电力市场竞价框架

(16)
联立求解式(5)和式(16)得电力市场的出清价为：
b1b2 k1k2 PLO
b1k1 b2 k2 b1b2 k1k2l
两发电厂商分配的出力分别为：
P1
b1k1
b2 k2 PLO b2 k2 b1b2 k1k2l
P2
b1k1
b1 k1 PLO b2k2 b1b2k1k2l
(17) (18) (19)
(1,0) k•1(0)
k
( 2
2)
•
k2 f2 (k1)
k1 f1(k2 )
k•1(1)
k1
显然，在负荷没有弹性且对价格也没有控 制的情况下，电厂的报价会相互攀升，最 终会使市场失去稳定。
国外对此的处理是采用价格上限法，但如 何确定价格上限是一个问题。
采用价格上限法也不符和经济学中自由竞 争的原则。
1． 独立调度与竞价规则
在平衡交易市场中，独立调度代表所有电力用户向发电厂商购买
电能，其目标是使购电总费用 C 最小：
n
MinC C i (Pi )
(1)
i 1
式中 Ci 是发电厂商的竞价曲线。式(1)中 Pi 应满足：
n
Pi PL
(2)
i1
PL 为用户的总需求电力，一般 PL 随电价 而变化：
设计竞价规则是微观经济学中一个较新的研究领域。特别是
揭示原理的发现，肯定了对任何贝叶斯博弈都能设计出一种 促使博弈方“揭示”自己真实类型的机制，为竞价规则的设 计提供了新的思路。
由于电价提高而损失的社会效益额度lr 应由发电
厂商共同承担。
分担的原则应促进各发电厂商有积极性去减少供电
缺口l 。
PL = f L (PLO , )
(3)
社会效益损失的测度
电 价
l()( 0 )
0
电量
PL 虚拟负荷侧弹性后的市场 ❖ 模型用表达式 l()r( 0 ) 衡量社会效益损失
对于式(1)、(2)的条件极值问题可建立以下拉格朗日函数：
n
L C (PL Pi )
(4)
i 1
因此可得到 C 的极小化条件为：
i 0
(12)
ki
将式(7)、(9)、(10)、(11)代入上式可得：
(2k iΒιβλιοθήκη 1) Pi kiPi
0
(13)
最终得到相应的反应函数分别为：
k1
1 b2 b1
k2
f1(k2 )
(14)
k2
1 b1 b2
k1
f 2 (k1)
(15)
弹性系数为零时的反应函数
k2
k 2(1•)
(0,1) (0,0)
(1 1 ，0) k1 b1l
4．政府的调控措施
当政府不采取任何调控措施时，发电厂商竞价策略中的 ki 将在[1, 1 1 bi l ]区间选择。
政府调控的目标是降低 k i 的取值域，促使发电厂商的竞价 尽可能接近其边际成本(即迫使 k i 趋近于 1)，从而使发电厂
商的效益能够与社会效益协调起来，形成一个高效率的电力 市场。
然 F1 (k2 ) 和 F2 (k1 ) 都是增函数，但 k1 和 k 2 都有一个极限，分别为：
1
lim k1
k2
1
b1l
1
lim k2
k1
1
b2l
电力弹性系数不为零时的反应函数
k2 (0,1 1 )
b2l
(0,1)
F1 (k2 )
•
(k1*
,
k
*
2
)
F2 (k1 )
(0,0)
(1,0)
当市场中的两厂商规模接近时，各发电厂商应分担
的社会效益损失可按以下原则计算：
式(17)求出的 小于由式(9)求出的 。 在这种情况下两厂商的总出力小于 PLO ，差值为 l 。
可分别求出当 l 0 时发电厂商的反应函数：
k1
1
b2 k2 b1b2lk2 b1
F1 (k2 )
k2
1 b1k1 b1b2lk1 b2
F2 (k1 )
(20) (21)
当 l 0 时，以上两式即为式(14)、(15)；和 l 0 上节情况不同的是虽
当发电厂商采取上述竞价策略时，求解上节的系 统优化模型可得电力市场的出清价：
b1b2 k1k2 PL
(9)
b1k1 b2 k2
两发电厂商售出的电力分别为：
P1
b2 k2 b1k1 b2 k2
PL
(10)
P2
b1k1 b1k1 b2 k2
PL
(11)
发电厂商为了取得最大的利益，其选择的ki 应满足：
设系统内只有两个发电厂，并且其成本曲线为：
Ci
ai
1 2
bi
Pi2
i =1，2
（6）
当电力市场出清价为 时，发电厂商的效益 i 可表示为：
i
Pi
(ai
1 2
bi
Pi2
)
(7)
发电厂商的竞价目标是使 i 最大。设其竞价策略为：
Ci
ki (ai
1 2
bi
Pi2
)
(8)
发电厂商要面对的问题是如何选择 ki 使 i 最大化。
3. 发电厂商的行为及反应函数 (电力需求弹性系数不为零的情况)
市场的垄断势力主要取决于市场需求的弹性系数及厂商的数 目。弹性系数愈大，则垄断势力愈小。
为简单起见，假定电力需求 PL 与电价 有如下线性关系： PL PLO l
在这种情况下式(2)的供需平衡条件变为：
n
Pi PLO l
i 1
d Ci
i =1,2,…,n
(5)
d Pi
拉格朗日乘子 即等于边际价格 。将式(5)与式(2)联立求解，
就可得 (即出清价)及各发电厂商的发电出力，这就是电力市
场中独立调度的优化调度模型。
以上的 Ci (Pi ) 为发电厂商的竞价曲线，并不是其真正的成
本函数。
2．发电厂商的行为及反应函数 (电力需求弹性系数为零的情况)
市场特点——单边电力市场
我国发电侧电力市场已经从理论研究、政策试点阶段 向实施阶段逐过渡。现阶段由于种种客观条件的限制，用 户侧电力市场暂时还没有开放，我国的发电侧市场只是一 个单边电力市场。
❖ 市场中发电商数目有限 ❖ 负荷价格弹性很小 ❖ 在单边电力市场模式中，由于缺少用户侧市场，市场中电
力负荷的价格弹性可以忽略不计，发电商采取投机手段哄 抬电价的可能性更大。
0. 概述
电力生产的经济学特征:
规模效益显著 很低的用电需求弹性 很高的存储成本 存在输电约束,输电损耗 合约与潮流不存在一一对应关系
我国电力市场的进展
1996年 电力部正式提出实行厂网分开、 竞价上网，广泛开展模拟市场 1998年 国办146号文，提出在6省市试点 2002年国务院5号文件，撤消国家电力公 司。十五末，初步形成6大区域电力市场， 基本建立电力市场运营的法规体系和电力 监管体系，大部分地区实现竞价上网。