电力市场环境下电力产业价格链优化模型及方法研究

论文摘要

电力市场作为一个崭新的研究课题,在我国的理论研究和实践探索才刚刚起步,有大量的工作需要做。电力市场改革的目的是要提高电力工业生产效率,降低用户用电费用,同时保证投资者合理的收益,最终实现电力生产的社会福利最大化,促进电力工业持续稳定的发展。电力企业作为电力市场中独立经营的主体,将分别从自身的利益最大化角度出发,根据不同的情况采取不同的策略,因此,电力市场环境下电力产业价格链的优化模型及方法成为当前研究的热点和难点问题。本文针对电力产业价格链相关问题的主要研究工作及创新内容概括如下: 首先,结合世界各国电力产业的改革成果,对我国当前电力产业价格链优化现状进行分析并指出存在的问题;研究终端电价对用户用电行为的经济引导;从研究的内容、重点和方案上分别就发电、输电、配电和用户等环节对电力产业价格链进行研究,以期为促进中国电力产业的发展提供参考。 第二,针对发电企业的竞价方法问题,在研究发电企业间部分合作博弈模型和完全合作博弈模型的基础上,将竞价策略选择的过程设计成为Markov决策过程——一种抽象的随机优化方法,先将每个时段的报价简化为报价参数的选择,利用马尔可夫过程理论对不确定性因素的出现进行概率估计,将发电企业报价策略的选择问题表示为离散的随机优化过程——马尔可夫决策过程;通过使期望收益最大来计算最优策略,从而确定了每个时段发电企业报价参数的最优选择,并将报价参数还原成为报价结果。 第三,针对发电企业的竞价风险问题,通过对其决策特征与风险型决策特点的比较分析,提出了利用风险型决策方法来解决发电企业报价策略选择的问题;并利用马柯维茨的投资组合理论来解决发电企业年度发电总量的多市场分配问题,在确保一定收益的基础上使风险最小,并将发电企业效用函数引入到投标组合中,得出了计及发电企业效用的最优投标组合。 第四,针对电网企业购电模型中存在离散和连续两类不同性质的变量、其目标函数为非连续、不可微的函数等特点,提出了一种启发式优化算法,算法计算简单方便,收敛速度快;在此基础上提出一种确定机组组合的降维半解析动态规划方法。 第五,针对供电企业所面临的分时电价问题,利用电价理论及有关经济学原理阐述了实行峰谷分时电价对于供电企业和用户的经济意义、峰谷分时电价的结构及时段的划分方法;在此基础上,给出峰谷分时电价设计的目标函数,并参考一般用户的反应模型建立了用户对分时电价的反应模型;通过对该模型的需求侧管理目标函数进行优化,得出最优时段划分及其相应的分时电价定价方法;进而分析我国目前各地分时电价存在的问题;探讨实施分时电价时应考虑的问题,为促进我国电力产业与国民经济的协调发展提供参考。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究的目的和意义
• 1.3 国内外研究综述
• 1.4 本文的工作及创新点
• 第二章 电力产业价格链优化研究
• 2.1 世界各国电力产业价格链的分解优化
• 2.2 我国电力产业价格链的现状
• 2.3 价格对电力产业价格链上各企业经济的协调作用
• 2.4 我国电力产业价格链优化
• 2.4.1 发电环节价格优化
• 2.4.2 输电环节价格优化
• 2.4.3 配电环节价格优化
• 2.4.4 终端用户价格优化
• 2.5 我国电力产业价格链优化方案
• 2.5.1 电能生产流通环节影响因素分析
• 2.5.2 电力产业价格链优化规划
• 2.5.3 电力产业价格链环节成本的分解与控制
• 2.6 本章小结
• 第三章 发电企业最优竞价策略研究
• 3.1 发电企业竞价策略的博弈论模型及求解方法
• 3.1.1 非合作对策情形
• 3.1.2 合作对策情形
• 3.1.3 部分协作对策情形
• 3.1.4 算例分析
• 3.2 发电企业竞价策略的Markov过程理论模型
• 3.2.1 发电企业报价曲线分析
• 3.2.2 利用Markov过程研究发电企业报价策略
• 3.2.2.1 发电企业报价策略模型
• 3.2.2.2 虚拟等值竞争对手的概念
• 3.2.2.3 报价曲线分析
• 3.2.2.4 模型求解
• 3.2.2.5 竞价策略的选择
• 3.2.3 算例分析
• 3.3 基于成本变动的发电企业竞价策略研究
• 3.3.1 随机型决策方法
• 3.3.1.1 随机型决策的条件
• 3.3.1.2 随机型决策的方法
• 3.3.2 发电企业竞价策略的随机型决策方法
• 3.3.3 算例分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 发电企业最优风险竞价策略研究
• 4.1 风险型决策方法
• 4.1.1 风险型决策的理论
• 4.1.2 风险型决策的方法
• 4.1.3 效用理论在风险型决策问题中的应用
• 4.1.3.1 风险承受主体的态度与效用函数
• 4.1.3.2 应用效用理论来解决风险型决策问题
• 4.1.4 算例分析
• 4.2 基于风险的发电企业最优竞价策略组合
• 4.2.1 单一市场风险计算
• 4.2.2 不同市场期望收益之间的关联性
• 4.2.2.1 市场间的协方差与相关系数
• 4.2.2.2 市场间的关联程度及其含义
• 4.2.3 多个市场投标策略组合风险的度量
• 4.2.4 两市场投标策略组合
• 4.2.4.1 两市场投标策略组合的期望收益率与方差
• 4.2.4.2 基于风险的两市场投标组合模型
• 4.2.4.3 算例分析
• 4.2.5 多个市场投标组合的可行域
• 4.3 基于风险的发电企业多市场投标组合策略
• 4.3.1 基本假设
• 4.3.2 有效边界
• 4.3.3 基于风险的投标电量组合优化决策模型
• 4.3.3.1 协方差矩阵
• 4.3.3.2 模型的建立
• 4.3.3.3 模型的求解
• 4.3.3.4 有效边界的确定
• 4.3.3.5 有效边界合理收益率区间的确定
• 4.3.3.6 投标组合的分配比例
• 4.3.4 算例分析
• 4.4 效用分析与最优投标组合
• 4.4.1 无差异曲线
• 4.4.2 计及发电企业效用的最优投标组合
• 4.4.3 基于效用最大化的发电企业投标组合
• 4.4.4 算例分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 电网企业最优购电模型及组合算法
• 5.1 电网企业最优购电模型
• 5.1.1 发电企业报价曲线设计及其规定
• 5.1.2 电网企业购电模型分析
• 5.1.3 求解电网企业购电模型的启发式算法
• 5.1.4 算例分析
• 5.1.5 讨论
• 5.2 电网企业购电费用最优的机组组合算法
• 5.2.1 机组组合的数学模型
• 5.2.2 购电费用最优的降维半解析动态规划机组组合算法
• 5.2.3 算例分析
• 5.2.4 讨论
• 5.3 本章小结
• 第六章 供电企业分时电价设计与方法研究
• 6.1 引言
• 6.2 分时电价的提出
• 6.3 分时电价的必要性
• 6.4 分时电价的实施现状
• 6.5 分时电价的经济学原理
• 6.6 分时电价的制定过程
• 6.7 我国分时电价实施过程中存在的问题
• 6.8 改进措施
• 6.9 结论及建议
• 第七章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 攻读博士学位期间发表的学术论文
• 攻读博士学位期间参加的科研工作