电力市场中发电厂商的竞价策略课件

电力市场中发电厂商的竞价策略课件1第九章电力市场中发电厂商的竞价策略电力市场概述电力市场中的报价规约电力市场中的报价策略主要研究工作计及网络阻塞影响的发电公司的最优报价策略计及风险的发电公司的最优报价策略结论2第九章电力市场中发电厂商的竞价策略电力市场概述2

第一部分：电力市场概论3第一部分：电力市场概论3电力市场的特征有限数目的发电公司；输配电系统具有自然的垄断特征；大的投资规模(市场进入壁垒)；很低的用电需求弹性；很高的存储成本；电力很难大量存储严格的发电容量约束。4电力市场的特征有限数目的发电公司；4电力市场的特征(续)存在输电约束有些交易可能因此无法实现，从而限制用户选择发电公司存在输电损耗在一定程度和范围上打击大用户远距离购售电的积极性5电力市场的特征(续)存在输电约束5

电力市场:寡头垄断市场？电力市场肯定不是完全竞争的市场，也不再是垄断市场。上述特征决定了在电力市场中，某些地区可能只有少数的发电公司提供电力，这与寡头垄断市场最为接近。在寡头垄断市场中，发电公司可以采用一些策略性的报价行为来最大化获利。6电力市场:寡头垄断市场？电力市场肯定不是完全竞争的市场，现行的电力市场模式电力联营体市场(poolmarket)得到普遍应用；采用暗标拍卖(sealedauction)；大多数采用统一的市场清除价(marketclearingprice-MCP)结算，也有一些按发电公司的实际报价(payasbid–PAB)结算；发电公司和用户通过pool进行交易；报价策略方面的研究是针对电力联营体市场的。7现行的电力市场模式电力联营体市场(poolmarket)7现行的电力市场模式(续)双向合同市场(Bilateralcontract)在有些市场中同时存在联营体市场和双向合同市场。在双向合同市场中，通过谈判的方式确定价格和电量8现行的电力市场模式(续)8

第二部分：电力市场中的报价规约9第二部分：电力市场中的报价规约9

发电报价模型

--发电成本曲线

Ci(千元/h)C0i(千元/MWh)Ci'(千元/MWh)PiminPimaxPi(MW)C0i发电成本单价曲线为：(2)Ci'发电微增成本曲线为：(3)Ci(1)1.发电成本是二次曲线

10发电报价模型Ci(千元/h)PiminPimaxbiCiCi'C0iCiC0iCi'dibiPi

2.发电成本是一次曲线

(4)(5)发电成本单价曲线为：(6)发电微增成本曲线为：11biCiCi'C0iCiC0iCi'dibiPi2.发C0i=aipi+bi(9）

发电成本曲线应该是：Ci=aipi2+bipi

(10)

其成本微增率为：

Ci'=2aipi+bi

(11)

报价用单价曲线

1-报价为线性曲线C0iC'iCiC0iCiCi’0Pibi12C0i=aipi+bi(9）报2-报价曲线为常数biCiC0i=Ci’C0iCiCi’bi0PiC0i=bi(12)

发电成本曲线应该是：Ci=bipi

(13)

其成本微增率为：

Ci'=bi

(14)

132-报价曲线为常数biCiC0i=Ci’C0ibi0

报价用微增曲线报价为线性曲线

报价曲线为常数14报价用微增曲线报价为线性曲线

报价曲线为常数14

建议1.研究发电成本曲线和微增率曲线；2.建议采用分段上升的报价曲线。（算法简单，解唯一，发电随负荷共涨落）15建议1.研究发电成本曲线和微增率曲线；15MW50100150200250300350400450出价($/MWh)26.227.127.828.529.329.529.931.233.5成本($/MWh)27.527.752828.2528.528.75293032发电公司竞价策略--

发电公司的竞价曲线和成本曲线16MW50100150200250300350400450出价联营体市场中的报价方式多部分报价多部分报价可包括能量价格、启动费用和停机费用等，以反映发电机组的成本结构和运行约束。电力联营体所采用的拍卖清除算法必须同时计及能量价格和发电机组的运行约束，这需要用机组最优组合程序来完成。这种方法可以保证所得到的发电调度计划在技术上是可行的。17联营体市场中的报价方式多部分报价17联营体市场中的报价方式(续)：

多部分报价机组最优组合问题是一个非凸的、非线性混合整数规划问题。对于大规模机组最优组合问题，并不存在可以保证求得该问题的全局最优解的有效算法。由于局部最优解不能保证在发电公司间进行公平的负荷分配，这种报价方法曾受到不少批评。18联营体市场中的报价方式(续)：

多部分报价18多部分报价方法的一个典型例子是英格兰和威尔士电力市场，该市场的报价规约要求发电公司的报价中包括很多分量。能量段及报价价格(最多3段)机组启动价格和无负荷价格机组最小运行时间发电公司向Pool提交发电机的运行参数电力联营体(pool)利用机组组合优化程序确定下一天48个时段(每半小时一个时段)市场切除价(MarketClearingPrice-MCP)和发电调度联营体市场中的报价方式(续)：

