电力系统经济学原理课后习题及答案.doc
- 文档编号:283651
- 上传时间:2023-04-28
- 格式:DOC
- 页数:46
- 大小:3.30MB
电力系统经济学原理课后习题及答案.doc
《电力系统经济学原理课后习题及答案.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电力系统经济学原理课后习题及答案.doc(46页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
word格式文档
电力系统经济学原理课后习题及答案
第二章经济学基础
2-1解:
1)边际生产成本表达式:
2)按边际成本出售产品时,
收入:
利润=收入-成本
2-2解:
1)根据反需求函数:
,画出反需求函数曲线:
当价格为零时,最大消费需求:
。
2)根据1)所示的反需求函数曲线,最高购买价格:
美元/件
3)由1)的反需求函数曲线可知最大消费者剩余即为反需求函数曲线、价格坐标轴、数量坐标所围三角形的面积。
最大消费者剩余:
美元
但是生产者生产了产品,不可能什么都不卖,因此该最大消费者剩余不可能实现。
4)当价格=1000美元/单位产量
反需求函数曲线如下:
消费量:
总消费者剩余:
美元
生产者收入:
美元
净消费者剩余:
净消费者剩余=总消费者剩余-生产者收入
=美元
5)如果价格增加,则美元/单位产量,
消费量:
生产者收入:
美元
6)当美元/单位产量时,
需求价格弹性:
7)如下图所示以需求为变量的反需求函数曲线:
知总消费者剩余为一梯形,所以
总消费者剩余为:
总消费者剩余函数为:
净消费者剩余为一三角形,所以
净消费者剩余为:
净消费者剩余函数为:
以4)中当需求为时检验,
总消费者剩余:
美元
净消费者剩余:
美元
结果一样。
8)需求函数:
,以价格为变量的需求函数曲线如下图所示:
知总消费者剩余为一梯形,所以
总消费者剩余为:
总消费者剩余函数为:
净消费者剩余为一三角形,所以
净消费者剩余为:
净消费者剩余函数为:
以4)中当需求为时检验,
总消费者剩余:
美元
净消费者剩余:
美元
结果一样。
2-3解:
1)供应函数:
需求函数:
在市场均衡点上,生产者愿意提供的商品数量恰好等于消费者愿意购买的商品数量,
令均衡点上的价格为*,数量*,
则:
美元/件
所以,市场均衡点的价格为800美元/件,需求量为120。
2)在1)的均衡条件下,
总消费者剩余:
美元
生产者收入:
美元
净消费者剩余:
美元
生产者利润:
美元
总体福利:
总体利润=生产者利润+净消费者剩余=美元
2-4解:
1)装饰品的最低限价是900美元/单位产量,高于题2-3中的市场均衡价格800美元/单位产量,则:
市场价格=装饰品的最低价格900美元/单位产量。
此时,商品的需求量:
,最低限价使得需求量减少
总消费者剩余:
美元,最低限价使其减少
净消费者剩余:
美元,最低限价使其减少
生产者收入:
美元,最低限价使其增加
生产者利润:
美元,最低限价使其减少
总体福利:
美元,最低限价使其减少
2)当装饰品的最高限价是600美元/单位产量,低于2-3中的市场均衡价格,则:
市场价格装饰品的最高限价600美元/单位产量
生产者将会消减产量,
生产者收入:
美元,最高限价使其减少
总消费者剩余:
美元,最高限价使其减少
净消费者剩余:
美元,最高限价使其增加
生产者利润:
美元,最高限价使其减少
总体福利:
美元,最高限价使其减少
3)当每单位产量征税450美元时,假设所有的税收都会转嫁给消费者,设消费者的支付价格为,生产者的销售价格为,
则:
在此情况下,需求量减少到
反需求函数:
供应函数:
联解得:
美元/件
美元/件
所以市场价格为美元/件
净消费者剩余:
美元,征税使其减少
生产者利润:
美元,征税使其减少
税收收入:
美元
总福利:
美元,征税使其减少
其中,1)中的无谓损失为:
美元
2)中的无谓损失为:
美元
3)中的无谓损失为:
美元
2-5解:
需求价格弹性
0
200
50
150
200
100
100
100
150
50
66.6
200
0
0
50
2-8解:
1)企业要获利,必须使其平均生产成本低于市场价格
平均成本:
即企业要获利,必须使,
即
得
所以,企业能够获利的生产范围是。
当企业的平均成本边际成本时,恰好实现利润最大化,
边际成本:
∴
所以,恰好实现利润最大化的生产数量是100。
2)短期成本函数变化,此时的
平均成本函数:
∵平均成本市场价格
∴
不存在点使得函数,所以企业生产都不会获利。
因为短期成本是由变动成本和固定成本组成,中的200000是固定成本,固定成本太高,因此企业不能获利。
第三章电能交易市场
3-2解:
根据题意,分别列出不同价格下双方的电能交易情况:
电力库的价格
(美元/MWh)
魏国北方电力公司
魏国铝业公司
16
生产200MWh电能,从
电力库收入3200美元
消费200MWh电能,向
电力库支付3200美元
18
生产200MWh电能,从电力库收入
