售電側(cè)改革初期基于Stackelberg-Bertrand 博弈的電力市場價格形成機理研究

蒲勇健,高天華,黃毅祥

(1.重慶大學(xué) 經(jīng)濟與工商管理學(xué)院,重慶 400044;2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院,陜西 咸陽 712100)

0 引言

2015 年我國開啟了新一輪電力市場改革,這次改革旨在有序放開輸配以外的競爭性環(huán)節(jié),允許社會資本參與配售電業(yè)務(wù),讓售電市場從壟斷售電向多元化售電格局轉(zhuǎn)變,其目標之一是放開售電市場,在售電環(huán)節(jié)引入競爭,通過競爭降低電價,從而降低企業(yè)的成本,促進經(jīng)濟增長。借鑒國內(nèi)其他領(lǐng)域的改革經(jīng)驗[1],售電市場采用漸進的放開方式[2]:即監(jiān)管部門通過行政手段將原電網(wǎng)公司或發(fā)電商直接壟斷銷售的電量,釋放一部分給予市場,并按照市場化機制定價。因此售電側(cè)放開后的電力銷售,一部分仍然由電網(wǎng)公司或發(fā)電商直接銷售(發(fā)電商直供電主要提供給工業(yè)大用戶,電網(wǎng)主要提供給居民用戶和公共事業(yè)單位用戶);另一部分由售電公司從發(fā)電商批發(fā)購買電量后,再零售給用戶(主要是中小企業(yè)),而售電市場是可自由進出的,如此售電行業(yè)就從原有的壟斷性行業(yè)改革為競爭性行業(yè)。

根據(jù)《關(guān)于進一步深化電力體制改革的若干意見》(中發(fā)[2015]9 號)的規(guī)定,電網(wǎng)、發(fā)電商及其他社會資本均可投資成立售電公司。但由于電網(wǎng)的壟斷地位,其投資成立的售電公司具有諸多限制[3],因此在實踐中,主要有兩類售電公司[4]:一類是發(fā)電商把原市場營銷部門注冊為售電公司(簡稱“寄生售電公司”)來參與售電,這類具有發(fā)電背景的售電公司能獲得低成本電量,且在改革初期,其業(yè)務(wù)、財務(wù)等諸多方面未與母公司完全分離,所以成本仍能歸入母公司,在理論上邊際成本為零,在市場競爭中具有價格優(yōu)勢[5];二是由社會資本投資成立的售電公司(簡稱“獨立售電公司”),這類售電公司雖然不具備價格優(yōu)勢,但能為用戶提供多樣化的增值服務(wù),如節(jié)能管理、用電定制化等,節(jié)省了用戶購買額外電力服務(wù)的交易成本(存在尋找信息,簽約,違約懲罰等方面的額外成本),而寄生售電公司通常不具備提供這類增值服務(wù)的資源和團隊,因此兩類售電公司形成了各自的相對優(yōu)勢,在零售市場上展開競爭[6]。

售電側(cè)開放后,已有大量的獨立售電公司進入市場。調(diào)研發(fā)現(xiàn),盡管寄生售電公司具有零邊際成本優(yōu)勢,但在競爭中,獨立售電公司也能以較高的價格與用戶簽約,即出現(xiàn)電價分叉效應(yīng),但也出現(xiàn)了獨立售電公司不斷進入和退出市場的現(xiàn)象[4]。因此研究零售電價的形成機理,探討售電側(cè)放開后售電公司的博弈行為和電價變化具有很強的理論意義和現(xiàn)實意義。