多部分报价19多部分报价方法的一个典型例子是英格兰和威尔士电力市场，该市场联营体市场中的报价方式(续)单部分报价发电公司只投下一个交易时段(如第2天的每小时)的能量价格。市场清除算法非常简单，只需要根据预报的负荷、发电公司的标价及可供电量按照价格从低到高的次序确定各个发电公司在第2天的每小时的调度计划。市场操作员并不作机组组合优化，发电公司在构造报价策略时需要计及所有的费用以及运行约束，并将这些因素隐含在能量标价中，因为这种报价结构不能保证恢复启停费用等非能量成本。20联营体市场中的报价方式(续)单部分报价20联营体市场中的报价方式(续)：

单部分报价这种报价方法不能保证发电机组运行的可行性。当列入调度计划中的发电机组受到运行约束限制时，需要一种机制来修改调度计划，例如设立短期平衡市场。加利福尼亚和澳大利亚等电力市场采用这种报价方法。西班牙基本上也采用了这种方法，但略有不同，报价时允许附加少量运行约束，但市场清除价仍然只按能量标价确定。21联营体市场中的报价方式(续)：

单部分报价这种报价方法不能保报价函数形式$MW$/MWMWci(pi)mci=dci/dpi分段线性成本函数阶梯型边际成本函数22报价函数形式$MW$/MWMWci(pi)mci=dci/

第三部分：电力市场中的报价策略23第三部分：电力市场中的报价策略23发电公司报价策略的种类发电公司在电力市场中的报价策略包括：现货（日前）市场的报价策略实时市场的报价策略各种辅助服务市场的报价策略视不同的市场模式而定24发电公司报价策略的种类发电公司在电力市场中的报价策略包括：2发电公司报价策略的种类（续）发电公司在各类市场中报价策略的协调在各类市场中适当分配发电容量可以用投资学中的组合投资理论来研究需要考虑各类市场的价格风险困难：如何准确预测各市场的价格风险？如何量化这些风险？25发电公司报价策略的种类（续）发电公司在各类市场中报价策略的协不同报价规则下的发电公司报价策略单时段静态报价与多时段统筹报价单部分报价与多部分报价分段报价函数与线性报价函数MCP结算方式与PAB结算方式同一发电公司内部的火电厂、水电厂、核电厂、抽水蓄能电厂等的协调报价发电公司内部的机组组合和机组检修的协调26不同报价规则下的发电公司报价策略单时段静态报价与多时段统筹报构造报价策略的方法主要有三种方法估计下一个交易时段的市场清除价(MCP)估计其它发电公司的报价行为基于博弈论(gametheory)的市场平衡分析

27构造报价策略的方法

27

3.1 估计下一个交易时段的市场清除价283.1 估计下一个交易时段的市场清除价28预测MCP的可用方法计量经济学模型时间序列分析回归分析和人工神经元网络专家系统或模糊集方法组合预测小波分析等等29预测MCP的可用方法计量经济学模型29预测MCP的主要困难MCP不容易预测，比负荷预测要困难得多。大多数电力市场运行时间较短，数据不充分。有些影响电价的因素难以描述，如报价策略。市场电价波动很大。时间序列分析模型相对来讲比较合适。30预测MCP的主要困难MCP不容易预测，比负荷预测要困难得多如何报价？发电公司只需要报一个比MCP略为便宜的价格。隐含地假设了市场是完全竞争的。在报价的历史数据不公布的电力市场(如加利福尼亚)，也许只能采用这种方法。对于占市场份额很小的发电公司，也可以采用这种方法。31如何报价？发电公司只需要报一个比MCP略为便宜的价格。31

3.2 估计其它发电公司的报价行为323.2 估计其它发电公司的报价行为32原理与主要困难原理：首先用概率方法或模糊集方法／可能性理论来估计竞争对手的报价行为然后建立数学模型（优化问题）采用有效的方法求解此优化问题大多数研究工作采用了这种方法主要困难:如何准确估计竞争对手的报价行为有些研究工作将所有竞争对手模拟为一个以简化分析33原理与主要困难原理：33现有方法主要有两种方法概率方法模糊逻辑方法／可能性理论概率方法(包括离散概率分布和连续概率分布)连续概率分布模型更为合理34现有方法主要有两种方法34现有方法(续)：概率方法适用于已经稳定运行了一段时间的电力市场。市场数据可以用来估计竞争对手报价参数的概率分布。对于刚开始运行的电力市场，由于发电商的报价一般波动较大(试验之中)，利用这些数据来估计竞争对手的报价行为并不可靠。35现有方法(续)：概率方法35现有方法(续)：模糊逻辑方法对于建立不久的或市场规则刚作过调整的电力市场，发电公司的报价仍处于试探之中。市场数据不成熟、不充分，统计特性利用价值不高，不适于应用概率方法。模糊逻辑方法可能比较适合。模糊集方法在原理上更适合处理数据不成熟、不充分、不准确的情形，且可以模拟专家的经验知识。研究工作刚刚开始。36现有方法(续)：模糊逻辑方法对于建立不久的或市场规则刚作过调3.3基于博弈论的方法基本思想基于博弈论模型如Cournot模型、Stackelberg模型、和供给函数模型来描述发电公司报价策略问题；然后寻找这些模型的平衡点；这些平衡点对应发电公司的最优报价策略。373.3基于博弈论的方法基本思想37主要问题主要问题：为迎合这些博弈论模型，对发电公司报价策略问题做了很多简化，这样得到的平衡点可能没有多大意义；如产量竞争；价格竞争；线性供给函数竞争电力市场中一般采用分段报价。在这种情况下是否存在所谓的平衡点理论上还不清楚。在信息不完全的情况下，理论上也还不清楚是否存在平衡点。不论采用线性报价还是分段报价都是如此。38主要问题主要问题：38

