《电力市场概论》 课件全套 张利 第1-7 章 绪论、微观经济学基础-发电投资分析

第一章绪论1.电力工业的发展历史竞争－－垄断－－竞争1882年，纽约珍珠街电站，600kW1887~1893，芝加哥有24家电站1882年，德国慕尼黑国际博览会，57km，1kV直流，密示巴赫水电站－现场1886年，美国开始使用变压器，远距离输电技术发展1891年，德国建立了最早的三相交流输电系统，鲁劳镇－法兰克福，95V－15kV－110V，现代电力系统雏形1898年，SamuelInsull当选NationalElectricLightAssociation主席，游说政府考虑规模效应，特许电力工业垄断经营1907年，纽约州管制委员会成立，行业垄断被认可一、电力工业为什么要引入竞争1920年代起，世界主要工业国家的电力工业走向了垄断经营。发输电技术新的发展状况：电网的规模效益依然明显，发电已具备竞争条件。1980年代末，打破垄断、引入竞争的电力运营体制改革在世界范围兴起。一、电力工业为什么要引入竞争2、为什么要竞争三方面的问题：电力工业的垄断模式会抑制其高效率运营的积极性，会滋生一些不必要的投资；电力工业运营不当所带来的失误、产生的损失不应该由用户来全部承担；电力公司作为公用事业部门与政府联系太密切，往往受到不必要的干预，失去投资的活力。竞争与管制下的垄断最大的不同在于由谁承担风险背景：社会大环境，电力技术现状。垂直一体化集团公司（VerticallyIntegratedUtilities）：发电、输电及配电均由一个电力公司完成。在传统管制方式下，这样的公司会在一定地理区域内对电力商品实施垄断。发电公司(GeneratingCompanies，Gencos)：生产与销售电力商品的公司。也出售如系统频率调节、电压控制及备用等支撑的服务，以使系统能保持电力供应的质量和安全。一个发电公司可以拥有一个发电厂或多个发电厂。独立于垂直一体化部门的发电公司又称为独立的发电运营商，简称IPP。二、相关公司与机构的定义配电公司（DistributionCompanies，Discos）：拥有并运营配电网的公司。在传统情况下，配电公司对直接接入他们网络上的用户拥有垄断权。在全面解除管制环境下，电力商品的销售从配电网的运行、维护及规划中分离出来。零售商（Retailers）：从批发市场上购买电力商品并销售给不愿意或者不被允许在批发市场参与交易的用户。零售商不必拥有发电、输电及配电的资产。一些零售商是发电公司或配电公司的附属公司。一个零售商对应的消费者不一定接入同一家配电公司的网络。电能交易所（PowerExchange，PX）：提供一个电能供求双方交易的场所。独立系统运行机构(IndependentSystemOperator,ISO)：负责维持电力系统的安全性。之所以称为独立的，是因为在一个竞争的环境下，系统必须公平的对待每一市场参与者。ISO一般仅拥有计算机与通信设备，用以实现对电力系统的监控。ISO在承担系统运行的同时也充当实时市场运营机构的角色。输电公司（TransmissionCompanies，Transco）：拥有输变电设备的公司，如输电线路、电缆、变压器及无功补偿设备等。他们依照ISO的指令来管理这些设备。输电公司有时也拥有发电子公司。而独立输电公司（ITC）没有自己的发电厂，此时他们也担任ISO的角色。监管部门（TheRegulator）：一个政府机构，负责保证电力市场运行公平、公正、公开的部门。他们决定市场的运行规则，调查、监督滥用市场力的可疑行为。同时也为垄断部门（输配电网）所提供的产品和服务设定价格。小用户（SmallConsumers）：从当地配电公司租赁与电力系统的连接，从零售商那里购买电力商品。他们参与市场的作用仅限于当有多家零售商时，他们有权进行选择。大用户（LargeConsumers）：与小用户相反，他们在电力市场中扮演积极的角色，可以直接从市场上购买电力商品。部分大用户可以提供控制自身负荷的能力，这是ISO用来控制系统运行的一种资源。有时大用户直接与输电系统相连。

模式一：垄断模式（Monopoly）（a）描述的是发电、输电及配电一体化的电力公司（b）描述的是发电与输电构成一个部门，该部门向当地的垄断

配电部门出售电力。这一模式不排除不同地域的电力公司

之间的双边交易，如图所示，这些交易发生在批发层面上。

三、电力市场的模式

模式二：单一买方模式（Purchasingagency）图（a）是电力工业引入竞争的第一步，电力公司不再拥有全部发电容量，独立发电厂商(IPP)接入电网，并将电力趸售给电力公司。图（b）是这一模式进一步的演变，电力公司的发电业务全部分离出去，不再拥有任何发电容量，他们向IPP购买电力再趸售给配电公司此模式中发电市场只有一个买方，缺乏充分竞争所需的足够多买方，因此这种模式竞争有限，仅仅在发电运营方面引入了竞争，所以缺乏自由市场经济的价格发现机制。在电力需求增长较快的发展中国家，常采用该模式作为吸引民间电力投资的重要途径。模式三：批发（趸售）竞争模式（Wholesalecompetition）在批发交易的层面上，仍然要集中进行的运作是现货交易市场的运营及输电网络的运行。在零售层面上，系统仍将处于集中控制之中，因为每一个配电公司不仅运营本地的配电网，还代表它所辖区域内用户的利益来购买电力。与模式二的不同是，配电公司可直接向发电商购电，大用户也被允许自主购买电力，这些交易均在批发市场中进行。批发市场可以是联营体或者双边交易的形式。

模式四：零售模式（Retailcompetition）在这种模式下，所有用户都可以自由选择电力供应商。由于交易成本的原因，只有大用户才会直接从批发市场上购买电力，中小型用户一般从零售商那里购电，而零售商在批发市场上购电。在这种模式下，配电公司的经营通常与零售活动分开，配电公司不再对其电网覆盖地区的电力供应拥有垄断权。这个模式中，唯一保留垄断作用的就是输电网和配电网。实现这一模式需要大量的复杂工作，如计量、结算、通信与数据传输等。输电与配电的费用需要向参与者收取，因为这些网络仍然是垄断的，所以仍需以管制为基础。

这些模式相互区别的关键点就在于各业务环节中引入竞争的程度以及谁有权选择竞争市场中的发电商。四种模式依次提供了逐渐增多的选择，也逐步缩小了垄断的范围。有争议的问题：在许多国家，电力行业竞争的引入是伴随着电力工业的私有化改革一同进行的。私有化是政府把公有制企业卖给个人投资者，于是这些企业就变为私有的、以营利为目的公司。但是，私有化并不是引入竞争的前提。上述4种模型都没有要求对应特定的所有权形式，公有制企业可以并且在很多情况下正在和私有企业进行竞争。

