跨省區(qū)清潔能源電力交易多主體競價博弈分析

吳東明

摘要：當(dāng)前方法無法均衡交易雙方的利益問題，分析到的競價策略交易利潤比較低，為此，提出跨省區(qū)清潔能源電力交易多主體競價博弈分析。結(jié)合多主體競價協(xié)同關(guān)系，以經(jīng)濟(jì)效用和碳減排效益最大化為目標(biāo)構(gòu)建競價博弈模型;根據(jù)市場主體競價策略的動態(tài)調(diào)整求出競價博弈均衡策略，并將其帶入到模型中對其進(jìn)行求解，求出最優(yōu)競價策略。經(jīng)實驗證明，應(yīng)用此次設(shè)計方法分析到的競價策略，實現(xiàn)的交易利潤大于傳統(tǒng)方法，在跨省區(qū)清潔能源電力交易多主體競價博弈分析問題上具有可行性和可靠性。

關(guān)鍵詞：清潔能源;電力交易;多主體競價博弈;協(xié)同關(guān)系

0引言

近幾年，在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實施影響下，電力行業(yè)由傳統(tǒng)的煤炭發(fā)電逐漸向太陽能發(fā)電、潮汐能發(fā)電等清潔能源方向轉(zhuǎn)變，大力推進(jìn)電力產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和升級[1]。清潔能源屬性下電力行業(yè)不斷向前發(fā)展，需要通過跨省區(qū)市場化的競爭來提升清潔能源經(jīng)濟(jì)效益，同時也需要不斷提升清潔能源在電力行業(yè)能源供給和消費(fèi)中的比重，電力企業(yè)需要采取科學(xué)合理的競價策略，提升跨省區(qū)清潔能源電力交易多主體競爭力。目前仍舊采用傳統(tǒng)能源電力交易多主體競價博弈分析方法，能源屬性發(fā)生了改變，其競價博弈側(cè)重點(diǎn)也會發(fā)生改變，采用傳統(tǒng)方法所得出的競價策略中，交易雙方的利益矛盾突出，成交量比較少，導(dǎo)致交易利潤比較少，不能達(dá)到常規(guī)總利潤要求，為此提出此次課題研究。

1跨省區(qū)清潔能源電力交易多主體競價博弈分析方法

1.1博弈模型

假設(shè)跨省區(qū)清潔能源電力交易主體有個，交易競價時段為個，在交易過程中無論是發(fā)電權(quán)受讓方還是發(fā)電權(quán)運(yùn)營商，交易雙方所要實現(xiàn)的目標(biāo)是最大交易化條件下經(jīng)濟(jì)效用和碳減排效益最大化，因此以經(jīng)濟(jì)效用和碳減排效益最大化為目標(biāo)，建立多主體競價博弈模型，該模型用公式表示如下：

公式（1）中，表示電力交易所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效用和碳減排效益總和;表示競價策略中申報電量;表示競價策略中申報電價;表示發(fā)電權(quán)受讓方考慮網(wǎng)損后折算到發(fā)電權(quán)運(yùn)營商的申報價格[2]。利用上述模型模擬多主體競價博弈過程。

1.2求解競價策略

以上建立的博弈模型主要由交易利潤、競價策略集合、競價參與者等要素組成，在競價博弈過程中清潔能源發(fā)電商作為競價主體，主要以發(fā)電量和報價作為競價策略側(cè)重點(diǎn)，公式表示如下：

公式（2）中，表示多主體競價策略空間;表示多主體競價策略空間中包含的策略數(shù)量。在實際交易競價過程中競價策略會受到清潔能源電力企業(yè)發(fā)電量和發(fā)電成本約束，因此電力交易多主體競價決策變量在清潔能源電力企業(yè)發(fā)電成本、發(fā)電量確定的競價決策空間中離散取值[3]。發(fā)電權(quán)受讓方向發(fā)電權(quán)運(yùn)營商提交一份競標(biāo)策略，發(fā)電權(quán)運(yùn)營商根據(jù)相應(yīng)的出清規(guī)則完成交易出清，并及時向各個發(fā)電權(quán)受讓方公布交易出清結(jié)果，發(fā)電權(quán)受讓方根據(jù)實際情況對交易策略中的報價或者電量進(jìn)行調(diào)整，改變競價策略[4]。此時達(dá)到競價博弈均衡，該策略為電力交易多主體競價均衡策略，表示目前各個競價主體的交易利潤達(dá)到均衡狀態(tài)，根據(jù)博弈均衡的定義，上文建立的博弈模型需要滿足以下條件：

公式（3）中;表示最優(yōu)競價策略下的申報電量;表示最優(yōu)競價策略下的申報電價;表示在交易時段內(nèi)出售發(fā)電權(quán)的利潤;表示市場最優(yōu)交易電量;表示市場最優(yōu)交易電價[5]。將公式（3）帶入到競價博弈模型中，求解出最優(yōu)多主體競價策略，在該策略下各個主體均能達(dá)到博弈目標(biāo)，同時還能實現(xiàn)成交量最大化和成交價最大化。

2實驗論證分析

實驗以某跨省區(qū)清潔能源電力交易為實驗環(huán)境，在交易過程中共有2個清潔能源發(fā)電商和2個清潔能源發(fā)電權(quán)運(yùn)營商，交易時間為2h，利用此次設(shè)計方法與傳統(tǒng)方法對該跨省區(qū)清潔能源電力交易多主體競價博弈分析。實驗令發(fā)電商1采用設(shè)計方法分析競價策略，令發(fā)電商2采用傳統(tǒng)方法分析競價策略，按照上文建立的模型模擬出跨省區(qū)清潔能源電力交易多主體競價過程，并且利用公式（3）求出最終的競價策略。發(fā)電商1和發(fā)電商2在五次競價博弈中最終售電情況如下所示。

根據(jù)兩個發(fā)電商售電量情況，結(jié)合各自的發(fā)電成本，求出五次競價交易利潤，競價博弈分析是否合理主要取決于最終的交易利潤，因此將其作為檢驗兩種方法的指標(biāo)，得到實驗數(shù)據(jù)如下表所示。

從上表中數(shù)據(jù)可以看出，應(yīng)用設(shè)計方法得到的競價策略，交易利潤已經(jīng)超出了常規(guī)利潤，交易利潤得到了大幅度的提升，同時也高于傳統(tǒng)方法競價交易利潤值，因此實驗證明了此次設(shè)計方法，能夠?qū)⒍嘀黧w之間的利益矛盾降到最低，達(dá)到成交量最大化。

3結(jié)束語

當(dāng)前清潔能源電氣企業(yè)市場競爭激烈，若要實現(xiàn)交易利益最大化，需要均衡處理跨省區(qū)清潔能源電力交易多主體利益關(guān)系，此次考慮到該點(diǎn)以博弈論作為理論基礎(chǔ)，通過建立數(shù)學(xué)模型分析多主體競價博弈關(guān)系，為該方面實踐和研究提供了參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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[4] 王輝，陳波波，趙文會， 等. 碳交易協(xié)同的跨省區(qū)清潔能源電力交易多主體競價博弈[J]. 電力建設(shè)，2019，40（06）：95-104.

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