第四部分：主要研究工作39第四部分：主要研究工作39构造的报价策略模型和结果

模型框架以单部分报价为基础报价函数为线性函数/分段线性函数竞争对手的报价行为用概率分布/模糊集合模拟采用随机优化方法确定报价策略,主要采用了MonteCarlo方法和专门发展的随机优化方法。40构造的报价策略模型和结果

模型框架40MonteCarloSimulationMonteCarlo是一类通过随机变量的统计试验、随机模拟、求解数学物理、工程技术及经济管理近似解的数值方法。人为构造一种概率模型，使它的统计试验的某些特征数（如频率、样本均值等）作为所求量的估计值，这便是蒙特卡罗方法的思想。

41MonteCarloSimulationMonteCaMonteCarloSimulation例：用MonteCarlo计算积分定积分计算，设0〈g(x)<1,计算积分

模拟的基本思想积分J等于以曲线y=g(x)、x轴、y轴几x=1为边界围成的面积，为用MonteCarlo方法计算积分J，我们在单位正方形（0x1,0y1）中，随机地投掷一点，即它的坐标（x,y）都是[0，1]均匀分布的随机变量且相互独立。易知，这一随机点（x,y）落在所求区域中(即yg(x))的概率P正好等于J

如第i次投掷点（x,y）满足yg(x),如第i次投掷点（x,y）不满足yg(x)若重复上述试验n次，即随机投掷n个点。令则表示投掷点落在所求区域的次数

,42MonteCarloSimulation例：用Monte有关结果

有关研究结果能量市场中发电公司的报价策略(单个时段)能量市场中发电公司和大用户的报价策略(单个时段)能量市场中发电公司在下一个交易日24个小时的报价策略(需要进行机组组合优化)辅助服务市场的报价策略(单个时段)43有关结果

有关研究结果43有关结果(续二)

能量市场和辅助服务市场中报价策略的协调(单个时段)发电公司在下一个交易日24个小时的能量市场和辅助服务市场中报价策略的协调(需要进行机组组合优化)44有关结果(续二)

能量市场和辅助服务市场中报价策略的协调(单最近的研究结果

最近的研究结果在能量和备用市场最优分配发电容量的通用模型基于可能性理论的发电公司（连续）报价策略计及网络阻塞影响的发电公司（连续）报价策略计及风险的发电公司（连续）报价策略计及风险和差价合同的发电公司在日前市场的（连续）报价策略45最近的研究结果

最近的研究结果45最近的研究结果

在采用分段报价规则的电力市场中发电公司的报价策略基于模糊集理论的发电公司分段报价策略在以PAB结算的电力市场中计及风险的发电公司分段报价策略46最近的研究结果

在采用分段报价规则的电力市场中发电公司的报价第五部分：计及网络阻塞影响的发电公司的最优报价策略47第五部分：计及网络阻塞影响的发电公司的最优报价策略47问题背景输电阻塞可以分割电力市场，改变发电公司在电力市场中所处的竞争位置。分割成两个或多个子电力市场，在子市场中，有些发电公司可能处于垄断地位由于调度模式的改变，电力工业市场化后阻塞发生的机会大增。原来的输电规划并不是针对竞争的电力市场的。国内外还没有形成系统的、计及网络阻塞影响的发电公司最优报价策略。48问题背景输电阻塞可以分割电力市场，改变发电公司在电力市场中所研究背景以单一购买者模式的电力市场为背景;线性报价函数;统一市场清除价(MCP)结算方式;以原英格兰-威尔士电力市场的阻塞管理方法为基础，即用附加费(uplift)管理阻塞。49研究背景以单一购买者模式的电力市场为背景;49数学模型第i个发电公司的报价函数为：电力交易与调度中心收到发电公司的报价后首先进行无约束调度对调度结果进行校核，检查输电约束情况如果网络会发生阻塞，则需进行阻塞管理，修改调度计划以消除阻塞总的目标是寻求使总购电成本最小的发电调度

50数学模型第i个发电公司的报价函数为：电力交易与调度中心收到数学模型（续）以原英格兰－威尔士电力市场的阻塞管理方法为基础。向发电公司支付的价格分为四种情况：

机组被排入无约束发电计划，在当天正常运行PPP=SMP（市场统一清除价）+CP（容量费）机组被排入无约束发电计划，但在电力交易与调度中心的要求下没有运行PPP减去该机组的报价

机组虽然参与了报价，但没有被排入无约束发电计划，后来在电力交易与调度中心的要求下参与了实时调度、提供了电力该机组的报价加上CP机组虽然参与了报价，但没有被排入无约束发电计划，也没有被电力交易与调度中心要求在当天运行只向机组支付容量费CP