國內(nèi)外關(guān)于售電市場的博弈研究,主要集中在以下三個方面:一是研究電力雙邊合約的博弈,這類文獻重點分析電力合約對市場均衡的影響。代表性的有,Yu 等[7]在合作博弈的框架下研究電力合約的談判,從數(shù)學(xué)上證明了電力合約能實現(xiàn)帕累托改進;蒲勇健等[8-9]利用Cournot 模型和Bertrand 模型研究電力差價合約的市場力抑制作用,表明差價合約是有力的規(guī)制工具。同時,部分文獻進一步探討合約的設(shè)計,比如Parlane 和Ryan[10]考慮了可再生能源發(fā)電的間歇和不確定性,分析發(fā)電商的最優(yōu)合同;Yu 等[11]探討激勵相容的微網(wǎng)儲能補貼合同,分析“自發(fā)電+儲能”模式下政府補貼與微網(wǎng)儲能的效率。二是研究市場主體的競價策略和購售電策略,代表性的有,Banaei 等[12]在供給均衡模型的基礎(chǔ)上,考慮了遠期合約的影響,分析發(fā)電商在日前市場的競價決策,并提出一種新的風(fēng)險管理方法;石幫松等[13]探討售電側(cè)放開后不同類型的售電公司的競價售電問題,各售電公司根據(jù)電價微增響應(yīng)猜測來調(diào)整自身的競價策略,類似的還有Kharrati 等[14]、Nojavan 等[15]、彭一海等[16]學(xué)者的研究。三是分析售電側(cè)放開后電價的變化,代表性的有,黃毅祥和蒲勇健[17]構(gòu)建售電市場的討價還價博弈模型,探討售電側(cè)放開后,電力交易機制的改變并不能降低電價的內(nèi)在原因;蒲勇健等[18-19]則構(gòu)建售電公司之間的博弈模型,指出即使寄生售電公司具有絕對價格優(yōu)勢,但電力市場化依然可以提高市場競爭性,降低均衡電價;同時,黃毅祥等[20]從發(fā)電企業(yè)經(jīng)理人行為的角度進一步探討當(dāng)前售電側(cè)改革電價下降的內(nèi)在機理,其研究表明改革取得的電價下降成效,更多的是行政作用的結(jié)果,而并非市場競爭的有效引入。

上述研究表明競爭機制的引入會深刻影響售電市場,但我國售電側(cè)改革后市場的變化需要進一步分析,與現(xiàn)有文獻不同的是:第一,目前的研究多為從不同的角度探討競爭引入后電價的變化,本文卻主要分析售電側(cè)改革后電價的形成機理;第二,本文提出利用“經(jīng)濟剩余”的標準分析用戶對售電公司的選擇,并提出等剩余曲線;第三,本文將細致的分析兩類售電公司之間的Bertrand 競爭,而現(xiàn)有文獻對此研究不足,同時本文也將納入更多的博弈主體,使得更加切合改革實際。

1 售電市場博弈關(guān)系

售電側(cè)放開后,兩類售電公司都作為中間商,首先在批發(fā)市場上從發(fā)電商購買電量,然后在零售市場上競爭售電,但值得注意的是,由于寄生售電公司并沒有與母公司完全分離,其批發(fā)價格為零,且收益也將歸屬于母公司。與此同時,發(fā)電商將決定給予獨立售電公司的批發(fā)電價,目前發(fā)電商部分電量按照目錄電價銷售,具有公共產(chǎn)品性質(zhì),余下部分電量則提供給電力市場按照市場機制銷售,由于售電側(cè)改革還處于早期階段,提供給電力市場的電量基本還處于賣方市場,所以本文假定批發(fā)電價由發(fā)電商單方面決定。因此售電公司之間、售電公司與發(fā)電商之間是動態(tài)的Stackelberg 博弈,本文將采用逆推歸納法進行分析,且博弈的順序為:第一輪,發(fā)電商決定給予獨立售電公司的批發(fā)電價;第二輪,一旦決定了批發(fā)電價,獨立售電公司與寄生公司之間就進行價格博弈,當(dāng)前售電公司以賺取購售電價差為主,所以本文假定售電公司之間的競爭為價格競爭[5]。

