（技术经济及管理专业论文）电力市场环境下的市场力理论与实证研究.pdf

华北电力大学硕十学位论文 摘要 针对当前电力市场改革中存在的发电厂商实施市场力的情况，本文在总结国内 外对市场力的研究的基础上对市场力进行了介绍，重点阐述了电力市场中市场力产 生的原因、度量方法和如何有效的抑制市场力等。 然后重点研究了不同的市场模式下和不同的结算方式下市场力的影响。对于不 同的市场模式，从发电厂商的报价方面对市场力进行了分析，并引入了博弈论。本 文主要从价格和产量角度对不同结算方式下的市场力进行了分析。 最后本文通过比较发电厂商的市场份额和对他们之间的相关性进行分析，为监 管部门提出了一种监管方法来监测发电厂商的市场力。而且针对东北区域电力市场 的市场结构和所采用的交易方法，提出了抑制市场力的参考建议。 关键词:市场力，电力市场，报价，持留容量，监管 abs tract a i m i n g a t g e n e r a t o r s e x e r c i s e m a r k e t p o w e r i n p o w e r m a r k e t , t h i s p a p e r i n t r o d u c e s m a r k e t p o w e r b a s e d o n n a t i o n a l a n d i n t e rna t i o n a l r e s e a r c h a b o u t i t . t h i s p a p e r e x p o u n d s t h e c a u s e s o f m a r k e t p o w e r , i n d i c e s o f m a r k e t p o w e r a n d m i t i g a t i o n o f ma r k e t p o w e r . t h e n t h i s p a p e r s t u d i e s t h e e f f e c t o f m a r k e t p o w e r i n d i f f e r e n t p a t t e rn a n d s e t t l e m e n t m e t h o d . f o r d i f f e r e n t p a t t e r n , i t a n a l y s e s m a r k e t p o w e r f r o m g e n e r a t o r s b i d d i n g a n d i n t r o d u c e s g a m e t h e o r y . f o r d i f f e r e n t s e t t l e m e n t m e t h o d , i t a n a l y s e s ma r k e t p o w e r f r o m p r i c e a n d q u a n t i t y . l a s t t h r o u g h c o m p a r i n g t h e s h a r e o f g e n e r a t o r s a n d a n a l y z i n g t h e r e l a t i v i t y b e t w e e n t h e m, t h i s p a p e r p u t s f o r w a r d a m e t h o d f o r t h e r e g u l a t i o n d e p a r t m e n t t o r e g u l a t e m a r k e t p o w e r . mo r e o v e r , a i m i n g a t t h e m a r k e t p a t t e rn a n d s e t t l e m e n t m e t h o d o f n o r t h e a s t a r e a p o w e r m a r k e t , t h i s p a p e r b r i n g s f o r w