基于概率分布預(yù)測和資產(chǎn)組合理論的可再生能源發(fā)電規(guī)劃策略研究.pdf

1、自從上世紀(jì)七十年代開始，人們越來越多的意識到了地球上所儲藏的化石能源正在趨于枯竭。這些不可再生的能源一旦用完，人類文明的發(fā)展將面臨不可預(yù)料的困難。尋找替代化石能源的可再生能源隨即成為了人類最為迫切關(guān)注的命題之一。特別是隨著全球氣候的變暖，溫室氣體排放成為了有一個(gè)困擾人類的問題，而這也同樣源自于人類對于化石能源的依賴和過度使用。因此尋找可再生能源，以及如何使用、如何合理利用這些新能源對于當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)改革、經(jīng)濟(jì)模式轉(zhuǎn)換、環(huán)境保護(hù)以及人類文

2、明的可持續(xù)發(fā)展都具有極為重要的意義。
　　經(jīng)過幾十年來的不斷探索，在新能源的開發(fā)與利用方面，人類已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步。一些綠色能源已經(jīng)在很多地區(qū)投入了使用，并且創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)境價(jià)值。例如風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、潮汐能發(fā)電等等新能源都已經(jīng)有相當(dāng)規(guī)模的投入了使用。這些能源的清潔低排放和可再生的特點(diǎn)對人類社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和文化都具有積極的作用，但是他們卻往往并不完美無缺。大部分的可再生能源都具有隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性的特征。這些

3、不確定性使得人們在利用這些綠色能源的時(shí)候遇到困難。如何馴服這些有野性的新能源，消除它們不確定性的影響，尤其是對于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性的影響，這是本文要討論的問題。
　　本論文將借鑒金融與統(tǒng)計(jì)里的方法，將每一種具有波動(dòng)性與不確定性的發(fā)電單元當(dāng)作資本市場中的一種風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)，通過時(shí)間序列分析法對他們的波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測和估計(jì)；然后利用統(tǒng)計(jì)方法和經(jīng)濟(jì)學(xué)中的估值模型對新能源的期望收益進(jìn)行評估；最后利用資產(chǎn)組合模型，在前面風(fēng)險(xiǎn)、收益評估的基礎(chǔ)上，進(jìn)行

4、合理的優(yōu)化配置，讓各種可再生能源，以及傳統(tǒng)能源的發(fā)電單元搭配使用，從而能夠?qū)_其中的風(fēng)險(xiǎn)，最優(yōu)化收益。
　　本文的第二章和第三章是提出了對于風(fēng)力發(fā)電機(jī)出力和光伏電池出力的概率分布預(yù)測模型。利用時(shí)間序列模型ARMA和GARCH模型結(jié)合各種可再生能源的分布特性以及周期特性，使用蒙特卡洛模擬法預(yù)測可再生能源發(fā)電單元在將來某一時(shí)刻出力的概率分布。
　　隨后的第四章則是利用統(tǒng)計(jì)方法、多因素回歸模型和MINITAB統(tǒng)計(jì)軟件對可再生能源進(jìn)

5、行效用分析。結(jié)合當(dāng)前的各種能源的成本、電價(jià)、排放證書綠色證書等數(shù)據(jù)提取出各種能源的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)和環(huán)境價(jià)值指標(biāo)。為后文的資產(chǎn)組合提供每種能源的量化效用。
　　第五章是在上文的基礎(chǔ)上，將每種可再生能源看作一種風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)，同時(shí)把傳統(tǒng)的化石能源發(fā)電作為無風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)。利用資產(chǎn)組合理論，對他們進(jìn)行優(yōu)化組合，合理的搭配各種發(fā)電單元的出力，使得在滿足用電負(fù)荷的情況下，效用最大化，而風(fēng)險(xiǎn)得到對沖，控制在要求范圍內(nèi)。
　　本文通過將統(tǒng)計(jì)和金融里控制風(fēng)