51数学模型（续）以原英格兰－威尔士电力市场的阻塞管理方法为基础数学模型（续）发电公司i在某一交易时段最优报价模型为：满足：其中，为统一市场清除电价，Cp为容量费，max为由市场规则确定的发电公司的允许报价上限。52数学模型（续）发电公司i在某一交易时段最优报价模型为：满足无约束发电调度市场清除价与机组无约束调度出力qi计算：由上两式可以推得：53无约束发电调度市场清除价与机组无约束调度出力qi计算：由阻塞管理方法阻塞管理所引起的发电出力调整量qi

的计算即阻塞管理数学模型，目标是使阻塞管理所引起的附加购买成本（阻塞成本最小。满足：

即机组出力约束：功率平衡约束：直流潮流约束：输电网络容量约束：

有约束的二次规划问题，不难求解54阻塞管理方法阻塞管理所引起的发电出力调整量qi的计算满足蒙特卡罗方法假设竞争对手的报价系数j、j服从联合正态分布：发电公司最优报价策略问题就成为随机优化问题，可以采用蒙特卡罗仿真方法求解。

55蒙特卡罗方法假设竞争对手的报价系数j、j服从联合正态分算例分析算例一G1G2L2=150MWL1=40MW图1 两节点系统接线图

56算例分析算例一G1G2L2=150MWL1=40MW图1 两算例一结果iiqi(MW)($/MW)每条线路潮流(MW)是否阻塞阻塞管理后的调整量qi(MW)利润($)每条线路容量为100MWG121.86140.1414123.239.2328.2否－4030.6G221.16150.270466.8－1756.7每条线路容量为50MWG121.85420.141119048.6675是-505968.4G290.06450.79900505007.657算例一结果iiqi(MW)($/MW)每条线路潮流算例一结果阻塞情况下，发电公司G1只能向负荷L2提供100MW，剩下的50MW必须由发电公司G2来供给。发电公司G2提供的50MW出力是按其自己的报价来支付的，所以报价越高(但要受报价上限约束)，获得的利润越多。可见，当输电容量不足时，在负荷L2侧会形成局部市场。发电公司G2可以利用其垄断地位，抬高报价，获得高额利润。

58算例一结果阻塞情况下，发电公司G1只能向负荷L2提供100M算例分析（续）算例二图2IEEE14节点系统图

59算例分析（续）算例二图2IEEE14节点系统图59算例二60算例二60算例二结果61算例二结果61算例二结果当支路3（节点2－节点4）和支路17（节点9－节点14）的潮流上限由情况一的1.71降为0.25时62算例二结果当支路3（节点2－节点4）和支路17（节点9－节点算例二结果在第二种情况下，无约束调度时，发电公司4由于报价太高而没有被选中，而发电公司5报价最低，所报电量全部被选中。但是经直流潮流计算校核发现在此调度方案下支路3的潮流为0.3292，支路17为0.4833，均超出输电容量极限，也即会产生网络阻塞，需要预先进行阻塞管理。经阻塞管理后，发电公司4的全部容量均被选中（120MW)，而发电公司5的出力被大量削减(-85MW）。发电计划做如此调整后，支路3和支路17不再阻塞，此时它们的潮流均为0.25。可见，发电公司4可以充分利用线路阻塞的影响，采用报高价的策略获得高额利润。

63算例二结果在第二种情况下，无约束调度时，发电公司4由于报价太小结系统地构造了计及网络阻塞的发电公司的最优报价策略问题；所构造的方法框架适用于采用其它阻塞管理方法的电力市场；这种方法也可用于研究网络阻塞对发电公司滥用市场势力的影响。64小结系统地构造了计及网络阻塞的发电公司的最优报价策略问题；第六部分：计及风险的发电公司的最优报价策略65第六部分：计及风险的发电公司的最优报价策略65问题背景发电公司在形成报价策略时所具有的信息是不完全的不清楚竞争对手采用的报价策略基于不完全信息所形成的报价策略肯定具有一定的风险报价太高可能不被选中报价太低影响收益需要对收益和风险进行折衷66问题背景发电公司在形成报价策略时所具有的信息是不完全的66问题背景（续）针对分段报价函数、按报价结算(Payasbid－PAB)的电力市场。基于概率分析，提出了当发电公司采用某一给定报价策略时对可获利润与风险进行预测的方法。提出了构造发电公司最优报价策略的效用函数模型。67问题背景（续）针对分段报价函数、按报价结算(Payasb期望利润与风险任何一项投资的风险项目，其实际收益可以看作服从某种概率分布的随机变量，可以用期望收益和标准差来衡量。

—期望收益i—第i种可能收益Gi—第i种可能收益的概率m

—可能性数目—标准差CV—变异系数68期望利润与风险任何一项投资的风险项目，其实际收益可以看作服从采用某种报价策略可能产生的利润与风险预测竞争对手的报价行为用正态分布描述。基于概率方法对采用某种报价策略可能产生的利润和风险进行预测通过估计发电公司所报各段中标的概率与中标后的利润，可以求得采用某种报价策略时的期望利润与相应的风险69采用某种报价策略可能产生的利润与风险预测竞争对手的报价行为用发电公司的最优报价模型用效用值作为评价发电公司报价策略优劣的指标。期望利润越大，效用值越大。而波动性越强的报价策略，其效用值越低。70发电公司的最优报价模型用效用值作为评价发电公司报价策略优劣的数学模型U