a r d s o m e r e f e r e n c e a d v i c e s t o mi t i g a t e ma r k e t p o w e r . d a i l i n g y i ( t e c h n i c a l e c o n o mi c s a n d ma n a g e m e n t ) di r e c t e d b y p r o f . z h a o h u i r u k e y wo r d s : ma r k e t p o w e r , p o w e r ma r k e t , b i d d i n g , w i t h h o l d i n g , s u r v e i l l a n c e 华北电力大学硕十学位论文 摘要 针对当前电力市场改革中存在的发电厂商实施市场力的情况，本文在总结国内 外对市场力的研究的基础上对市场力进行了介绍，重点阐述了电力市场中市场力产 生的原因、度量方法和如何有效的抑制市场力等。 然后重点研究了不同的市场模式下和不同的结算方式下市场力的影响。对于不 同的市场模式，从发电厂商的报价方面对市场力进行了分析，并引入了博弈论。本 文主要从价格和产量角度对不同结算方式下的市场力进行了分析。 最后本文通过比较发电厂商的市场份额和对他们之间的相关性进行分析，为监 管部门提出了一种监管方法来监测发电厂商的市场力。而且针对东北区域电力市场 的市场结构和所采用的交易方法，提出了抑制市场力的参考建议。 关键词:市场力，电力市场，报价，持留容量，监管 abs tract a i m i n g a t g e n e r a t o r s e x e r c i s e m a r k e t p o w e r i n p o w e r m a r k e t , t h i s p a p e r i n t r o d u c e s m a r k e t p o w e r b a s e d o n n a t i o n a l a n d i n t e rna t i o n a l r e s e a r c h a b o u t i t . t h i s p a p e r e x p o u n d s t h e c a u s e s o f m a r k e t p o w e r , i n d i c e s o f m a r k e t p o w e r a n d m i t i g a t i o n o f m a r k e t p o w e r . t h e n t h i s p a p e r s t u d i e s t h e e f f e c t o f m a r k e t p o w e r i n d i f f e r e n t p a t t e rn a n d s e t t l e m e n t m e t h o d . f o r d i f f e r e n t p a t t e r n , i t a n a l y s e s m a r k e t p o w e r f r o m g e n e r a t o r s b i d d i n g a n d i n t r o d u c e s g a m e t h e o r y . f o r d i f f e r e n t s e t t l e m e n t m e t h o d , i t a n a l y s e s m a r k e t p o w e r f r o m p r i c e a n d q u a n t i t y . l a s t t h r o u g h c o m p a r i n g t h e s h a r e o f g e n e r a t o r s a n d a n a l y z i n g t h e r e l a t i v i t y b e t w e e n t h e m, t h i s p a p e r p u t s f o r w