电力市场纳什均衡与风险回避理论的研究

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1、上海交通大学博士学位论文电力市场纳什均衡与风险回避理论的研究姓名：袁智强申请学位级别：博士专业：电力系统及其自动化指导教师：侯志俭20040101上海交通大学博士学位论文络约束极限值小于一定的值，则要么不存在纯策略均衡解，要么存在约束条件起作用的另一纯策略均衡解，即有可能存在不同的纯策略纳什均衡。第四，利用古诺模型对联营模式下多时段水火电混合系统的纳什均衡策略问题进行了研究。模型中火电系统首次考虑了火电机组的最小开停机时间的限制，水电系统则考虑了发电用水量、可用库容限制等约束。利用迭代法并结合动态规划对发电商的纳什均衡策略进行了求解。以IEEE-6机系统为例研究了火电厂容量约束、最小开停机时间

2、和水电厂用水量限制等约束对发电商均衡结果的影响。仿真结果表明，考虑最小开停机时间约束时，即使某些时段利润为负，但为了避免后续时段的持续停机使火电商利润蒙受更大的损失，一些机组在这些时段仍需开机；考虑水电厂用水量约束时，水电厂商有动力在高峰时段持留发电量。第五，在电能与备用市场顺序交易决策的基础上，利用古诺模型初步研究了发电商在电能与备用市场的均衡策略，比较了在调用不同的备用参与发电情况下的均衡结果，分析了电能市场远期合约对均衡策略的影响。计算结果表明，在不同的远期合约电量下电能市场的均衡电价随着备用容量发电比例系数的增加而下降，备用容量市场的均衡电价则随着备用容量发电比例系数的增加而上升；在不

3、同的备用容量发电比例系数下，随着合约电量的增加，有功电能市场的均衡电价均将下降，而备用市场的趋势与有功电能市场的趋势相反。第六，给出了在信息不完全条件下古诺模型在多人博弈时的Nash均衡解析解；根据电力市场的特点，认为电力市场中的发电商是由领导者、跟随者和价格接受者组成的，相应提出适用于联营模式下电力市场的一种新的模型来模拟寡头垄断的电力市场，并推导了该模型的纳什均衡解析解，通过算例与现有模型的结果做了比较。第七，基于古诺竞争并假定购电商以效用最大、发电商以收益最高为目标，通过一个双向差价合同市场与现货市场分开竞争的两阶段均衡模型，研究了发电商在合同市场和现货市场的行为策略，并通过算例分析了方

4、差和风险规避指数等因素对市场均衡状态的影响。最后，利用经济学的Black-Scholes期权定价理论计算了一种可回避电价剧烈波动风险的期权合约模型的价格，提出了一种考虑需求不确定的双边可选择电力远期合同模型，给出了合同价格的计算方法并推导了用户的最优中断电价，通过算例分析了现货电价与负荷的相关系数、负荷均方差、电价均方差、敲定电价等因素对远期合约电价的影响。关键词：寡头垄断市场，最优潮流，纳什均衡，供应函数模型，古诺模型，报价曲线，水火电系统，启停时间约束，输电约束，容量约束，完全信息，不完全信息，备用市场，风险规避，远期合约，期权第II页摘要STUDIESONNASHEQUILIBRIUMA

5、NDRISKEVASIONINELECTRICITYMARKETABSTRACTTherestructuringinpowerindustryhasbroughtgreatstriketotraditionalintegratedregulationpowersystem.Theobjectofderegulationistointroducefaircompetitionmechanismintopowermarketandprovideincentivesforefficientoperationofthepowerindustry,eventuallyreducethemarketpri

6、ce.However,inelectricitymarket,entrydeterrence,smalldemandelasticity,transmissionconstraintsandnolargelystorableelectricitymakeonlyafewsuppliersbeabletoprovidepowerservicesinsomegeographicregion.Consequently,thepracticalelectricitymarketismoreakintobeanoligopolisticmarketthanaperfectcompetitionmarke

7、t,inwhichthesupplierscanachievemaximumprofitthroughstrategicbidding.TheelectricitycrisisofCaliforniainsummer2000makespeoplebeawareoftheimportanceofsecurityinderegulationofpowerindustryandimperfectcomp