3600美元,同时向铝业支400美元
消费200MWh电能,向电力库支3600
美元,同时从电力公司获得400美元
13
生产200MWh电能,从电力库收入
2600美元,同时从铝业获400美元
消费200MWh电能,向电力库支2600
美元,同时向电力公司支付600美元
18
生产50MWh电能,从电力库获得
900美元,向铝业支付400美元
消费200MWh电能,向电力库支3600
美元,从电力公司获得400美元
13
生产200MWh电能,从电力库获得
2600美元,从铝业获得600美元
消费100MWh电能,向电力库支1300
美元,向电力公司支付600美元
【相关原理:
①如果价差合同价格高于市场价格,买方需向卖方支付一定金额(价差×合同规定的交易数量)
②如果价差合同价格低于市场价格,卖方需向买方支付一定金额(价差×合同规定的交易数量)
】
3-3解:
(1)首先分析【甲】的收支情况:
项目
购买量
销售量
价格
支出
收入
实发电量
800
14
11200
2016年2月20日
200
16
3200
期权费
50
现货购买量
400
15.75
6300
长期合同
600
15
9000
2015年10月20日
200
14.75
2950
2015年12月10日
200
16
3200
2015年12月15日
200
15.5
3100
200MWh按现货卖
200
15.75
3150
合计:
总支出=11200+3200+50+6300=20750(美元)
总收入=9000+2950+3200+3100+3150=21400(美元)
利润=21400-20750=650(美元)
甲的利润为650美元。
(2)分析【乙】的收支情况:
项目
购买量
销售量
价格
支出
收入
实发电量
770
14.25
10972.5
2015年10月30日
250
15.75
3937.5
长期合同(高峰)
500
16
8000
剩20MWh现货
20
15.75
315
合计:
总支出=770×14.25=10972.5(美元)
总收入=3937.5+8000+315=12252.5(美元)
利润=122525.5-10972.5=1280(美元)
乙的利润为1280美元。
(3)分析【丙】的收支情况:
项目
购买量
销售量
价格
支出
收入
实际需求(卖)
1250
16.50
20625
期货合同
50
15.5
775
现货市场(买)
50
15.75
787.5
长期合同
700
15.50
10850
期货(10月30日)
250
15.75
3937.5
期货(11月30日)
300
15
4500
合计:
总支出=787.5+10850+3937.5+4500=20075(美元)
总收入=20625+775=21400(美元)
利润=21400-20075=1325(美元)
丙的利润为1325美元。
(4)分析【丁】的收支情况:
项目
购买量
销售量
价格
支出
收入
实际需求
850
16.40
13940
2016年2月28日
100
14
1400
2015年9月30日
200
15
3000
2015年11月30日
200
14.75
2950
2016年2月10日
50
14.5
725
期权
100
15.5
1550
期权费
25
购电合同
550
16.25
8937.5
不平衡电能
150
15.75
2362.5
合计:
总支出=3000+2950+725+1550+8937.5+25=17187.5(美元)
总收入=13940+1400+2362.5=17702.5(美元)
利润=17702.5-(17162.5+25)=515(美元)
丁的利润为515美元。
(5)分析【庚】的收支情况:
项目
购买量
销售量
价格
支出
收入
2015年9月10日
50
14.50
725
2015年10月10日
100
15
1500
2015年11月15日
100
15.25
1525
2016年1月20日
50
14.25
712.5
2016年2月25日
100
17
1700
合计:
总支出=725+1500+712.5=2937.5(美元)
总收入=1525+1700=3225(美元)
利润=3225-2937.5=287.5(美元)
庚的利润为287.5美元。
(6)分析【戊】的收支情况:
合计:
总支出=50×15+250×14=4250(美元)
总收入=100×14.75+200×14.50=4375(美元)
利润=4375-4250=125(美元)
戊的利润为125美元。
3-4解:
1)供应曲线:
2)可以根据图中表示分别求出400MW,600MW,875MW。
400MW价格为13美元/MWh;
600MW价格为14美元/MWh;
875MW价格为18美元/MWh;
负荷预测
价格
甲生产量
甲的收入
乙生产量
乙的收入
丙生产量
丙的收入
400MW
13
100
1300
0
0
300
3900
600MW
14
150
2100
50
700
400