a r d a m e t h o d f o r t h e r e g u l a t i o n d e p a r t m e n t t o r e g u l a t e m a r k e t p o w e r . mo r e o v e r , a i m i n g a t t h e m a r k e t p a t t e rn a n d s e t t l e m e n t m e t h o d o f n o r t h e a s t a r e a p o w e r m a r k e t , t h i s p a p e r b r i n g s f o r w a r d s o m e r e f e r e n c e a d v i c e s t o mi t i g a t e m a r k e t p o w e r . d a i l i n g y i ( t e c h n i c a l e c o n o mi c s a n d ma n a g e me n t ) d i r e c t e d b y p r o f . z h a o hu i r u k e y wo r d s : ma r k e t p o w e r , p o w e r ma r k e t , b i d d i n g , w i t h h o l d i n g , s u r v e i l l a n c e 丫 7 ! 3 2 1 4 侧匕o口 尸n 月 本人郑重声明: 此处所提交的硕士学位论文 电力市场环境下的市场力理论与实证 研究 ， 是本人在华北电 力大学攻读硕士学位期间， 在导师指导下进行的研究工作和取 得的研究成果。 据本人所知， 除了文中 特别加以标注和致谢之处外， 论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 学 位 论 文 作 者 签 名 月时认- 一日期 : - 1p i; . 3 .上 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、 使用学位论文的规定， 即: 学校有权保管、 并向 有关部门送交学位论文的原件与复印件; 学校可以采用影印、 缩印或其它复制手 段复制并保存学位沦 文; 学校可允许学位论文被查阅或借阅: 学校可以学术交流为 目的， 复制赠送和交换学位论文; 同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学 位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作 者 签 名 :代 顾义 导师签名 日期 :z o s , 3 ，日期 华北电力大学硕十学位论文 第一章引言 1 . 1 论文研究的背景 世界范围的电力工业正面临着从传统的集中管制垄断垂直一体化体制向竞争 的电力市场过渡的大变革。从2 0 世纪8 0 年代开始对传统垄断的电力工业进行重组 至今，世界上许多国家仍在对电力工业进行改革和重组，放松对电力工业的管制。 改革的目的是为了打破垄断、引入公平竞争和改善经济效率，最终目标是实现社会 资源的合理分配和社会效益最大化。这些努力导致了电力工业特别是发电方的市场 化，促进了电力市场的形成。 智利和英国在 2 0 世纪8 0 年代初首先拉开了世界电力工业市场化改革的序幕， 随后阿根廷等拉丁美洲国家也加入了这个行列。到2 0 世纪9 0 年代，电力市场得到 了更加广泛和迅速的发展，美国、澳大利亚、挪威和亚洲的一些国家相继对其电力 工业进行了市场化改革。截至 2 0 0 4年，己经投入实际运行的电力市场有英国、西 班牙、瑞典、挪威、德国等一些欧盟国家和澳大利亚、新西兰、阿根廷、智利、中 国、日 本、新加坡、泰国等，以及美国的加州、新英格兰、纽约州、p j m( 宾夕法 尼亚一新泽西一马里兰) 互联系统等国家和地区的电力市场。 