博弈论与电力市场.ppt

2017 年1月 21 日博弈论与电力市场博弈论与电力市场廖家平 GAME THEORY AND POWER MARKET 1 2017 年1月 21 日 2017 年1月 21 日一、博弈论简介一、博弈论简介 1、大理论中的小故事囚徒困境-5, -50, -10 -10 ,0 -1, -1 坦白抵赖坦白抵赖囚徒 A 囚徒 B 博弈论( GAME THEORY ),是研究决策主体的行为发生直接相互作用的时候,决策及这种决策的均衡问题。非合作完全信息静态博弈:纳什均衡假设有 N个人参与博弈,给定其他人战略的条件下,每个人选择自己的最优战略,所有人选择的战略一起构成一个战略组合,这种战略组合成为纳什均衡。 2 2017 年1月 21 日 2017 年1月 21 日一、博弈论简介一、博弈论简介 2、纳什的贡献 1950 年和 1951 年纳什的两篇关于非合作博弈论的重要论文,彻底改变了人们对竞争和市场的看法。他证明了非合作博弈及其均衡解,并证明了均衡解的存在性,即著名的纳什均衡。从而揭示了博弈均衡与经济均衡的内在联系。纳什的研究奠定了现代非合作博弈论的基石,后来的博弈论研究基本上都沿着这条主线展开的。 1994 年纳什获诺贝尔经济学奖。 2002 年8月纳什在北京 3 2017 年1月 21 日 2017 年1月 21 日一、博弈论简介一、博弈论简介 3、博弈的分类及对应的均衡概念行动顺序信息静态动态完全信息完全信息静态博弈; 纳什均衡。完全信息动态博弈; 子博弈精练纳什均衡。不完全信息不完全信息静态博弈; 贝叶斯纳什均衡。不完全信息动态博弈; 精练叶贝斯纳什均衡 4 2017 年1月 21 日 2017 年1月 21 日二、电力市场简介二、电力市场简介 1、电力市场的四种运营模式发电输电配电用户电力市场是应用计算机、现代化的测量和通信设备,以电价作为控制电力交易的杠杆,进行负荷管理、电力系统运行,在电力生产者、电力消费者和输配电网络管理者之间实行平等、公正的等价交换的系统的总称。发电输电配电用户配电用户发电输电发电输电配电用户垄断模式: 发电竞争模式: 输电电网开放模式: 零售模式: 5 2017 年1月 21 日 2017 年1月 21 日二、电力市场简介二、电力市场简介 2、我国目前的电力市场运营模式垄断模式与发电竞争模式并存; 放开 15%~20% 的发电厂,实行发电侧竞价上网。 6 2017 年1月 21 日 2017 年1月 21 日三、博弈论在电力市场中的应用简介三、博弈论在电力市场中的应用简介 1、电力市场博弈模型的研究正确运用博弈论关键要针对电力市场的特点正确选择模型和解的概念。 2 、不完全及不完美信息博弈的研究博弈的结果是依赖于拥有的信息,采用什么样的信息披露政策是设计电力市场模式的一个方面。例如:电厂竞价上网,一个成功的报价不仅取决于自己的实力,还有赖于他人如何报价。但是各方往往不清楚互相之间成本、报价等信息,因为这些信息都是各自的商业秘密。如何处理这种信息既不完全也不完美的博弈是一个重要的课题。 3、自备电厂与公用电网之间的交易问题用博弈论来分析评价在分时定价的环境下拥有自备电厂的用户对定价的影响作用。自备电厂的用户既可以从公用电网购电,也可以自己发电来满足自身需求。为解决两者的冲突,有三种博弈模型可供选择:非合作博弈模型,合作博弈模型和超博弈模型。构造三个局中人:公用电网,普通用户,带自备电厂的用户,并且假设它们的需求函数、边际成本、收益函数等均是线性的。 7 2017 年1月 21 日 2017 年1月 21 日三、博弈论在电力市场中的应用简介三、博弈论在电力市场中的应用简介 4 、区域间输电交易分析互联网间短期电力交换是一种经济运行的手段。应用 Nash 博弈论来分析简单的两区域系统单时段交易分析,得出双方都可接受的交换功率和交易价格。在此基础上,又提出了一种两阶段迭代计算方法来处理外部交易计划与内部经济调度的协调。 5 、转运市场中电网的固定成本分摊问题转运市场中一个难题是网络输电服务定价,这个定价能够给网络使用者一个信号,以达到全网最优化;并且能够补偿网络的投资者,网损、变动成本、固定成本等费用在网络使用者中合理分摊;同时能够正确激励网络增容。节点实时价格( nodal spot price )制度可以解决网损和网络阻塞问题。 8 2017 年1月 21 日 2017 年1月 21 日博弈论是继控制论、系统论之后,用于电力市场研究的强有力的工具。用博弈论来解释并且设计一些用于电力市场的算法, 是一个新鲜而具有挑战性的课题。博弈论本身就是带有优化功能的一门严谨的学科。不过它更具有人的逻辑思维的色彩,融合了一些用别的方法难以表达的信息。四