具有多类资源多类用户智能电网实时定价决策

智能电网中的实时定价问题,对于当前正处于全面建设阶段的我国智能电网建设进程的后继顺利发展以及经营企业的经济效益和竞争力都将产生重要影响.基于反映智能电网中电力需求或电力消耗动态变化需求侧管理(DSM)思想,利用动态博弈理论研究了实时定价和电力采购决策问题.该研究创新性地考虑了电力零售市场中零售商通常需要采购不同电力资源然后将其销售给不同类型用户这一现实,改变以往研究电力市场中零售商和用户之间策略互动时仅研究单一类型用户和单一类型电力来源局限,使用特殊的效用函数来模型短期用户的偏好和消费模式,将采购不同类型电力资源零售商与其服务的不同类型用户之间的策略互动构造出一个五阶段动态Stackelberg博弈模型,最终使用逆推归纳法求出博弈解子博弈精炼纳什均衡,从而为零售商提出了一种基于智能电网DSM实时定价的新型博弈决策机制,既为零售商提供了一种最优采购和定价机制,也通过实时定价为不同类型用户提供电力消费的不同最优反应模式.数值仿真表明了所提出的机制的有效性及系统参数变化对决策的影响.     

具有时间耦合约束的多时段智能电网实时电价

实时电价是未来智能电网理想的定价机制.本文以社会福利最大化模型为基础,对智能电网的实时电价策略进行研究.按照电器运行特点将电器分为必须运行的电器、弹性电器和半弹性电器,针对弹性电器和半弹性电器的用电量关于时间具有耦合性,建立一个多时段的优化模型.采用松弛方法,将多时段的模型分解成一组单时段优化问题,利用对偶理论,给出一个分布式算法,得到实时电价,算法不需要用户向供电商以及其他用户透露自己的具体用电信息,保护了用户的个人隐私,有效求解了多时段的社会福利最大化模型.数值仿真验证了所建模型的合理性以及算法的有效性.     

Real-Time Pricing for Smart Grid with Multiple Companies and Multiple Users Using Two-Stage Optimization

In this paper, we focus on the real-time interactions among multiple utility companies and multiple users and formulate real-time pricing(RTP) as a two-stage optimization problem. At the first stage, based on cost function, we propose a continuous supply function bidding mechanism to model the utility companies' profit maximization problem, by which the analytic expression of electricity price is further derived. At the second stage, considering that individually optimal solution may not be socially optimal, we employ convex optimization with linear constraints to model the price anticipating users' daily payoff maximum. Substitute the analytic expression of electricity price obtained at the first stage into the optimization problem at the second stage. Using customized proximal point algorithm(C-PPA), the optimization problem at the second stage is solved and electricity price is obtained accordingly. We also prove the existence and uniqueness of the Nash equilibrium in the mentioned twostage optimization and the convergence of C-PPA. In addition, in order to make the algorithm more practical, a statistical approach is used to obtain the function of price only through online information exchange, instead of solving it directly. The proposed approach offers RTP, power production and load scheduling for multiple utility companies and multiple users in smart grid. Statistical approach helps to protect the company's privacy and avoid the interference of random factors, and C-PPA has an advantage over Lagrangian algorithm because the former need not obtain the objection function of the dual optimization problem by solving an optimization problem with parameters. Simulation results show that the proposed framework can significantly reduce peak time loading and efficiently balance system energy distribution.     

Electricity Price of Hybrid Power System and Decision Making of Renewable Energy Investment Capacity

In the existing electricity market,the traditional power suppliers and renewable energy generators coexist in the power supply side. In the power supply side,renewable energy generators generate power by wind and other natural conditions,leading renewable energy output a certain randomness. However,the low marginal generating cost and the reduction of carbon emissions,and thus brings a certain advantage for renewable energy compared to alternative energy. Electricity,as a special commodity,stable and adequate power supply is a necessary guarantee for economic and social development. Power shortage situation is not allowed in the power system,and the extra power needs to be handled for the purpose of safety. In this paper,the hybrid power generated by renewable energy generators and traditional energy generators is used as power supply,and then the electricity market sells hybrid power to electricity consumers,the hybrid power system determines the optimal daytimeprice,nighttime price,and the optimal installed capacity of the renewable energy suppliers. We find that the installed capacity of renewable energy increases first and then decreases with the increase of the price sensitivity coefficient of traditional energy supply. Electricity demand is negatively related to electricity price in the current period,and is positively related to price in the other period. The average price of day and night is only related to the total potential demand of day and night and the total generation probability of renewable energy. The price difference between daytime and nighttime is positively related to potential electricity demand,and negatively related to the sensitivity coefficient of electricity price.     

