新電改下電力服務(wù)市場(chǎng)雙邊匹配機(jī)制研究

吳文建　陶宇　曾令鶴

[摘要]新電改實(shí)施后，終端用戶(hù)和售電企業(yè)可以互相選擇進(jìn)行電力服務(wù)交易。文章基于電力服務(wù)產(chǎn)品特征和服務(wù)時(shí)間，通過(guò)定義售電公司和用戶(hù)的雙邊匹配滿(mǎn)意度，設(shè)計(jì)供需主體可接受滿(mǎn)意度選取規(guī)則，構(gòu)建電力產(chǎn)品供需主體雙邊匹配多目標(biāo)優(yōu)化模型，提出實(shí)現(xiàn)供需主體雙邊匹配的決策方法。

[關(guān)鍵詞]電力；雙邊匹配；新電改

[DOI]1013939/jcnkizgsc201734079

1雙邊匹配理論解決售電市場(chǎng)匹配問(wèn)題的可行性

文章嘗試將雙邊匹配理論應(yīng)用于解決電力終端市場(chǎng)供需合作伙伴選擇的問(wèn)題，為客觀反映匹配主體的偏好，綜合考慮所有用戶(hù)的滿(mǎn)意度評(píng)價(jià)的序值確定方法，引入穩(wěn)定匹配概念；構(gòu)建在穩(wěn)定匹配約束條件下實(shí)現(xiàn)是協(xié)調(diào)雙邊主體利益最大化的模型，并對(duì)模型進(jìn)行算例仿真，以提出電能供需雙方合作提供可行的解決方案。

2售電側(cè)開(kāi)放后的雙邊匹配問(wèn)題描述

用戶(hù)按照用電規(guī)模大小可分為大用戶(hù)和小用戶(hù)。大用戶(hù)主要是指用電量大且負(fù)荷較穩(wěn)定的用戶(hù)。本文重點(diǎn)對(duì)大用戶(hù)市場(chǎng)的匹配問(wèn)題進(jìn)行研究。在電力交易市場(chǎng)平臺(tái)中，涉及三方主體：用戶(hù)、售電企業(yè)和交易中介。售電企業(yè)作為電力服務(wù)供方，期望選擇合適用戶(hù)售電；用戶(hù)則是需求方，選擇售電企業(yè)購(gòu)電。雙邊匹配涉及的雙方關(guān)系可概括為：

（1）售電企業(yè)對(duì)用戶(hù)的匹配要求。為獲取高額利潤(rùn)，在零售競(jìng)爭(zhēng)背景下，企業(yè)期望尋求負(fù)荷需求穩(wěn)定、信譽(yù)良好和管理水平高等的用戶(hù)售電。

（2）用戶(hù)對(duì)售電企業(yè)的匹配要求。用戶(hù)發(fā)希望獲取價(jià)格低廉、供給穩(wěn)定的電能，新電改方案下用戶(hù)期望尋求滿(mǎn)意的售電企業(yè)來(lái)提供服務(wù)。

交易中介根據(jù)電力供需信息進(jìn)行必要的決策分析，撮合雙方進(jìn)行匹配，使雙方盡量達(dá)到滿(mǎn)意的結(jié)果。

3雙邊匹配決策模型構(gòu)建

一般情況下，一個(gè)售電公司可以為多個(gè)用戶(hù)提供電力產(chǎn)品，一個(gè)電力用戶(hù)在合約期內(nèi)只能選擇一家售電公司，因此問(wèn)題基本屬于一對(duì)多的雙邊匹配問(wèn)題。

假設(shè)1售電企業(yè)和用戶(hù)的選擇并非是隨機(jī)的；且各主體對(duì)潛在交易伙伴有不同的偏好?；谄?，相應(yīng)的用戶(hù)匹配給售電企業(yè)。當(dāng)用戶(hù)匹配給其本身時(shí)，即選擇“生產(chǎn)，而非購(gòu)買(mǎi)”，并將“生產(chǎn)或購(gòu)買(mǎi)”的決定內(nèi)生化。

假設(shè)2對(duì)于售電企業(yè)而言，所有的用戶(hù)均有可能成為合作伙伴；售電企業(yè)沒(méi)有其他選擇方案，只能向用戶(hù)提供電力，且不能留存電力產(chǎn)品。

4電力市場(chǎng)雙邊多目標(biāo)優(yōu)化模型構(gòu)建

41目標(biāo)函數(shù)

以電力供需雙方滿(mǎn)意度最大化建立優(yōu)化模型，設(shè)xij為0-1 型決策變量，如果售電公司Si與電力用戶(hù)Dj形成匹配，則xij=1；否則xij=0。

售電公司目標(biāo)函數(shù)是一周之內(nèi)滿(mǎn)意度最大；用戶(hù)目標(biāo)函數(shù)是一周之內(nèi)滿(mǎn)意度最高。

設(shè)xij為0-1型決策變量，xij=1表示售電公司Si與電力用戶(hù)Dj形成匹配；否則xij=0。則依據(jù)售電公司對(duì)電力用戶(hù)的滿(mǎn)意度αij和電力用戶(hù)對(duì)售電公司的滿(mǎn)意度βij，可構(gòu)建如下的以售電公司滿(mǎn)意度最大和電力用戶(hù)滿(mǎn)意度最大為目標(biāo)的雙邊匹配優(yōu)化模型：

