43、电力市场的调控、基础设施优化及相关均衡分析

电力市场的调控、基础设施优化及相关均衡分析

1. 电力市场研究背景与目标

在当今的电力市场中，提升效率和保障供应是关键目标。能源存储成为提高批发电力市场效率的新工具，它能重新分配一天内的能源生产，平衡供需并降低总成本。同时，可再生能源的引入为市场带来了新的活力，但也因其生产的随机性带来了挑战。此外，电价调控旨在将部分消费从高峰时段转移到非高峰时段，以优化市场运行。

1.1 能源存储与可再生能源

• 能源存储的作用 ：电力存储设备可在一天内重新分配能源，确保供需平衡，降低生产成本。例如，在可再生能源生产过剩时储存能量，在供应不足时释放。
• 可再生能源的特点 ：可再生能源（如太阳能和风能）的生产具有随机性，其产量取决于天气条件。在不利条件下，需要传统技术的备用容量或能源存储来替代。

1.2 电价调控的意义

电价调控通过调整电价，鼓励消费者将部分消费从高峰时段转移到非高峰时段。这有助于平衡每日负荷曲线，减少对发电容量的需求，降低传输和生产成本。

2. 现货市场模型与优化问题表述

2.1 市场结构

考虑一个由多个本地市场和网络传输系统组成的电力市场。设 (N) 为节点集合，(L \subseteq N \times N) 为网络中的边集合。每个节点 (i \in N) 对应一个本地完全竞争市场。

2.2 市场参与者

• 生产者 ：