目标用户希望低电价、高服务质量和安全稳定供电；股东希望得到较高的投资回报；电力公司希望公司获得发展和采用新技术；政府希望实施全国性的能源政策和与经济发展相适应的电力发展方针；环境保护组织希望减少污染；监管者希望能够通过竞争实现资源的最优配置；一个国家或地区电力改革的具体实施方案必然是上述目标相互平衡的一个结果，这需要根据各地经济发展的不同阶段和电力发展的不同水平，明确改革的主要目标和次要目标而确立。四、改革的目标和制约因素

制约因素

受到多种因素的制约，其中最主要的：改革旧体制的代价对系统安全可靠性的保证安全可靠性指两方面：系统实时运行的安全稳定性和发输电设施扩建的充足投资运行：有足够的证据表明，厂网分开、发电竞争并没有必然地降低整个系统的稳定性水平。但很难证明的是，竞争的电力系统比集中管制的电力系统运行效率更高扩建：容量决策，发输协调问题1、英格兰电力市场及其演变（1）初期模式：1990.3.31a、结构

b、交易方式

c、定价方式

d、监管（2）成效和问题（3）NETA模式：2001.3.27（4）BETTA模式：2005.4五、国内外电力市场发展2、美国的电力市场化道路美国已经形成的有组织的电力市场包括新英格兰ISO、纽约ISO、PJM、德州ERCOT和加州ISO。这些市场内一般都存在集中的日前市场和实时市场，并允许进行短期的电力双边交易。典型的是加州和PJM市场。美国联邦能源监管委员会（FERC）于2002年7月31日颁布《标准电力市场设计》，试图为全美各区域的电力批发市场建设提供一个有效的统一标准

美国在放松电力管制过程中，出现了加州大停电和电价飞涨、电力公司申请破产保护这样的重大问题，令政府惊惶失措，令世人震惊。加州改革方案中存在固有的缺陷：一是强迫电力公司出售５０％的发电容量，而同时没有要求电力公司和发电商之间签订长期稳定的供购电合同。二是要求电力公司必须１００％从现货市场购电，没有期货市场，市场无法提供反映长期供求关系的价格信号。三是缺乏科学合理的价格传导机制，对最终用户的零售价格冻结，而批发市场价格可以大幅波动和上涨，使得处于中间环节的电力公司无所适从，价格倒挂，最终申请破产保护。四是保证电网用电增长需要的供电责任不落实，将这一重大责任寄托于市场的自我调节。另外，环保主义者对环境保护的不切实际的苛求，也是造成加州十年没有建发电机组，投产新的输电线路的原因之一。

美国最大的东部PJM市场根据实际情况选择了纵向整合电力改革模式，获得了成功。具体做法是：将各电力公司发电、输电、配电、供电进行功能性分离，财务分开核算。将输电分离交给系统独立运行者管理，不要求强制出售发电厂，引入竞争机制，逐步放开供电，用户有权选择供电商。PJM负责输电系统经营，进行职能管理，提出输电计划对发电厂进行调度，不拥有输电资产，公平为市场参与者提供输电服务和电力交易市场。电力公司及供电商分别对用户供电负责，供电负荷要有发电容量保证并有必要的备用容量，不足将受处罚。发电容量来源由三部分组成：（１）本公司电厂；（２）双边交易合同；（３）现货市场和一天期货市场。电力市场交易容量约占１５％左右。为反映电网内部能力限制和拥堵，电力市场实行分区边际定价机制。3、欧盟的电力市场欧盟于1996年12月19日一致通过关于放宽电力市场的指令，倡导建设统一电力市场，内容包括：一、有选择权用户可自由选择供电商，参与的欧盟及欧洲经济区１３个国家必须依据时间表开放供电市场。二、供电市场可采用不同的业务模式。一种是第三方接入：有选择权的用户和供电商可接入供电网络；允许采用纵向整合化系统，但必须将发电、输电和配电行业的会计账目分开；可采用管制价格或协商价格。另一种是单一买家：有选择权的用户可与独立供电商签订合同，但所有电力均由单一买家供应，而单一买家则按约定价格向合约供电商购买电力。三、对于发电市场，欧洲国家可选择采用招标机制或许可证制度来监管新的发电容量。

北欧电力市场由丹麦、芬兰、挪威和瑞典四国组成。四国电力100%参加NordPool的市场交易。长期发电合同由发电公司和用户自行签订，但要通过系统运行商即电网公司的输电安全校核，北欧日前发电计划由北欧日前市场统一组织交易，市场系统运营商负责组织平衡市场的交易。各发电公司、售电公司和全体用户可以通过电力市场进行电力、电量的自由买卖。北欧电力市场95%的电力、电量通过北欧电力市场的期货和现货交易来自动实现，发电企业根据合约自行安排发电计划并组织发电，交易信息需告电网调度机构。另有5%左右的电力需要通过电网调度机构组织的实时平衡交易来实现，以保证电网稳定运行。根据北欧电力市场规则，各国的电网公司（具体为各国国家电网公司的调度机构）可以也只能通过参加平衡市场调节电力供需平衡。4、俄罗斯电力市场

