论文摘要
如何调整或改善电力产业结构,如何根据市场规律建立电力市场,如何根据机组特性、系统特性组织电力生产,一直是一个经久不衰的话题。尤其是发电侧市场,针对其在某些地区可能面临的寡头垄断局面,发电商应如何通过合理市场策略来参与市场竞争,获取理想的处理和市场价格;对于日前发电市场,应该如何在考虑机组特性和系统约束前提下,结合相应时段的机组启动成本和旋转备用要求,根据约定的出力/备用负荷曲线,合理安排机组群多时段联合优化调度,实现集团生产成本最小（或收益最大化）。本文从产业组织理、电力经济学理论角度来分析电力市场特性、电力需求弹性模型和寡占发电市场模型,阐述了考虑机组启动成本最小成本加成的时段定价模型;针对寡占发市场,提出了相应的供给模型、考虑机组约束的寡占竞争均衡模型和基于最优反映函数的库诺特-纳什均衡模型;对于日前寡占市场,本文提出了考虑旋转备用服务的机组组合联合优化模型,并改出了“基于决策树的动态规划法”具体算法。对于文中重点模型,本文结合10-100的机组特性和负荷参数进行了模拟计算,得到了基于不同变化因子的不同输出的结果,并分析了其成因。本论文主要研究内容如下:（1）考虑启动费用的时段定价的方法在简要阐述了分析了电力市场结构、市场模式和发电侧市场的寡头竞争特点的基础上,对电价结构和主要影响因素进行深入分析,并提出了考虑机组启动费用的最小成本加成的时段定价模型和计算方法,这为日前电力市场下的时段成本计算或最优报价组合模型提供了基础数据及理论依据。（2）发电市场供给函数模型和寡占均衡模型分析从经济特性角度对发电市场的竞争特性情况进行了深入分析,给出寡占供给模型,证明了发电公司最优报价函数（供应函数）的求解略在本质上为一维搜索问题。通过对垄断均衡模型分析得知,垄断定价表现为逆弹性法则,即垄断发电商在具有需求弹性的区域实行垄断,且其垄断定价是边际成本非递减函数。通过对寡头均衡模型分析得知,寡占垄断均衡模型的产量价格间具有线性关系,而且证明了该均衡介于库诺特均衡和伯川德均衡之间。（3）寡占发电商的容量持留行为分析本文提出了需求弹性和供给弹性容量对持留行为影响的模型,在此模型的基础上,得出持留行为的重要结论:供给弹性越小,或者供给曲线越陡峭,发电商持留容量的可能性就越大;需求弹性越小,发电商持留容量的可能性也越大;对于寡占发电商,在其部分容量持留行为发生后,其剩余发电容量在市场中所占的份额越大,其越有动机采取持留容量策略。（4）电力需求弹性对库诺特-纳什均衡模型的影响对于电力需求弹性的研究,本论文首先分析了电力需求弹性的影响因素,此基础上给出了电力需求弹性模型,然后重点阐述了基于最优反映函数的库诺特-纳什均衡模型及其算例,分析了电力需求弹性对库诺特-纳什寡占均衡的影响和进一步比较了需求弹性分别对库诺特-纳什均衡与基于边际成本法均衡结果的不同影响程度。通过算例的数据分析可知,当电力需求富有弹性时,寡占均衡的产量和价格都将较低,反之,在电力需求缺乏弹性时,寡占垄断商可以通过高价和高产量获得较高的垄断收益。（5）考虑旋转备用服务的日前市场机组组合优化模型本文基于统一市场模式下,提出了考虑旋转备用服务的日前市场机组组合优化模型,然后通过算例分析了在考虑机组约束条件下的旋转备用被调用的概率、旋转备用的价格及其容量对优化结果的具体影响,从而为电力日前市场下的机组合优化竞价和调度提供了一种可行思路和分析方法。本文研究结果既为宏观上电力产业组织优化,合理分配市场份额,改善电力需求弹性的必要性提供了一定参考或指导,也为寡占发电商合理利用市场力量,参与市场竞争,借助有效竞争均衡模型和市场优化模型,获取集团收益最大化提供了理论依据和操作思路。