需求侧响应资源的经济性分析与市场均衡模型研究

【摘要】为了应对21世纪初的能源危机与电力危机,需求侧响应的概念与实施机制在全球范围内迅速建立并推广开来。经过世界各国的创新与实践,需求侧响应资源已经在电力市场与电力工业发展中发挥着重要的作用,成为实现需求侧资源优化配置、提高终端用电效率的重要途径。当前,中国电力工业面临着前所未有的碳减排挑战,因此,综合运用技术手段、行政手段和市场手段,充分挖掘并利用需求侧资源,对于提高中国电力工业的终端用电水平,进而优化中国终端用能结构这一目标具有重要的意义。新的形势下,立足中国电力工业的现状及未来的发展趋势,如何对需求侧资源的价值进行评价从而为政策措施的设计提供借鉴,如何充分发挥需求侧资源在电力市场中的经济价值,以及如何实现需求侧资源与电力市场的优化均衡发展,是亟待研究和解决的问题。基于上述考虑,本文针对电力需求侧响应资源的技术经济问题开展一系列研究。第一,构建需求侧响应资源的价值评价体系并进行评价。首先,根据相关理论以及各类需求侧响应资源的价值特性,设计价值评价指标与评价体系,明确需求侧响应资源的评价过程与评价内容。其次,根据粗糙集理论设定指标的权重,运用改进的模糊综合评价方法以及熵值密切值方法对需求侧响应资源的价值进行评价。最后,根据具体的算例分析,对两种评价方法的评价过程、评价结果进行比较。第二,对需求侧响应资源在电力市场中的经济性进行分析。首先从剩余商品,二次转让等问题入手,针对一般市场的特点对一般市场的供需响应进行研究。其次,根据一般市场与电力市场的不同,重点分析电力市场环境下需求侧响应资源的经济性,包括对电力供求曲线以及需求弹性的影响。最后,从供应侧、电能资源、价格响应等多角度给出需求侧响应资源在电力市场中的新定位,提出制定调度与定价机制的经济学原理。第三,建立兼容需求侧资源的市场均衡模型与调度机制。首先,将需求侧响应资源引入电力市场,分析批发与零售电力市场的结构并据此在电力市场、经济调度、与用户用电三个层面上提出相应的运行机制。其次,针对需求侧响应资源引入对电力市场所产生的影响,建立市场均衡模型以验证引入该资源后市场是否能达到均衡。最后,为了充分反映和模拟电力市场中各方参与者的行为,运用博弈论的相关理论和方法,设计网络流算法分析电力市场的整体运行情况并计算社会福利。第四,兼容需求侧资源的市场均衡模拟研究。根据前文提出的模型,进行算例模拟分析。依据模拟的结果对几种算法和模型进行比较,验证其是否具有实用性,能否对实际数据进行分析论证,同时验证该模型是否适用于引入需求侧响应资源的电力市场,需求侧响应资源能否与现有电力市场的结构与理念相适应并达到均衡状态。研究成果为在电力市场中引入需求侧响应资源的方式、方法以及模型提供了依据,旨在为设计兼容需求侧响应资源的电力市场运行机制,进而促进电力工业的碳减排工作提供相应的支撑。
【作者】全生明；
【导师】曾鸣；
【作者基本信息】华北电力大学，技术经济及管理，2014，博士
【关键词】需求侧响应资源；经济性；市场均衡；博弈论；

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