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将竞争机制引入发电领域

日期:2017-4-23作者:无忧论文网编辑:apple点击次数:226
销售价格:免费论文论文编号:lw201111302013244191论文字数:2973 
论文属性:职称论文论文地区:苏州论文语种:中文 

将竞争机制引入发电领域——代写博士论文

Abstract: in a competitive electricity market environment as the research background, in the power enterprises independent pricing basis, according to the power generation enterprises have the information is complete, establishment of complete information and incomplete information static game model. Combined with optimization theory gives the optimal bidding strategy of power generation enterprises should satisfy the conditions, and the optimal bidding strategy method. Through the analysis, think: the present stage Liaoning electricity market suitable for the complete information static game model; power market trading rules is very important; fixed cost allocation does not contribute to the quote strategy formulation.

摘要:以竞争性电力市场的环境为研究背景,在各发电企业独立报价的基础上,根据发电企业所拥有的信息是否完全,建立了完全信息及不完全信息静态博弈模型。结合最优化理论给出了发电企业最优报价策略所应满足的条件,以及求解最优报价策略的方法。通过分析,认为:现阶段辽宁电力市场适合于完全信息静态博弈模型;电力市场的交易规则极为重要;固定成本的分摊无助于报价策略的制订。


关键词:电力市场;发电企业;报价;交易规则;博弈;最优化


世界各国的电力体制在20世纪80年代以前基本上是垂直一体化垄断模式,发、输、配、售电各环节由一个电力公司进行垄断性经营[1~3]。20世纪80年代后,各国纷纷进行电力市场化改革探索,解除管制,建立竞争性电力市场[2~4]。我国于1997年撤销电力部,成立国家电力公司。1999年,国家电力公司选择上海、浙江、山东和东北三省电力部门作为“厂网分开,竞价上网”的试点,将竞争机制引入发电领域。
在竞争性电力市场中,发电企业按照利润最大化的原则决定报价策略,交易中心综合各发电企业的报价后,分配给各企业相应的发电量[5~7]。以辽宁省电力市场为例,一天被等分为48个时段,各发电企业一次报出每个时段的价格,交易中心在得知各企业的报价后,根据一定的规则,分配给各发电企业在各个时段的发电量。因此,在竞争性电力市场中,如何报价以获得最大利润成为发电企业所面临的重要问题。有些学者从确定分时成本的角度来研究该问题[8,9];有些学者[10]在对待该问题时,将消费者考虑进来以确定某一报价策略下各时段的发电量,这样做与实际情况有一定的差距。本文在各发电企业独立报价的基础上建立了完全信息及不完全信息静态博弈模型,给出了在信息完全与不完全两种情况下,发电企业最优报价策略应满足的条件以及求解最优报价策略的方法。


1.完全信息静态博弈模型
设电力市场中有n个发电企业,1天分为l个时段,pij,qij分别代表i企业第j时段电价的报价及所分得的发电量(i=1,2,…,n;j=1,2,…,l),记pi=(pi1,pi2,…,pil)为i企业的报价向量,qi=(qi1,qi2,…,qil)为分配给i企业的发电向量,交易中心在获知pi(i=1,2,…,n)后,根据交易规则确定分配给第i个企业第j时段的发电量qij,即qij=Gij(p1,p2,…,pn),Gij( )代表交易中心根据交易规则确定的(p1,p2,…,pn)与qij之间的函数关系。设fi(qi)为i企业的成本函数,代表i企业在发电量为qi时的相关成本(包括燃料费、水费及起停机组费用等,不包括无论选择何种报价策略都会发生的固定成本)。
假定fi(qi)(i=1,2,…, n)为共同知识(common knowledge),则报价是一个完全信息静态博弈问题,发电企业i作为博弈方,其策略空间为Si={pi0≤pij≤M,j=1,2,…,l},这里M表示所有时段的最高限价。设Nash均衡为(p*1,p*2,…,p*n),在理性人的假设条件下,Nash均衡中的报价策略是各博弈方的最优选择。对于任一博弈方i,在给定(p*1,…,p*i-1,p*i+1,…,p*n)的情况下,选择pi∈Si使本企业的利润最大,即最优化问题(1):maxpi∈Si[piqTi-fi(qi)]•(1a)s.t.pij≥0,j =1,2,…,l; (1b)-pij+ M≥0,j =1,2,…,l。(1c)式(1a)中,qij= Gij(p*1,p*2,…,p*i-1,pi,p*i+1,…,p*n),令Z(pi) =piqTi-fi(qi),Qj(pi) = pij(j =1,2,…,l),Hj(pi) =-pij+ M(j =1,2,…,l)•引理1 在最优化问题(1)中,最优报价策略p*i满足Kuhn-Tucker条件[11]。
证明 因为函数Qj(pi)的梯度为 Qj(pi)=(0,…,0,1第j个,0,…,0)T,函数Hj(pi)的梯度为 Hj(pi)=(0,…,0,-1第j个,0,…,0)T,其中 Qj(pi)和 Hj(pi)为l维列向量,又因为任一pi不可能使Qj(pi)≥0与Hj(pi)≥0同时成为起作用约束,所以,在问题(1)的约束条件中,对于p*i为起作用约束函数的梯度是线性无关的•根据最优化原理知,最优报价策略p*i满足Kuhn-Tucker条件。
定理1 在fi(qi)(i=1,2,…,n)为共同知识的条件下,存在常数μj≥0,θj≥0(j=1,2,…,l),使得Nash均衡(p*1,p*2,…,p*n)中的最优报价策略p*i(i=1,2,…,n)满足:qij+∑lk=1pik-fiqikqikpij=μj-θj, j =1,2,…,l。(2)μjQj(p*i) =0,j =1,2,…,l; (3)θjHj(p*i) =0,j =1,2,…,l•(4)在式(2)中,pi=p*i(i=1,2,…,n)。
证明 根据引理1知在最优化问题


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