)策略、價(jià)格策略、優(yōu)質(zhì)服務(wù)策略等，對(duì)電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的具體影響，并提出對(duì)實(shí)施效果進(jìn)行定量化評(píng)價(jià)的模型和方法．最后，我們針對(duì)萊營(yíng)銷(xiāo)組合方案，運(yùn)用文中的模型、方法，對(duì)其可以帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了實(shí)證研究．

電力市場(chǎng)電價(jià)的劇烈波動(dòng)存在巨大的風(fēng)險(xiǎn)。準(zhǔn)確的電價(jià)預(yù)測(cè)有助于市場(chǎng)參與者管理風(fēng)險(xiǎn)并達(dá)到自身利益的最大化。用arma—garch族模型對(duì)美國(guó)pjm電力市場(chǎng)和北歐電力市場(chǎng)的日前小時(shí)電價(jià)序列進(jìn)行建模和預(yù)測(cè)。在模型估計(jì)時(shí)假設(shè)殘差分別服從正態(tài)分布和學(xué)生t分布,進(jìn)而比較不同模型對(duì)不同電力市場(chǎng)日前電價(jià)的預(yù)測(cè)精度。通過(guò)比較得出,非對(duì)稱的garch模型預(yù)測(cè)效果較好。但arma—garch族模型不適用于波動(dòng)異常劇烈、電價(jià)序列間相關(guān)性較弱的電力市場(chǎng),并以澳大利亞電力市場(chǎng)電價(jià)數(shù)據(jù)為例進(jìn)行了分析。

該文以北京西奧中心寫(xiě)字樓為例，分析“以租待售”型房地產(chǎn)營(yíng)銷(xiāo)工具具有的分期付款期權(quán)特性，運(yùn)用δ-對(duì)沖技巧和ito引理，構(gòu)造了美式分期付款地產(chǎn)期權(quán)的微分方程定價(jià)模型，并確定了定價(jià)模型中各個(gè)變量的內(nèi)涵，包括標(biāo)的資產(chǎn)價(jià)格、波動(dòng)率、期限和執(zhí)行價(jià)等。針對(duì)北京西奧中心寫(xiě)字樓的具體市場(chǎng)數(shù)據(jù)，應(yīng)用有限差分策略進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，得到了相應(yīng)的期權(quán)價(jià)值。

對(duì)比分析了國(guó)內(nèi)外電力市場(chǎng)背景及其交易機(jī)制的異同,論述了電力市場(chǎng)交易機(jī)制的設(shè)計(jì)原則和目的。以市場(chǎng)的流動(dòng)性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、發(fā)展協(xié)調(diào)性和公開(kāi)性為一級(jí)指標(biāo),構(gòu)建了電力市場(chǎng)交易機(jī)制的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系?？紤]到指標(biāo)體系的層次性和一些指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的模糊性,建立了電力市場(chǎng)交易機(jī)制模糊綜合評(píng)價(jià)模型。論文將所建立的評(píng)價(jià)模型應(yīng)用于云南電力市場(chǎng)交易機(jī)制的評(píng)價(jià),并結(jié)合云南電力市場(chǎng)運(yùn)行實(shí)際,對(duì)各一級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行了分析,結(jié)果表明云南電力市場(chǎng)交易機(jī)制總體表現(xiàn)良好,驗(yàn)證了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法的有效性。

該文以北京西奧中心寫(xiě)字樓為例，分析“以租待售”型房地產(chǎn)營(yíng)銷(xiāo)工具具有的分期付款期權(quán)特性，運(yùn)用δ-對(duì)沖技巧和ito引理，構(gòu)造了美式分期付款地產(chǎn)期權(quán)的微分方程定價(jià)模型，并確定了定價(jià)模型中各個(gè)變量的內(nèi)涵，包括標(biāo)的資產(chǎn)價(jià)格、波動(dòng)率、期限和執(zhí)行價(jià)等。針對(duì)北京西奧中心寫(xiě)字樓的具體市場(chǎng)數(shù)據(jù)，應(yīng)用有限差分策略進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，得到了相應(yīng)的期權(quán)價(jià)值。

基于售電側(cè)放開(kāi)的背景；研究了傳統(tǒng)發(fā)電商、售電商與虛擬電廠同時(shí)參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的報(bào)價(jià)模型和電力市場(chǎng)優(yōu)化出清模型；基于傳統(tǒng)發(fā)電商和虛擬電廠的邊際成本和售電商的邊際收益建立各主體的報(bào)價(jià)函數(shù)模型；采用分段線性化的方法；將連續(xù)報(bào)價(jià)函數(shù)線性化；得到分段報(bào)價(jià)函數(shù)模型；將其帶入優(yōu)化出清模型中；得到優(yōu)化出清結(jié)果；算例驗(yàn)證了方法的有效性；

對(duì)斜拉橋鋼索模型進(jìn)行研究,首先給出定解條件,建立斜拉橋鋼索二階雙曲型偏微分方程模型,其次討論加權(quán)平均格式差分方程解的收斂性,并運(yùn)用matlab語(yǔ)言對(duì)差分方程的數(shù)值解進(jìn)行求解,最后通過(guò)將不同條件下的數(shù)值解進(jìn)行比較確定該模型的模擬程度。結(jié)果表明,在一定范圍內(nèi)當(dāng)網(wǎng)格比不變時(shí),θ減小時(shí),數(shù)值解誤差減??；當(dāng)θ不變(即對(duì)于同一種差分格式),網(wǎng)格比增大時(shí),數(shù)值解誤差增大,誤差階也增大。

