电力市场均衡理论及演化分析-系统分析与集成专业论文.docx

华 华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文 I I 摘 要 随着电力市场改革的深入开展及电力系统规模的不断扩大，电网的安全稳定问 题日益彰显，人们开始更为关注对电力系统和电力市场稳定性问题的研究。竟争环 境下的电力生产、交易与消费发生了根本性的变化，系统运行条件苛刻而不确定， 安全稳定问题越来越突出。电力市场中每个参与者都追求其利益最大化，技术与经 济之间的关系极其密切，传统上可靠性高于经济性的关系不复存在，面对这样的复 杂系统，经典的研究方法显得力不从心。为深入对造成电力市场不稳定原因的研究， 我们力图突破经典方法的限制，建立一个基于市场经济规律、结合电力系统的特点 的电力市场框架模型，并用实验电力市场方法去探索电力市场内在规律。 本文从电力市场均衡理论出发，通过对电力市场均衡理论建模和动态分析，发 现合理地设计市场结构和机制是探索电力市场均衡的关键所在。根据复杂适应系统 的自动机网络建模方法，我们建立了实验电力市场模型：发电商和电网公司作为底 层单元，发电商的报价策略和电网公司的定价方法作为演化机制。通过修正传统定 价模型中隐含的系统接受全体发电商报价的不合理假设，文中提出了排队定价模型， 并设计了渐进式古诺调节作为发电商的学习规则，通过典型案例仿真，发现电力市 场的稳定性与个体发电商的市场分力强度和方向有关，在完全信息的古诺调节模式 下，市场力会随着需求增加而加强。最后，在博弈学习理论的基础上，本文设计了 虚拟行动作为发电商的学习过程，通过对完全信息市场中发电商的生存环境的分析 可知，发电商的市场力发挥受到市场利润场、信息反馈环和信息结构的影响。在不 完全信息的情形下，发电商可通过对对手环境约束曲线的猜测，制定出较好的报价 策略，价格逼近法为发电商提供了一种合理的学习方法。实验案例的结果指出：在 长期迭代过程中，每个发电商的策略通过市场信号反馈给其它发电商，并通过他们 的对手环境约束曲线影响其报价策略。通过这种反馈，市场合力得到加强或减弱， 其过程较为缓慢，并且是渐进式的，这提示电力市场在危机爆发之前可能存在一个 较长的市场力聚集过程。 关键词：电力市场，均衡理论，自动机网络建模方法，市场力，演化博弈， 古诺调节，实验博弈，虚拟学习 II II Abstract Along with the deepening of the reform of electricity markets and the continuous expansion of the power system , the security and stability of the power grid become more and more important. People increasingly began to be concerned about the stability of power system and electricity market issues. Competition arising therefrom environment electricity production, trade and consumption has been changed at all. The power system is operating under harsh and uncertain conditions. Thus the stability issues become increasingly acute. Each participant in the electricity market is always pursuing the maximum benefit. The relationship between technology and economy is so close. The electric power market is a large and complex system with characteristics of social economics and extremely profound physical backgrounds. Facing such a complex system, classical research methods have to struggle so as not to function below the level. In order to carry out in-depth studies of those internal reasons that have caused instability of electricity mar