我国自1 9 9 8年 6月，原国家电力公司提出了“ 实行厂网分开，建立发电侧电 力市场的实施方案框架” ，明确了山东、上海、浙江 3 个省市为试点单位;同年 1 1 月，国务院转发了国家经贸委 “ 关于深化电力工业体制改革有关问题的意见” ，并 将辽宁、吉林、黑龙江三省与山东、上海、浙江同时列为 “ 厂网分开、竞价上网” 的试点单位。这也标志着政府积极推进建立发电竞争市场工作的正式启动和电力工 业继续深化改革，以期打破垄断，形成统一、开放、有序的电力市场的开始。 2 0 0 2 年 1 2 月2 9日，国家电力公司拆分重组成的1 1 家公司宣告成立。新成立 的电力公司包括5 家发电公司、 2 家电网公司和 4 家辅业公司。 这 i 1 家公司正式宣 告成立，标志着中国的电力市场真正地实现厂网分开。 2 0 0 3 年3 月国家电力监管委员会挂牌成立， 宣告我国电力行业市场化改革步入 公司化改组、商业化运营、法制化管理的实质性操作阶段。 2 0 0 3 年 9 月底，东北区域电力市场开始启动， 标志着我国第一个区域电力市场 正式建立，它的成立表明我国电力体制改革进入了一个新阶段。2 0 0 4年 1 月 1 5日 东北区域电力市场正式建立并进入模拟运行，各发电企业通过竞价的方式与电网企 业进行电量交易。这是继“ 厂网分开” 之后我国电力体制改革进一步深化的又一重要 标志。 2 0 0 3 年 6月2日， 国家电力监管委员会发出通知，决定在华东进行电力市场建 华北电力大学硕十学位论文 第一章引言 1 . 1 论文研究的背景 世界范围的电力工业正面临着从传统的集中管制垄断垂直一体化体制向竞争 的电力市场过渡的大变革。从2 0 世纪8 0 年代开始对传统垄断的电力工业进行重组 至今，世界上许多国家仍在对电力工业进行改革和重组，放松对电力工业的管制。 改革的目的是为了打破垄断、引入公平竞争和改善经济效率，最终目标是实现社会 资源的合理分配和社会效益最大化。这些努力导致了电力工业特别是发电方的市场 化，促进了电力市场的形成。 智利和英国在 2 0 世纪8 0 年代初首先拉开了世界电力工业市场化改革的序幕， 随后阿根廷等拉丁美洲国家也加入了这个行列。到2 0 世纪9 0 年代，电力市场得到 了更加广泛和迅速的发展，美国、澳大利亚、挪威和亚洲的一些国家相继对其电力 工业进行了市场化改革。截至 2 0 0 4年，己经投入实际运行的电力市场有英国、西 班牙、瑞典、挪威、德国等一些欧盟国家和澳大利亚、新西兰、阿根廷、智利、中 国、日 本、新加坡、泰国等，以及美国的加州、新英格兰、纽约州、p j m( 宾夕法 尼亚一新泽西一马里兰) 互联系统等国家和地区的电力市场。 我国自1 9 9 8年 6月，原国家电力公司提出了“ 实行厂网分开，建立发电侧电 力市场的实施方案框架” ，明确了山东、上海、浙江 3 个省市为试点单位;同年 1 1 月，国务院转发了国家经贸委 “ 关于深化电力工业体制改革有关问题的意见” ，并 将辽宁、吉林、黑龙江三省与山东、上海、浙江同时列为 “ 厂网分开、竞价上网” 的试点单位。这也标志着政府积极推进建立发电竞争市场工作的正式启动和电力工 业继续深化改革，以期打破垄断，形成统一、开放、有序的电力市场的开始。 2 0 0 2 年 1 2 月2 9日，国家电力公司拆分重组成的1 1 家公司宣告成立。新成立 的电力公司包括5 家发电公司、 2 家电网公司和 4 家辅业公司。 这 i 1 家公司正式宣 告成立，标志着中国的电力市场真正地实现厂网分开。 2 0 0 3 年3 月国家电力监管委员会挂牌成立， 宣告我国电力行业市场化改革步入 公司化改组、商业化运营、法制化管理的实质性操作阶段。 2 0 0 3 年 9 月底，东北区域电力市场开始启动， 标志着我国第一个区域电力市场 正式建立，它的成立表明我国电力体制改革进入了一个新阶段。2 0 0 4年 1 月 1 5日 东北区域电力市场正式建立并进入模拟运行，各发电企业通过竞价的方式与电网企 业进行电量交易。这是继“ 厂网分开” 之后我国电力体制改革进一步深化的又一重要 标志。 2 0 0 3 年 6月2日， 国家电力监管委员会发出通知，决定在华东进行电力市场建 华北电力大学硕十学位论文 设试点。华东电力市场包括上海、江苏、浙江、安徽、福建一市四省。