基于博弈論對售電商市場交易行為的研究綜述

陳永權(quán) 張靜霞

摘要：隨著售電業(yè)務(wù)的放開，售電市場逐步成型，文章對交易市場中售電公司的行為進(jìn)行研究?？偨Y(jié)為三大類：售電商之間的博弈，它們相互之間的競爭不僅僅是電價(jià)，還有供電服務(wù)、電能質(zhì)量;售電商與發(fā)電商之間的博弈，售電商之間分為合作和不合作兩種情況;售電商與電力用戶之間的動態(tài)博弈。在這三種情況下借助博弈論工具建立模型，最后提出這些模型在解決實(shí)際問題中存在的缺陷與不足，以及對未來的展望。

Abstract： With the liberalization of the electricity sales business， the sales market has gradually formed， and the article studies the behavior of the electricity sales companies in the trading market. Summarized into three categories： the game between sellers， their competition is not only electricity prices， but also power supply services， power quality; the game between electricity sellers and power producers， between electricity sellers In the case of cooperation and non-cooperation; the dynamic game between electricity sellers and power users. In these three cases， the game theory tools are used to build the model. Finally， the defects and shortcomings of these models in solving practical problems and the prospects for the future are proposed.

關(guān)鍵詞：售電商;博弈模型;市場交易;綜述

Key words： electricity suppliers;game models;market transactions;summary

中圖分類號：F724.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）17-0012-03

0? 引言

中共中央、國務(wù)院于2015年3月15日出臺新一輪電力體制改革方案，即《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》（中發(fā)（2015）9號，以下簡稱9號文），主要內(nèi)容是關(guān)于電力行業(yè)的體制改革，文獻(xiàn)[1]簡單可歸納為“管住中間，放開兩頭”，即實(shí)現(xiàn)發(fā)電側(cè)市場化和售電側(cè)市場化競爭。

向社會資本開放售電業(yè)務(wù)得到了社會各界的廣泛關(guān)注。截止到2017年3月，全國共有6400家售電公司注冊成立，市場化規(guī)模不斷擴(kuò)大。但是對于售電公司良好運(yùn)營我國并沒有豐富的經(jīng)驗(yàn)，關(guān)于這方面的研究還相對較少。文章對售電公司在市場交易中的博弈模型進(jìn)行總結(jié)，不足之處是沒有包含全部情況。

本文歸結(jié)為三大類：①售電商與售電商之間，文獻(xiàn)[2]認(rèn)為現(xiàn)在的競爭還不完全，更接近于寡頭市場，建立Bertrand模型對售電商之間定價(jià)的博弈進(jìn)行分析。文獻(xiàn)[3]將任意兩個售電商的合同某日總電量之和與日前預(yù)測電量之和進(jìn)行比較，對三種結(jié)果下售電商選擇合作還是不合作的利潤進(jìn)行對比分析。文獻(xiàn)[4]研究的是智能電網(wǎng)下通過定義特征函數(shù)，構(gòu)建合作博弈模型，研究對于區(qū)域內(nèi)用戶來說合作聯(lián)盟的統(tǒng)一零售實(shí)時(shí)電價(jià)問題。②售電商與發(fā)電商之間，文獻(xiàn)[5]研究的背景是，售電商與發(fā)電商簽訂差價(jià)合約，如果售電商不聯(lián)盟，建立古諾模型分析;如果售電商聯(lián)盟，建立Stackelberg模型分析。③售電商和電力用戶之間，文獻(xiàn)[2]售電商與電力用戶長期交易的過程就是無限動態(tài)博弈的過程，售電商要在電價(jià)和提供的售電服務(wù)上都要使用戶滿意。

下面對三種情況進(jìn)行具體的說明，其它文獻(xiàn)對這幾篇文獻(xiàn)的研究問題和模型進(jìn)行補(bǔ)充。

1? 售電商與售電商之間的博弈

在售電側(cè)剛開始開放階段，通常某個區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)只有少數(shù)幾個售電企業(yè)，比較接近于寡頭電力市場，并未形成完全的競爭市場。售電業(yè)務(wù)將向六種售電主體放開：現(xiàn)有供電公司;大型發(fā)電企業(yè);工程建設(shè)公司、節(jié)能服務(wù)公司;大型工業(yè)園區(qū);有條件的社會資本;兜底售電服務(wù)機(jī)構(gòu)。前五類是競爭性的售電主體，以獲得最大收益為目標(biāo)，最后一類是承擔(dān)售電兜底服務(wù)的機(jī)構(gòu)。售電公司的定價(jià)可以看作是和其他公司的博弈。

文獻(xiàn)[2]將這5類售電企業(yè)進(jìn)一步分為擁有發(fā)電資產(chǎn)的售電企業(yè)（博弈的參與人1）和不擁有發(fā)電資產(chǎn)的售電企業(yè)（博弈的參與人2），參與人1擁有天然的成本優(yōu)勢，參與人2需要提供更具有競爭性的增值服務(wù)以吸引用戶。

