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从博弈论角度浅谈输配电价改革方案

作者:鸿运手机版登陆 更新时间:2015年10月26日 21:04:51

 摘要:时隔多年我国再次启动电力体制改革,社会各界对这一轮里程碑式的电力改革有着很多期待。“新电改”方案的最终目标是完成输配电价改革,建立电网企业盈利新模式,本文简要介绍此次电力改革内容,从主从博弈理论角度,提出一种售电商制定价格的方法并进行数值分析。结果表明:通过提出的主从博弈电价策略,售电商们能够实现利润最大化,从而得到一种最优定价策略。 
  关键词:电力体制改革;输配电价;售电侧;主从博弈 
  一、引言 
  2014年12月24日,《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》(以下简称“新电改”方案)获常务会议原则性通过,其核心内容是建立电网企业盈利新模式,按照政府核定的输配电价收取过网费。同时,放开配电侧和售电侧的增量部分,允许民间资本进入。方案将不拆分电网,调度也不独立,其重点是“四放开、一独立、一加强”,即输配以外的经营性电价放开、售电业务放开、增量配电业务放开,公益性和调节性以外的发供电计划放开,交易平台独立,加强规划。 
  对电力体制的整体改革方面的理论研究已经有很多,单独研究电改之后售电侧如何发展的文献很少,郑新业(2016)在分析“新电改”的进展和意义之后,提出了下一步输配电价改革的方向和着力点。朱成章(2015)是在总结电价改革的历史和现状,提出自身对几点问题的思考。叶泽(2016)是在分析现状和存在的问题之后,提出相应的建议。只有少数学者建立模型进行分析,代业明等(2014,2015)从需求侧管理和智能电网的角度出发,建立博弈模型并讨论了售电商如何制定最优决策。本文的创新之处,一是从售电侧方面切入,研究售电商如何制定电价策略才能实现收益最大化;二是在代业明等(2014)中模型的基础上,建立售电商之间的主从博弈模型分析,并进行仿真模拟,最终提出一种各售电商的定价最优策略。 
  二、电力体制改革的相关解读 
  (一)输配分离 
  改革首先要做的是输配分离,按照《电价改革方案》,我国电价改革的长期目标为:发电和售电价格由市场竞争来确定,而输配电价由政府制定。同时,方案中明确了政府责任,在很多方面作了具体要求,比如在规范市场准入标准、电力规划、科学监管、行政审批等。输配分离是为打破现行输配电一体化的垄断格局,发挥市场竞争和价格机制对电力供需的调节作用。 
  (二)输配电价 
  输配电价又称为过网价,指销售电价中包含的输配电成本,指电网经营企业提供接入系统、联网、电能输送和销售服务的价格总称,以合理补偿成本、确定收益为原则,建立独立的输配电价体系。改革的终极目标是为了制定合理的输配电价,充分发挥电力交易市场的竞争定价作用,引入民间资本参与电力市场投资。 
  (三)上网电价 
  不论是风力发电还是煤炭发电,发电企业都需要投入大量的生产成本,而且还有发电设备等固定资产的折旧。上网电价是指电网向发电企业购买电力时,发电企业将电力输入主网架的电力价格,所以电网支付的电力费用除了能够抵消生产成本和资产折旧等,发电企业还能够有一定的营业利润。 
  (四)售电侧改革 
  此轮电力改革意在打破电网企业对发电侧和售电侧的双重垄断,进一步提升电力行业的效率,发挥产业的竞争力对市场公平定价的重大作用。售电侧的改革,是改变现有的电力销售模式,打破以往售电侧的垄断,多个售电公司进行公平竞争,充分发挥市场的定价作用。 
  根据文献[5]中对销售电价的定义,将售电商购买的电力主要包括三部分:一是上网电价,二是输配电价,三是售电商的利润追求,前两部分对所有的售电商都是一样的,则电价函数可以写成: 
  p=α+β+r(1) 
  其中α表示一单位的上网电价,由发电公司制定;β是政府制定的一单位的输配电价;r表示售电商每销售一单位电能够获得的利润。 
  三、建模分析 
  电力市场中售电商追求利润最大化,当一个售电商的决策受到了其他售电商策略的影响,并反过来影响到其他零售商们的决策问题,所以在售电商之间建立主从博弈模型并求解。 