此外,由分析可知,用戶選擇與哪類售電公司簽約,表面上看可由售電公司的零售電價決定,然而影響用戶選擇售電公司的因素不僅是電價,還有用戶獲得的其他收益,包括獨立售電公司捆綁式提供增值服務(wù)而節(jié)省的交易成本等。因此本文將采用經(jīng)濟學(xué)的標準方法假定用戶選擇售電公司的準則為:用戶根據(jù)與售電公司簽約帶來的“經(jīng)濟剩余”的相對大小來決定簽約對象,即用戶選擇與給其帶來較大“經(jīng)濟剩余”的售電公司簽約,經(jīng)濟剩余是指用戶與售電公司簽訂購電合同后,預(yù)期獲得的消費者剩余與節(jié)省的交易成本之和①“經(jīng)濟剩余”概念首先由Baran 和Sweezy 兩位學(xué)者提出,其定義為一個社會所生產(chǎn)的產(chǎn)品價值與成本之間的差額[21]。此后,不同理論中有不同的定義方式,比如西方經(jīng)濟學(xué)中,把經(jīng)濟剩余定義為消費者剩余和生產(chǎn)者剩余之和[22];有的學(xué)者認為經(jīng)濟剩余是剩余價值的另一種中立性質(zhì)的表述[23];還有的學(xué)者只是簡單地把利潤等同于經(jīng)濟剩余[24]。通過這些定義,經(jīng)濟剩余一方面表現(xiàn)為財富積累,另一方面表現(xiàn)為價值增值。以此思路,獨立售電公司提供的增值服務(wù)同樣包含有為用戶創(chuàng)造的價值增值部分,因此本文定義經(jīng)濟剩余為用戶獲得的消費者剩余與節(jié)省的交易成本之和。。

通過對用戶經(jīng)濟剩余的分析,本文將構(gòu)建一個Stackelberg-Bertrand 價格競爭博弈模型對兩類售電公司的電價分叉效應(yīng)給予解釋,同時刻畫零售電價之間的數(shù)量關(guān)系。但是,在理論上存在的博弈均衡,現(xiàn)實情形中不一定出現(xiàn),盡管兩類售電公司存在各自的競爭優(yōu)勢,但也可能因為沒有均衡存在而出現(xiàn)無休止的價格調(diào)整博弈,價格的不斷調(diào)整會增加市場的交易成本,目前市場中出現(xiàn)的部分獨立售電公司退出市場交易的現(xiàn)象或許正是這種原因所致,本文將通過博弈模型證明這一點。

2 模型構(gòu)建

2.1 基本假設(shè)

假設(shè)1本文假定把某個經(jīng)濟區(qū)域內(nèi)的發(fā)電商合并,即只存在一個發(fā)電商,同時寄生售電公司為其原營銷部門,進而只存在一個寄生售電公司是自然的推論。

假設(shè)2由于改革初期,只放開了部分工商業(yè)用電,所以設(shè)電力市場上存在多個同質(zhì)的用電企業(yè),每個用戶的逆需求函數(shù)為p=h(q),p,q分別是電價和需求量,h(·)為嚴格遞減函數(shù),存在逆函數(shù)h-1(·)。

假設(shè)3售電市場是自由進出的,為簡化分析,本文假定售電公司只簽約一個用戶。設(shè)獨立售電公司的固定成本為c,由于獨立售電公司的主要業(yè)務(wù)為售電,其售電成本除購電成本之外,就只有由員工薪酬、固定資產(chǎn)折舊等構(gòu)成的固定成本,因此設(shè)c為常數(shù),同時假定獨立售電公司在購售電過程中發(fā)生的變動成本僅由購電成本組成。T為給定的生產(chǎn)周期內(nèi)獨立售電公司能為單個用戶節(jié)省的交易成本,z為獨立售電公司給單個用戶提供增值服務(wù)后能獲得的利潤,且同樣為常數(shù)。

假設(shè)4假定發(fā)電商產(chǎn)能可以滿足市場需求。中國電力供給在短期和特定區(qū)域內(nèi)具有一定的波動性和差異性,但從長期來看全國電力供需形勢總體平衡[25]。