为效用值，A

为发电公司的风险厌恶指数，一般来说，发电公司为风险中立者时A=3；风险厌恶者时A>3；风险喜欢者时A<3。约束条件：71数学模型U为效用值，A为发电公司的风险厌恶指数，一般来算例分析有五个发电公司的电力市场最多可报３个容量段PAB结算方式考虑某发电公司的最优报价策略，其有4个竞争对手：A,B,C和D机组出力上下限为300MW和10MW生产成本参数a＝0、b=6.75、c=0.0253272算例分析有五个发电公司的电力市场72算例分析（续）73算例分析（续）73算例分析（续）74算例分析（续）74小结应用投资学原理，引入了报价策略的效用值作为评价报价策略优劣的指标。在此基础上建立了报价策略模型。综合考虑了发电公司的利润与风险。75小结75结束语尽管国际上已经有不少电力市场投入运行，但并不存在市场模式完全相同的电力市场。电力市场正处于不断的进化之中，市场结构、报价规约等仍在不断的完善。报价模型要根据市场模型、报价规约、市场成员的组成情况以及其他因素(如双向合同市场、差价合约的存在以及所占的市场份额等等)来构造。76结束语尽管国际上已经有不少电力市场投入运行，但并不存在市场模结束语(续)构造最优报价模型在理论上是相当困难的问题，在采用分段报价的电力市场尤为如此。尽管已经提出了很多方法，市场上也有商业化的报价软件出售，但如何构造最优报价策略在理论上仍未解决。难以建立通用的报价模型。最近的研究重点在于构造兼顾利润和风险的报价策略。虽然发电公司最优报价策略方面的研究工作近年来取得了长足的进步，但仍然有很多理论问题没有解决。77结束语(续)构造最优报价模型在理论上是相当困难的问题，在采用结束语(续)目前对发电公司报价策略的研究大部分仍处于理论探索阶段，而且通常对问题做了很多简化

如何能够准确预测电价或准确估计竞争对手的行为是有待研究的困难问题

在构造报价策略时如何适当考虑机组组合和机组检修也是非常重要的问题78结束语(续)目前对发电公司报价策略的研究大部分仍处于理论探索谢谢大家聆听谢谢大家聆听79电力市场中发电厂商的竞价策略课件80第九章电力市场中发电厂商的竞价策略电力市场概述电力市场中的报价规约电力市场中的报价策略主要研究工作计及网络阻塞影响的发电公司的最优报价策略计及风险的发电公司的最优报价策略结论81第九章电力市场中发电厂商的竞价策略电力市场概述2

第一部分：电力市场概论82第一部分：电力市场概论3电力市场的特征有限数目的发电公司；输配电系统具有自然的垄断特征；大的投资规模(市场进入壁垒)；很低的用电需求弹性；很高的存储成本；电力很难大量存储严格的发电容量约束。83电力市场的特征有限数目的发电公司；4电力市场的特征(续)存在输电约束有些交易可能因此无法实现，从而限制用户选择发电公司存在输电损耗在一定程度和范围上打击大用户远距离购售电的积极性84电力市场的特征(续)存在输电约束5

电力市场:寡头垄断市场？电力市场肯定不是完全竞争的市场，也不再是垄断市场。上述特征决定了在电力市场中，某些地区可能只有少数的发电公司提供电力，这与寡头垄断市场最为接近。在寡头垄断市场中，发电公司可以采用一些策略性的报价行为来最大化获利。85电力市场:寡头垄断市场？电力市场肯定不是完全竞争的市场，现行的电力市场模式电力联营体市场(poolmarket)得到普遍应用；采用暗标拍卖(sealedauction)；大多数采用统一的市场清除价(marketclearingprice-MCP)结算，也有一些按发电公司的实际报价(payasbid–PAB)结算；发电公司和用户通过pool进行交易；报价策略方面的研究是针对电力联营体市场的。86现行的电力市场模式电力联营体市场(poolmarket)7现行的电力市场模式(续)双向合同市场(Bilateralcontract)在有些市场中同时存在联营体市场和双向合同市场。在双向合同市场中，通过谈判的方式确定价格和电量87现行的电力市场模式(续)8

第二部分：电力市场中的报价规约88第二部分：电力市场中的报价规约9

发电报价模型

--发电成本曲线

Ci(千元/h)C0i(千元/MWh)Ci'(千元/MWh)PiminPimaxPi(MW)C0i发电成本单价曲线为：(2)Ci'发电微增成本曲线为：(3)Ci(1)1.发电成本是二次曲线

89发电报价模型Ci(千元/h)PiminPimaxbiCiCi'C0iCiC0iCi'dibiPi

2.发电成本是一次曲线

(4)(5)发电成本单价曲线为：(6)发电微增成本曲线为：90biCiCi'C0iCiC0iCi'dibiPi2.发C0i=aipi+bi(9）

发电成本曲线应该是：Ci=aipi2+bipi

(10)