双积分制下汽车生产商生产决策优化

本文研究了燃料消耗量积分和新能源汽车积分"双积分制"下汽车生产商生产决策问题,基于持股比例和内部期权协议建立了传统能源车与新能源汽车联合决策模型,在积分不足、积分富余和积分平衡三种策略情形下求解了最优定价、产量和内部积分协议价,并针对市场积分价格和汽车销售量的实际波动求解了生产计划的鲁棒区间及其应急调整策略.研究结果表明:持股比例主要影响内部协议价形成,持股比例越高,内部协议价越趋近于外部市场价;初始生产计划存在多维非对称鲁棒区间,汽车生产商可通过价格响应机制实现生产计划扰动管理及积分策略切换;控制积分交易限量将改变最优生产计划及其应急调整策略.     

马尔可夫过程下多类用户智能电网实时电价

基于需求响应的智能电网实时电价定价机制是调节电力供需平衡的理想手段,其实施必然对用户的用电行为和电网的运行与管理产生深远影响.本文考虑用户用电的前后关联性,给出一个基于马尔可夫决策过程并且考虑用电周期的社会福利最大化模型.根据求解该模型制定的实时电价定价策略,用户可以更加理性,更加贴近实际制定用电计划.所建立的模型考虑了状态转移概率矩阵中的参数已知和未知两种情况.相同类型用户根据用电量之间具有相互影响和相互制约的关联性给出电价策略;不同类型用户设置不同电力价格进行区分.最后针对参数已知和未知两种情况设计集中式和分布式定价策略的改进模拟退火算法,模拟仿真验证了模型的合理性和算法的可行性.     

资源约束下绿色铝供应链网络设计多目标优化

本研究针对铝供应链中日益凸显的碳排放问题和水资源消耗问题,建立了一套决策模型框架,该框架由生命周期分析、绿色供应链网络优化模型和基于epsilon约束方法的多目标优化模型组成,同时考虑煤电、生物质发电、光伏+储能的组合等多种电力供应方式选择以及碳市场不确定性的影响,对铝供应链在多种资源约束下的多目标优化问题进行了深入分析.模型计算结果表明:经济成本和水资源消耗是一对彼此矛盾的目标;决策偏好以及碳市场不确定性会影响供应商的选择;资源约束更加严格的情况下倾向于选择低碳技术,同时产生减少水资源消耗的协同效应.高碳价下所有的帕累托解都不会选择煤电,而更多地倾向于选择光伏加储能的电力供应模式.案例研究证明了该模型在资源产业链多目标决策方面的有效性.本文提出的模型方法为环境资源约束下的资源型制造业决策提供了理论支持.     

基于负荷率差别定价的分时输配电价优化模型

输配电价是电力市场改革的关键,是推进售电市场放开的重要基础.随着输配电价改革不断深入,不同类型的输配电价定价方法亟待研究.本文以大工业用户输配电价为研究对象,首先,引入汉森门槛模型,内生性划分大工业用户的负荷率区间;其次,建立输配电网长期增量成本分摊模型,提出基于负荷率差别的输配电价定价方法,并借鉴分时电价思想,构建基于负荷率差别定价的分时输配电价协调优化模型,设计分电压等级、计及负荷率差别的分时输配电价;最后,以我国中部H省大工业用户为例,验证所提模型可行性.研究结果表明,所提分时输配电价定价方法吸收了负荷率电价和分时电价优点,能够兼顾效率与公平,同时有效调节电力用户需求,实现削峰填谷,一定程度缓解输配电网阻塞问题.     

政策对发电企业能源决策的影响及最优化模型

论文考虑由可再生能源发电企业和传统化石燃料发电企业组成的电力供应市场,分析可再生能源电价补贴政策、可再生能源技术研发投入补贴政策、不可再生能源碳排放价格政策的影响,建立了两类电力企业以自身利润最大为目标的决策模型,给出了最优解的表达形式.论文结合我国生物质能源政策,分析得出:提高可再生能源技术研发投入补贴率是刺激企业增加技术研发投入的有效措施;为优化我国能源结构同时增加社会总发电量,不能将碳排放价格制定过高,而应重点降低可再生能源的发电成本.最后,论文引入由消费者剩余、电力部门总收入、补贴或者税收收入转移、环境损害组成的社会福利函数模型,构建了基于社会福利最大的可再生能源政策决策模型,得出我国应加大生物质能源研发投入补贴率、提高碳排放价格实现社会福利最大化.论文的研究工作和得到的结论对相关部门制定有效的可再生能源政策具有积极的指导意义.     

