电力市场中电价与能源及环境保护的

电力市场中电价与能源及环境保护的研究1引言要从传统的计划经济体制下的国家垄断模式过渡到电力市场，实行公平、公正、公开、有序的竞争，电价是关键。计划经济体制下的“成本加”的定价方法必将受到革新，取而代之的是“市场电价”。电价是电力市场的杠杆，可以说，没有一整套的从上网、转供、直至销售的合理竞价理论与方法，或者政府对电价没有完善的市场规范、控制模式和监控系统，电力市场就会夭折。因此研究、制定完整的电价理论与方法体系，是我国急待迫切解决的需运用电力系统、管理科学、宏观经济、模糊优化、资源环境、人工智能等多学科、多行业交叉理论，对我国人口、资源与环境的可持续发展，对电力市场中政府行为与企业的行为进行研究，以促进社会发展的重大应用基础研究课题。本文作者通过承担电力市场重大科研课题所进行的实际研究，构造了确立发电侧电力市场的上网电价最大熵技术的日有功优化调度模型、创立了政府对电价的控制模式和环保指标量化为上网电价排序模型，并对实时电价的确立与能源及环境保护的理论提出了独特的见解。2研究的内容与模式的建立2.1上网电价的定价模式在当前结构性缺电的情况下，主要对发电侧电力市场的上网电价进行研究、建模，然后，再过渡到供给充足的零售市场的上网电价竞价。可采用模糊控制遗传算法(FCGA)、最大熵技术、智能工程等理论和方法，根据我国现有的发电企业或发电机组的所有权结构和还本付息的周期、利息等不同，在考虑电量成本(边际成本)最小的同时，兼顾考虑各厂、各机组的发电容量成本。既使发电容量总成本最小，又使发电企业有还本付息和再生产的能力。本文作者通过实际研究，提出了电力系统日有功调度的最大熵技术寻优法。2.1.1最大熵技术“熵”是信息论中最重要的基本概念，它表示从一组不确定事物中提供信息量的多少。在多目标决策中，最大熵技术是一种十分有效的方法，其基本原理如下：设Pj为状态j的发生概率(1≤j≤n)，gj为常数：则熵的定义为熵函数是连续的、可微的凸函数。考虑一个多目标问题maxy＝［f1(x)，f2(x)，…，fk(x)］s.t.hi(x)≤0(1≤i≤m)x∈Rm,y∈Rk其决策空间X＝｛x｜hi(x)≤0,1≤i≤m｝,目标空间Y＝｛y｜y＝［f1(x)，…，fk(x)］，x∈X｝。在目标空间Y中，决策者给定一个目标点g＝(g1,g2,…，gk)，其中gj为已知常数(j＝1，2，…，k)。构造问题这里Dj是距离函数，有Dj(Z′j,gj)<Dj(Zj，gj)(Zj<Z′j<gj)或Dj(Z′j,gj)>Dj(Zj,gj)(Zj>Z′j>gj)。把熵函数作为距离函数，根据定义，我们希望得到一个解y*，它距离已知目标点g＝e－1(y01，y02，…，y0k)在熵的意义下最近。可以证明，当熵函数达到它的无约束最小，有y*j＝e－1y0j(1≤j≤k)。则问题可以改写为肠走其线森性型励式为档节采用鼠K-末T法释求解醒式中逃α雪i表船示系歉数矩鼠阵A拉的第题i列仪；α筐j表还示对漆应于念目标染函数乡约束映的对聋偶变狂量矢纯量；屋β表漫示对戏应于伶约束机条件粪AX嫂≤b杏的对童偶变立量矢侧量；哄C表可示目邮标函师数的璃系数牧矩阵征(k诚×m劲)；酬cj骆是矩翁阵C雕的第平j行然；c筹i是简矩阵理C的绵第i绸列。干2.立1.丈2抛日有爬功优矮化调盟度的且最大此熵技县术寻寄优法催模型薄(1医)脆(2遮)凭mi顷n誉D＝做Z1冈l盈n(丸Z1勒/y惹01策)＋梯Z2忆l手n(拼Z2竭/y宾02途)纲(3弹)家(4湖)同(5闲)寒钥(6独)～右(1忍3)张略。辈范式(便1)迅的第栗1项础为发释电容且量成绒本，度第2佛项为雕启动援费用业，上浓标t站表示停一天效中相讽应的系时段毕序号总；下狱标i谎为发炸电机丧组序控号；述n为取发电渐机组谋数目熔；τ担为停管机小避时数谈；T脆为一纱天内雪的时卵段数惑，根橡据运酸行调腹度的金要求雅可分紫为2烟4段自、4众8段杏、9彻6段勺或2航88严段；揉式(工2)扬中的待Et忧i为感机组铅i在牙时段蚁t的注上网拳电量揭边际艳成本脖；P辆ti程为机瞒组i福在时观段t滚的有秆功功际率变蚀量；罪Ut止i为胸0或除1的撞变量咏，表志示机伙组的档启停丘状态牲。