值得注意的是,上述假設(shè)在一定程度上反映了獨立售電公司的實際情況,獨立售電公司具有常數(shù)成本的假設(shè)并不意味著沒有考慮獨立售電公司在提供增值服務(wù)時存在的成本,因為在考慮增值服務(wù)利潤時,已經(jīng)扣除了增值服務(wù)成本。同時,本文假定增值服務(wù)利潤為常數(shù),與售電量無關(guān),這種假設(shè)在一定程度上也符合現(xiàn)實,因為一旦用戶與獨立售電公司簽約,就能獲得增值服務(wù),與電量無關(guān),只要在電力設(shè)備的負荷范圍內(nèi),增值服務(wù)利潤只與電力設(shè)備規(guī)模有關(guān),而本文假定企業(yè)用戶是同質(zhì)的。

2.2 用戶對售電公司的選擇

在給定的時間周期里(譬如用戶的一個生產(chǎn)周期),用戶從獨立售電公司按照價格pi購買的電量為qi,由于節(jié)省了交易成本T,所以用戶的實際花費為piqi-T,于是用戶購買單位電量的實際價格為pi-,因此就實際價格而言,用戶的需求量為qi=,從而有

其中函數(shù)υ(qi)是嚴格遞減的,由(1)可知,獨立售電公司面臨的逆需求曲線會右移,如圖1 所示,在同樣的價格水平下,用戶將從獨立售電公司購買更多的電量。

圖1 獨立售電公司面臨的逆需求函數(shù)Figure 1 Inverse demand function faced by independent electricity selling companies

若用戶與獨立售電公司簽約,那么用戶的經(jīng)濟剩余為

式(2)中前兩項代表用戶的消費者剩余,將用戶的零售價格pi=h(qi)+代入上式中,則(2)式可表示為

若用戶與寄生售電公司簽約,沒有交易成本節(jié)省,經(jīng)濟剩余就為其消費者剩余,設(shè)用戶從寄生公司購買的電量為qp,價格為pp,則與寄生售電公司簽約后的經(jīng)濟剩余為

用戶根據(jù)與售電公司簽約后“經(jīng)濟剩余”的相對大小來決定簽約對象,如果Ri >Rp,則用戶從獨立售電公司獲得的經(jīng)濟剩余大于從寄生售電公司獲得的經(jīng)濟剩余,此時用戶將從獨立售電公司購買電量;如果Ri

2.3 等剩余曲線

首先從簡單的情形分析,給定一個潛在的用戶,一個獨立售電公司和一個寄生售電公司通過價格競爭來爭取該用戶的簽約機會。兩類售電公司在價格競爭中的降價行為存在價格下限,因為寄生售電公司的邊際成本為零,所以其零售價格下限為零,但此時寄生售電公司將退出市場,而獨立售電公司由于其利潤不可能小于0,因此其零售價格下限由其成本決定。

由式(3)(4),Ri,Rp為qi,qp的嚴格遞增函數(shù),如果pi=pp,則h(qi)+=h(qp),而h(·)為嚴格遞減函數(shù),因此存在qi >qp和Ri >Rp,于是寄生售電公司具有降低電價的動機,以競爭該用戶簽約,故存在pi >pp的可能性,使得獨立售電公司與寄生售電公司給用戶提供同樣大小的經(jīng)濟剩余,因此存在兩類售電公司的零售電價分叉效應(yīng)。

令Ri(qi)=Rp(qp),則

由式(5)可知,pi,pp之間存在一種隱含的函數(shù)關(guān)系pp=f(pi),本文稱給用戶提供相同經(jīng)濟剩余的電價組合(pi,pp)滿足的曲線為“等剩余曲線”,有如下定義1:

定義1獨立售電公司與寄生售電公司的某些零售電價組合,使得用戶能從兩類售電公司獲得相同的經(jīng)濟剩余,則稱由這些零售電價組合構(gòu)成的曲線為等剩余曲線。