  (一)主从博弈模型 
  本文模拟的是电力市场中售电商们之间的动态博弈过程,当一个售电商(以下简称领先售电商,Leader)的策略受到了另一个售电商(以下简称跟随售电商,Follower)策略的影响并反过来影响到自身的决策问题,主要用到的是主从博弈模型。领先售电商根据对成本的控制、利润的追求以及对跟随售电商即将制定的电力价格的预测,制定自身的电价策略。一旦领先售电商发布价格,则跟随售电商商会根据自己对成本利润、市场行情、先行商公布的电价等因素,制定自身的价格策略,以图能够使自身利益最大化。 
  (二)模型基本假设 
  1、用户及售电商假设 
  在一定区域内用户的数量固定,且同一用户无法同时使用多家售电商的电力,售电商希望能够吸引足够多的用户,提高自己的利润。假定用户是理性的,并且售电商是每隔一段时间进行一次电力报价,则用户根据自己的需求和对电力成本的控制能够做出正确的决策,即选择电力报价较低的售电商,同时智能电表的使用可以使用户自主选择售电商。 
  本文建立模型进行分析的背景是,假设在一定区域的电力市场中有两家售电商共存,他们享受的政府补贴和扶持都是相同,所以可以进行公平的电价竞争。 
  2、用户的用电量函数 
  考虑到用户可根据价格和成本控制自主地选择售电商这一假设,如果某一次报价时发现其他售电商的电价更便宜,那么用户需求将转移。定义E为用电量需求函数,在经济学中需求函数的基础上,加入体现用户需求转移的变量,即当售电商之间价格有差异Δp时,用电需求从价高的一方转移至价低的一方的总量,具体的函数形式如下: 
  E=a+bp+ξ×Δp(2) 
  其中a和b是需求函数的参数;a是电价为零时的电力需求量;b是需求函数的斜率,其数值越大,则需求量对价格的弹性就越小,a>0,b≤0;ξ是价差为一单位的转移需求量。 3、售电商的利润模型 
  在市场行为中,售电商追求高额利润回报,利润等于收入减去成本。定义S为售电商总收入(Sale),由销售电价和售电总量共同决定,收入函数为:S=p×E。定义C为售电商的销售成本(Cost),除去从发电公司购买电力的费用和过网费,还包括售电商的经营成本,比如人力成本、运营资产等,则销售成本函数为:C=E×α+β+W。 
  定义R为利润函数,主从售电商i∈L,F的利润函数分别如下: 
  Ri=pi×Ei-Ei×αi+βi-Wi(3) 
  其中,p表示售电商的销售电价;E表示电力用户的电力需求总量;α表示一单位的上网电价;β是政府制定的一单位的输配电价;W表示售电商的运营成本。 
  (三)模型建立及求解 
  建立主从博弈的最优化模型,主从售电商i∈L,F的模型如下: 
  maxRipL,pF=pi-α+β×ai+bipi+ξ×ΔpF-L-Wi(4) 
  考虑到一阶最优化条件,均衡求解得最优定价策略组合如下: 
  PL=ML-ξPF2(bL-ξ),PF=2(bL-ξ)MF-ξML4(bL-ξ)(bF-ξ)-ξ2(5) 
  其中,ML=α+βbL-ξ-aL 
  MF=α+βbF-ξ-aF ,假定α、β、ξ三个变量对所有零售商都是相同的。 
  (四)仿真模拟 
  在仿真模拟的过程中,根据实际情况设定参数,对各售电商电价决策产生影响的因素有:上网电价α、输配电价β、单位价差导致的需求转移量ξ以及与需求函数斜率相关的需求价格弹性等。因篇幅有限,主要输配电价β的变化对售电商决策的影响,其他影响因素直接分析计量结果,本文采用的分析软件为R-3.2.3。
  相关参数设定为:α=0~0.5,β=0~0.5,ξ=0~10,aL=10 
  bL=-2 ,aF=5 
  bF=-1 ,则: 
  PL(β)=6β+6.2+5PF(β)12,PF(β)=96β+74.2107(6) 
  下图1反映出当输配电价β的数值在区间0,0.5中变化时,先行售电商制定的电价比跟随者售电商高,并且随着输配电价β的值的增加,所有售电商制定的电价也逐渐增加。这是因为输配电价越高,售电商购买电力的成本越高,为了能实现一定的利润,售电商不得不逐渐增加销售价格。图1受β的影响的各零售商电价趋势图 