5600
800MW
18
225
4050
150
2700
500
9000
3)假设负荷需求的表达式为D=L-4∏。
在400MW,600MW和875MW时的需求量将发生变化:
L=400D=400-4×13=34813美元/MWh
L=600D=600-4×14=54613.5美元/MWh
L=800D=875-4×18=81315.5美元/MWh
需求
价格
甲生产量
甲的收入
乙生产量
乙的收入
丙生产量
丙的收入
348MW
13
100
1300
0
0
248
3224
546MW
13.5
100
1350
46
621
400
5400
813MW
15.5
200
3100
113
1751.5
500
7750
3-5解:
根据题意,由于现货价格现在为21.50美元/MWh
在签订的价格为24.00美元/MWh的买入期权不执行(24>21.5)
其余期权要执行(有利润)
具体数据列下表:
(高峰)
项目
购买
销售
价格
支出
收入
长期合同
600
20.00
12000
工业用户
50
19.00
950
其它用户
1150
21.75
25012.5
售电期货合同
200
21.00
4200
购电期货合同
100
22.00
2200
买入期权
150
20.50
3075
卖出期权
200
23.50
4700
发电
300
21.25
6375
现货购买
450
21.50
9675
150买入期权费
1
150
200卖出期权费
1
200
300买入期权费
1
300
总利润=(950+25012.5+4200+4700)-(12000+2200+3075+6375+9675+150+200+300)
=887.5(美元)
如果要利润减少到零:
现货价格=(887.5+9675)÷450
≈23.4722(美元/MWh)
此时20.50<23.47<23.50
所以应该放弃300MW的买入期权合同。
3-6解:
根据题意,市场接受了225MW报价
查看曲线图知:
此时市场现货价格为21美元/MWh。
项目
购买量
销售量
价格
支出
收入
期货T4
600
20.00
12000.00
核电
400
16.00
6400.00
燃气轮机
200
18.00
3600.00
远期T1
50
21.00
1050.00
长期T3
350
20.00
7000.00
远期T5
100
22.00
2200.00
期权T6
250
25.50
5875.00
现货售点T9
50
21.00
1050.00
家庭用户
300
25.50
7650.00
商业用户
200
25.00
5000.00
平衡市场购
100
21.00
2100.00
T6期权费
2.00
500.00
T7期权费
2.00
400.00
T8期权费
2.00
200.00
利润=4625(美元)
2)如果核电机组突然停运则需要现货市场购电500MWh,
现货价格会从21上涨到28(由曲线可以看出)
所以购电电能的成本将从2000美元上升到140000美元,
此时核电支出由6400下降到0元,
公司将出现利润=-875m美元。
第四章电能市场成员行为
4-1解:
根据题意所得数据汇总表:
时段
1
2
3
4
5
6
总计
负荷预测值(MWh)
120
230
310
240
135
110
1145
平均成本(美元/MWh)
22.5
24.5
29.3
25.2
23.1
21.9
-
实际负荷(MWh)
110
225
330
250
125
105
1145
现货价格(美元/MWh)
21.6
25.1
32
25.9
22.5
21.5
-
合同成本(美元)
2700
5635
9083
6048
3118.5
2409
28993.5
不平衡电能(MWh)
﹣10
﹣5
20
10
﹣10
﹣5
-
平衡成本(美元)
﹣216
﹣125.5
640
259
﹣225
﹣107.5
225
总成本(美元)
2484
5509.5
9723
6307
2893.5
2301.5
29218.5
总收入(美元)
2640
5400
7920
6000
3000
2520
27480
利润(美元)
156
﹣109.5
﹣1803
﹣307
106.5
218.5
﹣1738.5
由上表可得:
益州电子在6h内的损失为1738.5美元,
要想实现收支平衡,应向终端客户收取的电费费率为:
美元
4-2解:
燃气发电机组的输入—输出曲线:
将输入—输出曲线乘以天然气的成本美元/MJ,得出机组的小时运行成本曲线:
计算机组的发电极限:
假设机组按最小稳定出力发电,其边际成本:
(美元/MWh)
假设机组按最大出力发电,其边际成本:
(美元/MWh)
如果市场价格大于等于机组最大出力发电的边际成本,则机组按照最大出力发电。
如果市场价格小于最小稳定出力发电的边际成本,则此时机组发电会亏损,发电商会选择在不能停机的前提下按最小稳定出力发电,不然发电越多越亏损。
介于两者之间时,按边际成本恰好等于市场价格决定的发电量来发电。