华东电力市 场于2 0 0 4 年 5 月1 8日开始模拟运行，这标志着中国电力市场化改革又迈出了重要 一步。 按照电监会的规划，全国将逐步形成东北、华东、华中、华北、西北、南方六 大区域电力市场，基本建立电力市场运营的法规体系和电力监管组织体系，全国大 部分地区、大部分发电企业实行竞价上网，符合条件的大用户 ( 含独立配售电企业) 直接向发电企业购电。 尽管各国的电力工业市场化改革如火如茶地进行，但是在进行市场化改革的同 时，应该清楚地认识到电力市场不是完全竞争的市场，而是更接近于寡头垄断的市 场。这是由电力工业的特殊性所决定的，如发电公司的数目有限、投资规模比较大 ( 市场进入壁垒) 、输电约束( 在一定程度或范围上限制了某些大用户选择发电公司) 和输电损耗( 打击大用户远距离购电的积极性) 。由于电力工业的这些特殊性决定了 电力市场中的参与者不可能像完全竞争情况下展开竞争，他们会通过运用策略来实 现利润最大化的目标，实施市场力 ( ma r k e t p o w e r )就是其中的一部分。 1 . 2 论文研究的意义 随着新的电力工业体系的形成，水平市场力 ( 即发电厂商或大用户所拥有的影 响市场价格的能力)成为影响市场公平竞争的主要因素，并受到了关注。英国、澳 大利亚，以及美国加州和新英格兰电力市场的实际运行经验都表明，电力市场确实 存在较为严重的发电厂商滥用市场力的情况，特别是在系统负荷高峰期间，发电厂 商通过采取报出比其边际成本高出很多的竞标价格的手段，哄抬市场价格，以牟取 高额利润。因此，现阶段在电力市场开展的较早的国家，电力市场研究领域的重点 己经从初期的市场模式的设计、运行规则的制定、竞标策略的分析等基础问题，转 移到市场力评价这一较深层次的问题上来。 市场力的存在不仅会导致市场价格扭曲，还会对系统安全造成不利影响，不利 于市场的自由竞争和市场效率的提高，甚至可能导致整个电力市场的失败，如美国 加州电力市场的失败，其主要原因就是独立发电商趁燃料涨价电力供应紧张之际， 利用市场力特权不约而同地采用持有电量和改变竞标曲线各段的斜率来抬升电价 m 。可见市场力的存在对电力市场的良 好运行是一大障碍，因此就要制定严格的措 施来降低电力市场中的市场力，来保证电力市场良好地运行。 而且，抑止市场力对放松管制的电力市场的成功运行是必要的。这也是如今对 电力工业进行重组的主要的动机之一。 从长期来看， 它不仅能引入竞争， 降低电价， 而且也能引进新的技术和使发电厂更加有效地运行。 电力市场是一个近似于寡头垄断的市场，对其进行市场力的研究可以识别和限 华北电力大学硕十学位论文 设试点。华东电力市场包括上海、江苏、浙江、安徽、福建一市四省。华东电力市 场于2 0 0 4 年 5 月1 8日开始模拟运行，这标志着中国电力市场化改革又迈出了重要 一步。 按照电监会的规划，全国将逐步形成东北、华东、华中、华北、西北、南方六 大区域电力市场，基本建立电力市场运营的法规体系和电力监管组织体系，全国大 部分地区、大部分发电企业实行竞价上网，符合条件的大用户 ( 含独立配售电企业) 直接向发电企业购电。 尽管各国的电力工业市场化改革如火如茶地进行，但是在进行市场化改革的同 时，应该清楚地认识到电力市场不是完全竞争的市场，而是更接近于寡头垄断的市 场。这是由电力工业的特殊性所决定的，如发电公司的数目有限、投资规模比较大 ( 市场进入壁垒) 、输电约束( 在一定程度或范围上限制了某些大用户选择发电公司) 和输电损耗( 打击大用户远距离购电的积极性) 。由于电力工业的这些特殊性决定了 电力市场中的参与者不可能像完全竞争情况下展开竞争，他们会通过运用策略来实 现利润最大化的目标，实施市场力 ( ma r k e t p o w e r )就是其中的一部分。 1 . 2 论文研究的意义 随着新的电力工业体系的形成，水平市场力 ( 即发电厂商或大用户所拥有的影 响市场价格的能力)成为影响市场公平竞争的主要因素，并受到了关注。英国、澳 大利亚，以及美国加州和新英格兰电力市场的实际运行经验都表明，电力市场确实 存在较为严重的发电厂商滥用市场力的情况，特别是在系统负荷高峰期间，发电厂 商通过采取报出比其边际成本高出很多的竞标价格的手段，哄抬市场价格，以牟取 高额利润。