由等剩余曲線的定義,由于Ri,Rp分別為qi,qp的嚴格遞增函數(shù),所以兩類售電公司在提供等經(jīng)濟剩余時,售電量將相等,即由Ri(qi)=Rp(qp)有qi=qp,同時在等剩余曲線上有pi >pp,而寄生售電公司的零售電價滿足pp≥0,因此在等剩余曲線上的零售電價滿足不等式關(guān)系pi >pp≥0。

將qi=qp代入(1)中可得等剩余曲線,即

于是有如下命題1:

命題1兩類售電公司在價格博弈中,等剩余曲線為

可以看出,f-1(pp)是嚴格遞增函數(shù),所以等剩余曲線f(pp)也為嚴格遞增函數(shù)。此外,設(shè)pi0為使得f(pi0)=0 的常數(shù),即當(dāng)獨立售電公司把電價降為pi0時,寄生售電公司要把電價降為零才能提供相同大小的經(jīng)濟剩余,但此時寄生售電公司會退出市場。

2.4 零售市場的博弈分析

由對用戶的分析可知,兩類售電公司為爭奪用戶簽約,雙方價格必然會滿足等剩余曲線,否則一方可采取更低的價格吸引用戶。為刻畫pi,pp之間的數(shù)量關(guān)系,設(shè)用戶的逆需求函數(shù)為h(q)=a-bq,b >0 且為常數(shù),a >0 為目錄電價,是電力市場上的最高電價,當(dāng)零售電價高于a時,用戶將從電網(wǎng)按照目錄電價購電。由逆向歸納法,首先分析零售市場上兩類售電公司的價格博弈,假定售電公司只能與一個用戶簽約,那么獨立售電公司的利潤函數(shù)為

其中,P為發(fā)電商給予獨立售電公司的批發(fā)電價,將需求函數(shù)pi=h(qi)+代入到式(8)中得

取得最高利潤時的產(chǎn)量和利潤分別為

進而得到使獨立售電公司利潤為零時的電價為

由式(14),若c

此外,售電行業(yè)是自由進出的,如果某個獨立售電公司的利潤大于零,即零售電價pi∈,則會吸引新的獨立售電公司進入市場,獨立售電公司之間的價格競爭將會導(dǎo)致降價以爭取用戶,從而使得每一個獨立售電公司的零售電價都為取得零利潤時的價格。

接下來分兩種情況討論兩類售電公司之間的價格博弈:

首先將pp=a-bqp代入(7)中求出等剩余曲線

由于a為目錄電價,所有的電價不可能大于a,而

這與pp≤a矛盾,因此有如下命題2:

命題2如果獨立售電公司的零售電價為,則在等剩余曲線上,寄生售電公司的零售電價為

令式(17)為零,可求出pi0=,同時將(14)代入(17)中得到寄生售電公司在提供等經(jīng)濟剩余時的零售電價

然后分析寄生售電公司的決策,如果寄生售電公司的售電量為qp,由于其邊際成本和批發(fā)電價都為0,所以利潤函數(shù)為

其利潤最大時的售電量和最大利潤分別為

1)若pp >,即P >,此時如果寄生售電公司將零售電價降低到,既可以將獨立售電公司擠出行業(yè),也能獲得最大利潤,但由于售電公司只和一家用戶簽約,寄生售電公司只能獲得一家用戶簽約機會,其余的用戶將以較高的零售電價與獨立售電公司簽約。

2)若pp <,即P <,此時寄生售電公司有降低電價擠出獨立售電公司的動機,但沒有最優(yōu)化的零售電價,因為在pp <的價格區(qū)域里,寄生售電公司總有提高零售電價的動機,隨著零售電價的不斷提高,寄生售電公司的利潤不斷增加,一旦零售電價提高到,獨立售電公司又會進入行業(yè),因此寄生售電公司又存在降低電價將獨立售電公司擠出行業(yè)的動機,顯然這種情形不穩(wěn)定,沒有均衡狀態(tài)。

