基于系统动力学的峰谷分时电价建模与仿真研究.pdf

41 ，】摘要在市场环境下，如何制定合理的电价显得十分重要，电价必 须正确反映电力系统发电和运行成本，合理引导电力生产和消费作为一种有效的需求侧管理手段，峰谷分时电价是一个受多方面因素反馈循环影响的动态复杂系统本文从系统的、运动的观点 出发，将系统动力学方法应用到峰谷分时电价的研究中，将峰谷分时电价系统分六个子系统，分析了各子系统内部变量以及各子 系统之间的相互关系，找出了系统因果关系回路，给出了基于用户响应函数、发供方电价联动、发供用三方利益均衡的系统动力学模型应用系统动力学的仿真软件V E N S I M 初步模拟，验证了 模型的正确性，分析了系统运行的一般特征在此基础上，对不同峰谷分时电价定价策略和不同响应类型用户进行仿真和比较研究研究表明：①最优的峰谷分时电价定价策略是峰谷基价随发 电电价、供电利润动态调整，峰谷分时价差在实施初期固定不变，当负荷曲线变得平稳时随系统负荷调整②对于同一定价策略， 不同响应类型的用户具有不同的最满意峰谷电价结构，峰谷电价结构相同条件下，响应敏感度高的用户能更快的实现平稳用电负荷的目标③由于用户响应和电价调节的滞后，在供需利益均衡 机制作用下，平均电价呈衰减振荡现象，振荡幅度与峰谷价差以及滞后时间成正比，因此峰谷价差并非越高越好，要结合削峰填 谷目标、平均电价波动幅度和用户承受能力综合考虑，同时，尽可能缩短电价调整时间，平稳价格波动，提高峰谷电价政策的社会效益。

关键宇峰谷分时电价，系统动力学，电力市场，需求侧管理，定价策略lJ】●0●-A B S T R A C TI nt h em a r k e te n v i r o n m e n t ，i ti si m p o r t a n tt oe s t a b l i s ht h ea p p r o p r i a t ep o w e rp r i c e ．I ts h o u l dr e f l e c tt h eg e n e r a t ee l e c t r i c i t ya n do t h e ro p e r a t i o nc o s ta n dg u i d et h eg e n e r a t i o na n dc o n s u m p t i o no fp o w e r ．A so n eo ft h ee c o n o m i cm e a n si nd e m a n ds i d em a n a g e m e n t( D S M ) ，T i m e —o f - u s e ( T O L l ) p r i c es y s t e mi sac o m p l i c a t e dd y n a m i cs y s t e mw h i c hi sc i r c u l a r l yi n f l u e n c e db yv a r i o u sf a c t o r s 。

