微分代數(shù)方程的電力市場模型及應用

提出一種綜合考慮機組發(fā)電成本和市場電價以及寶鋼生產(chǎn)負荷變化的發(fā)電與報價優(yōu)化策略。基于企業(yè)利潤最大化原則,建立了不同于傳統(tǒng)計劃發(fā)電體制的帶有多項安全約束條件的機組出力優(yōu)化方案數(shù)學模型,得到機組各時段最優(yōu)出力。

基于時間序列誤差修正模型理論,建立了一種用于短期電價預測的誤差修正模型。通過差分將電價及其最主要的影響因素進行平穩(wěn)化預處理,建立兩者的多變量自回歸方程,利用單位根法檢驗協(xié)整關系,建立用于電價預測的誤差修正模型并估計參數(shù),最后利用該模型預測短期電價。與傳統(tǒng)時間序列模型相比,該模型可有效刻畫時間序列的短期波動,有助于預測電價的發(fā)展趨勢;計及了電價的主要影響因素,重視對電價內(nèi)在變化規(guī)律的刻畫。對美國pjm電力市場的預測結果表明此法的預測精度高于傳統(tǒng)時間序列法。

歐美等國在電力市場建設方面已積累了二三十年的經(jīng)驗,而我國的電力市場的新一輪建設則剛起步.在市場的建設和完善過程中,需要借鑒國際上的成熟經(jīng)驗.本文主要介紹北歐電力市場在不平衡結算方面的規(guī)則和經(jīng)驗,包括不平衡結算模型、不平衡電量計算、不平衡電費計算等方面的內(nèi)容,并通過實例加以說明.

電力市場的概念與構成\n目前電力市場的基本概念還相對模糊,同時其內(nèi)容要按照差異化形式的構架來區(qū)分,因此其概念趨于多元化.其基本的構架與功能基本可分為下述幾類:集總機制電力公司的橫向解捆,換而言之把常規(guī)類型的電力工業(yè)分成能夠公平競爭,而且可以有法人實體,具備競爭基點;集總機制的縱向解捆,換而言之即協(xié)作性的功能解捆,此機制為獨立競爭的商業(yè)化模式,其重構了另一體系的競爭基點.各個基點間存在界限,通過這樣的形式規(guī)避利益上所存在的問題.予以縱向解捆的企業(yè),要實施傳輸容量的有效分配,在此基礎上予以相應的管理,經(jīng)相關輔助服務的交易及整合,若想確保系統(tǒng)的供需合理及穩(wěn)定,那么就要一個獨立的運行機制.

電力市場分析預測,采用灰色模型gm(1,1),通過語言、網(wǎng)絡、量化、動態(tài)及優(yōu)化等五個模型,對具體負荷進行預測。其負荷預測灰色模型的建立,需不斷的將下一階段中所得的結果回饋,經(jīng)過多次循環(huán)往復,才能使整個模型逐步趨于完善實現(xiàn)函數(shù)逼近,建立精準模型。并以某地歷年三月的負荷為例,預測并驗證了負載的精度。

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價策略，不但適用于短期交易的報價，也適用于長期合約報價。

構建一個完善的電力市場已成為全世界的一大趨勢。由于系統(tǒng)頻率是否發(fā)生偏移可以反映市場的供需是否處于平衡狀態(tài),所以可以利用輔助服務方式之一的負荷跟蹤服務通過負荷監(jiān)測器實時監(jiān)測負荷波動,并將負荷信息傳送到發(fā)電端,進行功率調(diào)整。本文在此基礎上對負荷跟蹤控制模型進行市場下的改進,考慮市場因素,形成控制結構,根據(jù)可能出現(xiàn)的各種發(fā)電及負荷變化對模型加以修正,對其動態(tài)響應進行實時模擬,得到優(yōu)化模型。利用該模型可以實現(xiàn)供求平衡,調(diào)整系統(tǒng)頻率,提高供電質量。

根據(jù)通用博弈模型研究發(fā)電商在制定競價策略時是否考慮競爭對手行為對市場均衡的影響。通過建立日前市場發(fā)電商的通用博弈模型,求解出市場出清結果,繼而推導發(fā)電商在不考慮和考慮競爭對手行為2種情況下的最優(yōu)策略,指出這2種情況下的市場均衡分別對應cournot模型和供給函數(shù)模型的均衡結果,證明了市場出清電價、發(fā)電商的上網(wǎng)電量和收益等出清結果對發(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)變化時各種市場出清結果的變化趨勢,并據(jù)此在成本對稱和領導–跟隨者2種常見成本結構下對不同情況下的市場均衡進行對比。算例驗證了上述結論。