3)若pp=,即P=,此時與情形2)一致,寄生售電公司有降低零售電價將獨立售電公司擠出行業(yè)的動機,但沒有最優(yōu)化的零售價格,所以沒有均衡狀態(tài)。綜上分析,可得到結(jié)論1:

結(jié)論1在零售市場價格競爭中,當(dāng)≤pi0時,獨立售電公司將擠出寄生售電公司,且零售電價趨于;當(dāng)>pi0時,售電市場不一定存在博弈均衡。

由結(jié)論1,當(dāng)獨立售電公司的電價pi≤pi0時,寄生售電公司會被獨立售電公司擠出售電行業(yè),而當(dāng)pi∈時,獨立售電公司才有非負的利潤,因此獨立售電公司能擠出寄生售電公司并能存在于售電行業(yè)的充分必要條件為≤pi0,即:

由式(14),令g(P)=,可知函數(shù)g(P)是P的嚴格遞增函數(shù),由于目錄電價a是市場的最高電價,所以應(yīng)存在約束g(0)≤a,從而有

設(shè)當(dāng)前目錄電價滿足不等式(22),否則無實際意義。同時設(shè)g(P0)=a,那么發(fā)電商批發(fā)電價P必會滿足P≤P0,經(jīng)計算可得

進一步設(shè)g(P1)=,那么在滿足約束P≤P0的前提下,獨立售電公司能通過價格戰(zhàn)擠出寄生售電公司的條件是P≤P1,下文分三種情形進行討論:

2)當(dāng)g(0)≤

圖2 電力零售市場競爭均衡示意圖Figure 2 The competition equilibrium of electricity retail market

綜上分析,得到本文的結(jié)論2:

結(jié)論2在售電市場的價格博弈中,若批發(fā)電價P∈(0,P1],獨立售電公司將擠出寄生售電公司,且零售電價將趨近為;若批發(fā)電價P∈(P1,P0],獨立售電公司將無法擠出寄生售電公司,售電市場可能會出現(xiàn)不穩(wěn)定的價格調(diào)整博弈。

根據(jù)結(jié)論2,發(fā)電商可以把批發(fā)價格P設(shè)定在P1

但P1

2.5 最優(yōu)批發(fā)電價的決定

面對零售市場的博弈,發(fā)電商將選擇利潤最大化下的批發(fā)價格。由于電力市場改革還處于早期階段,提供給電力市場的電量基本還處于賣方市場,發(fā)電商仍然具有較大的電價決定權(quán),所以在第一階段中,批發(fā)電價由發(fā)電商單方面決定,如此所分析的兩階段動態(tài)博弈就可以獲得子博弈精煉納什均衡。設(shè)行業(yè)里存在n+1 個售電公司,當(dāng)兩類售電公司共存時,只存在n個獨立售電公司,另外設(shè)發(fā)電商成本函數(shù)為二次形式cg=0.5eq2+kq+d,其中e >0,k≥0,d≥0,皆為常數(shù)。

當(dāng)批發(fā)電價設(shè)定在0

但同時本文也考慮,雖然發(fā)電商把批發(fā)電價設(shè)定在P1

當(dāng)兩類售電公司共存時,獨立售電公司與寄生公司的零售電價分別為和pp=,且兩類售電公司的零售電量相等,即qp=,那么發(fā)電商的利潤函數(shù)為

同樣最大化式(25),可得發(fā)電商最優(yōu)的批發(fā)電價和最大利潤。

此外,目前電力市場改革還處于早期階段,發(fā)電商釋放給電力市場的電量有限,并不一定能滿足用戶的需求,所以在模型上,還不能夠簡單地按照用戶需求曲線來決定用戶的需求量,因為發(fā)電商的市場化銷售電量可能小于用戶的市場需求量,那么要處理獨立售電公司與用戶之間的交易合約,需要使用非線性規(guī)劃的方法。鑒于當(dāng)前電力市場供需平穩(wěn)的總體態(tài)勢,本文只考慮發(fā)電商的市場化銷售電量足夠大,能夠滿足用戶的需求,如此就可以不考慮發(fā)電商的產(chǎn)能上限約束,可通過用戶的需求曲線直接決定用戶的需求量。