B a s e do nt h es y s t e m i ca n dd y n a m i cv i e w p o i n t ，t h i sp a p e ra p p l i e ss y s t e md y n a m i c s ( S D ) t ot h er e s e a r c ho fT O Up r i c e ，d i v i d e st h es y s t e mi n t os i xs u b s y s t e m s ，a n a l y s e sc o r r e l a t i o n sa m o n gf a c t o r sa n ds u b s y s t e m s ，i d e n t i f i e st h ec a u s a ll o o p so ft h es y s t e m ，a n de s t a b l i s h e sas y s t e md y n a m i cm o d e l ．T h e nas i m p l ee x a m p l ei ss i m u l a t e db a s e do nt h ea p p l i c a t i o no fV E N S I Mt op r o v et h ec o r r e c t n e s so fm o d e ls t r u c t u r e a n da n a l y s i st h eg e n e r a lc h a r a c t e r i s t i c so fT O Us y s t e m ．A tl a s LC o m p a r a t i v es t u d i e so fs i m u l a t i o nr e s u l t so fd i f f e r e n tT O Up r i c i n gs t r a t e g ya n dd i f f e r e n tu s e r si nr e s p o n s et oT O Up r i c ea r ep r e s e n t e d ． T h es t u d ys h o w st h a t ：①O p t i m a lp r i c i n gs t r a t e g yi st h a tt h eb a s ep r i c ei sa d j u s t e db a s e do nt h eg e n e r a t i o np r o f i ta n ds u p p l yp r o f i ta n dp e a kt ov a l l e yr a t i oi sk e p tc o n s t a n ta tf i r s ta n da d j u s tw i t ht h ec h a n g eo f p e a kt ov a l l e y1 0 a dr a t i ow h e nt h el o a dc u r v eb e c o m es t a b l e ；@ ) F o rt h es a m ep r i c i n gs t r a t e g y ，o p t i m a lT O Up r i c es t r u c t u r e so fd i f f e r e n tu s e r si sd i f f e r e n t ，a n dt h eu s e ro fh i g h e rr e s p o n s es e n s i b i l i t yc a r ll e v e lo f ft h el o a dc u r v ef a s t e ru n d e rt h ec o n d i t i o no fs a m eT O Up r i c es t r u c t u r e ；@ T h ea v e r a g ep r i c eb e c o m ed a m p e do s c i l l a t i o nu n d e rt h ea d j u s t i n ge f f e c to fp r o f i te q u i l i b r i u mm e c h a n i s mb e c a u s eo ft h ed e l a yo fu s e rr e s p o n s ea n dp r i c ea d j u s t i n g ，a n dt h ea m p l i t u d ei sd i r e c t l yp r o p o r t i o n a lt ot h ep e a kt ov a l l e yr a t i oa n dd e l a yt i m e ，S Ot h ep e a kt ov a l l e yr a t i os h o u l db em a d eb yc o m p r e h e n s i v e l yc o n s i d e r i n gt h ea i mo f p e a kl o a ds h i R i n g ，t h ea m p l i t u d ea n du s e rb e a r i n gc a p a c i t y , a n dt h ep r i c ea d j u s t i n gt i m es h o u l db es h o r t e np o s s i b l yi no r d e rt ol e v e lo f fp r i c ef l u c t u a t i o na n di m p r o v es o c i a lb e n e f i to fT O Up r i c e ．K E YW O R D ST O Up r i c e ，s y s t e md y n a m i c ，p o w e rm a r k e t ，D S M ，p r i c i n gs t r a t e g yⅡ，●{ 0{q●，冬，，々，，i0一：。

j ：7I’j】原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在在论文中作了明确的说明作者签名：鱼生魄丛年生月丝日关于学位论文使用授权说明本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文作者签名：∥ 导师签茗j 立! 生堕日期：二! 竺年工月生日?●}； j硕士学位论文第1 章绪论第l 章绪论电力工业市场化改革正席卷全球，其目标是要提高电力工业的效率，促进电力资源的优化配置电价在电力市场中起到引导电力生产和消费的杠杆作用，是实现这一目标的关键所在然而2 0 0 2 年来，我国电力供给缺口逐年扩大，总量上缺电与时间性缺电并存，电力供需矛盾已成为制约我国经济发展和人民生活水平提高的全局性问题。

当前我国电价管理体制仍沿袭计划经济条件下形成的价格管理体制，机制僵化，难以真实地反映电力市场的供给与需求，更谈不上调节电力市场供需平衡，电价问题已经成为制约我国电力工业改革的一大瓶颈系统的研究和分析市场条件下电价形成机制具有现实意义和参考价值从电价形成的内部结构入手，全面系统的分析电价影响因素及其相互关系，不但涉及国民经济各产业部门，也涉及众多的经济科学领域，是一项非常庞大的复杂研究课题本文作为高等学校博士学科点专项科研基金项目“电力市场价格的动态博弈模型及应用研究”的子课题，选取销售端电价作为研究对象，对峰谷分时电价形成机制进行系统研究，建立峰谷分时电价模型并对仿真结果进行比较和评价1 ．1 研究背景1 ．1 ．1 电力市场及其发展现状电力市场是采用法律、经济等手段本着公平竞争、自愿互利的原则、对电力系统中发电、输电、供电用户等各成员组织协调运行的管理机制和执行系统的总和1 1 1 ．电力市场是一项复杂的系统工程，也是一种开放性、综合性和发展性的学科．电力市场的改革必须周密设计、稳步推进从宏观的角度看，电力市场的基本原则与其它商品市场相同，都应遵循“公平、公正、公开”，即所谓的“三公”原则。

在这样的电力市场下，发电商可以根据上网电价，确定和调整自己的报价策略，随时了解自己的运行经济状况：用户可以依据零售电价制定最优用电计划、调整用电结构．通过电价杠杆，由电力市场将供电和用电双方紧密联系起来，各自选择理。