其成本微增率为：

Ci'=2aipi+bi

(11)

报价用单价曲线

1-报价为线性曲线C0iC'iCiC0iCiCi’0Pibi91C0i=aipi+bi(9）报2-报价曲线为常数biCiC0i=Ci’C0iCiCi’bi0PiC0i=bi(12)

发电成本曲线应该是：Ci=bipi

(13)

其成本微增率为：

Ci'=bi

(14)

922-报价曲线为常数biCiC0i=Ci’C0ibi0

报价用微增曲线报价为线性曲线

报价曲线为常数93报价用微增曲线报价为线性曲线

报价曲线为常数14

建议1.研究发电成本曲线和微增率曲线；2.建议采用分段上升的报价曲线。（算法简单，解唯一，发电随负荷共涨落）94建议1.研究发电成本曲线和微增率曲线；15MW50100150200250300350400450出价($/MWh)26.227.127.828.529.329.529.931.233.5成本($/MWh)27.527.752828.2528.528.75293032发电公司竞价策略--

发电公司的竞价曲线和成本曲线95MW50100150200250300350400450出价联营体市场中的报价方式多部分报价多部分报价可包括能量价格、启动费用和停机费用等，以反映发电机组的成本结构和运行约束。电力联营体所采用的拍卖清除算法必须同时计及能量价格和发电机组的运行约束，这需要用机组最优组合程序来完成。这种方法可以保证所得到的发电调度计划在技术上是可行的。96联营体市场中的报价方式多部分报价17联营体市场中的报价方式(续)：

多部分报价机组最优组合问题是一个非凸的、非线性混合整数规划问题。对于大规模机组最优组合问题，并不存在可以保证求得该问题的全局最优解的有效算法。由于局部最优解不能保证在发电公司间进行公平的负荷分配，这种报价方法曾受到不少批评。97联营体市场中的报价方式(续)：

多部分报价18多部分报价方法的一个典型例子是英格兰和威尔士电力市场，该市场的报价规约要求发电公司的报价中包括很多分量。能量段及报价价格(最多3段)机组启动价格和无负荷价格机组最小运行时间发电公司向Pool提交发电机的运行参数电力联营体(pool)利用机组组合优化程序确定下一天48个时段(每半小时一个时段)市场切除价(MarketClearingPrice-MCP)和发电调度联营体市场中的报价方式(续)：

多部分报价98多部分报价方法的一个典型例子是英格兰和威尔士电力市场，该市场联营体市场中的报价方式(续)单部分报价发电公司只投下一个交易时段(如第2天的每小时)的能量价格。市场清除算法非常简单，只需要根据预报的负荷、发电公司的标价及可供电量按照价格从低到高的次序确定各个发电公司在第2天的每小时的调度计划。市场操作员并不作机组组合优化，发电公司在构造报价策略时需要计及所有的费用以及运行约束，并将这些因素隐含在能量标价中，因为这种报价结构不能保证恢复启停费用等非能量成本。99联营体市场中的报价方式(续)单部分报价20联营体市场中的报价方式(续)：

单部分报价这种报价方法不能保证发电机组运行的可行性。当列入调度计划中的发电机组受到运行约束限制时，需要一种机制来修改调度计划，例如设立短期平衡市场。加利福尼亚和澳大利亚等电力市场采用这种报价方法。西班牙基本上也采用了这种方法，但略有不同，报价时允许附加少量运行约束，但市场清除价仍然只按能量标价确定。100联营体市场中的报价方式(续)：

单部分报价这种报价方法不能保报价函数形式$MW$/MWMWci(pi)mci=dci/dpi分段线性成本函数阶梯型边际成本函数101报价函数形式$MW$/MWMWci(pi)mci=dci/

第三部分：电力市场中的报价策略102第三部分：电力市场中的报价策略23发电公司报价策略的种类发电公司在电力市场中的报价策略包括：现货（日前）市场的报价策略实时市场的报价策略各种辅助服务市场的报价策略视不同的市场模式而定103发电公司报价策略的种类发电公司在电力市场中的报价策略包括：2发电公司报价策略的种类（续）发电公司在各类市场中报价策略的协调在各类市场中适当分配发电容量可以用投资学中的组合投资理论来研究需要考虑各类市场的价格风险困难：如何准确预测各市场的价格风险？如何量化这些风险？104发电公司报价策略的种类（续）发电公司在各类市场中报价策略的协不同报价规则下的发电公司报价策略单时段静态报价与多时段统筹报价单部分报价与多部分报价分段报价函数与线性报价函数MCP结算方式与PAB结算方式同一发电公司内部的火电厂、水电厂、核电厂、抽水蓄能电厂等的协调报价发电公司内部的机组组合和机组检修的协调105不同报价规则下的发电公司报价策略单时段静态报价与多时段统筹报构造报价策略的方法主要有三种方法估计下一个交易时段的市场清除价(MCP)估计其它发电公司的报价行为基于博弈论(gametheory)的市场平衡分析