本文基于會(huì)計(jì)成本法和邊際成本法的定價(jià)方法理論,本著將上網(wǎng)電價(jià)分為容量電價(jià)和電量電價(jià)兩部分,并由電量電價(jià)參與競(jìng)價(jià)的基本原則,針對(duì)水電上網(wǎng)參與競(jìng)價(jià)存在的問(wèn)題,構(gòu)建了兩種水電上網(wǎng)電價(jià)定價(jià)模型。最后通過(guò)兩種模型的分析比較,得出了適合電力市場(chǎng)建設(shè)初級(jí)階段水電上網(wǎng)電價(jià)的定價(jià)模型——基于會(huì)計(jì)成本法的兩部制定價(jià)模型。

通過(guò)推薦的競(jìng)價(jià)模型分析了山東電網(wǎng)和勝利油田電網(wǎng)的現(xiàn)狀,提出了山東電網(wǎng)作為獨(dú)立電網(wǎng)在過(guò)渡期內(nèi)競(jìng)價(jià)模式的建議方案及市場(chǎng)運(yùn)作建議方案,對(duì)電力市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)下勝利發(fā)電廠二期工程競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的問(wèn)題進(jìn)行了分析和研究,指出了降低發(fā)電成本、提高發(fā)電效率、爭(zhēng)取合理上網(wǎng)電價(jià)和負(fù)荷率的途徑和意義。

傳統(tǒng)的輸電阻塞研究主要集中于輸電阻塞發(fā)生之后的處理過(guò)程,即阻塞管理,屬于被動(dòng)消除阻塞情形。文章基于主動(dòng)預(yù)防輸電阻塞的思想,從分析影響輸電阻塞的系統(tǒng)線路傳輸功率、系統(tǒng)總負(fù)荷、系統(tǒng)實(shí)際出力等相關(guān)因素入手,應(yīng)用層次分析法建立比較判斷矩陣,以確定各因素阻塞影響的權(quán)重?；诖?建立一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸電阻塞預(yù)測(cè)模型,還提出了一個(gè)新的阻塞指標(biāo),即阻塞度,以美國(guó)加利福尼亞州電力市場(chǎng)的數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該模型的正確性和實(shí)用性。

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們的生活水平越來(lái)越高,對(duì)電力的需求也越來(lái)越大,電力系統(tǒng)的運(yùn)行逐漸走向市場(chǎng)化,短期電價(jià)混合預(yù)測(cè)在電力企業(yè)發(fā)展中起到重要的作用。本文對(duì)電力市場(chǎng)環(huán)境下短期電價(jià)混合預(yù)測(cè)模式進(jìn)行分析,探討短期電價(jià)混合預(yù)測(cè)的方法。

發(fā)電資產(chǎn)虛擬拆分一般通過(guò)拍賣(mài)虛擬發(fā)電機(jī)組（virtualpowerplant,vpp）來(lái)實(shí)現(xiàn),按vpp機(jī)組的實(shí)際發(fā)電調(diào)度權(quán)來(lái)區(qū)分,發(fā)電資產(chǎn)虛擬拆分存在金融vpp和物理vpp兩種模式。為了比較研究?jī)煞N虛擬拆分模式對(duì)發(fā)電商市場(chǎng)力的影響,分別建立了考慮金融vpp和物理vpp的電力市場(chǎng)古諾競(jìng)爭(zhēng)均衡模型,并采用非線性互補(bǔ)方法來(lái)求解。從理論上證明了在相同拆分?jǐn)?shù)量的情況下,采用物理vpp模式的虛擬拆分比金融vpp模式更能降低市場(chǎng)價(jià)格。算例仿真進(jìn)一步表明,當(dāng)需求彈性越小時(shí),物理vpp模式的虛擬拆分在降低市場(chǎng)價(jià)格方面優(yōu)于金融vpp模式的效果更明顯。這意味著對(duì)于需求彈性相對(duì)較低的電力市場(chǎng),采用物理vpp模式的虛擬拆分更有利于緩解發(fā)電商市場(chǎng)力和提高社會(huì)福利。

針對(duì)目前電力市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)不清晰、競(jìng)爭(zhēng)不充分等問(wèn)題,基于掛牌交易機(jī)制,提出了一種深度博弈的發(fā)用電側(cè)雙向掛牌競(jìng)價(jià)模式,通過(guò)信息公示、電廠掛牌用戶摘牌、用戶掛牌電廠摘牌三個(gè)階段,供需雙方在價(jià)格接受范圍內(nèi)分別進(jìn)行掛牌、摘牌,并按摘牌電價(jià)出清。該競(jìng)價(jià)模式不僅能激勵(lì)供需雙方合理報(bào)價(jià),還實(shí)現(xiàn)交易量?jī)r(jià)的有機(jī)配合,降低了交易風(fēng)險(xiǎn),擴(kuò)大了成交電量,提高了資源優(yōu)化配置的效率。云南電力市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)證實(shí)了該競(jìng)價(jià)模式的合理性、有效性和實(shí)用性。