崖佳(6挎)～位(1贼3)胃式的掘约束拍条件护分别浅为有佣功功腔率平肃衡约羽束、辽旋转剃备用柄约束始、机逐组容犁量约售束、罚水库侄水位班约束趁、政数府限雨制电诊价约虏束、辅环保答条件嫁约束殊、机霜组起膊停约策束和枣用户泥功率茅响应喷速度笋约束代等。确催根据垫式(蜓1)叛～(新13园)的银最优锹经济膨运行矩方式掉，本贵文作离者结灯合各植类机陷组的慢容量犹电价陈和各波机组凡的电灾量电啄价，舱从而播排定匆各机畅组的里上网舍顺序泪和确只定趸剂售电阶价。场垒容量转电价挠(C滋E)秘采用晕分类绿标准圈容量训电价秘模式均，对腐不同支电能创质量核的电悲厂(断机组罪)分亡类别沟(如聚基荷挤、腰掌荷、盯峰荷岩，按脉其在粥电网贵中的准作用叨确定穴其分滚类)泥支付袖容量昆电价物，同耍类机域组容肉量电拢价水爽平相锻同。盖并且信对参碎与上纳网的贼机组买确定停年计女划发种电量宅数，灵按年铃、季紫、月蔽、周笛进行障分解度，由越电厂酿与购厘电代座理机絮构签圣订购另电合吴同。狼上网侦调度忍的发智电机求组的世年计纺划电煎量数啦未完咏成的勉，应吸由购罪电代系理机款构(慢或保删险合瘦同签抗订方螺)予海以补君偿。猎娘电量迎电价模(S坊MP胸)实毙行报脑价排主序，久电价弓低的守电厂锦(机潮组)宴优先宋上网妹，达泥到预沙测负你荷后们，竞阅价上忽网的妄最后驼一台繁机组垦的电孔量电妥价作增为所场有上主网机驶组的饺结算矿电量遵电价包，并窄实行蚂最高紧报价伏和最遇低报上价限溜制。苦奉各电佛厂的环趸售蠢电价宫(p锦oo妻l禾pu叫rc等ha石se旁p侨ri挨ce辆)为苍容量谋电价姓与电写量电截价之态和，追即拿PP佣P＝荒CE篇＋S猴MP狐(1爬4)弱画某电舌厂在殿某一厌时段蹈的发速电净予收入叮(N狭R)稀为：懂NR惰＝Q竟×P交m＋估Qc林×(惧Pc甩－P奖m)呜－Q灯×P两i朴(1扛5)缸式中招Q额为上茶网电霸量；兄Pm劝为结得算电驶量电颈价(扛上网励电价算)；忌Qc柜为容厨量合攀同电迷量；厨Pc蹦为容针量合南同电赠价；什Pi机为单茧位电辜量成缸本。秩习高耗劳少发他，低沃耗多脑发，其这是捆电网针经济涌调度撕最基扭本的引原则流，也摊就是鹊说，鸣在电毙网经池济机牙组与研不经宿济机进组并舰存时诸，让鄙那些道发电储成本滤高的志机组永不发缩电，纯长期刑处于迫调峰怀备用倒状态品，而温使发召电成茄本低践的高举效大观机组刚多发茶电，酬带满兄负荷条，从照全局身利益歼出发府，这仗是合铃理的翼。采纯用式嫂(1捆～1扣5)渐的调宰度方佳式，晴有利蓄于将句发电能负荷蝇从发盖电成协本高痒的电徐厂(滑机组档)转寺移到术发电渐成本哀低的眨电厂励(机攀组)捡，而哗发电龟成本也高的慰电厂仆因获擦得容币量补纠偿，详可以虎还本宁付息调，且桶在用故电高雾峰期灶可被偿调度徒上网黄发电幕。因家水电谜厂电团量电辛价一远般均毒低于龙火电浙厂电议量电猜价，妇按电验价优裂序上政网，纠即首步先保归证了恭水能售的充钓分利森用，闸从而舅使资罩源得群到了斤有效王配置迅，节得约了填能源围。陵2.榴2棵实时也电价晒的定狱价依乐据退2.绳2.肯1猴实时度电价劲的确材定凡铜在电做力市烧场条础件下成，实艘时电诉价是钱着眼旁于电绢力的具瞬时悄供需迫平衡隆，兼如顾电孟力系趴统的途安全水运行织，以著电力侵的长伐期边搭际成焰本结赤合短冠期边女际成融本为陕定价帅依据盯的一恢种定闲价方喘法，坟它利倡用电防力市蚂场供冶需状穴况对贼电价沙的影冲响，贩自动厕反馈纽调节乎用户落负荷拘，通吧过经毙济利垦益激揪励用证户配饺合市漫场调含度员暂，共倚同实邮现电单力负拒荷在膊一定鼓时空偷的最土佳分萌布，肆从而凝实现情电力脱商品护的社格会价红值最壁优。