3 數(shù)字模擬

本小節(jié)以廣東電力市場的數(shù)據(jù)模擬售電側(cè)開放后,發(fā)電商和兩類售電公司的博弈行為以及電價的變化。

發(fā)電商的成本參數(shù)來源于廣東開展的月度市場,在估計過程中,采用以下假設(shè):首先,假定階梯式的供電報價曲線代表發(fā)電商真實邊際成本;其次,用一條線性曲線來近似這條曲線,該線性曲線對應(yīng)于發(fā)電商二次成本函數(shù)導(dǎo)出的邊際成本,因為線性曲線是發(fā)電商報價曲線較差的近似,所以本文使用二次成本函數(shù)來近似發(fā)電商成本,k,e分別表示該線性曲線的截距和斜率;最后,因為本文假定電力市場上只存在一個發(fā)電商,所以估計的參數(shù)代表發(fā)電商成本的平均水平,圖3 表示了發(fā)電商總報價曲線。

圖3 廣東電力市場2017 年3 月發(fā)電商總報價曲線Figure 3 Supply curve of all generators in the Guangdong Province electricity market (03/2017)

根據(jù)圖3,可估計e=0.00028,k=180,d=0,設(shè)電力市場上存在20 個用戶,且電力需求彈性為b=0.01。根據(jù)國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合下發(fā)的《售電公司準入與退出管理辦法》,售電公司的最低資產(chǎn)總額在2000 萬元,并且擁有至少10名專業(yè)人員,因此假定在用戶的一個生產(chǎn)周期里(譬如一個月),獨立售電公司開展售電業(yè)務(wù)的固定成本c為100 萬元,其中包括了員工薪酬和資產(chǎn)折舊等費用。同時根據(jù)現(xiàn)有市場水平,工業(yè)用戶的一般購電目錄價為685 元/MWh,因此設(shè)定目錄電價在400 元/MWh 到900 元/MWh 之間變化。增值服務(wù)給每個用戶帶來的成本節(jié)省T的平均水平為8 萬元,z在2 萬元到5 萬元之間變化。如果發(fā)電商把批發(fā)電價設(shè)定在0

圖4 z 和a 對批發(fā)電價的影響Figure 4 The impact of z and a on wholesale electricity price

圖5 z 和a 對獨立售電公司零售電價的影響Figure 5 The impact of z and a on retail price of the independent electricity selling company

從圖4 和圖5 可知,隨著目錄電價的增加,批發(fā)電價和零售電價都會上升,表明目錄電價會引導(dǎo)市場參與者形成一致的價格預(yù)期;同時隨著增值服務(wù)利潤的增加,批發(fā)電價和零售電價都會下降,表明當(dāng)增值服務(wù)能創(chuàng)造更多利潤時,獨立售電公司會主動降價,進而引導(dǎo)批發(fā)電價下降,這意味著獨立售電公司在降低市場均衡電價中起到重要作用,隨著增值服務(wù)的不斷完善,電價呈現(xiàn)下降的趨勢,因此在售電市場中引入競爭在一定程度上能引導(dǎo)電價下降。

另外,寄生售電公司由于要保持足夠的競爭力,會在等剩余曲線上選擇電價,所以其零售電價的變化與獨立售電公司零售電價基本一致,本文略去分析。

接下來,分析獨立售電公司固定成本c、增值服務(wù)的成本節(jié)省T對批發(fā)電價、零售電價帶來的影響,設(shè)此時目錄電價為685 元/MWh,增值服務(wù)的利潤為3 萬元,固定成本在80萬元到150 萬元之間變化,增值服務(wù)的成本節(jié)省在5 萬元到10 萬元之間變化,如圖6 和圖7 所示。

