考虑网损的发电商垄断行为及其规制竞价机制研究

论文摘要

20世纪90年代以来,世界上很多国家均处在电力市场化改革的关键时期,随着电力工业垄断体制的改变,电力监管模式也相应的发生改变。电力市场化改革进程中的电力监管者所面临的一个核心问题是如何通过设计良好的电价机制抑制发电商的市场力行为。我国发电产业正处于市场化改革进程中,垄断与竞争、市场与政府各种力量错综复杂并存于发电产业改革中,均衡的发电市场结构有待形成。作为市场主体的发电企业而言,其市场行为主要表现为对不同竞价行为或竞价策略的选择,而这种选择在很大程度内影响着市场结构的稳定与调整。因此,在分析电力市场中发电市场结构的同时,研究发电企业的竞价策略,并基于发电市场结构与发电企业策略性竞价行为互动进行政策分析,不但对发电产业改革具有很大的现实意义也为这方面的理论研究提供了新的思路。论文的研究思路是:首先对国内外电力市场改革动态与有关研究现状做了较系统的综述。结果表明:我国发电市场尚处于初始阶段,竞争性发电市场有待形成;有关电力产业改革方面的研究不少,但对发电市场结构进行模型化研究、考虑多部分报价的电力竞价策略方面研究仍有待深入。同时,对电价机制的研究现状及设计理论进行综述,找出影响发电商市场力的几个重要因素。通过对发电商实施市场力的过程进行仿真,分析了市场力的自然垄断因素和机制因素,发现信号传递是影响发电商实施市场力的重要因素之一。然后从信号传递角度对当前的主要电价机制进行了再次综述分析,认为信号干扰度越大,电价机制中发电商实施市场力能力越弱。机制中信号干扰度研究属有限理性理论研究的范畴。为了更好地定义机制信号干扰度这一概念,论文对有限理性建模方法进行综述分析,发现基于摩尔自动机的有限理性建模方法较难解决存在信息不完全和多人参与的博弈问题。因此,提出一种基于米兰自动机的有限理性建模方法,相应的,构建了一种基于米兰自动机的经济学仿真框架。为了干扰发电商之间的共谋信号,提出一种发电商准随机匹配电价机制,在新的仿真框架中对该电价机制进行了仿真研究,仿真实验表明电价机制可以使发电商实施市场力能力降低。实验结果论证了从增加机制对信号干扰度对电价机制进行设计是可行的。论文的主要特色及创新体现在以下三个方面。①在系统分析发电产业传统经济特征基础上,引入有效竞争与可竞争市场理论,论文提出构建寡头有效竞争发电市场模式;该模式既保证了发电企业最优规模的实现,又保证发电市场在一定程度内开展竞争;论文认为在电网互联的前提下,允许跨区电力交易对有效竞争发电市场的建立非常关键。②对基于有限自动机的有限理性建模理论进行了扩展,使其更有利于实现多人有限理性博弈行为建模。在该建模理论的指导下,论文对发电商的组织行为进行了建模。采用有限自动机来描述发电商决策,可以更好的表示决策复杂度。决策越复杂,发电商之间的共谋越难达成,这为设计抑制发电商市场力的电价机制提供了理论依据。③构建了一种基于信号传递的电能与环境协调激励电价机制。该机制从两方面对发电商达成默契共谋的信号进行干扰。一方面采用准随机匹配的方式,使发电商无法得到其它发电商的成交价,也无法预测市场出清价,从而增加其达成共谋的难度。另一方面,在电力市场的中引入单位减排量的概念,使电力产品产生差异化,构成了两个产品的市场,政府可以在不同的市场中采用不同的激励手段,从而在进一步干扰发电商之间的信号传递,达到抑制发电商的市场力行为和减少电能生产过程中排污量的目的。采用论文提出的一种基于米兰自动机的有限理性建模方法,发现发电商的决策模型复杂度增加。因此可以断定,发电商之间的共谋难度加大,也就是发电商实施市场力的行为得到抑制。通过仿真实验说明该机制在解决电能与环境协调激励问题上是有效的。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出与研究意义
• 1.2 研究思路、研究方法及主要内容
• 1.2.1 本文的研究思路和方法
• 1.2.2 本文主要的研究内容
• 1.3 本论文的创新之处
• 2 国内外研究现状与进展综述
• 2.1 电力产业的技术特征
• 2.1.1 电力系统与负荷的特性
• 2.1.2 发电技术组合与短期产量（容量）约束
• 2.1.3 电网、输电容量约束与电力市场竞争的不充分性
• 2.2 国外电力市场改革动态
• 2.2.1 美国的电力市场改革