2008年7月1日，曾垄断俄罗斯电力行业的统一电力公司(RAO)停止运营，旗下火电资产被拆分为6家电力批发公司和14家区域发电公司，参与市场竞争；输电资产中220千伏及以上的骨干电网由新成立的联邦电网公司所有；配电资产除莫斯科和圣彼得堡配电公司外，其余9家跨区域配电公司将在2010年后进行私有化，而电力零售业务仍由配电公司负责。此外，俄政府还成立了独立的电力系统调度公司，并鼓励大用户直接购电。改革目标明确，建立适合电力行业特点的市场运行机制：明确将高压输电、低压配电和电力调度界定为垄断性业务，坚持由国家所有和控制；发电、售电、维修服务等则界定为竞争性业务，推进产权制度改革。5、我国的电力改革三个阶段：20世纪80年代改革开放后，经济发展，电力短缺，1995年实行多家办电1997年1月，国家电力公司成立。目标：政企分开，打破垄断，引入竞争，优化资源配置2002年3月，电力体制改革工作小组成立，任务：厂网分开、主辅分离、输配分开、竞价上网4月11日，国家计委公布电力体制改革方案2002年10月15日，中国电力监管委员会宣布成立2003年12月29日，中国电力新组建（改组）的11家公司成立大会在人民大会堂召开。两大电网公司：国家电网公司、南方电网公司五大发电集团：华能集团公司、大唐集团公司、华电集团公司、国电集团公司、电力投资集团公司四大辅业集团：中国电力工程顾问集团公司、中国水电工程顾问集团公司、中国水利水电建设集团公司和中国葛洲坝集团公司2004年1月15日，东北区域电力市场模拟运行在辽宁沈阳正式启动，成为我国第一个正式建立的区域电力市场。东北区域电力市场开放部分发电市场，采用两部制上网电价全电量竞争模式，容量电价由国家价格主管部门调整和制定，电量电价由市场竞争决定。模拟运行阶段将开展年度合同交易和月度合同交易，按多段报价方式进行，对报价进行网损修正，以市场总购电费最低为目标进行竞价交易。后续将适时开放发电权市场；按照国家有关文件规定，开展发电公司（厂）与大用户双边交易试点；建立辅助服务补偿机制。华东电力市场模拟运行启动于2004年5月18日，一期交易类型包括：年度合同、月度合约竞价、日前现货竞价和实时平衡机制。随着市场发育，将逐步开放周、季度及一年以上的电能交易。华东电力市场运行初期，约85%的电能交易以年度合同方式确定；15%左右的电能开展市场竞争。同时，各省电力公司作为购电者，在区域电力交易平台竞争购电。模拟运行期间，华东电力市场有竞价电厂59个，竞价机组171台，竞价容量4338.8万千瓦，占华东总装机容量的一半以上。2006年4月华东电力市场进入试运行阶段，有70多家发电企业，200多台机组参与市场竞争，竞争容量约为6000万千瓦，采用“全电量竞争加差价合约”的市场模式，按市场价格结算的电量约占总电量的10％。世界主要监管机构及电力市场的网址：英国监管机构OFGEM.uk

美国监管机构FERC英国市场 美国加州市场 美国PJM市场

北欧市场 www.nordpool.no

第二章

经济学的基本概念二、市场的基本原理1、市场需求－－消费者模型需求函数反需求函数（2）消费者总效用和消费者剩余

（3）需求弹性商品i的需求与商品j价格之间的交叉弹性

2.市场供给－－生产者模型（1）机会成本使用一种资源的机会成本（OpportunityCost）是指把该资源投入某一特定用途以后所放弃的在其它用途中所能获得的最大利益（2）供给函数与反供给函数（3）生产者的收益（4）供给弹性3、市场均衡4、帕累托（Pareto）效率帕累托效率可以指消费的帕累托效率、生产的帕累托效率以及社会一般的帕累托效率。社会一般的帕累托效率是指资源在生产者和消费者之间的分配达到最优。

偏离均衡点的交易，都不是帕累托效率的只有像在竞争市场中那样，商品以同一个边际替代率为基础分配，帕累托效率才能达到。5、社会效益和无谓损失

为了帮助生产者，政府可能实行商品的最低限价；为了保护消费者，政府可能对商品实行最高限价；最后，政府可能对某商品实行税收。外界干预在分别有利于生产者、消费者、政府的条件下，对社会效益进行了重新分配。不幸的是，所有这些干预也产生了负面效果，社会效益减少了面积E和F之和。社会效益的下降称为无谓损失，是价格扭曲引起交易量减少的结果。1、投入与产出生产函数边际产量递减定律

2、长期与短期短期和长期没有特定的界限区分，经济学家定义长期是一个足够长的时期，可以使所有的生产要素都得到调整。从另一方面说，短期内一些生产要素是固定的。

三、企业组织理论的概念

企业如何决策产量短期成本函数

x1=g(y)

(x2=

）3、成本（1）准固定成本（2）搁浅成本（沉没成本）（3）短期成本（4）长期成本

对于长期边际成本，有两点结论成立：仅在产量水平为y*时长期边际成本与短期边际成本相等，此时固定生产要素被最优化；长期边际成本曲线与长期平均成本曲线交于长期平均成本最小的产量水平处。只要长期边际成本小于长期平均成本，则长期平均成本下降，只要平均成本下降，则生产被称为呈现规模经济效应。(5)电能生产成本

从发电原理上机组主要分为两大类：火电机组:包括燃煤、燃油、燃气机组和核电机组；水电机组电力系统中的电源即发电机组在不同的研究目的下有不同的模型，在电力系统经济运行中，机组模型采用机组的输入输出模型，即输入的一次能源或费用与输出的有功功率之间的关系。火电机组的输入输出费用模型一般有三种表示形式：二次型费用曲线(元/h)线性费用曲线分段线性费用曲线（piecewisecurve）

除了输入输出费用特性，火电机组还有启动成本，表示为：

其中，、分别为汽机和锅炉的启动成本，是锅炉冷却时间常数。峰荷机组：这类机组的固定成本低，运行成本高，如燃气机组和CCGT机组，它们在短时间内的平均运行成本低，适合运行于峰荷时段，而不宜长时间运行。基荷机组：这类机组的固定成本高，运行成本低，如大型核电机组和燃煤机组，它们长时间运行的平均成本最低，适合承担基荷。腰荷机组：这类机组的固定成本和运行成本大约处在中间水平，通常是一些现有的旧机组。

除了商品的数量、质量和价格显然需达成一致外，当一个买者和一个卖者准备交易时，还有三个重要问题必须考虑：商品的交付日期；结算方式；可能与该交易有关的条件。买者和卖者如何解决这些问题定义了他们签订的合同的类型以及他们参与的市场的类型。四、市场的类型1、实时市场：卖者立即交付物品，买者“实时”付账，没有任何条件与交付有关。这意味着任何一方都不能取消该交易。优缺点：优点：简单、灵活、迅速缺点：价格波动范围大例：生产小麦的农场主和加工面粉的生产商农场主：面临天气的风险

生产商：机器停运的风险两者都面临市场上小麦价格的风险

风险管理过多的风险有碍经济发展。风险管理方式（1）控制风险

1）尽量减少技术问题发生的频率和减轻后果

2）减轻自然灾害的后果

3）合理设计电价机制避免电价的大幅波动

4）控制措施必须是合乎效益的（2）共享风险

1）保险：保险是以集中起来的保险费建立保险基金，用于对保险人因自然灾害或意外事故造成的经济损失给予补偿，或对人身伤亡和丧失工作能力给予物质保障的一种经济制度。

2）电力系统运行中的安全裕度（3）转移风险部分群体是风险喜好者，他们乐于接受风险并有能力在不同的投资行为中化解风险。这种风险管理工具多用于管理价格风险2、远期合同与远期市场（ForwardContract)

远期合同的细节如下：交货商品的数量和质量；交货日期；交货之后的付款日期；如果任何一方违约应交的罚金；交易的价格。

4月1日签合同：

1吨小麦，价格1000￥/吨，8月15日交货

8月15日收获后：卖主交付1吨小麦，买主付款1000￥双方如何议定价格？本质：风险共享3、期货合同与期货市场（FutureContract）物理交易与金融交易：投机商：一般不实施商品的物理交易通过参与多种商品交易来分散风险有风险管理的专业知识

