电力市场中的电池运作：战略行为与扭曲
理论经济学
2025-04-02 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
电力系统正在经历重大变革，作为整合间歇性可再生能源和平滑可再生能源生产波动的关键。随着私有电池从边缘“价格接受者”逐步成长为市场中的重要参与者，一个自然的问题随之而来：电池在电力市场中如何运作，其战略行为如何扭曲决策，相较于集中电池有何不同。我们提出了一个可解析的模型，捕捉了高度复杂电力市场的关键特征。我们以闭式形式推导了电池行为和发生成本，涉及三个运作 regime：（i）无电池；（ii）集中电池；（iii）去中心化利润最大化电池。我们证明，去中心化电池的放电决策会发生三种扭曲：首先，存在数量性减让，即放电量低于集中最优；其次，存在从日间市场转向实时市场的参与方式，即延迟部分放电从日间市场到实时市场；第三，存在实时响应性下降，即对平滑实时需求的放电量低于集中最优。我们还通过Price of Anarchy度量量化了电池市场力量对总系统成本的影响，并证明其取值始终在9/8到4/3之间。即便在最坏情况下，激励错位也始终存在，但被控制在合理范围内。我们将模型校准至洛杉矶和休斯顿的实际数据。最后，我们表明竞争在有效降低扭曲方面作用显著，但许多市场权力缓解机制反而适得其反，导致总成本上升。
引用
@article{arxiv.2406.18685,
title = {Battery Operations in Electricity Markets: Strategic Behavior and Distortions},
author = {Jerry Anunrojwong and Santiago R. Balseiro and Omar Besbes and Bolun Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.18685},
year = {2025}
}