所以:
在第2、第6个时段内按最小稳定出力发电,
在第5个时段内按最大出力发电,
在第1、第3、第4个时段内按市场价格决定的发电量来发电。
MW
MW
MW
根据机组的小时运行成本曲线得出机组各个时段的成本,机组的利润为总收入减去成本,
各数据如下表所示:
时段
1
2
3
4
5
6
总计
价格(美元/MWh)
12.5
10
13
13.5
15
11
发电量(MWh)
223.33
200
306.67
390
500
200
1820
总收入(美元)
2791.63
2000
3986.71
5265
7500
2200
23743.34
成本(美元)
2785.99
2496
3848.58
4952.70
6474
2496
23053.27
利润(美元)
5.64
﹣496
138.13
312.30
1026
﹣296
690.07
得出该燃气发电机组在6h的交易区间内其运行利润为690.07美元。
4-4解:
不考虑动态约束的影响,当有数量等于500美元的启动成本,且开始时处于停机状态,因为价格条件与题4-2相同。
①假设机组在第1时段开始发电,制表,表机组在连续时间段内的成本与损益:
时段
1
2
3
4
5
6
价格(美元/MWh)
12.5
10
13
13.5
15
11
发电量(MWh)
223.33
200
306.67
390
500
200
总收入(美元)
2791.63
2000
3986.71
5265
7500
2200
启动成本(美元)
500
0
0
0
0
0
运行成本(美元)
2785.99
2496
3848.58
4952.70
6474
2496
总成本(美元)
3285.99
2496
3848.58
4952.70
6474
2496
利润(美元)
﹣494.36
﹣496
138.13
312.30
1026
﹣296
累计利润(美元)
﹣494.36
﹣990.36
﹣852.23
﹣539.93
486.07
190.07
由上表可以看出,当机组再有500美元启动成本的情况下从第1时段开机,只有到第5时段才开始盈利,前4个时段都亏损。
②假设机组从第2时段开始开机,表机组在连续时间内的成本与损益表为:
时段
1
2
3
4
5
6
价格(美元/MWh)
12.5
10
13
13.5
15
11
发电量(MWh)
0
200
306.67
390
500
200
总收入(美元)
0
2000
3986.71
5265
7500
2200
启动成本(美元)
0
500
0
0
0
0
运行成本(美元)
0
2496
3848.58
4952.70
6474
2496
总成本(美元)
0
2996
3848.58
4952.70
6474
2496
利润(美元)
0
﹣996
138.13
312.30
1026
﹣296
累计利润(美元)
0
﹣996
﹣857.87
﹣545.57
480.43
184.43
由上表可以看出,从第2个时段开机的利润更少。
③假设机组选择在第3时段开机,
时段
1
2
3
4
5
6
价格(美元/MWh)
12.5
10
13
13.5
15
11
发电量(MWh)
0
0
306.67
390
500
200
总收入(美元)
0
0
3986.71
5265
7500
2200
启动成本(美元)
0
0
500
0
0
0
运行成本(美元)
0
0
3848.58
4952.70
6474
2496
总成本(美元)
0
0
4348.58
4952.70
6474
2496
利润(美元)
0
0
﹣361.87
312.30
1026
﹣296
累计利润(美元)
0
0
﹣361.87
﹣49.57
976.43
680.43
如果选择在第4时段开机,则在第4时段的亏损将增加为美元,会降低最后的总利润,又因为在第6时段内亏损,所以选择在第3时段开机,第5时段的终点停机,此时利润最大为976.43美元。
最终选择的开停机时段内的成本与损益如下表:
时段
1
2
3
4
5
6
价格(美元/MWh)
12.5
10
13
13.5
15
11
发电量(MWh)
0
0
306.67
390
500
0
总收入(美元)
0
0
3986.71
5265
7500
0
启动成本(美元)
0
0
500
0
0
0
运行成本(美元)
0
0
3848.58
4952.70
6474
0
总成本(美元)
0
0
4348.58
4952.70
6474
0
利润(美元)
0
0
﹣361.87
312.30
1026
0
累计利润(美元)
0
0
﹣361.87
﹣49.57
976.43
0
4-5解:
如果机组的最小运行时间是4小时,根据题4-4的解,知道到机组在第3时段开机,运行4小时后,在第6时段结束时能实现利润最大化,此最大化利润是:
680.43美元。
4-6解:
要最小化发电成本,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电力系统 经济学原理 课后 习题 答案