因此，现阶段在电力市场开展的较早的国家，电力市场研究领域的重点 己经从初期的市场模式的设计、运行规则的制定、竞标策略的分析等基础问题，转 移到市场力评价这一较深层次的问题上来。 市场力的存在不仅会导致市场价格扭曲，还会对系统安全造成不利影响，不利 于市场的自由竞争和市场效率的提高，甚至可能导致整个电力市场的失败，如美国 加州电力市场的失败，其主要原因就是独立发电商趁燃料涨价电力供应紧张之际， 利用市场力特权不约而同地采用持有电量和改变竞标曲线各段的斜率来抬升电价 m 。可见市场力的存在对电力市场的良 好运行是一大障碍，因此就要制定严格的措 施来降低电力市场中的市场力，来保证电力市场良好地运行。 而且，抑止市场力对放松管制的电力市场的成功运行是必要的。这也是如今对 电力工业进行重组的主要的动机之一。 从长期来看， 它不仅能引入竞争， 降低电价， 而且也能引进新的技术和使发电厂更加有效地运行。 电力市场是一个近似于寡头垄断的市场，对其进行市场力的研究可以识别和限 华北电力大学硕十学位论文 制市场力， 促进高效、 公平的市场运营， 并为政府监管部门制定政策提供理论依据， 因而是有很大实际意义的。 我国的电力市场化改革才刚刚起步，区域电力市场也在逐步建立。市场力问题 也是我国建立发电市场面临的一个重要问题， 为了保证我国电力市场的成功实现和 良好运行，必须要对阻碍和限制市场运行的各种因素进行分析和研究，最终消除这 些不利于市场实现的因素。其中对市场力的研究对于我国电力市场化改革具有重要 的理论及现实意义。 1 . 3国内外的研究现状 国内外对市场力的研究从最近几年才刚刚开始。虽然在改革前，电力工业主要 是发、输、配电之间的垂直一体化的市场结构，在此环境下虽然存在垂直市场力， 但是由于当时国家电力公司统管整个电力系统，对市场力的研究并未引起各界人士 足够的重视。自从进行了电力市场化改革以后，尤其是一些国家出现的电力事故， 如美国加州的电力危机，对市场力的研究才提到日程上来，各国的学者、运行人员 和监管机构才纷纷开始对市场力进行研究。 在电力市场中，国内外对市场力的研究主要集中在市场力形成的原因、如何度 量市场中存在的市场力、如何有效地降低市场力策略和通过模拟来发现可能存在的 潜在的滥用市场力的行为等方面。 目前对市场力的主要分析和研究方法有: 1 .基于市场份额或市场集中度的方法z 1 经济学中常以产业的集中率作为衡量市场力的标准。比如行业集中度 ( 4 一厂 商、8 一厂商) 、洛伦兹曲线、基尼系数和h h i 指标等。其中，以f i h i 指标最具有代 表性。 h h i 二 艺9 ,? 式中:9 、 为发电 商i 的市场份额， n市场中 发电商的总数。 h h i在衡量市场结构方面比较合理，因此被许多国家和地区广泛采用。美国 f e r c就是采用h h i 作为评价市场集中度和竞争程度的标准。但是，h h i 指数还存 在一些弊端，有些学者针对h h i 的弊端提出了一些改进的方法，比如动态h h i o 华北电力大学硕十学位论文 制市场力， 促进高效、 公平的市场运营， 并为政府监管部门制定政策提供理论依据， 因而是有很大实际意义的。 我国的电力市场化改革才刚刚起步，区域电力市场也在逐步建立。市场力问题 也是我国建立发电市场面临的一个重要问题， 为了保证我国电力市场的成功实现和 良好运行，必须要对阻碍和限制市场运行的各种因素进行分析和研究，最终消除这 些不利于市场实现的因素。其中对市场力的研究对于我国电力市场化改革具有重要 的理论及现实意义。 1 . 3国内外的研究现状 国内外对市场力的研究从最近几年才刚刚开始。虽然在改革前，电力工业主要 是发、输、配电之间的垂直一体化的市场结构，在此环境下虽然存在垂直市场力， 但是由于当时国家电力公司统管整个电力系统，对市场力的研究并未引起各界人士 足够的重视。自从进行了电力市场化改革以后，尤其是一些国家出现的电力事故， 如美国加州的电力危机，对市场力的研究才提到日程上来，各国的学者、运行人员 和监管机构才纷纷开始对市场力进行研究。 在电力市场中，国内外对市场力的研究主要集中在市场力形成的原因、如何度 量市场中存在的市场力、如何有效地降低市场力策略和通过模拟来发现可能存在的 潜在的滥用市场力的行为等方面。 