基于Markov链的电力市场过程逼近、信息获取及决策研究

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当前,我国电力行业正经历深刻的体制改革,电力改革的主旨是实现“厂网分开,竞价上网”,打破电力行业原来的垂直一体化垄断经营体制,引入市场竞争机制,使电厂、电力集团均成为独立企业,参与市场竞争。所以,从竞价企业的角度,研究和分析电力市场对企业报价很有意义。 电能报价需要基于大量企业自身成本、生产信息,以及当前电力市场信息。电力市场中各竞价者在市场中的优劣地位直接影响各企业的市场行为及市场均衡状态。但是这些信息都是企业的商业机密,是不可能从电力市场过程中直接获取的。电力市场均衡状态需要电力市场过程游走很多步(甚至无穷多步)才能到达。而在无法获得竞争对手详细信息的情况下,又很难基于电力市场模型解析计算出均衡状态。可以看出,想要获得市场均衡状态以及市场竞价者的优劣关系,仅通过电力市场过程的自由游走是不可行的。如果能够找到一种根据有限步游走样本而可以获得电力市场均衡状态的计算模型,将成功解决上述难题。 本文提出一种基于Markov链的电力市场信息获取及报价形成策略方法。通过Markov链逼近电力市场过程,自由游走下需要无穷多步才能到达的均衡状态,现在只需要有限步游走即可获得。并提出基于市场均衡分布的信息获取规则和基于市场竞价预构的决策算法。为了在理论上说明Markm,链逼近电力市场过程的可行性及合理性,本文对电力市场均衡性及稳定性作了深入的研究。本文具体研究内容如下: (1)假设电力市场为微观经济学意义上的纯粹竞争市场,给出电力市场均衡的微观经济学描述,并论述了将电力市场看作微观经济学意义上的纯粹竞争市场的依据。推导出广义电力市场均衡性判据,并论证了电力市场的均衡性。给出了电力市场的动力学模型及广义电力市场稳定性判据,并论证了电力市场在Lyapunov意义下的稳定性。 (2)从寡头垄断、辅助服务、输电约束三个电力市场中存在的特例,对上文的电力市场模型扩展。建立微分方程组描述市场过程,并根据第二章提出的广义电力市场均衡性及稳定性判据,分析市场均衡性、稳定性。 (3)提出基于Markov链的电力市场过程逼近算法。分析了电力市场数据平稳性,并给出了Markm,链的构建算法。采用基于Agent-Based仿真方法的电力市场仿真平台进行算例仿真研究。通过由4个发电商组成的电力市场仿真竞价,验证了Markm,链对电力市场过程逼近的合理性,并具有很高精度。在该算例的基础上,改变发电商数目、发电商成本关系、发电商风险性作了仿真对比研究,并揭示了一些影响电力市场均衡的内在因素。 (4)提出一种基于信息获取的决策方法。制定信息获取规则,从概率转移矩阵获得企业优劣信息。基于获取的信息预构市场竞价过程,获得边际电价。并通过离散化电价区间得到申报电价;通过利润分析获得申报电量。提出了基于机组电量跳转概率的方案安全性检验算法,该算法很好地描述了机组在未来任意两个相邻时段内机组状态在概率意义上的跳转,并给出安全性统计的算法。
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