签订的期货合同（交货期都是9月1日）

2吨，2200￥

2吨，1800￥1吨，950￥

1吨，1150￥合同实施日前：实时价格1000￥

以2200￥买入2吨以950￥买入2吨以1150￥卖出1吨以2200￥卖出2吨以1800￥卖出2吨交付4吨小麦以2000￥卖出2吨以1800￥买入2吨以950￥卖出1吨以1000￥卖出1吨

以1150￥买入1吨期货合同和远期合同的比较4、期权交易的基本概念（1）概念：期权又称为选择权，是指在特定期限内以事先商定的价格购买或出售某种商品的权利。有条件履行，价格由两部分组成：敲定价格或履约价格期权费（2）期权合约的内容期权的买方期权的卖方期权费敲定价格（strike）通知日（declarationdate）到期日（promptdate）（3）期权的分类：欧洲型与美国型履行合约的时间不同；美国型的选择权大，期权费高看涨期权与看跌期权看涨期权calloption

－－买权，对标的资产的价格看涨看跌期权putoption

－－卖权，对标的资产的价格看跌期权交易的终结方式：

1）对冲

2）行使期权

3）期权到期不用，自动失效5、差价合同

买卖双方无权选择采用远期、期货或是期权合同来规避价格风险时，通常借助差价合同，它与集中市场并列运作。在差价合同中，双方就履约价格(strikprice)和商品数量达成协议，然后他们像其它参与者一样加入集中市场。

两种形式单向差价合同：买电方差价合同－－买电方回避电价上涨的风险，相当于看涨期权卖电方差价合同－－卖电方回避电价下跌的风险，相当于看跌期权

双向差价合同：等同于一个合同价格为敲定价格的固定的远期合同。某钢铁公司想减少由于价格波动带来的风险，于是便与一家发电公司签订了差价合同。这个合同明确了在一年期限里的每个小时，交易数量为不变的500MW，价格为360￥/MWh。假设在某一小时交易的市场价格为380￥/MWh，在这小时内钢铁公司购买了500MW电，发电公司卖出了500MW电，因此，钢铁公司付款给电力交易中心500×380￥

发电公司从电力交易中心获得500×380￥

发电公司付给钢铁公司500×(380－360)￥。因此两个公司实际上以360￥/MWh交易了500MW的电力。如果市场价格低于360￥/MWh，为结算合同，钢铁公司将付款给发电公司相应的差价。五、不完全竞争的市场电力市场的定义：（1）电力市场是采用法律、经济等手段，本着公平竞争、自愿互利的原则，对电力系统中发电、输电、供电、用户等各成员组织协调运行的管理机构和执行系统的总和；（2）电力市场是相互作用、使电能交换成为可能的买方和卖方的集合。1、市场力市场力：市场参与者具有的较强的影响价格的能力市场力的例子

假设一家公司以每件商品￥1800的市场价格卖出10件，则它从商品的出售中获得收益￥18000。如果该公司决定仅提供9件该商品待售，结果商品的市场价格升高，该公司就具有市场力。如果价格上升至2000元，该公司即使卖出较少的商品也可获得同样的收益。而且由于它仅生产了9件而非10件商品，成本的减少也使利润增加。不必抑制生产，该公司还可以尝试以￥1800来出售9件商品，而1件商品以更高的价格出售，希望通过卖出最后一件商品来增加收益。4、博弈论基础（1）基本理论当竞争不完全时，每个厂商必须考虑它的产量会如何影响市场的价格；或者必须考虑如何选择价格才能尽可能多的占有市场，以实现其利润最大化。不完全竞争市场中的厂商行为，可用博弈论来分析。博弈论是一种方法论，它使用严谨的数学模型来解决现实中的利害冲突问题。博弈论与常规的优化决策理论的不同之处在于：

1）博弈论中参与者在利益上有冲突；

2）参与者要各自做出优化决策，并企图使个人的利益最大化；

3）每个人的决策和他人之间有相互作用，即他人的决策会影响某个人，而某个人的决策也会影响他人；

4）参与博弈的个体都是理智的，其决策过程是理性的逻辑推理。

◆

按参与者是否联合：协作博弈，非协作博弈

◆按参与者获利：零和博弈，非零和博弈

◆按进行过程和信息是否完整：静态的有完整信息的博弈，动态的有完整信息的博弈，静态的不完整信息的博弈，动态的不完整信息的博弈各个博弈方从博弈中所获得的利益，是各博弈方追求的根本目标。得益矩阵法：囚徒的困境囚徒2不坦白坦白囚徒1不坦白－1，－1－5，0坦白0，－5－3，－3

（1）古诺模型－产量决策

考虑双寡头垄断的情形，每一家公司在决策时都将估计另外一家的预期产量，将其产量定为公司2的产量已知情况下使预期利润最大化：即，起初，每个公司对其竞争对手产量的推测可能是不正确或不准确的。然而，随着他们不断地观察市场并收集更多的信息，估计的偏差会逐步修正，产量将相应地调整。最终，他们的生产将调整到任何一方都不想再改变的位置，即达到古诺均衡

n个参与者情况，对任一参与者，有可解得：

当一个公司的市场份额不可忽略的时侯，它可以将产量定在其边际成本小于市场价格的水平上来达到利润最大化；低的需求价格弹性和高的市场集中度有利于市场力的实施分析垄断市场：分析完全竞争市场：

（3）伯特兰德模型－价格决策假设市场上有两个公司生产相同的产品，并有相同的边际成本曲线，伯特兰德模型分析他们通过制定价格来竞争的情形，但每个公司能售出多少产品由市场需求决定。由于没有一家公司能够将其价格定得低于产品的边际成本，因此，如果公司1决定将其价格定在边际成本以上，公司2可以将其价格定得略低于公司1的定价而获得整个市场。这是因为两个公司生产的产品是相同的，所有理智的消费者都会选择价格较低者。下一次，公司1又可以将其价格定得低于公司2的价格而夺回市场。经过多次回合后，当价格与产品的边际成本一致时，市场达到一个相对稳定的均衡。

伯特兰德模型的分析结果是是违反直觉的，因为人们常认为双寡头竞争者有能力获得一个比完全竞争市场要高的价格。因此，伯特兰德模型可以看作是不能相互勾结的公司之间的竞争。在这种情况下，竞争价格就是公司能够理性地期望达到的最好价格了。当公司能够相互勾结时，他们就可能将价格提高到高于边际价格，并获得满意的利润。这种情形需要用协作博弈的理论来分析。3、垄断市场