  上网电价α对售电商定价的影响与输配电价的影响基本上一致,因为上网电价的高低同样影响到售电商的成本,所以上网电价越高,售电商制定的电价也越高。但是用户的用电量会相应减少,减少的需求量与电力需求函数的斜率大小有关,斜率越小,需求价格弹性越大,每增加一单位电价,电力需求的减少量也会越多。同时当单位价差导致的用电需求转移量ξ的数值在0,10内变化时,先行售电商制定的电价高于跟随售电商制定的电价,并且这两者制定的电价都随着ξ增加而逐渐降低。 
  四、结论与建议 
  从输配电价改革的层面上,本文在分析输配电价的变化对售电商定价的影响时,发现输配电价越高,售电商成本越高,而输配电价改革之后将由政府定价,所以政府在确定输配电价改革时,应考虑到售电商购电成本和电价增加后用户的接受能力如何。 
  从售电侧层面上,本文从售电侧改革的角度出发,在输配电价改革的基础上,通过对售电商如何制定最优定价策略进行建模研究,发现售电商可以通过在市场竞争中科学合理的定价来实现利润最大化,用户可以通过智能电表自主选择电价较低的售电商来有效控制用电成本,如此一来,不仅在降低生活成本的同时保证生活质量,还能有助于节能减排的实现。此外,各售电商在制定各自的电力价格时,需要考虑上网电价、输配电价、单位价差导致的用户需求转移量以及电力的需求价格弹性等因素的影响,然后制定各自的利润最大化策略。(作者单位:上海大学) 
  参考文献: 
  [1]郑新业. 加强监管能力建设 推进输配电价改革[J]. 价格理论与实践, 2016, 02: 32-34. 
  [2]叶泽. 当前我国输配电价改革成效、问题及对策[J]. 价格理论与实践, 2016, 02: 35-42. 
  [3]朱成章. 我国电力改革涉及的电价问题[J]. 中外能源, 2015, 09: 1-6. 
  [4]董红, 刘文革, 朱志芳. 输配电价改革对广州电网规划的影响及应对策略[J]. 广东电力, 2016, 05: 42-45. 
  [5]代业明, 高岩. 具有多类资源多类用户智能电网实时定价决策[J]. 系统工程理论与实践, 2015, 35(9): 2315-2323. 
  [6]代业明, 高岩. 基于智能电网需求侧管理的多零售商实时定价策略[J]. 中国电机工程学报, 2014, 25(9): 4244-4249. 
  (下接第89页)自买图书馆的服务质量。政府自买图书馆是公益性组织,反而往往会因为其非盈利性的性质会忽视读者的需求以及建议。提升读者的满意度,政府自买图书馆才能够获得社会更高的认可,发挥其服务的价值。 
  (五)促进图书馆健康持续发展 
  政府自买图书馆绩效体系通过对文献更新速度、科研创新开展、工作效率、图书馆经费来源等相关指标来反映政府自买图书馆的发展潜力。通过对这些绩效指标的度量,政府自买图书馆将更加重视图书馆的工作效率和文献更新速度等建设,进一步增强政府自买图书馆的核心竞争力。政府自买图书馆绩效体系的构建,可以有效帮助政府自买图书馆在未来能够更加健康持续地发展下去。 
  五、结束语 
  构建政府自买图书馆的绩效体系,有助于提高政府自买图书馆的整体水平与服务质量,能够更好地发挥其功能,满足读者的需求,促进政府自买图书馆健康持续发展。构建一套科学的、实用的专属于政府自买图书馆的绩效体系,还需要付出更多的的努力。(作者单位:安徽大学管理学院) 
  参考文献: 
  [1]徐向龙,胡小平,高波,《美国十所大学图书馆绩效评估现状研究》,图书馆论坛,第33卷第6期,2013年11月. 
  [2]钱佳平,袁辉,范全青,《区域数字图书馆绩效评估框架研究 以ZADL为例》,图书情报工作,第58卷第17期,2014年9月. 
  [3]涂以平,《基于知识管理的图书馆绩效评价指标体系研究》,图书馆学研究,2008年11月. 
  [4]赵迎红,《中美图书馆绩效评估体系的比较研究》,图书情报工作,第56卷第17期,2012年9月. 
  [5]易红,王祝康,詹洁,苏红,《免费开放背景下公共图书馆绩效评价指标体系的构建研究》,理论研究,第9期,2014年. 
  [6]奉永桃,张洪铭,《ISO与IFLA图书馆绩效评估指标体系比较研究》,图书馆论坛,第32卷第4期,2012年7月.