106构造报价策略的方法

27

3.1 估计下一个交易时段的市场清除价1073.1 估计下一个交易时段的市场清除价28预测MCP的可用方法计量经济学模型时间序列分析回归分析和人工神经元网络专家系统或模糊集方法组合预测小波分析等等108预测MCP的可用方法计量经济学模型29预测MCP的主要困难MCP不容易预测，比负荷预测要困难得多。大多数电力市场运行时间较短，数据不充分。有些影响电价的因素难以描述，如报价策略。市场电价波动很大。时间序列分析模型相对来讲比较合适。109预测MCP的主要困难MCP不容易预测，比负荷预测要困难得多如何报价？发电公司只需要报一个比MCP略为便宜的价格。隐含地假设了市场是完全竞争的。在报价的历史数据不公布的电力市场(如加利福尼亚)，也许只能采用这种方法。对于占市场份额很小的发电公司，也可以采用这种方法。110如何报价？发电公司只需要报一个比MCP略为便宜的价格。31

3.2 估计其它发电公司的报价行为1113.2 估计其它发电公司的报价行为32原理与主要困难原理：首先用概率方法或模糊集方法／可能性理论来估计竞争对手的报价行为然后建立数学模型（优化问题）采用有效的方法求解此优化问题大多数研究工作采用了这种方法主要困难:如何准确估计竞争对手的报价行为有些研究工作将所有竞争对手模拟为一个以简化分析112原理与主要困难原理：33现有方法主要有两种方法概率方法模糊逻辑方法／可能性理论概率方法(包括离散概率分布和连续概率分布)连续概率分布模型更为合理113现有方法主要有两种方法34现有方法(续)：概率方法适用于已经稳定运行了一段时间的电力市场。市场数据可以用来估计竞争对手报价参数的概率分布。对于刚开始运行的电力市场，由于发电商的报价一般波动较大(试验之中)，利用这些数据来估计竞争对手的报价行为并不可靠。114现有方法(续)：概率方法35现有方法(续)：模糊逻辑方法对于建立不久的或市场规则刚作过调整的电力市场，发电公司的报价仍处于试探之中。市场数据不成熟、不充分，统计特性利用价值不高，不适于应用概率方法。模糊逻辑方法可能比较适合。模糊集方法在原理上更适合处理数据不成熟、不充分、不准确的情形，且可以模拟专家的经验知识。研究工作刚刚开始。115现有方法(续)：模糊逻辑方法对于建立不久的或市场规则刚作过调3.3基于博弈论的方法基本思想基于博弈论模型如Cournot模型、Stackelberg模型、和供给函数模型来描述发电公司报价策略问题；然后寻找这些模型的平衡点；这些平衡点对应发电公司的最优报价策略。1163.3基于博弈论的方法基本思想37主要问题主要问题：为迎合这些博弈论模型，对发电公司报价策略问题做了很多简化，这样得到的平衡点可能没有多大意义；如产量竞争；价格竞争；线性供给函数竞争电力市场中一般采用分段报价。在这种情况下是否存在所谓的平衡点理论上还不清楚。在信息不完全的情况下，理论上也还不清楚是否存在平衡点。不论采用线性报价还是分段报价都是如此。117主要问题主要问题：38

第四部分：主要研究工作118第四部分：主要研究工作39构造的报价策略模型和结果

模型框架以单部分报价为基础报价函数为线性函数/分段线性函数竞争对手的报价行为用概率分布/模糊集合模拟采用随机优化方法确定报价策略,主要采用了MonteCarlo方法和专门发展的随机优化方法。119构造的报价策略模型和结果

模型框架40MonteCarloSimulationMonteCarlo是一类通过随机变量的统计试验、随机模拟、求解数学物理、工程技术及经济管理近似解的数值方法。人为构造一种概率模型，使它的统计试验的某些特征数（如频率、样本均值等）作为所求量的估计值，这便是蒙特卡罗方法的思想。

120MonteCarloSimulationMonteCaMonteCarloSimulation例：用MonteCarlo计算积分定积分计算，设0〈g(x)<1,计算积分

模拟的基本思想积分J等于以曲线y=g(x)、x轴、y轴几x=1为边界围成的面积，为用MonteCarlo方法计算积分J，我们在单位正方形（0x1,0y1）中，随机地投掷一点，即它的坐标（x,y）都是[0，1]均匀分布的随机变量且相互独立。易知，这一随机点（x,y）落在所求区域中(即yg(x))的概率P正好等于J

如第i次投掷点（x,y）满足yg(x),如第i次投掷点（x,y）不满足yg(x)若重复上述试验n次，即随机投掷n个点。令则表示投掷点落在所求区域的次数

,121MonteCarloSimulation例：用Monte有关结果

有关研究结果能量市场中发电公司的报价策略(单个时段)能量市场中发电公司和大用户的报价策略(单个时段)能量市场中发电公司在下一个交易日24个小时的报价策略(需要进行机组组合优化)辅助服务市场的报价策略(单个时段)122有关结果

有关研究结果43有关结果(续二)

能量市场和辅助服务市场中报价策略的协调(单个时段)发电公司在下一个交易日24个小时的能量市场和辅助服务市场中报价策略的协调(需要进行机组组合优化)123有关结果(续二)