根据企业的最优效率规模（MES）可以粗略估计出其所在行业的产品市场中可能的竞争者的数量。厂商的目标是最大化利润，此时边际收益＝边际成本，于是得第三章电能的市场交易前提：假定所有发电机与负荷都连接在同一母线上或者都连接在无穷大容量且无损的网络上，忽略输配电网带来的影响本章内容：电力商品具有特殊性电价理论基础。市场结构电能交易的方式竞价算法3.1引言1、电力供需瞬时平衡－－计划和调度的必要性不能完全交给市场2、电力系统的相互依存性－－辅助服务问题3、电力无法储存－－不平衡电量问题4、电流遵循物理定律－－输电阻塞管理问题3.2电力商品的特殊性一、电价概述1、电价制定原则第三十五条本法所称电价，是指电力生产企业的上网电价、电网间的互供电价、电网销售电价。电价实行统一政策，统一定价原则，分级管理。第三十六条制定电价，应当合理补偿成本，合理确定收益，依法计入税金，坚持公平负担，促进电力建设。第四十一条国家实行分类电价和分时电价。分类标准和分时办法由国务院确定。对同一电网内的同一电压等级、同一用电类别的用户，执行相同的电价标准。

3.3电价理论基础

2、电价分类

电能电价

从功能上备用电价

辅助服务电价

输电电价远期合同电价从时间上日前市场电价

实时电价

一部制电价

从结构上两部制电价

三部制电价3、我国上网电价政策的发展还本付息电价出台的背景源于1980年代中期的严重电力短缺。为调动社会各方面投资办电的积极性，1985年，国务院实行了多家办电和多渠道集资办电的政策，对集资兴建的电厂实行还本付息电价，允许新建成的电力项目按照还本付息需要核定电价。到20世纪90年代中后期，经营期电价政策取代了还本付息电价政策。主要是将按还本付息需要定价改为按社会平均先进成本定价，在一定程度上修正了还本付息电价缺乏激励机制、不利于提高电力投资效率的弊端。“厂网分开，竞价上网”后，标杆电价，两部制电价4、价格的功能市场经济是以市场机制作为配置资源的主要方式的经济。而市场机制的主力就是价格机制，换句话说，市场配置资源主要是通过价格的调节作用实现的。价格的职能是指价格本身内在所具有的功能和作用，主要有表价功能、调节功能、传递信息功能等。（1）表价功能：价格的这一职能是使价格尽量正确地反映商品内在的价值量，因而是价格最基本的一种职能；（2）调节社会经济活动职能：价格的这一职能，表明价格在社会再生产全过程中处于调节者的地位，即它可以调节经济单位的收入以及生产、流通和消费。（3）传递信息的职能：即价格作为一种信息载体能够反映、传递经济信息的一种功能。

电力工业的一大特点就是电能不能储存，这就要求供电方不管用户是否用电，都要随时准备足够的容量。这样，即使用户不用电，供电方也要做好供电的淮备，从而产生相应的成本，这部分成本只与系统容量有关。因此，可将供电成本分为容量（电力）成本和电量成本两部分，其中，容量成本只与系统容量有关，而电量成本与系统所发电能有关。供电企业的成本，其中有一部分只与用户数量有关而与系统的容量及发电量无关。这部分成本称为用户成本，包括营业设施的折旧、营业人员的工资福利、营业业务的办公费用、接户线及电度表的成本、负荷管理设备等等。如果将这部分费用从容量成本中分出来，就形成了三部制电价。二、电价制定方法(一)综合成本方法计算在未来给定的电价计算期内为了供电所需的全部成本，并将其分摊到各个用户。其计算步骤：

(1)作出系统在给定电价计算期内的电力发展规划及资金计划。

(2)成本核算：依据供电成本组成项目逐项进行成本核算，将各项求和，即得电力系统向用户供电的综合成本。

(3)将供电成本在用户中分摊。分摊的基本方法是平均分配。特点（1）方法直观、简便，易操作；（2）计算周期较长，相对稳定，有利于避免因投资高峰带来的电价波动；（3）只根据以往帐面计算折旧费，无法体现未来通货膨胀、能源和环境开支的增加等因素，有可能导致折旧费不足和企业资金状况恶化；（4）不能起到调节供需和提供信息的作用（二）边际成本方法

在电力系统发展规划和运行中，由于未来微增负荷的持续增长所产生的微增成本，称为边际成本。

根据经济学原理，在完全竞争市场中，单个企业根据边际成本等于边际收益的原则定价，可以使自身的利益最大化；整个商品市场根据边际成本等于边际收益的原则定价，则可以使社会总效益最大化。特点

(1)边际成本方法可获得最大社会效益。反映了供电的边际成本，因此，能给予用户正确的用电信号。

(2)边际成本电价往往造成收支不平衡（收>支），这是由于边际供电成本与平均供电成本有差异而造成的。

(3)短期边际成本电价受供需变动的影响较大，波动剧烈；

(4)长期边际成本电价由于计算周期较长，电价相对稳定，但某些与时间有关的宏观因素难以精确描述，定价模型的准确性难以把握3、实时电价

短期边际成本法能够较好地反映短时期内（1天，1h，0.5h）供电成本的变化情况。当测算的时间间隔越来越短，所计算出的短期边际成本又可称为实时电价。实时电价是随时间、地点和负荷水平的不同而发生变化的一种电价，它可以更真实地反映系统供电成本，并为供需双方提供价格信号。实时电价由在给定时段（0.5h或更短）向用户供电的边际成本确定。

目标函数：满足以下约束（1）电量平衡约束（2）发电功率约束。负荷功率和损耗功率之和应小于系统总的可用发电容量（3）线路功率约束。任一线路的潮流不能超过其极限值（4）基尔霍夫定律：电力潮流及损耗应满足电路定律因此，实时电价的组成为边际发电燃料成本边际发电维护成本发电质量成本发电收支平衡项边际网损成本边际网络维护成本网络供电质量成本网络收支平衡项…….一、远期合同及其分解电力远期合约是市场参与者为了回避价格风险，减少由于未来市场价格波动带来的利益损失，通过谈判等方式达成的一种协议。交易双方在远期合约中规定：在未来某一段时期按约定的价格购买或销售一定的电能。由于电力供需瞬时平衡的特点，合约电量的执行最终必须与现货市场衔接，并分解为机组实时发电计划的组成部分。远期合同与现货市场是互为补充和相互协调的。远期合同可以稳定电力商品的供求状况、稳定电价，有利于保障电力系统的安全稳定运行和电力市场的稳定运营；而现货交易可以增加市场的竞争度，更好地发挥市场的调节作用。3.4电能的市场交易二、日前市场1、双边交易（Bilateral）优能发电公司，有三台机组机组类型启动费用Pmin(MW)Pmax(MW)边际成本MC(￥/MWh）A大型火电高100500360B中型火电中等50200430C燃气机组无050600某交易日14:00到15:00时段的交易情况已有的合同：应卖出的电力总额：550MW类型合同日期交易性质交易量（MWh）价格（￥/MWh）长期合同1月10日卖出200375长期合同2月7日卖出250390期货3月3日卖出100450期货4月7日买入50435期货5月10日卖出50440市场运行情况：（1）日前市场开放后，电子公告牌的买卖信息公布如下：代号数量（MW）价格（￥/MWh）卖方B520610B425550B320500B210480B125460买方O130450O230445O320440O430420O550410发电公司的情况：机组B有150MW的富裕容量交易员的操作：与O1、O2、O3达成交易结果：A＝500MW，B＝130MW，C备用（2）发生意外情况后的调整意外：机组B由于故障只能工作到晚上，且发电量不能超过80MW交易员可能的选择：

