水电站参与市场竞争的代理机制设计

论文摘要

随着我国电力体制改革的逐步深入、能源供应短缺的加剧和环境保护要求的日益提高,水电资源的优化配置与充分利用已经成为优化能源结构、实现电力工业可持续发展的重要途径,对于建设资源节约型和环境友好型社会具有十分重要的现实意义。水电站具有与火电不同的技术、经济特性,在市场竞争中如何保证水电资源的最优配置是近年来我国学者关注的热点问题之一。本文借鉴国外水电站参与电力市场竞争的成功经验,结合我国国情,重点研究了所属同一投资主体的梯级水电站参与市场竞价模型、所属不同投资主体的梯级水电站参与市场的代理机制设计和小水电站参与市场的代理机制设计,对于保证市场环境下水电资源有效利用的机制设计具有一定的参考价值。在电力市场中,所属同一投资主体的梯级水电站必然会以梯级整体收入最大化为目标、考虑梯级约束协调参与竞争。针对这种情况,论文建立了以电能交易和备用服务收入综合最大为目标的梯级水电站日前市场竞价模型,并采用免疫遗传算法和随机模拟技术求解。我国梯级水电站存在投资主体不统一的现状。当所属不同投资主体的梯级水电站单独参与市场竞争时,会导致梯级水电资源配置的低效性。针对这一问题,论文首先建立了不同投资主体的梯级水电站单独参与市场竞争时的水电资源配置低效性分析模型和上下游梯级间的信息不对称风险分析模型,并采用非线性互补方法和随机模拟技术求解;在此基础上,提出了不同投资主体的梯级水电站采用代理机制参与市场竞争的方式,并对梯级水电站代理机制进行了初步设计;最后,运用实物期权和谈判模型的相关理论,对梯级水电站代理的博弈均衡状态进行分析,初步验证了相对于不同投资主体的梯级水电站单独参与市场竞争,文中提出的梯级水电站代理机制可以实现水电资源配置的帕累托改进。从小水电站的技术经济特点出发,论文提出在小水电比重较大的省(区)采用代理机制实现小水电参与发电侧市场竞争,并对小水电代理机制进行了初步设计;建立了小水电代理商参与市场竞争的线性供应函数均衡模型,采用随机模拟技术和高斯随机搜索算法求解市场均衡状态,初步验证了小水电代理机制的有效性与合理性。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 国内电力市场改革现状
• 1.1.2 国内水电参与市场竞争的研究与实践
• 1.2 国外水电参与市场交易情况简介
• 1.2.1 英国
• 1.2.2 美国
• 1.2.3 北欧
• 1.2.4 新西兰
• 1.2.5 加拿大
• 1.2.6 结论与启示
• 1.3 课题研究意义
• 1.3.1 我国水电参与市场竞争的意义
• 1.3.2 水电技术和经济特性分析
• 1.3.3 我国水电参与市场竞争面临的问题
• 1.4 国内外理论研究现状
• 1.4.1 水电参与市场竞争方式的研究
• 1.4.2 水电竞价模型研究
• 1.4.3 水电参与市场的均衡分析
• 1.5 论文的主要研究内容
• 第二章 同一投资主体的梯级水电站参与市场竞价模型
• 2.1 梯级水电站参与市场竞价的数学模型及其求解方法概述
• 2.1.1 梯级水电站参与市场竞价的数学模型概述
• 2.1.2 梯级水电站参与市场竞价的数学模型求解方法概述
• 2.2 同一投资主体的梯级水电站竞价模型
• 2.2.1 目标函数
• 2.2.2 约束条件
• 2.2.3 库蓄电能效益
• 2.3 基于混合优化策略的求解方法
• 2.3.1 免疫遗传算法
• 2.3.2 随机模拟
• 2.4 算例分析
• 2.5 小结
• 第三章 不同投资主体的梯级水电站参与市场的代理机制设计
• 3.1 不同投资主体的梯级水电站单独参与市场问题分析
• 3.1.1 水电资源配置的低效性分析模型
• 3.1.2 信息不对称导致的风险分析模型
• 3.1.3 基于KKT条件的非线性互补求解方法
• 3.1.4 算例分析
• 3.2 不同投资主体的梯级水电站参与市场的代理机制设计
• 3.2.1 机制设计理论概述
• 3.2.2 梯级水电站代理机制设计思路
• 3.2.3 梯级水电站代理机制设计
• 3.3 梯级水电站代理契约模型研究及均衡分析
• 3.3.1 基于实物期权的下游电站长期盈利水平评估
• 3.3.2 代理契约的谈判模型及均衡分析
• 3.3.3 算例分析
• 3.4 小结
• 第四章 小水电参与市场的代理机制设计
• 4.1 小水电参与市场的方式研究
• 4.2 小水电参与市场的代理机制设计
• 4.2.1 小水电采用代理机制参与市场的必要性
• 4.2.2 小水电代理机制设计
• 4.3 小水电代理商参与市场竞争的均衡分析
• 4.3.1 博弈模型研究现状
• 4.3.2 小水电代理商参与市场竞争的均衡模型建立
• 4.3.3 模型求解
• 4.3.4 算例分析
• 4.4 小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 附录1 我国水电发展规划
• 附录2 流域梯级水电站概况表
• 附录3 日前电能量市场边际价格预测表
• 附录4 日前备用市场边际价格预测表
• 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