• 2.2.2 英国的电力市场改革
• 2.2.3 日本电力市场改革
• 2.3 中国电力市场化进程
• 2.3.1 “国家垄断经营”阶段（1949～1985 年）
• 2.3.2 “集资办电”阶段（1985～1997）
• 2.3.3 “部分省市的电力市场试点”阶段（1997～2002）
• 2.3.4 “厂网分开，电力市场化改革全面推进”阶段（2002 至今）
• 2.4 国内外相关理论研究现状综述
• 2.4.1 电力市场结构研究现状综述
• 2.4.2 发电企业策略性竞价研究现状综述
• 2.5 本章小结
• 3 发电产业经济特性分析
• 3.1 发电产业公共品属性分析法
• 3.1.1 公共品属性含义
• 3.1.2 发电产业公共品属性分析
• 3.2 发电产业规模性分析
• 3.2.1 规模经济的涵义
• 3.2.2 发电产业规模经济分析
• 3.3 发电产业自然垄断性分析
• 3.3.1 自然垄断理论及其发展
• 3.3.2 发电产业自然垄断分析
• 3.4 关于发电产业经济特征分析的有效竞争发电市场模式选择
• 3.4.1 有效竞争理论与可竞争市场理论述评
• 3.4.2 有效竞争发电市场模式选择
• 3.5 本章小结
• 4 基于能源禀赋与产业布局的发电企业垄断博弈模型
• 4.1 中国电能生产资源背景
• 4.1.1 煤炭资源概况
• 4.1.2 水力资源概况
• 4.1.3 核能资源概况
• 4.2 中国电力产业布局
• 4.2.1 中国发电结构现状分析
• 4.2.2 中国电力产业的环境约束分析
• 4.3 基于市场交易的电价机制研究综述
• 4.3.1 统一出清价格电价机制
• 4.3.2 按报价支付电价机制
• 4.4 基于能源禀赋与产业布局的发电产业垄断博弈模型
• 4.4.1 博弈模型构建的基本思想
• 4.4.2 电力市场中发电商垄断博弈仿真模型
• 4.5 本章小结
• 5 考虑网损的发电商垄断博弈仿真分析
• 5.1 复杂适应系统与SWARM 仿真
• 5.1.1 复杂适应系统
• 5.1.2 Swarm 仿真平台及结构特征
• 5.1.3 Swarm 仿真及其在电力市场研究中的应用
• 5.2 电力市场中存在市场力的自然垄断因素仿真分析
• 5.2.1 考虑电网约束的发电商博弈模型构建的基本思想
• 5.2.2 考虑电网约束的发电商博弈决策模型
• 5.2.3 考虑电网约束的发电商博弈仿真实验及相关数据
• 5.2.4 考虑电网约束的发电商博弈仿真实验结果及分析
• 5.2.5 结论及建议
• 5.3 电力市场中存在市场力的机制因素仿真分析
• 5.3.1 PAB/MCP 两种主要电价机制中的市场主体博弈过程概述
• 5.3.2 PAB/MCP 电价机制的博弈模型
• 5.3.3 两种电价机制仿真实验及相关数据
• 5.3.4 两种电价机制的博弈仿真实验结果及分析
• 5.3.5 对两种主要电价机制的比较分析及启示
• 5.4 本章小结
• 6 抑制发电商市场力的激励电价机制设计
• 6.1 基于行为复杂度的有限理性建模方法研究及应用
• 6.1.1 基于有限自动机的有限理性博弈研究
• 6.1.2 用于构建博弈模型的有限自动机
• 6.1.3 采用有限自动机构建重复博弈模型
• 6.1.4 采用有限自动机构建演化博弈模型
• 6.1.5 简单述评
• 6.2 基于有限理性建模的经济学仿真框架
• 6.2.1 一种基于Mealy 自动机的有限理性行为描述
• 6.2.2 基于Mealy 自动机的有限理性博弈的相关概念及性质
• 6.2.3 基于有限理性建模的经济学仿真框架的构建
• 6.2.4 基于有限理性建模的经济学仿真框架的特点
• 6.3 抑制发电商市场力的电价机制设计
• 6.3.1 抑制发电商市场力的准随机匹配电价机制基本思想
• 6.3.2 抑制发电商市场力的准随机匹配电价机制模型
• 6.3.3 发电商准随机匹配电价机制仿真实验及相关数据
• 6.3.4 发电商准随机匹配电价机制仿真实验结果及分析
• 6.3.5 结论及政策建议
• 6.4 本章小结
• 7 结论
• 7.1 研究工作总结
• 7.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录