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价、网络阻塞情况决定。发电商G2/4/6的额定容量小、负荷需求量大,导致其在边际成本一定范围内报价均会满出力中标,此时发电商的节点电价和中标量不受自身报价的影响,发电商报高价与报低价没有区别,反而报价过高会导致中标量减小、利润降低。
2)情形4,发电商间有合谋(G1/G2/G3属于合谋集团1,G4/G5/G6属于合谋集团2)。
在发电商间有合谋的情况下,进化过程中最优粒子的位置变化及纳什适应度值如图8所示,收敛的均衡策略组合如表4所示。
比较情形3和完全竞争下发电商的收益,如表4所示。发电商G2均按边际成本报价,但寡头竞争下的收益却小于完全竞争下的。原因在与虽然两种情况下G2的中标量都是一样的,但由于阻塞程度不同造成寡头竞争下节点电价低于完全竞争下的,所以G2在寡头竞争下的利润更低些。在完全竞争下,各发电商均按边际成本报价,价格低了市场成交量就很大,导致线路1-2阻塞严重,处于阻塞线路受端的节点G2,其节点电价相比正常水平高出了许多(14行3列)。而在寡头竞争下,部分发电商以高于边际成本报价,价格高了市场成交量
图8 情形4(进化过程中最优粒子位置和适应度)
Fig. 8 Optimal particle position and fitness in evolution under situation 4
相对少,阻塞情况相对完全竞争减轻了,处于支路受端G2的节点电价也就相对小了一些(13行3列)。由于网络阻塞程度不同造成的节点电价不同,引起了发电商G2在寡头竞争时利润比完全竞争时低。
再比较无合谋与有合谋(情形3和情形4)下发电商的均衡策略组合,有合谋下各发电商的收益未必都大于无合谋下的收益,但合谋整体的利润均高于无合谋下的。例如:G1/G2/G3组成的合谋集团1,合谋后的总收益比无合谋高出1.6 USD;G4/G5/G6组成的合谋集团2,合谋后的总收益比无合谋高出21.3 USD,但合谋下的社会福利却相比无合谋减少了802.9 USD。此结果表明,在不完全竞争市场中,发电商之间可以通过合谋形式彼此之间联合报价以提升整体的利润,却以牺牲社会福利为代价。对此,电力监管部门应制定严格的电力法规和激励措施,引导发电商披露真实边际成本,遏制发电商间合谋竞价的投机行为,促使电力市场向开放健康的方向发展。
5 结论
针对求解电力市场策略均衡的复杂问题,在综述现有求解方法的基础上,本文提出了双层粒子群算法求解均衡策略,并采用标准3节点系统和IEEE 30节点系统对上述算法进行了验证,得出了以下结论:
1)本文提出的双层粒子群算法可以有效的用于求解电力市场均衡的问题,甚至可以延伸至求解主辅联合市场均衡的问题。
2)发电商在寡头竞争下的利润不一定都比完全竞争下的高,发电商所处地理位置和自身机组的容量限制,可能导致发电商在寡头竞争下的收益低于完全竞争下的。
3)在不完全竞争的电力市场中,发电商之间可以通过合谋提升整体利润、削减社会福利。对此,电力监管部门应制定严格的电力法规,遏制发电商间合谋竞价的投机行为。
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