目前对市场力的主要分析和研究方法有: 1 .基于市场份额或市场集中度的方法z 1 经济学中常以产业的集中率作为衡量市场力的标准。比如行业集中度 ( 4 一厂 商、8 一厂商) 、洛伦兹曲线、基尼系数和h h i 指标等。其中，以f i h i 指标最具有代 表性。 h h i 二 艺9 ,? 式中:9 、 为发电 商i 的市场份额， n市场中 发电商的总数。 h h i在衡量市场结构方面比较合理，因此被许多国家和地区广泛采用。美国 f e r c就是采用h h i 作为评价市场集中度和竞争程度的标准。但是，h h i 指数还存 在一些弊端，有些学者针对h h i 的弊端提出了一些改进的方法，比如动态h h i o 华北电力大学硕士学位论文 2 . 价格一 成本比 较法2 1 这类方法主要包含 l e r n e r 指数和 p c m指数，其思想就是根据市场价格 ( p ) 偏 离边际成本 ( mc )的程度来判断是否存在实施市场力的行为。 3 .博弈论分析法 2 1 博弈论又称为 “ 对策论” ，一种使用严谨数学模型来解决现实世界中的利害冲 突的理论。博弈论是研究市场经济的重要工具。用博弈论来分析市场力，主要有三 种模型:古诺 ( c o u r n o t )模型、伯特兰德 ( b e r t r a n d )模型和供给函数模型。古诺 模型以产量为决策变量，提供了一种用于分析寡头垄断市场的市场均衡状态的通用 方法，在该模型中假定各厂商独立地同时地做出决策，且不相互串通。伯特兰德模 型以价格为决策变量。供应函数均衡模型中的每个厂商都有一个成本函数。厂商可 以找到其均衡竞标曲线，即价格一产量曲线，该曲线最大化厂商利润。计算均衡点 的基础是厂商之间的非合作迭代博弈。该博弈假设厂商的供应函数是其生产成本、 生产能力、需求价格弹性，以及其他厂商对市场价格反应灵敏性的函数。就电力市 场本身而言，供应函数均衡模型要比古诺和伯特兰德模型优越。 4 .试验仿真法 分析市场竟争最直观最实用的方法是利用计算机强大的计算能力进行试验仿 真。 采用试验仿真分析市场力的原理是: 假定市场参与者的生产成本己知的前提下， 通过模拟市场参与者在市场中的可能行为来发现市场结构中的各种因素与市场力 的关系。但是该种方法难以模拟各参与者的投标策略及其相互影响。 1 . 4 本论文的主要工作 市场力问题是电力市场化改革中面临的一个重要问题，也是当前的一个热点问 题，本论文主要从对市场力产生重要影响的市场模式和结算方式两个方面对市场力 进行了研究。本论文的主要工作有: 1 .在国内外研究的基础上对市场力进行了介绍，包括市场力产生的原因、度 量方法和如何有效地抑制市场力等方面。 2 .重点研究了不同市场模式下市场力的影响。在不同的市场模式下重点研究 了p o w e r p o o l 模式下发电公司竞价策略，运用d e l p h i 7 . 0 编程进行了数据的计算; 在双边交易模式中，从定性和定量角度对差价合约进行了研究。 3 ，针对不同的结算方式，主要从产量和价格决策方面对统一出清价和按报价 支付进行了分析。在统一出清价结算方式下，在持留容量决策下，从成本角度提出 华北电力大学硕士学位论文 2 . 价格一 成本比 较法2 1 这类方法主要包含 l e r n e r 指数和 p c m指数，其思想就是根据市场价格 ( p ) 偏 离边际成本 ( mc )的程度来判断是否存在实施市场力的行为。 3 .博弈论分析法 2 1 博弈论又称为 “ 对策论” ，一种使用严谨数学模型来解决现实世界中的利害冲 突的理论。博弈论是研究市场经济的重要工具。用博弈论来分析市场力，主要有三 种模型:古诺 ( c o u r n o t )模型、伯特兰德 ( b e r t r a n d )模型和供给函数模型。古诺 模型以产量为决策变量，提供了一种用于分析寡头垄断市场的市场均衡状态的通用 方法，在该模型中假定各厂商独立地同时地做出决策，且不相互串通。伯特兰德模 型以价格为决策变量。供应函数均衡模型中的每个厂商都有一个成本函数。厂商可 以找到其均衡竞标曲线，即价格一产量曲线，该曲线最大化厂商利润。