1）等待系统调度员平衡，并按实时电价付费

2）启动备用机组C承担50MW3）在交易市场上购买替代电量此时市场的买卖信息情况如下：交易员的操作：与B8、B6、B3达成交易

结果：A＝500MW，B＝80MW

代号数量（MW）价格（￥/MWh）卖方B520610B425550B320500B620480B810460买方O430420O650410O5503902、集中交易某交易日9:00～10:00的某电力库交易情况公司数量（MWh）价（￥/MWh）卖电标甲200360.050390.050440.0乙150400.050420.0丙100375.050430.0买电标东城50375.0100465.0西城50350.0150450.0南城50340.0200480.03．两种交易方式的比较竞争性的电力库交易经常是建立在不同集团已有的合作基础之上的。它转向竞争性运作，革新的力度比创立一个全新模式要小，因此引发的问题较少。电力库模式方便一体化交易，不仅掌握所有物理上的电力商品交易，而且还对输电网络的运行承担责任。众多角色的合并，避免了部门的增多，但也难以区分出电力市场中需要的各种功能。双边交易更接近一般商品的交易方式，但双边交易中难以处理时间约束和网络安全约束。双边交易下需要建立阻塞管理和不平衡电量的新机制，市场规则过于复杂并可能缺乏效率。电力库模式提供降低发电计划风险的机制，因此有希望降低电能的成本。发电商在电力库模式下以复合标为基础参与交易，电力库的交易规则将保证发电商收回他投标中的开机费用和无负荷费用。而且，电力库运行的发电计划算法通常尽力避免不必要的停机。因为这些因素减少了发电商面对的风险，可以预期有较低的平均价格。然而，这种风险的减少是以交易规则的复杂化为代价的。复杂的规则降低了价格制定的透明度。双边交易中发电商以简单标为基础来出售电能，由于每一个市场时段单独运作，它可能在某些时段遭遇因生产的电能不够多而不能维持机组运行的风险。在这种情况下，它必须决定是承担一定的损失出售电能并维持机组运行还是将机组关闭并承担下次开机的启动费用。每一种选择都会增加这一机组生产电能的成本，迫使发电商提高他的平均投标价格。三、实时市场1．实时市场存在的必要性（1）发电商和用户都不可能按责任要求的和预测的那样发、用电。（2）电力系统的及时平衡要求实时市场必须是有组织的，不可能是双边的。（3）备用市场、平衡机制等都可能是实时市场的名称1、平衡资源的获取调整应通过自由买卖来完成，即应允许任一个参与者通过竞价的方式调整自己的生产与消费某一时段的平衡服务通常在该时段的开放市场关闸后，由市场参与者向系统运行员提供2、闭市设置闭市时间的目的是确定合同市场与实时市场的分界点，以便给系统运行员留出平衡系统的时间在关闸时刻，买卖双方签订的合同的合同量必须通知系统运行部门，以便确定每个市场参与者的不平衡电量2．实时市场的运行优能公司的例子，目前的状况优能公司在实时市场上的投标：

机组单元计划发电（MW）最小出力（MW）最大出力（MW）边际价格(￥/MWh)A500100500360B805080430C0050600市场交易的一般模型目标是使购电总费用最小满足约束（1）式中，是发电商i

的报价曲线

N

为发电商的总数为用户的总需求负荷3.5竞价的模型与算法其它约束条件：

（2）发电机最大最小出力约束（3）机组运行与停机最小持续时间约束（4）机组加减负荷速度约束

（5）系统旋转备用约束（6）机组旋转备用约束（7）电网安全约束算法： 排队法等报价法动态规划法线性规划法网络流规划法拉格朗日松弛法排队法也称优先级法使用条件是：报价必须是分段水平线机组1、2的报价曲线如表所示ikPik/MWPi/MWC0i/(￥/MWh)11234100505050100150200250340380 42046021234150505050150200250300380400420440特点排队法简单快速，既可用作简单标的竞价，也可用作复合标的竞价排队法只能用于单段或多端水平报价曲线，不能有下降段排队法实用上的技术难点在于很难满足发电机升降功率限值和启停时间限制。复合标竞价－－机组组合问题（UnitCommitment）

机组组合，是研究在一定的约束条件下，如何以最小的成本安排一定周期内的发电计划，以满足给定负荷和旋转备用要求，也称为短期发电计划。机组组合是电力系统经济运行的一项重要工作。电力系统经济运行研究的问题，在时间范畴看，按研究周期的长短可分为经济调度(分、秒）、机组组合（日、周）、检修计划（月、年）、电力规划（年以上）；在空间范畴内，它要解决延伸到广阔地域和包括多层次管理机构的联合电力系统的多级决策问题，比如机组组合中的水火电协调。机组组合问题的数学模型目标函数：

其中，

目标函数的变化：最小成本，最小购电费用，最大社会效益机组组合的求解方法1、优先级表法，即排队法采用满负荷平均成本法（full-loadaverageproductioncost）为指标2、动态规划法3、拉格朗日松弛法（LagrangianRelaxation）引入拉格朗日乘子构成拉格朗日函数底层问题为，上层问题为，底层问题的求解方法：动态规划法机组关机时，费用为0

机组开机时，由下式决定机组出力拉格朗日乘子的调整次梯度法可行解的构成对偶问题的最优解不一定是原问题的可行解对偶间隙（dualitygap）原问题和对偶问题的目标函数间的差值称为对偶间隙。原问题（primal）：