卫外就电冈力的射短期滑供给辈与需该求而州言，味在某豪一时稿点，宣国民醒收入涂、季妇节气乖候、箩物价虚指数碰、电纳力的栗生产际成本岛等可育视为颜既定吃，从筹而价妇格成脉为调钱节需逆求与狭供给纺的唯坐一因合素，夹电力症的需敏求函抽数和发供给圈函数喘可表村示为店Qd埋＝D校(P如t)邪(1守6)殃Qs庸＝S吹(P融t)锯(1拐7)颠氏式(眯16不)与辰式(殃17请)的衫关系珍可表击示如郑图1单。硬图1获电烘力的耀供给拍与需友求路FI遗g.搜1讲Su勾pp帖ly烤a铸nd压d抄em沾an火d膝of烘e术le桑ct荒ri检ci姑ty腾p根ow临er码过图1内中E拳为供决给与仁需求恐的均杯衡点无，所础对应脸的均闹衡量骡为Q他e,胆均衡特价格棵为P勿e。娱设负赢荷高塔峰期背时，迅电力换的需贴求量绕为Q葡2，宽此时拴若沿李用传窄统的球平坦坟电价滩，假夜设为象P1逮，因突P1东低于拘均衡解价格断Pe印，且见小于遵电力却边际老成本述，发针电企美业在绑P1巧价格习下只拍愿意残供给着电力勤Q1悲，从兴而出秀现缺岭电，览缺电占负荷丝为Q颂＝Q梅2－拿Q1正。若组在传骑统的匠用电矿计划孕管理营体制驳下，杏电力麦部门文不得垂不采娱取拉牌闸限尘电的过措施姿，强虏迫电忧力的侧需求隙与供懂给保蛮持均拜衡。腥而在签电力军市场女条件欢下，嘴用户陆的供付电可杯靠性滥必须演得到骂保障乳。用父电需摧求的昆减少饲只能合靠电春价激素励用转户自排觉地布调整按，即金通过陵实时乌电价肃来实敏现。巨采用前实时上电价境，当吓需求衣为Q我2时削，价四格应虾上升冤为P搅2，闸P2风大于情均衡佛价格差Pe幅，一捏方面握可促巾使发浅电企侧业为赠追求粘超额浆利润可而提毕高出窄力，汉另一掩方面旁可促占使电拜力用肤户(烧特别红是大万用户污)，值为减培少产罗品的跑生产突成本波，而妨减少壁高峰密时用址电、永调整贴生产具班次梦、调促整负弄荷的定时间壮分布运、增酷大低苗谷时景用电赛(低渴谷的简实时井电价叶，低叶于电受力的赔边际篇成本侧)，久削峰乓填谷返，提删高负址荷率艇。因昼此，州可以悄说电颜力需零求的叮大小便反应臂为实堂时电船价的乓高低鄙，正守是实敌时电耻价不己同时厕段的矮价差镇在自恐动调俯整着斥电力柴的供艘给与蕉需求射的均社衡，贿从而贵实现尺资源衬的有浸效配叶置。圆2.厦2.确2瘦实时通电价域的定滔价依波据食边对电桑力生介产企直业来降说，体企业糖的最钟佳产走量水授平，膊即企启业获妹得最杰大利餐润的套条件竞是边昼际收澡益等叠于边顺际成堡本，闸即M观R＝巡MC笑。向督用户绑供电追的边绑际成匪本可躲以定鉴义为公：由组于需赶求的勇微量原变化旬而引亩起的蚀供电器总成歇本的傍改变蓝量。汽如用坑P表悟示电轰价，玻Q表求示电员力需殖求，闲TR姨表示袄总收男益，哨TC舞表示眠总成洲本，重则可研用公仗式表追示为丧TR饥＝P统.Q垃(1炎8)殊(1申9)蹄当P爹为常遍数，备即当着P＝骆Pe绕时，隆MC支＝M烦R＝慎Pe坟(2虫0)布出式(重20猜)说耳明，猪当市落场价傻格等拒于边崖际成清本时狐，电做力企奴业的言生产哭效益桑达到帆最优早。同家时，抱用户敬获得搏电价脊等于帐边际洽成本巨的电逐力，风从而血社会秆效益刃达到易最优召，由渣此说陆明电页价应合按边功际成挺本制片定。铁应用虫长期瑞边际色成本墨确定叉容量畅电价侨已为巴世界揪工业辆发达弹国家盐的电叼力企障业广怪泛采胸用。煤所谓访长期危边际循成本便，即典在较络长时遭间内非，由竟于电临能需酒求微宴小增挪量所瑞引起溜的发杜供电泻总成培本的妥改变余量。岂这是够因为欢电力怕企业神是资阁金密裹集型歉的行跃业，骗当系忌统需暴要根晶据总债成本酿最小奔和和犹限制飞停电曾损失刑风险赵的目永标来梁确定绕投资雁规模峰时，启需求留的增菠加将库要求旗扩建违发供和电设陕备，饺引起奴容量亭成本瓜、电蚀量成字本和域用户鸣成本树的变峡动，匹即长城期边返际成清本(哪lo较ng独r奋an意ge病m菊ar扇gi窗na您l盆co允st甜,简租称L诉RM杀C)枝的变范化。庙而实幻时电忠价从炒严格漏意义椅上说罗是“脚当时随发生匠”的期发电配和输冷电费识用，袜即能千精确旷地反燥映价挖格瞬肠时微宫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