發(fā)電計劃制定依賴于準確的負荷預測數(shù)據(jù)、拓撲結構等邊界條件,日前發(fā)電計劃的優(yōu)化結果經(jīng)過日內(nèi)計劃和實時計劃兩個周期的修正然后執(zhí)行,最終由調(diào)頻agc機組負責平衡聯(lián)絡線功率和系統(tǒng)頻率調(diào)整。因此,建立與各周期相適應的優(yōu)化模型,并協(xié)調(diào)不同周期發(fā)電計劃的優(yōu)化結果是實現(xiàn)發(fā)電計劃編制精益化的關鍵。文章首先探討了不同周期發(fā)電計劃的協(xié)調(diào)方式;隨后分別建立了應用于電力市場環(huán)境下的日內(nèi)及實時發(fā)電計劃的數(shù)學模型;在制定日內(nèi)計劃時將agc調(diào)節(jié)作為一種輔助服務,其優(yōu)化目標為計及agc調(diào)節(jié)輔助費用的總購電成本最小,在制定實時計劃時其優(yōu)化目標為機組實時計劃與日內(nèi)計劃的調(diào)整量最小。通過在某省的實際算例測試,證明了文章所提模型的正確性和有效性。

近年來，隨著電力工業(yè)市場化改革的深入和社會公眾對電力企業(yè)要求的提高，電力市場營銷作為供電企業(yè)的一項基礎工作已越來越多地受到企業(yè)的重視。本文研究了各種電力營銷策略，如：促銷策略、價格策略、優(yōu)質服務策略等，對電力企業(yè)經(jīng)濟效益的具體影響，并提出對實施效果進行定量化評價的模型和方法．最后，我們針對萊營銷組合方案，運用文中的模型、方法，對其可以帶來的經(jīng)濟效益進行了實證研究．

電力市場電價的劇烈波動存在巨大的風險。準確的電價預測有助于市場參與者管理風險并達到自身利益的最大化。用arma—garch族模型對美國pjm電力市場和北歐電力市場的日前小時電價序列進行建模和預測。在模型估計時假設殘差分別服從正態(tài)分布和學生t分布,進而比較不同模型對不同電力市場日前電價的預測精度。通過比較得出,非對稱的garch模型預測效果較好。但arma—garch族模型不適用于波動異常劇烈、電價序列間相關性較弱的電力市場,并以澳大利亞電力市場電價數(shù)據(jù)為例進行了分析。

該文以北京西奧中心寫字樓為例，分析“以租待售”型房地產(chǎn)營銷工具具有的分期付款期權特性，運用δ-對沖技巧和ito引理，構造了美式分期付款地產(chǎn)期權的微分方程定價模型，并確定了定價模型中各個變量的內(nèi)涵，包括標的資產(chǎn)價格、波動率、期限和執(zhí)行價等。針對北京西奧中心寫字樓的具體市場數(shù)據(jù)，應用有限差分策略進行數(shù)值計算，得到了相應的期權價值。

對比分析了國內(nèi)外電力市場背景及其交易機制的異同,論述了電力市場交易機制的設計原則和目的。以市場的流動性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性、發(fā)展協(xié)調(diào)性和公開性為一級指標,構建了電力市場交易機制的評價指標體系?？紤]到指標體系的層次性和一些指標評價標準的模糊性,建立了電力市場交易機制模糊綜合評價模型。論文將所建立的評價模型應用于云南電力市場交易機制的評價,并結合云南電力市場運行實際,對各一級指標評價結果進行了分析,結果表明云南電力市場交易機制總體表現(xiàn)良好,驗證了評價指標體系和評價方法的有效性。

該文以北京西奧中心寫字樓為例，分析“以租待售”型房地產(chǎn)營銷工具具有的分期付款期權特性，運用δ-對沖技巧和ito引理，構造了美式分期付款地產(chǎn)期權的微分方程定價模型，并確定了定價模型中各個變量的內(nèi)涵，包括標的資產(chǎn)價格、波動率、期限和執(zhí)行價等。針對北京西奧中心寫字樓的具體市場數(shù)據(jù)，應用有限差分策略進行數(shù)值計算，得到了相應的期權價值。

