节能投资的研究动态和复杂性对多通道和Multienergy供应链

文摘

考虑到multienergy电力市场的结构和供应方面的改革在中国的竞争,一个双通道和multiproduct供应链模型。玩家在游戏中有三种模式:公司新能源和传统能源公司为市场提供能源和国家电网在同一时间。国家电网是一个零售商从两家公司购买电力,供应市场经过转换和传输能力。三家公司可以投资电网管理节能和减少损失。能量损失率线路损失投资的是一个指数函数。通过分岔图、李雅普诺夫指数和盆地的参数,分析了投资市场的复杂特点。有趣的是发现Grazing-Hopf分歧通常发生在非线性电路。混合有限理性预期和天真的期望有利于抑制市场的分岔和混沌。当外部冲击发生时,控制模型具有良好的鲁棒性。

1。介绍

供应经济改革不断在中国电力行业中实现1]。巨大的电力市场逐步开放,和客户可以购买直接从国家电网电力或电力公司。Multienergy可以连接到国家电网大规模。电力市场显示一个复杂与多个能源和多个渠道竞争。节能和低碳发展是世界的紧急任务。电力企业的损失在传播过程中,变电站和分布是主要的供电成本(2]。减少电力损失是一个重要的措施,以确保能源安全和可持续发展。

因此,考虑电力改革的中国,共存的宏观调控和市场竞争中,本研究构建了一个双通道为multienergy供应提供框架。基于节能的目标策略,多渠道供应链的线损投资模型,提出了和投资市场的复杂特征损失进行了分析。

2。相关研究

考虑经济实践中,有两种类型的研究与本文相关:电力市场改革和双通道供应链。

2.1。电力市场改革

电力市场改革在世界上一直是一个热点问题。在地区丰富的能源供应,相信鼓励竞争是有利于引入新能源和降低价格。1996年,欧洲电力市场开始引入自由化和同意引入竞争可以提升效率和减少电价(3]。Zhang et al。4]认为,电力价格改革和电力交易的整合有利于促进可再生能源与传统电力行业。在俄罗斯电力工业,政府监管和适当的结合市场机制被认为是一个合适的发展战略(5]。

如果没有本地可用能源,一些研究人员认为市场化改革可能是有害的。澳大利亚学者发现(6]权力改革将给电力供应安全带来隐患。吴et al。7)发现,电力市场的竞争不可能带来物价稳定和可靠的服务,和以市场为导向的改革可能带来巨大的风险,甚至灾难性的后果,英国,挪威,亚伯达(加拿大),加州(美国)。

其他学者关注如何通过改革引入可持续的电力。田et al。8)建立了一个动态博弈模型来分析天然气改革的推广。发现放松的天然气价格,征收碳排放税,和选择环境补贴可以促进天然气的市场渗透能力。以中国云南省为例,刘et al。9)系统地分析了引入新能源的一系列政策。

目前,中国电力市场改革的主要小说在两个方面:引进新能源和试图鼓励竞争。这些导致multienergy和多通道。本文将建立这样一个电源结构模型分析这种情况。

2.2。双通道供应链

一些学者认为双通道供应链结构可以促进产品的绿色水平(10]。压力等。11)建立了一个双通道供应链绿色产品的一种数学方法,解决了模型的入侵杂草优化算法(硫磺岛),通过遗传算法,验证了上述结果考虑到非线性特征。压力和Yavari12)建立了一个双通道组成的供应链绿色产品制造商和一个零售商在Stackelberg博弈分析了需求管理,发现降低环保成本可以提高产品的绿色水平。杨et al。10)认为,绿色产品的环保责任导致双重渠道的选择和策略,提出了一种双通道结构被认为是行为特征。

一些学者发现,双通道主从供应链显示非线性动态特性,进一步探索其复杂的特性13,14]。小张和小王13]分析了双通道的动态定价策略的供应链,研究了服务价值决定价格的影响,讨论了复杂模型的特征,如时间和混乱,并进一步调查了牛鞭效应。卢和马14]分析了家用电器的供应链的动态特性考虑节能和减排。纳什均衡的最优解和Stackelberg进行了研究。分岔和混沌的条件进行了讨论,一个新现象从周期2周期6被发现。然而,根据当前中国电力市场竞争的改革取向,竞争游戏比主从更适合练习游戏。

因此,基于当前中国电力工业改革,本研究将建立一个双通道模型提供multienergy产品,如图1所示,基于节能的目标,建立线损投资模式,并分析其复杂的特点。

本文的结构安排如下。部分3包括假设、函数和模型。部分4是模拟的复杂性。部分5混沌控制。部分6是鲁棒性分析,最后一部分是结论。

3所示。该模型

3.1。假设

(1)有三种类型的企业在中国电力市场:新能源企业,传统企业基于煤炭燃烧,国家电网。消费者可以从三家公司购买电力。(2)国家电网电能传输和管理基础设施。新能源和传统能源公司供电公司的市场零售价格或国家电网在批发价格。(3)线路损失发生在能量传输。为了建立一个电网节能、新能源公司,传统能源公司,国家电网线损管理被允许投资。

系统结构图如图2。

在图2、新能源公司,传统的能源公司,国家电网可以直接提供电力产品市场,和市场价格 ,和 ,分别。公司新能源和传统能源公司为国家电网提供电力产品,批发价格和 ,分别。国家电网购买电能来自两家公司的比例。传统能源公司的比例 ,和新能源公司的比例 。为了促进电网的整体运营效率,三家公司可以投资于网格管理降低管理线损。他们的投资x,y,z。

