电力市场环境下发电投资决策与容量充裕性问题的研究

论文题目: 电力市场环境下发电投资决策与容量充裕性问题的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 电力系统及其自动化

作者: 王勇

导师: 文福拴,黄杰波

关键词: 电力市场,能量市场,运行备用市场,装机容量市场,发电容量充裕性,发电投资,容量责任,容量费用,容量分配,风险管理,投资组合理论,实物期权,蒙特卡罗模拟,遗传算法

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 电力工业市场化改革的主要特征之一就是厂网分离,即原来垂直垄断的电力公司解裂为一家电网公司和两家或多家独立的发电公司。在电力市场环境下,传统的、由垂直垄断的电力公司基于负荷预测、失负荷概率(LOLP)和失负荷价值(VOLL)进行的统一发电规划将不复存在。发电投资成为投资者以自身利益最大化为目标的投资行为,投资风险完全由投资者自己承担,政府不再保证发电投资成本的回收和相应的投资收益。从另一方面来讲,发电投资者或发电公司不再承担也没有能力承担保证整个系统发电容量的充裕性和供电可靠性的责任。在电力市场环境下,究竟应该由哪一个机构或由哪一类市场参与者承担保证发电容量充裕性的责任还不是十分明确。事实上,没有一个机构或一个市场参与者有能力承担这样的责任。在上述背景下,对政府机构来讲,如何设计有效的市场机制以保证系统的发电容量充裕性和供电可靠性就成为至关重要的问题;而对发电公司而言,如何制定自己最优的发电投资决策和机组运行决策就成为非常重要的问题。本论文针对上述几个方面的问题进行了比较系统深入的研究,取得了一定的研究成果。 1) 发电公司的生产决策对其收益进而发电投资决策有着十分重要的影响,因此,本论文首先对发电公司的投标容量分配策略进行了研究。在假定发电公司可以同时参与能量市场和备用市场投标的前提下,以最大化发电公司的生产收益为目标,并计及风险约束,基于投资组合理论建立了求解发电公司在两个市场的最优投标容量分配策略的数学模型,并提出了求解方法。 2) 作为保证发电容量充裕性的一个重要手段,容量责任模式已被多个正在实际运营的电力市场所采用。在这些市场中,所有负荷服务实体(LSEs)必须获得足够的装机容量以满足监管机构或市场管理机构规定的容量责任要求。通过分析发电公司在不同装机容量价格水平下的投标容量分配策略和LSEs的装机容量购买策略,本论文将确定能够诱导充裕发电容量的装机容量价格水平的问题表示为一个两层优化问题,构造了相应的数学模型,并提出了求解方法。 3) 对电力市场环境下的发电投资决策问题进行了初步的研究,构造了一种新的方法框架,计及了负荷增长的不确定性和竞争对手的发电投资等因素的影响,并提出了基于蒙特卡罗仿真和遗传算法的求解算法。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