对偶问题（dual）：绝对对偶间隙相对对偶间隙

例题：三台机组，四个时段的机组组合问题四个时段的负荷水平分别为：

170MW，520MW，1100MW，330MWλ的初值取0，修正方法为：

λ＝λ＋c(PL-∑Pi)c=0.01，如果PL>∑Pi

c=0.002，如果PL<∑Pi第二次迭代dual=14982,primal=40000,＝1.67λU1U2U3P1P2P3PL-∑PiP1EDP2EDP3ED1.70000001700005.200000052000011.001104002005000003.3000000330000λ1.75.211.03.3C(P)-λP327.5152.5-700.0247.5P3P3minP3minP3maxP3minU3=1U3=0

以动态规划法求解机组3底层问题的示意●●●●●●●●拉各朗日松弛法的特点：优点：计算量与机组数目成线性关系，克服了维数障碍，且机组数目越多，算法效果越好；方法十分灵活，可处理多种约束条件；算法中系统负荷约束相关的拉格朗日乘子即等于系统边际发电成本，有实际经济意义。缺点：由于目标函数的非凸性，存在对偶间隙，需要根据对偶问题的优化解采取一定的措施构造原问题的优化可行解；算法的迭代过程中有可能出现振荡或奇异现象。

3.6电能交易的结算电力库的结算方式比较一目了然。双边市场的结算较繁琐。仍以优能发电公司为例。假设：（1）因为出现了负荷不平衡，优能发电公司在实时市场上被以620￥/MWh的价格调用了50MW

（2）机组B故障加剧，被迫停机

（3）实时电价＝645￥/MWh市场交易名称数量（MWh）价格（￥/MWh）收/支期货和期权市场远期合同1200375.075000远期合同2250390.097500期货1100450.045000期货2－50435.0-21750期货350440.022000日前市场O130450.013500O230445.013350O320440.08800B3－20500.0-10000B6－20480.0-9600B8－10460.0-4600实时市场UMB-150620.031000不平衡量－80645.0-51600总计550208600第四章电力市场供需参与者的特性分析在本章中，我们将就发电商、用户以及其它参与者如何采取措施在电力市场中获取最大化的利益进行详细探讨。

用户在电力市场中的积极作用完全竞争市场中，电厂如何进行发电量的优化决策不完全竞争市场中，发电商最大化利润的行为如何分析储存设施和其它混合参与者如何能从电力商品交易中获取利润第一节引言一、需求侧的特点1、缺乏弹性电费相对于大部分工业产品的总成本和家庭生活开销而言，支出只占很小比例。然而，对生产和生活而言，电力是不可或缺的，因此，人们一般不可能为节省电费而放弃用电。电从100多年前开始商业化生产时起，就被标记为是方便易得的商品。这种便利性已经根深蒂固，也就是说人们没有在用电前进行成本核算的习惯。

第二节需求侧与需求响应2、其弹性更多表现为互弹性互弹性描述负荷在时段间的转移情况。由于电力对工业生产和人们生活的不可或缺性，当电力商品价格上涨时，电力用户往往不是简单地减少消费需求，而是可能决定将需求转移到电力商品价格降低的时候。例如，如果预期在夜班时间电力商品价格会下降，生产者可能将生产推迟到夜间再进行。同样，居民用户会将洗涤、烘干、加热等高耗能电器的开启时间定在价格低的时间里进行。二、需求弹性对市场的作用1、一般市场的均衡2、电力市场的供需均衡电力需求缺乏弹性，当需求D1不是很高时，市场在B点达到均衡当需求D2较高时，此时发电机已接近容量极限，发电成本很高，供给弹性很大，市场必须在很高的价格上均衡，即C点一旦需求D2>系统的最大装机容量Gmax，则市场就根本无法均衡了3、电力市场的价格限制为避免供需无法均衡而导致系统崩溃，许多电力市场中设置了价格上限。由价格上限确定的供电量为Q1，即E点所示。此时，用户实际需电量为Q2

，其中的差额只能通过限电或停电措施来解决，市场在人工干预下达到暂时的均衡。如果此时需求是有弹性的，用户在电价升高后主动减少需求，需求曲线将变为曲线，则市场可在供需双方作用下在E点达到稳定的均衡。需求侧对市场的重要作用那些认为产品物非所值而拒绝购买的用户（减少的需求）起到了限制价格的作用。因此，用户即使不进行实际购买，而只是拒绝购买物非所值的产品，其实际效果也仍是一种“市场参与”行为。三、需求侧管理与需求侧响应

电力需求侧管理是通过采取法律、经济、技术、管理与引导等多种有效措施，以电力公司为主体，引导电力用户优化用电方式，提高终端用电效率，从而优化资源配置，改善和保护环境。有预测表明(05年），如果实施有效的电力需求侧管理，到2020年，我国可减少电力装机1亿千瓦左右，超过5个三峡工程的装机容量，同时还可以节约8000-10000亿元的电力投资。到2019年，如果所有美国电力用户都采用动态电价和高级计量装置技术，需求响应资源可以达到188GW（约20%系统高峰负荷）。

法律措施：法律措施是电力需求响应健康发展的保障。从世界范围来看，电力需求响应开展较好的国家都有严格的法律法规，如美国先后出台《国家能源政策法》及《公共事业管理政策法》等法律法规，并制定了大量强制性能效标准，对电力公司与电力用户均提出了很多明确、具体的法律要求，为电力需求响应的开展提供了强有力的保障。我国近年也出台了一些规定，如“加强电力需求侧管理工作的指导意见”等，推动了电力需求响应的发展。需求侧管理的实施措施经济措施：经济措施是电力需求响应最主要的激励手段。最常用的是通过实施峰谷分时电价、季节性电价、可中断电价以及需求投标等，引导用户尽可能在低谷时段用电，合理避开高峰时段用电。此外，还可对用户购置节电设备给予贷款优惠、财政补贴等，吸引用户购买高能效的用电设备。技术措施：技术措施是指针对具体对象、生产工艺或生活用电特点，采用技术成熟的先进节电设备来提高终端用电效率，从而节约电量、削减高峰负荷。技术措施又可以分为提高能效与负荷管理两类。其中，绿色照明、高效电动机、变频调速、无功补偿、节能家电等属于能效技术；负荷管理系统、蓄能空调等属于负荷管理技术。管理措施：政府采取必要的管理措施，可以保证技术、经济措施的有效实施；尤其是当电力供需形势出现大的波动时，管理措施对平衡电力供需的作用更为突出。2002年以来，我国很多电力供需紧张的地方通过实施有序用电等管理措施，组织用户轮休、调整作业程序等，稳定了社会正常用电秩序，缓解了电力短缺。引导措施：通过知识普及、信息传播、技术示范、宣传培训等措施，大张旗鼓的宣传树立科学发展观的思路、节能和环保意识、电力需求响应的理念，倡导科学用电，提升电力需求侧管理在全社会的认知度，提高客户主动参与需求侧管理的积极性，使电力需求侧管理成为人人重视并参与的社会行动。需求响应是用户根据电价变化主动进行的需求侧管理，是在市场环境下发挥价格激励作用的一种需求侧管理措施。常用的措施分为两类：负荷响应：是指直接的负荷控制，是局部或部分负荷的减少以致完全停用。在市场条件下，电力部门在切除负荷时必须顾及用户的经济利益，取得用户同意后方可在任意时段、特定时段或特定情况下直接切除全部或部分负荷，同时用户得到电价优惠等经济补偿。价格响应：是指实时定价、动态定价、峰值定价、分时定价以及需求投标或回购计划等，是真正市场化的产物。它以价格为杠杆，引导消费者在紧急情况下减负荷，或将负荷从高峰时段转移到低谷时段，达到稳定系统及合理利用系统的目的。价格响应的最高境界是用户实施实时电价，但在现阶段，除部分大型商业和工业用户外，还不具备全面实行实时电价的条件。因此，分时电价等各种简化形式的价格响应措施得到应用。需求响应对电力市场的特殊意义：