文獻(xiàn)[2]建立了Bertrand雙寡頭壟斷價(jià)格競爭模型，該模型假設(shè)各寡頭企業(yè)之間存在競爭，首先不同企業(yè)選擇不同的產(chǎn)品價(jià)格，但競爭產(chǎn)品是同質(zhì)的，而電力產(chǎn)品就是同質(zhì)的。但是Bertrand的研究存在悖論：若商品是同質(zhì)的，則在均衡情況下價(jià)格等于邊際價(jià)格，商家無法從中獲利，為解開這個悖論，應(yīng)引入消費(fèi)者對電力產(chǎn)品滿意度不同而產(chǎn)生的替代系數(shù)。推導(dǎo)可得售電企業(yè)的均衡電價(jià)與代替系數(shù)有關(guān)，通過層次分析法來確定替代系數(shù)從而確定銷售電價(jià)。

文獻(xiàn)[6]建模售電側(cè)放開的售電市場，分析售電商合作博弈可能出現(xiàn)的情況。假設(shè)前提是①售電公司可以采取多種方式購電，并能夠向用戶或其他售電公司銷售電量。②售電公司售電和用戶買電沒有區(qū)域限制。③對電力需求的預(yù)測電量和實(shí)際電量的差額部分可以在市場或向其他售電商購買。④假定輸電成本為零。

售電商合同電量中的某日總電量為Q，日前電量預(yù)測為G，電量偏差為Δ=G-Q，假設(shè)有售電商j和k，分為以下三種情況：

①針對情景1和情景2，通過降低售電商之間交易的單位成本，可有效促進(jìn)售電商合作交易的產(chǎn)生。

②針對情景3，通過降低額外發(fā)電的單位成本可有效促進(jìn)售電商合作交易的產(chǎn)生。

文獻(xiàn)[4]是在智能電網(wǎng)的背景下通過定義一種新的特征函數(shù)建立合作博弈模型，研究合作聯(lián)盟對區(qū)域內(nèi)用戶的統(tǒng)一零售實(shí)時(shí)電價(jià)問題。并采用Shapley值進(jìn)行分配，從而得到智能電網(wǎng)環(huán)境下電力零售商在區(qū)域電力市場中的統(tǒng)一電力實(shí)時(shí)售電計(jì)算方法。

對于電力零售商來說，售電收益與購電成本的差額是其獲取利潤的主要方式，每個零售商都在追求更大的利潤，而電力作為一種商品具有不可儲存特點(diǎn)，這意味著若零售商能夠抱團(tuán)合作，通過制定協(xié)議商定一個統(tǒng)一的價(jià)格，并統(tǒng)一向發(fā)電商購電，如此其批發(fā)電力價(jià)格會降低，采購成本也會減少。反之，若各零售商不進(jìn)行合作，某一家零售商為了自身利益采取降低電價(jià)獲利的措施，那么其他售電商也會相繼降低價(jià)格，這樣不僅零售商不能獲利，整個電力市場的效率也降低。因此文獻(xiàn)[4]建立了合作博弈模型分析統(tǒng)一的均衡電價(jià)，再運(yùn)用Shapley值法對聯(lián)盟內(nèi)部收益進(jìn)行分配。

文獻(xiàn)[7]運(yùn)用古諾模型僅僅分析了售電商不合作的情況下最優(yōu)的電價(jià)。顯然通過文獻(xiàn)[8]可以看出售電商之間進(jìn)行合作是有利的。文獻(xiàn)[8]認(rèn)為，電網(wǎng)企業(yè)下屬的售電公司在各大電力企業(yè)成立的售電公司中必將在一定時(shí)期處于強(qiáng)勢地位（簡稱售電商A），而新興成立的售電公司由于售電業(yè)務(wù)及人才的欠缺等原因相對比較弱勢（簡稱售電商B），引入空間區(qū)位競爭理論，建立古諾-霍特林模型進(jìn)行分析，找到雙方的均衡點(diǎn)。

2? 售電商與發(fā)電商之間的博弈

文獻(xiàn)[5]的分析背景是發(fā)電商和售電商之間簽訂差價(jià)合約，分為了兩大情況，一是售電商之間不聯(lián)盟，發(fā)電商和獨(dú)立售電商簽訂電力差價(jià)合同后，可從如此兩方面獲利：①合同電價(jià)低于市場電價(jià)，從中賺取差價(jià)利潤;②以電力買賣的形式獲取銷售利潤。其交易行為可通過古諾模型進(jìn)行分析。二是售電商存在聯(lián)盟，它們將作為一個主體對差價(jià)合約簽訂電量的數(shù)額進(jìn)行決策。相對于為未合作的售電商，聯(lián)盟內(nèi)的成員具有優(yōu)先性，可以看作領(lǐng)導(dǎo)者，而其它的未在聯(lián)盟內(nèi)的售電商可將其看作聯(lián)盟者的跟隨者，這類競爭模式可用Stacklberg模型進(jìn)行分析，被稱為領(lǐng)導(dǎo)—追隨模式。