目录

第一章 绪论

1.1 课题的背景与意义

1.1.1 世界各国电力市场在确保发电容量充裕性和引导发电投资方面的运营经验

1.1.1.1 单一能量市场模式

1.1.1.2 容量费用模式

1.1.1.3 ICAP市场模式

1.1.1.4 其它相关的方法及政策

1.2 电力市场环境下发电容量充裕性问题的研究现状

1.2.1 传统电力体制下电源规划问题的研究现状

1.2.2 发电容量充裕性保证模式／机制的研究现状

1.2.2.1 单一能量市场模式

1.2.2.2 容量费用模式

1.2.2.3 ICAP市场模式

1.2.2.4 保证发电容量充裕性的其它措施

1.2.3 装机容量价值评价问题的研究现状

1.2.4 电力市场环境下发电投资问题的研究现状

1.2.4.1 基于传统优化算法的发电投资决策方法

1.2.4.2 基于ROA的发电投资决策方法

1.2.4.3 基于博弈论的发电投资决策方法

1.2.5 政府或监管机构的作用

1.3 本文的主要工作

第二章 基于风险约束的发电公司在能量市场和备用市场的最优容量分配问题的通用模型

2.1 引言

2.2 问题概述

2.3 数学模型及其问题求解

2.4 算例分析

2.4.1 q_e的取值对收益的标准差σ_R的影响

2.4.2 q_e~*与w的关系

2.4.3 各个相关系数对q_e~*的影响

2.4.4 k与q_e~*之间的关系

2.5 本章小结

附录A：净收益的期望值和方差

第三章 发电装机容量市场的适当价格水平的确定

3.1 引言

3.2 PJM的容量责任机制和装机容量市场

3.3 数学模型

3.3.1 发电公司X的收益

3.3.2 ISO的购买成本

3.3.3 数学模型

3.4 求解方法

3.5 算例分析

3.5.1 召回对p_c的影响

3.5.2 σ_(L_(?))对p_c的影响

3.5.3 β与p_c之间的关系

3.6 本章小结

第四章 电力市场环境下的发电投资决策初探

4.1 引言

4.2 发电投资决策框架

4.2.1 负荷增长的不确定性

4.2.2 对其它投资者新增发电容量的估计

4.3 用蒙特卡罗仿真方法和遗传算法求解最优发电投资决策

4.3.1 不确定性因素的抽样模拟

4.3.2 π_g的计算

4.3.2.1 每周平均装机容量水平(C_(t，w))的计算

4.3.2.2 售电收益的计算

4.4 仿真算例

4.4.1 对其它发电公司新增容量的估计

4.4.2 投资者X的最优发电投资决策

4.4.3 贴现率对最优发电投资决策的影响

4.5 本章小结

第五章 基于实物期权理论的发电投资决策和容量充裕性评估

5.1 引言

5.2 实物期权理论(REAL OPTION APPROACH-ROA)

5.2.1 不确定性条件下的传统投资决策方法

5.2.2 实物期权方法

5.2.3 实物期权的计算方法

5.2.4 实物期权定价的B-M模型

5.3 基于ROA的发电投资决策框架

5.4 发电投资年收益分析

5.4.1 能量市场中的售电收益

5.4.1.1 每周平均装机容量水平(C_(t，w))的计算

5.4.1.2 售电收益的计算

5.4.2 容量费用模式下的容量收益

5.4.3 ICAP市场模式下的容量收益

5.5 算例

5.5.1 单一能量市场模式

5.5.2 容量费用模式

5.5.3 装机容量市场模式

5.6 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

作者在攻读博士学位期间发表的有关学术论文

致谢

发布时间: 2006-07-12

参考文献

• [1].不确定与竞争条件下的发电投资决策研究[D]. 臧宝锋.东南大学2006
• [2].电力市场环境下的发电投资决策与监管问题的研究[D]. 许诺.浙江大学2007
• [3].市场条件下的发电投资分析与发电系统运行可靠性研究[D]. 周辉.华中科技大学2009
• [4].电力市场中供电可靠性保障机制的理论与应用研究[D]. 刘国跃.华北电力大学（北京）2009
• [5].排污权交易市场与电力市场的交互作用研究[D]. 寻斌斌.华南理工大学2011

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• [3].电力市场中发电厂商的报价策略研究[D]. 董福贵.天津大学2005
• [4].基于市场机制的电力系统规划理论研究[D]. 周安石.清华大学2005
• [5].机会约束规划在输电系统规划中的应用研究[D]. 杨宁.浙江大学2005
• [6].我国电力市场中市场力的理论与实证研究[D]. 童明光.华北电力大学（北京）2006
• [7].电力市场环境下电力产业价格链优化模型及方法研究[D]. 刘严.华北电力大学（北京）2006
• [8].不确定与竞争条件下的发电投资决策研究[D]. 臧宝锋.东南大学2006

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