這里，ω1和ω2分別表示目標(biāo)函數(shù)Z1和Z2的重要性，且0≤ω1，ω2≤1，ω1+ω2=1。為同時(shí)協(xié)調(diào)售電公司和電力用戶(hù)匹配的積極性，令ω1=ω2=05。ω1、ω2值可由相關(guān)市場(chǎng)規(guī)制等情形做出調(diào)整。轉(zhuǎn)換后的優(yōu)化模型（12）是一個(gè)單目標(biāo)的0-1整數(shù)規(guī)劃模型，采用優(yōu)化軟件如LINGO等求解結(jié)果xij。

綜上所述，決策方法步驟可歸納為：根據(jù)供需雙方的產(chǎn)品以及時(shí)間需求信息，給出考慮多個(gè)指標(biāo)下的序值向量；計(jì)算各方滿(mǎn)意度矩陣；建立多目標(biāo)優(yōu)化模型，使用隸屬函數(shù)法將多目標(biāo)優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化模型，求解優(yōu)化模型，獲得匹配結(jié)果。

5算例分析

某電力市場(chǎng)交易平臺(tái)有多家售電公司和電力用戶(hù)，現(xiàn)在收到3個(gè)售電公司{S1，S2，S3}的公司基本信息和5個(gè)電力用戶(hù){D1，D2，D3，D4，D5}的電力產(chǎn)品需要信息，即m=3，n=5。售電公司提供的電力產(chǎn)品服務(wù)集合為H={H1，H2，H3，H4，H5}，分別代表五種不同主要特征的電力產(chǎn)品服務(wù)，分別為 {穩(wěn)定、價(jià)格、環(huán)保、供給優(yōu)先、靈活性}，0表示不具有明顯的特征。售電公司分別從用電規(guī)模（E1）、供電便利性（E2）、負(fù)荷需求穩(wěn)定（E3）、以及可中斷性（E4）等4個(gè)指標(biāo)對(duì)可選擇的5個(gè)用戶(hù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，即售電公司選擇用戶(hù)所考慮的指標(biāo)集為E={E1，E2，E3，E4}；在各指標(biāo)下，售電公司給出的用戶(hù)的偏好信息，用戶(hù)D在選擇售電公司S時(shí)考慮的指標(biāo)集為U={U1，U2，U3}，其中U1代表售電價(jià)、U2代表信譽(yù)度、U3代表服務(wù)水平，根據(jù)該指標(biāo)集，用戶(hù)給出的偏好序列信息，然后根據(jù)售電企業(yè)和用戶(hù)的滿(mǎn)意度，構(gòu)建多目標(biāo)優(yōu)化模型（5）～（11），根據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為單目標(biāo)模型（12）后，采用LINGO軟件求解，解得x11=1，x13=1，x25=1，x34=1，其對(duì)應(yīng)的匹配決策含義為：S1D1，S1D3，S2D5，S3D4。D2沒(méi)有能完成匹配，意味著用戶(hù)2沒(méi)有選擇到適合自己的售電企業(yè)。用戶(hù)2可以選擇電力直購(gòu)，也可以選擇從其他企業(yè)購(gòu)電。

相反，如果不采用匹配機(jī)制，供需各方需要花較高搜尋成本去尋找交易對(duì)象，最終總效益也不一定是令各交易主體最滿(mǎn)意的。其次，還應(yīng)該關(guān)注次滿(mǎn)意度下的匹配機(jī)制，這一問(wèn)題有待今后進(jìn)一步研究。

6結(jié)論

本文針對(duì)售電企業(yè)與用戶(hù)的雙邊匹配決策問(wèn)題，考慮售電企業(yè)和用戶(hù)的電能產(chǎn)品供需特征、服務(wù)時(shí)間和其他多指標(biāo)評(píng)價(jià)等方面的信息，為確定雙方都滿(mǎn)意的匹配方案，構(gòu)建了雙方滿(mǎn)意度最大化為目標(biāo)匹配優(yōu)化決策模型。該模型不僅可以獲得匹配雙方都滿(mǎn)意的匹配結(jié)果，而且有助于匹配效率的提高，減少了雙方交易的搜尋成本，有助于提高電力供需匹配度，有利于推進(jìn)未來(lái)電力市場(chǎng)改革。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪朝忠我國(guó)實(shí)施電力雙邊交易模式的可行性研究[J].經(jīng)濟(jì)體制改革，2015（2）：194-200

[2]張新華，賴(lài)明勇隨機(jī)需求下電力競(jìng)價(jià)市場(chǎng)演化均衡分析[J].系統(tǒng)工程，2007，25（1）：78-82

[3]郭繼芳電力市場(chǎng)交易機(jī)制的實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)學(xué)研究法[J].電氣技術(shù)，2016，17（11）：83-86

[4]尚金成，張顯，高春成，等電力用戶(hù)與發(fā)電企業(yè)直接交易平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)法[J].電網(wǎng)技術(shù)，2011，35（9）：199-204endprint