电力系统经济学原理习题-全

. .电力系统经济学原理英 Daniel S.Kirschen, Goran Strbac 著朱治中译课后习题答案第二章 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）如以以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以以下图所示：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0200501502001001001001505066.620000502-8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）国北方电力公司国铝业公司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： 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） 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80014112002016年2月20日200163200期权费50现货购买量40015.756300长期合同6001590002015年10月20日 20014.7529502015年12月10日 200 1632002015年12月15日 20015.53100200MWh按现货卖 20015.753150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77014.2510972.52015年10月30日25015.753937.5长期合同（高峰）500 16 8000剩20MWh现货2015.75 315合计： 总支出=77014.25=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）125016.5020625期货合同5015.5775现货市场（买）5015.75787.5 长期合同70015.5010850 期货（10月30日）25015.753937.5 期货（11月30日）300154500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85016.40139402016年2月28日1001414002015年9月30日2001530002015年11月30日20014.7529502016年2月10日5014.5725 期权10015.51550 期权费25 购电合同55016.258937.5不平衡电能 15015.752362.5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5014.507252015年10月10日1001515002015年11月15日10015.2515252016年1月20日5014.25712.52016年2月25日100171700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=5015+25014=4250（美元） 总收入=10014.75+20014.50=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400MW13100130000 3003900600MW141502100507004005600800MW182254050150270050090003）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=400 D=400-413=348 13美元/MWhL=600 D=600-414=546 13.5美元/MWh L=800 D=875-418=813 15.5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348MW131001300002483224546MW13.5100 1350466214005400813MW 15.520031001131751.550077503-5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（2421.5）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60020.0012000工业用户5019.00950其它用户115021.7525012.5售电期货合同20021.004200购电期货合同10022.002200买入期权15020.503075卖出期权20023.504700发电30021.256375现货购买45021.509675150买入期权费1150200卖出期权费1200300买入期权费1300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）45023.4722（美元/MWh）此时 20.50 23.47 12%，可是B方案的投资要小很多，所以应选B方案。7-6解：根据题意，总投资： 10004001000=400000000（美元）5年前 0.854008760=2978400（MWh）297840098001.10.001=32107152（美元）297840031=92330400（美元）利润： 923302=60223248（美元）5年后 0.454008760=1576800（MWh）157680098001.50.001=23178960（美元）157680025=39420000（美元）利润： 394200=16241040（美元）从上面的结果可以看出5年前每一年的利润是60223248美元，后来每年的只有16241040美元。如果是按照这样算，在30年的承受回报率要小于12%，此时可知如果是提前预料到这样的情况后将不会投资这个电厂。7-7解：维持上题中电厂的运行，如果是在5年后发生一起重大事故，需要花费120000000美元的维修成本。此时可知除了第5年其它的利润还是为60223248美元，第5年是在存在利润的基础上另投资120000000美元，也就是说当年利润为-59776752美元。如果是维修以后还可以再工作25年（期望寿命30年）表格如下：此时的部收益率12%，满足题目的要求，投资可行。这样的情况可以再维修以后继续运