基于售電側放開的背景；研究了傳統(tǒng)發(fā)電商、售電商與虛擬電廠同時參與市場競爭的報價模型和電力市場優(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價函數(shù)模型；采用分段線性化的方法；將連續(xù)報價函數(shù)線性化；得到分段報價函數(shù)模型；將其帶入優(yōu)化出清模型中；得到優(yōu)化出清結果；算例驗證了方法的有效性；

對斜拉橋鋼索模型進行研究,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,其次討論加權平均格式差分方程解的收斂性,并運用matlab語言對差分方程的數(shù)值解進行求解,最后通過將不同條件下的數(shù)值解進行比較確定該模型的模擬程度。結果表明,在一定范圍內(nèi)當網(wǎng)格比不變時,θ減小時,數(shù)值解誤差減小；當θ不變(即對于同一種差分格式),網(wǎng)格比增大時,數(shù)值解誤差增大,誤差階也增大。

本文基于會計成本法和邊際成本法的定價方法理論,本著將上網(wǎng)電價分為容量電價和電量電價兩部分,并由電量電價參與競價的基本原則,針對水電上網(wǎng)參與競價存在的問題,構建了兩種水電上網(wǎng)電價定價模型。最后通過兩種模型的分析比較,得出了適合電力市場建設初級階段水電上網(wǎng)電價的定價模型——基于會計成本法的兩部制定價模型。

通過推薦的競價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)作為獨立電網(wǎng)在過渡期內(nèi)競價模式的建議方案及市場運作建議方案,對電力市場化運營下勝利發(fā)電廠二期工程競價上網(wǎng)的問題進行了分析和研究,指出了降低發(fā)電成本、提高發(fā)電效率、爭取合理上網(wǎng)電價和負荷率的途徑和意義。

傳統(tǒng)的輸電阻塞研究主要集中于輸電阻塞發(fā)生之后的處理過程,即阻塞管理,屬于被動消除阻塞情形。文章基于主動預防輸電阻塞的思想,從分析影響輸電阻塞的系統(tǒng)線路傳輸功率、系統(tǒng)總負荷、系統(tǒng)實際出力等相關因素入手,應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重。基于此,建立一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡的輸電阻塞預測模型,還提出了一個新的阻塞指標,即阻塞度,以美國加利福尼亞州電力市場的數(shù)據(jù)驗證了該模型的正確性和實用性。

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展,人們的生活水平越來越高,對電力的需求也越來越大,電力系統(tǒng)的運行逐漸走向市場化,短期電價混合預測在電力企業(yè)發(fā)展中起到重要的作用。本文對電力市場環(huán)境下短期電價混合預測模式進行分析,探討短期電價混合預測的方法。

發(fā)電資產(chǎn)虛擬拆分一般通過拍賣虛擬發(fā)電機組（virtualpowerplant,vpp）來實現(xiàn),按vpp機組的實際發(fā)電調(diào)度權來區(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。為了比較研究兩種虛擬拆分模式對發(fā)電商市場力的影響,分別建立了考慮金融vpp和物理vpp的電力市場古諾競爭均衡模型,并采用非線性互補方法來求解。從理論上證明了在相同拆分數(shù)量的情況下,采用物理vpp模式的虛擬拆分比金融vpp模式更能降低市場價格。算例仿真進一步表明,當需求彈性越小時,物理vpp模式的虛擬拆分在降低市場價格方面優(yōu)于金融vpp模式的效果更明顯。這意味著對于需求彈性相對較低的電力市場,采用物理vpp模式的虛擬拆分更有利于緩解發(fā)電商市場力和提高社會福利。

針對目前電力市場價格信號不清晰、競爭不充分等問題,基于掛牌交易機制,提出了一種深度博弈的發(fā)用電側雙向掛牌競價模式,通過信息公示、電廠掛牌用戶摘牌、用戶掛牌電廠摘牌三個階段,供需雙方在價格接受范圍內(nèi)分別進行掛牌、摘牌,并按摘牌電價出清。該競價模式不僅能激勵供需雙方合理報價,還實現(xiàn)交易量價的有機配合,降低了交易風險,擴大了成交電量,提高了資源優(yōu)化配置的效率。云南電力市場的運營經(jīng)驗證實了該競價模式的合理性、有效性和實用性。