能量市场和辅助服务市场中报价策略的协调(单最近的研究结果

最近的研究结果在能量和备用市场最优分配发电容量的通用模型基于可能性理论的发电公司（连续）报价策略计及网络阻塞影响的发电公司（连续）报价策略计及风险的发电公司（连续）报价策略计及风险和差价合同的发电公司在日前市场的（连续）报价策略124最近的研究结果

最近的研究结果45最近的研究结果

在采用分段报价规则的电力市场中发电公司的报价策略基于模糊集理论的发电公司分段报价策略在以PAB结算的电力市场中计及风险的发电公司分段报价策略125最近的研究结果

在采用分段报价规则的电力市场中发电公司的报价第五部分：计及网络阻塞影响的发电公司的最优报价策略126第五部分：计及网络阻塞影响的发电公司的最优报价策略47问题背景输电阻塞可以分割电力市场，改变发电公司在电力市场中所处的竞争位置。分割成两个或多个子电力市场，在子市场中，有些发电公司可能处于垄断地位由于调度模式的改变，电力工业市场化后阻塞发生的机会大增。原来的输电规划并不是针对竞争的电力市场的。国内外还没有形成系统的、计及网络阻塞影响的发电公司最优报价策略。127问题背景输电阻塞可以分割电力市场，改变发电公司在电力市场中所研究背景以单一购买者模式的电力市场为背景;线性报价函数;统一市场清除价(MCP)结算方式;以原英格兰-威尔士电力市场的阻塞管理方法为基础，即用附加费(uplift)管理阻塞。128研究背景以单一购买者模式的电力市场为背景;49数学模型第i个发电公司的报价函数为：电力交易与调度中心收到发电公司的报价后首先进行无约束调度对调度结果进行校核，检查输电约束情况如果网络会发生阻塞，则需进行阻塞管理，修改调度计划以消除阻塞总的目标是寻求使总购电成本最小的发电调度

129数学模型第i个发电公司的报价函数为：电力交易与调度中心收到数学模型（续）以原英格兰－威尔士电力市场的阻塞管理方法为基础。向发电公司支付的价格分为四种情况：

机组被排入无约束发电计划，在当天正常运行PPP=SMP（市场统一清除价）+CP（容量费）机组被排入无约束发电计划，但在电力交易与调度中心的要求下没有运行PPP减去该机组的报价

机组虽然参与了报价，但没有被排入无约束发电计划，后来在电力交易与调度中心的要求下参与了实时调度、提供了电力该机组的报价加上CP机组虽然参与了报价，但没有被排入无约束发电计划，也没有被电力交易与调度中心要求在当天运行只向机组支付容量费CP

130数学模型（续）以原英格兰－威尔士电力市场的阻塞管理方法为基础数学模型（续）发电公司i在某一交易时段最优报价模型为：满足：其中，为统一市场清除电价，Cp为容量费，max为由市场规则确定的发电公司的允许报价上限。131数学模型（续）发电公司i在某一交易时段最优报价模型为：满足无约束发电调度市场清除价与机组无约束调度出力qi计算：由上两式可以推得：132无约束发电调度市场清除价与机组无约束调度出力qi计算：由阻塞管理方法阻塞管理所引起的发电出力调整量qi

的计算即阻塞管理数学模型，目标是使阻塞管理所引起的附加购买成本（阻塞成本最小。满足：

即机组出力约束：功率平衡约束：直流潮流约束：输电网络容量约束：

有约束的二次规划问题，不难求解133阻塞管理方法阻塞管理所引起的发电出力调整量qi的计算满足蒙特卡罗方法假设竞争对手的报价系数j、j服从联合正态分布：发电公司最优报价策略问题就成为随机优化问题，可以采用蒙特卡罗仿真方法求解。

134蒙特卡罗方法假设竞争对手的报价系数j、j服从联合正态分算例分析算例一G1G2L2=150MWL1=40MW图1 两节点系统接线图

135算例分析算例一G1G2L2=150MWL1=40MW图1 两算例一结果iiqi(MW)($/MW)每条线路潮流(MW)是否阻塞阻塞管理后的调整量qi(MW)利润($)每条线路容量为100MWG121.86140.1414123.239.2328.2否－4030.6G221.16150.270466.8－1756.7每条线路容量为50MWG121.85420.141119048.6675是-505968.4G290.06450.79900505007.6136算例一结果iiqi(MW)($/MW)每条线路潮流算例一结果阻塞情况下，发电公司G1只能向负荷L2提供100MW，剩下的50MW必须由发电公司G2来供给。发电公司G2提供的50MW出力是按其自己的报价来支付的，所以报价越高(但要受报价上限约束)，获得的利润越多。可见，当输电容量不足时，在负荷L2侧会形成局部市场。发电公司G2可以利用其垄断地位，抬高报价，获得高额利润。

137算例一结果阻塞情况下，发电公司G1只能向负荷L2提供100M算例分析（续）算例二图2IEEE14节点系统图

138算例分析（续）算例二图2IEEE14节点系统图59算例二139算例二60算例二结果140算例二结果61算例二结果当支路3（节点2－节点4）和支路17（节点9－节点14）的潮流上限由情况一的1.71降为0.25时141算例二结果当支路3（节点2－节点4）和支路17（节点9－节点算例二结果在第二种情况下，无约束调度时，发电公