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深度|基于价值公平分配的电力市场竞争机制设计

2019-01-25 10:21来源:电力系统自动化作者:王剑晓 钟海旺 夏清等关键词:电力市场电力现货市场电力体制改革收藏点赞

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激励 相 容 具 体 可 分 为 占 优 策 略 激 励 相 容(dominant-strategyincentivecompatibility)和贝叶斯—纳 什 激 励 相 容 (Bayesian-Nash incentivecompatibility)。占优策略激励相容表示,某发电机组申报真实发电成本是占优策略,无论其他机组申报真实与否;贝叶斯—纳什激励相容表示,某发电机组申报真实发电成本是最优选择,如果其他机组都真实报价。可见,占优策略激励相容是约束力更强的性质,本文考虑占优策略激励相容。

4)收支平衡

电力市场中,系统独立调度是非营利机构。例如,美 国 的 ISO 是 由 联 邦 能 源 管 理 委 员 会(FederalEnergy RegulatoryCommission,FERC)监管,主要负责协调、控制和监控电力系统运行的机构。因此,收支平衡表示系统调度从电力负荷征收的费用不小于向发电机组支付的费用[20-21]。

1.3 边际价格理论

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在完全竞争的电力市场中,各市场成员作为价格接受者,自身报价不会影响系统边际价格,因此,以节点电价进行市场交易和结算能够实现社会福利最优。然而,现实中难以达到完全竞争市场,发电机组可以通过策略性报价,以改变边际电价从而最大化自身效益。因此,按照边际电价交易和结算的电力市场不能抑制市场成员虚报高价,难以实现激励相容,甚至不能达到系统成本最小化的状态。

2 价值公平分配机制设计

为促进发电机组真实报价、实现系统成本最小化,本文借鉴 VCG 机制,提出适应电力日前市场的价值公平分配机制。

2.1 VCG机制概述

在机制设计理论中,VCG 机制是一种激励市场成员真实表现的机制设计方法。VCG 机制的结算规则是按照一个市场成员对其他市场成员的替代效益 进 行 结 算。VCG 机 制 由 William Vickrey,EdwardH.Clarke和 TheodoreGroves三位经济学家的姓氏组合命名,以纪念他们在信息不对称条件下激励理论中的贡献。William Vickrey和另一位经济学家也因此获得1996年的诺贝尔经济学奖。

2.2 基于价值公平分配的电力市场竞争机制

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式(8)定义了价值公平分配机制的结算方式。式中等号右端第一项表示,去掉发电机组i后,其他机组参与日前市场的发电成本;第二个括号项表示,在包含发电机组i的出清模式下,其他发电机组的发电成本。两项相减为发电机组i对其他机组的替代效益,即机组i参与日前市场前后对其他机组发电成本的影响。

价值公平分配机制的经济学意义在于,利用市场成员间的替代效益定义其价值,并按照该价值结算,从而实现个体与集体利益最大化的一致性。

2.3 机制性质证明

已有研究验证边际电价满足个体理性(由机组报价不小于其真实成本可得)和收支平衡(由文献[23]证明,可总结为按照节点电价从负荷收费不小于向发电机组付费,当且仅当电力系统无线路阻塞时取等,阻塞时的结余用于补偿线路投资)性质,而不满足激励相容以及系统成本最小化。本节将证明本文机制满足激励相容、个体理性以及系统成本最小化,并提出一种收支平衡的策略。

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由上述证明可知,无论其他发电机组申报真实与否,发电机组i申报真实的发电成本是该机组的占优策略。因此,本文提出的价值公平分配机制满足占优策略激励相容。

原标题:基于价值公平分配的电力市场竞争机制设计
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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