提高市场效率。当用户可接收到价格信号并受到激励时，用电量就会和电价挂钩，这将改变用户的用电行为，使峰荷期间的用电量转移到低谷时，从而削弱实时市场的价格突变，实现电力系统的高效利用。

降低市场风险。配电垄断的打破将造就众多的电力零售商，他们可设计不同的需求响应价格套餐来引导用户的用电行为，规避实时市场的电价波动。需求响应具备风险管理工具的作用，这也是成熟的市场所必需的。更好地为用户服务。需求响应是电力市场提供给用户的用电选择权，用户可有机会藉此控制自己的电费账单。

减轻市场力的作用。如果需求响应能恰当地及时地发生在缺电地区，就会阻止由于供电不足或输电网约束所引发的市场力滥用。

从长远看，用户对需求响应的参与，将最终降低电力市场的价格，减轻电价波动，间接使所有用户得益。四、电力商品零售商作用：代表众多小用户参与批发市场经营之道：总体平均买价必须低于零售价才会有收益。零售商在价格多变的电力批发市场中购买电能，然后再以固定价格零售。买价高于零售价，零售商就会亏损；买价低于零售价，零售商就会获利。管理风险：做好负荷预测基本原则：利润最大化即，边际收益＝边际成本一、完全竞争1、基本调度第三节发电商例题：以燃烧煤的蒸汽机组为例，假设该机组出力为100MW≤P≤500MW

机组输入输出成本特性：

若则由可得：

分段线性化的成本特性曲线成本曲线上断点处边际成本等于下一段的斜率机组的三段分段线性成本曲线2、发电调度的制约因素1）机组的最大最小出力

，则

，则2）固定成本空载成本：如果机组保持并入电网但不提供电力，此时维持机组运行所需燃料的成本就是空载成本。启动成本：是将机组从停机状态启动直到运转至准备好发电所需的成本。为实现火电机组收益的最大化，启动成本必须在一段长时间内分摊补偿。如果不考虑发电机组的起动成本和在不同运行状态过渡过程中发电机组受到的约束，出力按时间段分别进行优化，最终的发电调度可能不是最优的，并且在技术上也可能是不可行的。这些机组的运行应该在一天至一星期或者更长时间内进行调度决策。这个问题和机组组合（unitcommitment）问题有些相似性。问题的实质是在满足约束的情况下补偿准固定成本和变动成本。3）动态约束对机组增加或者减少出力的速率设置的限制可能会妨碍机组在连续时间段实现经济上的最优化出力。为实现最小化这些限制带来的成本，必须至少在数个小时内对机组的运行进行优化。为限制频繁起动和停运对机组造成的损坏，通常会限定火电机组一旦起动必须与网络保持联系的最小时间。相同的，通常也会限定机组一旦停运必须保持关机的最小时间。这些约束减少了改变机组状态的机会，对机组的最优化调度有深刻影响。4）环境约束某种污染物在大气中释放速率受到限制，这样就要降低电厂的最大出力。限制一年内释放一种污染物的总量，对电厂的运行设置了复杂的综合约束。对水的利用可能受到约束。5）其他经济因素热电联产电厂的发电量通常受供热量的牵制，电能生产与提供辅助服务的相互影响二、生产或购买的决策电厂使用N台机组向给定负载D供电，力求使成本最小化

最优解存在的条件：

电厂要实现以最小成本发电，所有发电机组必须运行在同一边际成本，而且此边际成本应等于拉格朗日乘子值：假设该电厂可以参与电力现货市场交易，如果市场价格低于生产电能的影子价格，该电厂就应该在市场中购买电能并且减少自身发电量以满足：

例4.6

购买19.5MW三、不完全竞争发电商很可能具有市场力，要最大化电厂的利润，仅孤立的对自己的每台机组的出力进行最优化是不够的，必须考虑到其它电厂的行为竞争对手的发电量纳什均衡1、决策价格的Bertrand模型由于电力商品是无差别商品，只要供电价格低于竞争者的供电价格，电厂就可以按自己意愿销售任意数量的电力商品2、决策产量的Cournot模型例4.7电力市场中有A和B两个电厂相互竞争供电，假设在一个小时内的反需求曲线为：

D是该小时的电力需求量，同时A和B的发电成本特性为：

假设在该市场中采用Bertrand模型，市场需求是55MWh，则，电厂A将确定电价略微低于电厂B的发电边际成本，于是：

PA＝55MW，PB＝0

若在该市场中采用Cournot模型，市场状态将由每个电厂制定的发电策略决定。假设电厂A和B均决定发电5MWh（发电增量步长），即则

于是

所以Cournot模型的解析解：解得：即，PA=250MWh，PB=200MWh，

D=450MWh，π=550￥/MWh3、供给函数均衡每个发电厂商决策的变量既不是电价也不是发电量，而是自身供给函数的参变量。每个发电厂商的利润为

优化的必要条件设则决策变量为若设则得四、边际成本非常低的电厂一些类型电厂的边际成本非常低甚至可以忽略。这些类型电厂的拥有者的目标是靠发电获得收入以补偿巨额的投资成本。核电厂必须运行在几乎同一稳定发电水平，这是因为核电厂调整出力通常很困难。由于其启动成本极其高昂，理想情况是，核电机组只有在更换燃料时才关闭。因此核电厂的拥有者必须随时在任何价格下销售全部电力商品。水电厂（至少拥有一个可以调节水量的水库）可以随意调整其发电量。但是，它们的可用水利资源是由所在流域的降水量或降雪量决定的。因此，为了最大化收入，它们必须预测到何时电价会最高并且在此时销售掉电力商品。可再生能