圖6 T 和c 對批發(fā)電價的影響Figure 6 The impact of T and c on wholesale electricity price

圖7 T 和c 對獨立售電公司零售電價的影響Figure 7 The impact of T and c on retail price of the independent electricity selling company

從圖6 和圖7 可知,隨著獨立售電公司固定成本的增加,批發(fā)和零售電價呈現(xiàn)緩慢的下降,表明當(dāng)獨立售電公司的規(guī)模越大時,能從發(fā)電商獲得成本更低的電量,零售電價因此也會下降,具有規(guī)模效應(yīng),所以也意味著培育獨立售電公司能帶來更低的電價;同時當(dāng)增值服務(wù)為用戶節(jié)省的成本增加時,兩類均衡電價都會提高,因為隨著增值服務(wù)的不斷改進,能為用戶節(jié)省更多的成本時,用戶會更加傾向于從獨立售電公司購電,需求量的增加會導(dǎo)致價格的上升。

最后圖8 和圖9 比較了發(fā)電商將批發(fā)電價設(shè)定在P1

圖8 兩種情形下發(fā)電商利潤的比較(其一)Figure 8 Comparison of electricity supplier′ profits under two scenarios

圖9 兩種情形下發(fā)電商利潤的比較(其二)Figure 9 Comparison of electricity suppliers′ profits under two scenarios

4 結(jié)語

本文以我國電力市場售電側(cè)改革為背景,通過構(gòu)建等剩余曲線和Stackelberg-Bertrand 價格競爭博弈模型,分析市場主體之間的博弈行為,以及電價的形成機理和變化規(guī)律。

研究發(fā)現(xiàn):(1)改革初期,價格競爭使得兩類售電公司為爭取用戶而提供相等的經(jīng)濟剩余,所以形成了兩種水平的零售電價,解釋了目前市場出現(xiàn)電價分叉效應(yīng)的內(nèi)在原因;(2)寄生售電公司的存在會使市場競爭出現(xiàn)不穩(wěn)定、非均衡的結(jié)果,電價的無規(guī)律波動,會增加交易成本,但發(fā)電商在兩類售電公司共存時能獲得更大利潤,因此發(fā)電商具有促使兩類售電公司共存的動機和激勵,從而為目前獨立售電公司不斷進入和退出市場的不穩(wěn)定狀態(tài)提供了解釋;(3)設(shè)置批發(fā)電價上限,能促進售電市場形成穩(wěn)定的均衡,有利于獨立售電公司參與市場競爭,實現(xiàn)寄生售電公司退出市場或轉(zhuǎn)變成獨立售電公司;(4)獨立售電公司提供的增值服務(wù)的價值不斷提高時,會引導(dǎo)均衡電價的下降,表明獨立售電公司在降低電價中的重要作用,同時均衡電價也受到目錄電價、獨立售電公司固定成本等綜合因素的影響,各因素導(dǎo)致的電價變動趨勢存在一定差異。

當(dāng)然,目前中國售電側(cè)改革仍處于初期,“初期”與“遠期”并非從時間上定義,而是從電力市場改革的深度上確定,“初期”指電力市場改革還處于淺表層次,“遠期”指改革基本上完成,處于深度改革進程中。本文的研究是在售電側(cè)開放初期的環(huán)境下展開,提出一個分析框架,在后續(xù)的研究中,將預(yù)測改革遠期的產(chǎn)業(yè)組織演化和電價趨勢,另外,本文假定售電公司只簽約一個用戶,是因為售電市場放開初期,大多售電公司只能競爭自身特定區(qū)域內(nèi)的用戶,沒有足夠?qū)嵙θジ偁幩杏脩?因此簡化處理,但隨著改革的不斷深化,這將不符合現(xiàn)實,所以在后續(xù)研究中,會放開這個假定。