3.2。变量和函数

3.2.1之上。行损失率

线路损失发生在能量传输。电能的损失分为两部分(15,16]:固定线路损失和管理线损。只要电力传输设备运行时,一个固定的线路损失会发生和电网相关设备,如电路、电阻和网络结构。在短期内很难改变。管理线损与电力偷窃,管理强度,和传输路径规划。管理投资的增加可以降低管理线损。一些学者已经使用一个指数函数来构建投资和腐烂的产品模型。钟和Kwon17)用一个指数投资模型来研究广告投资对价格的影响,和郭先生与马18)用一个指数模型研究衰减的输出产品。指数广告投资模型引入到管理线损投资,改变了和衰减模型根据电力线损的构成。

三个电力公司线损管理投资,投资是由 , ,和 。投资损失函数

线损构成如图3。

在方程(1)和图3,意味着固定线路损失率、网络架构和硬件有关,并在短期内不会改变;是变量线损失率与管理强度有关。 是常数,表示程度的影响。

3.2.2。线损管理投资模式

国家电网:是国家电网的输出市场。是电能在市场的潜在需求,是车站的市场潜在需求的网格,然后呢是比例常数。 , ,和是影响参数。 国家电网应该进行传播、分布、电压变换,和其他操作之前对传统能源和新能源市场提供。dual-product生产过程,体现了企业的柔性制造(19,20.]。dual-product成本函数如下:

传统carbon-fired电力成本的工作 ,和边际成本 。 传统企业的购买金额,购买数量的新能源企业。是企业从传统的购买份额的国家电网。国家电网处理新能源通过柔性制造技术。从一个品种切换到另一个的转换成本 ,和处理新能源的边际成本 。 是增加成本的变化。差距越大的处理传统能源和新能源,改变的成本就越大。

国家电网的利润函数 新能源企业:提供的电力市场的新能源企业 ,新能源企业的总产值 。 边际成本,利润函数是什么 。 传统电力企业基于碳燃烧:传统能源公司提供的电力市场 ,和传统企业的总产值 。 边际成本,利润函数是什么 。

和关于潜在需求的比例系数。

3.3。该模型

假设线路损失投资的三家公司遵循有限理性预期的规则,也就是说,调整当期的投资根据前一时期的边际利润,得到离散系统的动态方程如下: ′意味着统一时间变量的进步。

也就是说,

让

也就是说,

纳什均衡点 可以得到如下:

在现有的研究(21,22),根据陪审团(23)条件下,系统平衡点的稳定性可以通过计算模型及其雅可比矩阵的特征值。但在这个模型中,复指数线损失函数和multiproduct结构使计算量巨大,结果不能表达的数学分析方法。因此,本研究将数值模拟探索时期,混乱,和稳定的特点。

4所示。仿真

4.1。分岔和李雅普诺夫

为了探索通过数值模拟模型的复杂特性,参数值设置如下:

图4显示了分岔图和李雅普诺夫指数变化 , ,和 。在(a)和(b),模型通过霍普夫分叉进入混沌。(c)和(e)显示突变:放牧扰动分支出现,它经常发生在非线性电路理论(24]。在(c),新能源企业的投资进入混乱放牧后分岔。图5是一个详细视图的过程。如(e),系统进入稳态的双循环轨道通过放牧分叉突变。两期轨道,放牧分歧再次发生突变,然后通过霍普夫分叉进入混沌,如图6详细的。

4.2。盆地的参数

在本节中,流域的参数在图7显示模型的复杂性格。橙色代表稳定平衡,绿色代表两年期轨道,棕色代表三,深绿色代表4-period轨道,蓝色意味着6-period轨道,和红色代表8-period轨道,白色代表nonconvergence和黄绿色代表散度。

5。基于混合混沌控制的期望

在现有微分的经济系统中,有三种类型的期望规则(25,26,27]:有限理性预期,天真的期望,适应性预期。有限理性预期的最复杂的特点,其次是适应性预期,最后是天真的期望,没有单独使用时的复杂特性。本节将研究混合期望的影响规则(有限理性的结合和天真的期望)在经济系统的复杂性。

混合期望模型如下:

是选择天真的期望的重量,是选择有限理性预期的重量。为研究方便,让 。看参数基础图8,我们可以发现,即使投资调整速度参数的增加,系统的稳定地区仍在逐步扩大和提高 。

6。鲁棒性分析

外部冲击,如自然灾害、流行病的爆发,金融危机将直接影响电网的投资。当发生冲击时,投资被打断了。紧急消失时,投资反弹。投资冲击的剧烈变化的稳定市场。在本节中,我们研究混合期望的鲁棒性控制方法下的严重波动的投资。

在图9(一个),没有控制 。如图9 (b),投资率突然从0.9增加到0.3,稳定状态消失,周期分岔和混沌交织出现。采用混合期望控制策略后,当控制系数为0.6,相同的外部发生突变,和参数基础图所示(c):平衡出现了。如果控制系数增加到0.9,即使外面的世界突然发生变化时,该系统将在纳什均衡与伟大的概率,如(d)所示。

7所示。结论

供应经济改革的中国,多个能源生产企业进入市场,multienergy企业和国家电网之间的竞争。在这个时候,国家电网处理多个能源电力企业和零售。基于上述现实,一个双通道和multiproduct供应链模型,能源公司进行双通道的多个电力销售和国家电网公司流程。节约能源,所有公司被允许投资减少线损,能量损失率是投资的指数函数。分岔图、李雅普诺夫指数参数盆地和其他技术用于分析复杂系统的特征。在这种经济模式,除了双周期分岔,找到Grazing-Hopf分岔,这通常发生在非线性电路。研究发现,混合策略相结合的有限理性和天真的期望可以压制分歧和混乱。同时,参数盆地技术用于分析控制方法的鲁棒性。本文丰富了经济学的复杂动力学问题。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项研究受到了天津市哲学社会科学规划项目,中国(没有。tjgl19 - 027)。

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