مطالعه آماری قیمت برق و مدل‏سازی آن به کمک قضیه حد مرکزی جهت بررسی سطح رقابت‏پذیری بازار برق

قیمت برق، بعنوان مهمترین کمیت خروجی بازار برق، حاوی اطلاعات بسیار مهمی از عملکرد بازار برق می باشد. بنابراین تحلیل دقیق قیمت برق می تواند به خوبی روشنگر نحوه عملکرد بازار برق و بیانگر چگونگی تمایلات و رفتار بازار در شرایط مختلف بهره برداری از شبکه باشد. اگرچه مطالعات متعددی در زمینه قیمت برق و رفتار آن در بازار برق صورت گرفته است، اما مدل‏سازی تحلیلی این کمیت کمتر مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این رساله، تحلیل آماری و احتمالی کمیت قیمت برق با هدف تحلیل و تبیین ویژگی های قیمت برق و بازار برق در شرایط مختلف بازار می باشد. برای رسیدن به این هدف، سه گام اساسی در این رساله برداشته شده است. در گام اول مطالعه‏ای آماری و احتمالی روی قیمت برق و تغییرات آن در بازارهای نیوانگلند، آنتاریو و نورد پول انجام شده است. سپس با استفاده از مفاهیم موجود در شاخص‏های آماری به بررسی رفتار بازار برق در شرایط مختلف بازار پرداخته شده است. به عنوان مثال، مطالعات آماری نشان می‏دهند که در بازه میان مدت، با کاهش بار شبکه از پرباری به کم‏باری، گشتاورهای آماری قیمت برق به سمت گشتاور‏های آماری توزیع نرمال متمایل می‏گردند. در مقابل با افزایش سطح بار شبکه عدم قطعیت قیمت برق کاهش یافته و توزیع احتمال قیمت برق از توزیع نرمال دور می‏گردد. در گام دوم فرآیند شکل‏گیری قیمت برق مطالعه و بررسی شده است. در این مرحله مدلی تحلیلی برای قیمت برق جهت تعیین ارتباط بین راهبرد قیمت‏دهی واحدهای تولیدی با قیمت برق در هر باس ارائه شده است. در مدل ارائه شده قیمت برق در هر باس بصورت ساختاری به سه قسمت تجزیه شده است. قسمت اول مقداری ثابت برای هر باس می‏باشد که به ساختار شبکه و بار بستگی دارد. قسمت دوم جمع وزن‏دار راهبرد واحدهای حدی است. قسمت سوم نیز جمع وزن‏دار تولید واحدهایی است که با حد بالای تولید خود مواجه شده‏اند. مدل ارائه شده برای قیمت برق در این گام ابزار مناسبی را برای پایش ساختاری رفتار بازار برق پیشنهاد می‏نماید. در گام سوم، ابتدا نشان داده شده است که مدل تجزیه ساختاری قیمت در هر باس قابل بیان بصورت ساختار قضیه کلاسیک حد مرکزی می‏باشد. در این مدل‏سازی نشان داده شده است که در سطح بار بالا، به دلیل مواجه شدن واحدهای تولیدی با سقف تولید، تعداد واحدهای حدی کم شده و نیز به دلیل رخدادن تراکم واحدهای اثر گذار بر قیمت برق در هر منطقه محدود می‏شوند. بنابراین در اوج بار، با کاهش تعداد متغیرهای تصادفی، انتظار می‏رود که توزیع احتمال قیمت برق بسیار متأثر از راهبرد قیمت‏دهی واحدهای حدی باشند. به عبارتی دیگر، با کاهش تعداد واحدهای حدی در پرباری، عدم قطعیت قیمت برق کاهش یافته و بر طبق قضیه کلاسیک حد مرکزی توزیع احتمال قیمت برق از توزیع نرمال دور می‏گردد. نتایج شبیه‏سازی شبکه‏های آزمون 24 و 300 باسه ieee بیانگر کارایی روش‏های پیشنهادی در پایش بازار و بررسی رفتار آماری قیمت برق می‏باشند. روش‏های تحلیلی ارائه شده در این رساله قابلیت کاربرد در پایش بازار و همچنین طراحی بازار برق را دارد.