تحلیل، مدل سازی و شبیه سازی تبانی در بازار برق

در این پایان نامه، مدلی برای بررسی رفتار واحدهای تولیدکننده انرژی در یک بازار انحصارچندجانبه با ویژگی های خاص بازار برق ارائه شده است. در این مدل، رفتار بازیگران در وضعیت رقابت بین واحدها، با کمک نظریه بازی ها بررسی شده است و نقطه تعادل این بازی موسوم به نقطه تعادل نش محاسبه می گردد. نشان داده می شود که نقطه تعادل بدست آمده با نتایج حاصل از یک بازار رقابت کامل متفاوت است و این تفاوت به دلیل وجود قدرت بازار واحدها در مدل انحصار چندگانه می باشد. تحلیل از یک حالت ساده در بازار دوگانه شروع و به یک حالت کلی و عام در بازار انحصار چندجانبه بسط داده شده است. سپس تبانی بین واحدها در مدل نظر گرفته شده و تاثیرات آن بر نقطه تعادل بازار بررسی شده است. در تجزیه و تحلیل تبانی، استقلال هر واحد در تبانی در نظر گرفته شده و در نهایت نتایج بدست آمده و وضعیت بازار در حالت تبانی واحدهای آن، با حالت انحصار کامل مقایسه شده است و تفاوت های آن مشخص شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد، هر واحد به دلیل دارا بودن مقداری از قدرت بازار در یک بازار انحصار چندگانه امکان افزایش قیمت را به مقدار اندکی خواهد داشت. رقابت واحدها با یکدیگر تحت این شرایط مانع از بالاتر رفتن سود از یک حداکثر ممکن، همان نقطه تعادل، می گردد. در حالت تبانی تقابل بین واحدها از بین می رود و واحدها می توانند قیمت را افزایش دهند. اما سمت تقاضا در این حالت واکنش نشان داده و سطح مصرف را کاهش خواهد داد که بدلیل این مسئله سطح درآمد و سطح سود بدست آمده از تبانی محدود خواهد شد. در این شرایط است که سودهای متفاوت واحدها از توافق انجام شده برای افزایش قیمت ممکن است چانه زنی واحدها را برای تغییر قیمت توافقی به دنبال داشته باشد و در مواردی به شکست تبانی منتهی شود. در ادامه، از آن جا که تحلیل صورت گرفته برای یک بازار با وجود اطلاعات کامل بوده است، نمی توان از آن برای مسئله قیمت دهی واحدها در بازار استفاده نمود. به عبارت دیگر، در شرایط واقعی، یک واحد به اطلاعات قیمت دهی سایر واحدها دسترسی نداشته و تنها می تواند بر اساس اطلاعات خود و قیمت تسویه بازار به تصمیم گیری بپردازد. در این شرایط، یک الگوریتم شبیه سازی ساده (مبتنی بر روش بهینه سازی هوش جمعی)، برای اجرای بازار از دید بازیگران بازار به شکل یک بازی همزمان با اطلاعات ناقص، طراحی شده است. شبیه سازی برای نمونه های مختلفی از بازار اجرا شده است و نتایج آن ها با نتایج بدست آمده از تحلیل مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد، شبیه سازی توانسته است به نقطه جواب نزدیک شود اما نتایج شبیه سازی با نوساناتی همراه است که از ماهیت غیرقطعی بودن بازار حاصل می شود. بجز تحلیل مشخصات نقطه تعادل بازار در حالت های متفاوت رقابتی و تبانی، روند قیمت ها از نظر نوسانات نیز بررسی شده است و یک روش تشخیص تبانی مبتنی بر بررسی نوسانات قیمت بازار مورد مطالعه قرار گرفته است.