计及可中断负荷的园区综合能源系统优化调度

热电机组"以热定电"运行时在调峰能力上有一定的局限性,可中断负荷(interruptible load,IL)作为一种待挖掘的电力资源,可以应用在园区综合能源管理和微网系统中,引导用户减少高峰用电.在含有热电联产机组的园区综合能源系统中引入IL功能改善系统调峰能力,以经济性作为集成优化目标,建立相应模型.以北方某生态园...     

Electricity Consumption and Its Impact Factors: Based on the Nonparametric Model

The security of power consumption demand is an essential issue in maintaining a rapid economic development in China. Owing to the advantages such as the robustness and favorable estimation performances, the semiparametric model and nonparametric models have obtained wide popularity. In this article, based on the semiparametric and nonparametric models, a new estimation model is created, and the linear and nonlinear effects of influencing the power consumption are investigated. The results indicate that the economic growth, population, and economic structure play a vital role in the power consumption; the impact of the power price index on the electricity consumption is small, which can-not offset rapid growth of the electricity consumption that the economic growth, population and economic structure bring; the energy utilization efficiency still stays at a low level in China.     

考虑碳排放权交易和电价风险的发电商优化调度

总量管制的碳排放权交易体系下,发电商在机组优化调度过程当中应将碳交易成本在模型中一并加以考虑.电力市场环境下,发电商还面临着电价不确定性带来的风险.借鉴风险价值和条件风险价值方法刻画电价风险,并定义鲁棒利润和条件鲁棒利润描述发电商的利润,提出考虑碳排放权交易和电价风险的发电商优化调度模型.借助蒙特卡罗方法模拟电价场景,将所建模型转化为混合整数二阶锥规划进行求解.通过10机24时段系统的算例仿真,验证了所建模型和求解方法的有效性.发电商可以利用该模型优化发电,平衡利润和风险,根据碳排放权价格的高低做出出售配额或购买配额策略.     

ANALYSIS OF DYNAMIC PRICING SCENARIOS FOR MULTIPLE-GENERATION PRODUCT LINES

In technology-intensive markets,it is a common strategy for companies to develop long-term multiple generation product lines instead of releasing consecutive single products.Even though this strategy is more profitable than sequentially introducing single product generations,it can also result in inter-product line cannibalization.Cannibalization of multiple-generation product lines is a complex problem that needs to be taken into account at the early product line planning stage in order to sustain long-term profitability.In this paper,we propose an agent-based model that can simulate the potential cannibalization scenarios within a multiple-generation product line.We view a multiple-generation product line(MGPL) as complex adaptive system where each product generation in the MGPL adjusts its sales price over time based on the shifts in the market demand.The proposed model provides insights into how various pricing strategies impact the overall lifecycle profitability of MGPL and can be used to assist companies in developing appropriate dynamic pricing strategies at the early product line planning stages.     

面向节能控制的楼宇机理模型仿真研究

由于现有建筑系统能源消耗大,控制系统复杂,电力成本高,为降低电力成本,搭建建筑的机理模型进行仿真。为证明建立的模型适用于建筑系统,对模型的准确性进行仿真验证。通过对比恒定电价与时变电价的加热功率,可以看出系统通过模型预测控制能随着时间的推移响应电力价格的变化,进而很好地控制电力成本,节约能源。     

基于阈值回归模型的中国电力消费与经济增长的关系

应用阈值回归模型分析在不同经济增长阶段, 经济增长、工业结构、全要素电力使用效率和电力价格对电力消费的 差异性影响, 并基于此揭示1980--2008年中国经济增长与电力消费增长的非对称变化特征. 研究表明: 不同经济增长阶段各变量对电力消费的 作用存在差异, 人均GDP增长率高于9.25%时, 工业结构的重型化显著推动电力消费的增长, 而电力使用效率并未得到有效提高, 对电力消费 增长的抑制作用有限; 反之, 人均GDP增长率低于9.25%时, 经济增长是促进电力消费的主要力量, 电力使用效率的提高则有效地抑制了电力 消费的过快增长. 分析结果也表明, 电价扭曲削弱了价格机制配置电力资源以提高电力使用效率的作用, 积极稳妥地推进电力价格改革势在 必行.     