和文獻(xiàn)[4]一樣文獻(xiàn)[5]也采用Shapley值法對聯(lián)盟內(nèi)各個售電商的利潤按貢獻(xiàn)進(jìn)行公平分配?？梢园l(fā)現(xiàn)，聯(lián)盟的存在削弱了發(fā)電商對電力價(jià)格的把控能力。聯(lián)盟內(nèi)成員數(shù)量越多，整體收益越大。這與文獻(xiàn)[4]也是一致的。

文獻(xiàn)[8]對Bertrand模型悖論的解釋與文獻(xiàn)[4]不同，它運(yùn)用的是霍特林的空間區(qū)位競爭理論，從廠商的空間地理區(qū)位以及消費(fèi)者到廠商交通成本差異的角度來研究。前提假設(shè)是存在一個“線性城市”，按照兩個售電商采用的輸配電價(jià)方式是固定還是動態(tài)來進(jìn)行分類研究，最終找到發(fā)電商以及兩個售電商三者之間的均衡。

3? 售電商與電力用戶之間的博弈

文獻(xiàn)[7]基于博弈理論，研究了在電力體制改革背景下各售電主體競爭策略，研究中指出未來競爭不僅體現(xiàn)在售電價(jià)格上，更體現(xiàn)在電能質(zhì)量、供電服務(wù)等方面，因此，文獻(xiàn)[7]構(gòu)建了考慮供電服務(wù)投入的售電主體市場競爭模型，這一點(diǎn)是比較新穎的，文獻(xiàn)[2]中在對售電商進(jìn)行分類時(shí)也提到不擁有發(fā)電資產(chǎn)的一類售電商需要提供更具有競爭性的增值服務(wù)以吸引用戶，但是并沒有構(gòu)建具體模型進(jìn)行分析。

售電主體售電和用戶用電是一個雙方利益博弈過程，它是動態(tài)的，只有制定共同的經(jīng)營目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)雙方的共贏，才能保證雙方的長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展。雙方博弈形成一種比較穩(wěn)定的利益格局是理想狀態(tài)。在初始時(shí)，用戶若是不信任售電商，那雙方就不存在交易;反之，兩者之間存在信任關(guān)系的話，雙方會進(jìn)行初次交易，從而形成兩個結(jié)果：一是雙方以優(yōu)質(zhì)的行為進(jìn)行交易，最終實(shí)現(xiàn)共贏，二是用戶不滿意其購電過程，此時(shí)用戶就會停止交易關(guān)系，博弈結(jié)束。對售電商來說必須提供優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)，才能獲得用戶的高滿意度，從而實(shí)現(xiàn)兩方長期合作。

文獻(xiàn)[9]研究背景是微電網(wǎng)，博弈雙方為售電商和微電網(wǎng)代理商，運(yùn)用博弈思想以售電商收益最大化為目標(biāo)建立模型。

4? 總結(jié)與展望

總體來說關(guān)于售電商在電力市場中交易行為的研究相對較少，原因是售電側(cè)市場是在2015年新電改之后才放開的，距現(xiàn)在時(shí)間較短;還有中國在售電公司經(jīng)營方面沒有太多的經(jīng)驗(yàn)，需要一邊借鑒國外的做法一邊結(jié)合我國的實(shí)際情況不斷探索。綜合以上所有的研究模型，我認(rèn)為較理想的狀態(tài)是售電商之間相互合作形成聯(lián)盟。和發(fā)電商交易時(shí)可以降低購買價(jià)格，減少采購成本。和電力用戶進(jìn)行交易時(shí)，聯(lián)盟內(nèi)成員可以簽訂協(xié)議統(tǒng)一售電價(jià)格，避免出現(xiàn)銷售電價(jià)等于邊際成本的情況。這樣對售電公司是有力的，但值得思考的是售電公司聯(lián)合售電會不會最終壟斷市場，但是由于沒有用戶購電沒有區(qū)域限制在一定程度上避免了這種情況的出現(xiàn)。對于那些沒有合作的獨(dú)立售電商，它們只能是市場價(jià)格的跟隨者。

文獻(xiàn)中研究的對象都按照一定的方法抽象成兩個主體，前提假設(shè)都比較理想化，而實(shí)際的情況相對比較復(fù)雜，因此將理論模型落實(shí)應(yīng)用就有一定的困難。這是目前研究的問題所在，但不可否認(rèn)在數(shù)學(xué)模型中考慮全部的因素難度很大，因此要具體情況具體分析，不能照搬照抄這些理論模型。在接下來的研究中要盡可能的將更多的因素融入到模型中，并且將模型放入到試點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證。