电力及可再生能源证书最优订购策略

文章考虑由一个发电厂和两个电网企业组成的电力供应系统,研究了两个对称的电网企业的电力和可再生能源证书的联合订购策略.经分析发现,虽然政府规定交易需要配备相应比例的可再生能源证书,但是由于可再生能源证书的需求是依赖于电力的需求量的,所以其决策是可以独立于电力交易的;而可再生能源证书的最优订购数量与其批发价格和政府罚金的比例有关,当该比例较小时,电网企业购买证书的数量较多,反之亦然.文章还研究了两个电网企业间需求的关联性对各自订购策略及成本的影响,并发现当需求正相关时,随着相关系数的增大,电网企业订购证书的数量逐渐减少,而相应的成本却逐渐增加;当需求负相关时,结论相反,而政府则可以通过调节罚金以降低这种影响.     

基于改进多目标粒子群算法的家庭用电时段优化

为解决家庭用电负荷的调度优化问题,综合考虑用电成本、满意度以及用户侧波动程度3个目标进行优化。提出改进自适应权重多目标粒子群算法(improved adaptive weighted multi-objective particle swarm optimization, IAW-MOPSO)求解模型,通过对粒子的适应度值分段更新惯性权重,均衡了粒子群算法的局部改良能力和全局搜索能力,在保证得到全局最优解的同时完成对家用电器的优化调度。结果表明:该优化策略降低了29%的电费,保障了高峰时期用电的稳定性,用户满意度明显增加,验证了所提模型的有效性以及算法的优越性。     

基于博弈论的发电厂商竞价策略研究

利用博弈论方法在比较宽泛的假设条件下建立了发电厂商的竞价策略模型，研究结果表明，当电量市场需求小于等于每个发电厂商的申报上网电量时，发电厂商的最优报价将围绕其单位发电成本与电力市场最高限价之间的平均值小幅波动；当电力市场存在相对垄断的发电厂商时，非垄断厂商会以单位发电成本报价来博取上网售电机会，而相对垄断厂商会利用其发电主导地位提高边际上网电价；当电量市场需求大于每个发电厂商的申报上网电量而小于所有发电厂商申报上网电量之和时，若不受管制，双方出价将趋于无穷大，若受管制，每个发电厂商的最优均衡报价可能是下列三者之一：该发电厂商的单位发电成本、市场最高限价以及单位发电成本与市场最高限价之间的某中间值。     

短视型与策略型消费者并存的双渠道两阶段动态定价策略

在需求为导向的市场环境下,切实从消费者行为特性角度制定营销策略是双渠道供应链长足发展的关键.本文将消费者策略行为考虑到双渠道供应链中,在理清消费者渠道选择及购买时机选择的基础上,分别构建分散与集中决策下短视型与策略型消费者并存的双渠道动态定价模型,探讨双渠道最优响应策略,并对模型进行数值验算.研究发现:存在两阶段最优定价策略实现供应链利润优化;分散决策全价期定价小于集中决策,但优惠期定价大于集中决策,集中决策下两阶段供应链利润均大于分散决策,有效缓解渠道冲突和双重边际效应;随短视型消费者数量比例的增大,分散决策下的实体与网络渠道价格战越激烈,此时制造商在竞争中占优,而供应链成员合谋行为使实体和网络渠道定到高价,此时零售商在竞争中占优.双方均倾向于提供更大优惠促使消费者尽早作出购买决定.研究结果可为双渠道供应链动态定价提供理论建议.     

新配额制下电力-绿证-超额消纳量多尺度市场交易仿真

为了明确新配额制(renewable portfolio standards,RPS)下电力-绿证-超额消纳量多尺度市场耦合互动关系,引入系统动力学,构建互动交易模型并进行仿真。以市场交易标的物流转为线索,设计多市场耦合交易体系,基于系统动力学方法构建耦合交易复杂因果关系,并分析新RPS对市场主体收益或成本影响。仿真结果表明：新RPS下,电力价格逐渐下降趋势,消纳量证书交易压低绿证交易价格,二者交易价格最终会趋于相等。RPS会使可再生能源发电商电力市场收益、用户用电成本波动下降,RPS比例提高,二者下降速度减缓。