计算均衡点 的基础是厂商之间的非合作迭代博弈。该博弈假设厂商的供应函数是其生产成本、 生产能力、需求价格弹性，以及其他厂商对市场价格反应灵敏性的函数。就电力市 场本身而言，供应函数均衡模型要比古诺和伯特兰德模型优越。 4 .试验仿真法 分析市场竟争最直观最实用的方法是利用计算机强大的计算能力进行试验仿 真。 采用试验仿真分析市场力的原理是: 假定市场参与者的生产成本己知的前提下， 通过模拟市场参与者在市场中的可能行为来发现市场结构中的各种因素与市场力 的关系。但是该种方法难以模拟各参与者的投标策略及其相互影响。 1 . 4 本论文的主要工作 市场力问题是电力市场化改革中面临的一个重要问题，也是当前的一个热点问 题，本论文主要从对市场力产生重要影响的市场模式和结算方式两个方面对市场力 进行了研究。本论文的主要工作有: 1 .在国内外研究的基础上对市场力进行了介绍，包括市场力产生的原因、度 量方法和如何有效地抑制市场力等方面。 2 .重点研究了不同市场模式下市场力的影响。在不同的市场模式下重点研究 了p o w e r p o o l 模式下发电公司竞价策略，运用d e l p h i 7 . 0 编程进行了数据的计算; 在双边交易模式中，从定性和定量角度对差价合约进行了研究。 3 ，针对不同的结算方式，主要从产量和价格决策方面对统一出清价和按报价 支付进行了分析。在统一出清价结算方式下，在持留容量决策下，从成本角度提出 华北电力大学硕十学位论文 了一种市场力指标，并运用ma t l a b 6 . 5 对美国加州的实际交易数据进行实例分析。 4 ，通过以上对市场力的研究，根据我国区域电力市场的实际情况，从市场份 额和相关性角度为监管部门提出了一种监管方法来监测市场中发电厂商市场力。并 以东北区域电力市场为例，从市场结构和所采用的交易方法出发，提出了抑制市场 力的参考建议。 华北电力大学硕十学位论文 第二章市场力简介 2 . 1 市场力及其产生的原因 2 . 1 . 1 市场力概述 市场力是指市场中的某一或一组企业能够持续地影响或操纵价格或产量，使价 格高于完全竞争市场情况下的市场价格或使产量低于完全竞争市场情况下的产量 3 1 根据电力工业的不同组织结构，有两种典型的市场力，即垂直市场力和水平市 场力。改革前的电力工业，阻碍发电公司之间竞争的主要障碍是发、输、配电之间 的垂直一体化结构，在此环境中起主导作用的市场力即为垂直市场力。目前世界各 国进行的电力市场化改革， 就是要打破这种一体化结构， 实行厂网分开、 竞价上网， 并开放网络的传输权，成立专门独立的网络运行公司，从而使垂直市场力随着对电 力工业组织结构的改革而消除。随着新的电力工业体系的形成，水平市场力 ( 即发 电厂商或大用户所拥有的影响市场价格的能力)成为影响市场公平竞争的主要因 素， 并 受 到了 关 注 4 1 2 . 1 . 2 市场力产生的原因 市场力产生的原因有多个方面，但是市场力的实现主要通过两种途径:( 1 ) 竞 价时， 利用容量优势报高价; ( 2 ) 限制上网电量造成能量短缺来抬高价格 s 1 。 具体讲， 有以下几个方面: 市场统治 如果发电厂商的市场份额比较大，他能够影响市场价格，为了提高电力市场中 的市场价格，他就会通过限制产量或提高边际机组的报价来实施市场力6 1 其中，最明显的例子就是英国电力市场。在英国电力市场成立的初期，国家电 力公司和国家发电公司两个发电公司的装机容量占了英国电力市场总装机容量的 8 0 %，具有相当的市场主导地位。因此，英国电力市场基本土是寡头垄断市场。实 际运行经验也表明，国家电力公司和国家发电公司在很大程度上控制了市场价格。 输电阻塞 输电阻塞的出现引起了局部或区域的市场力。当某地区出现输电阻塞时，区域 外远方的廉价电能不能输送进来，尤其是在该地区容量不充裕的情况下，位于阻塞 区内的发电厂商可以把其竞标价格设定得很高，而又不会失去中标机会。发电厂商 在网络的策略点处可以通过提高发电量来故意制造阻塞和限制竞争者的进入，这样 华北电力大学硕十学位论文 第二章市场力简介 2 . 1 市场力及其产生的原因 2 . 1 . 1 市场力概述 市场力是指市场中的某一或一组企业能够持续地影响或操纵价格或产量，使价 格高于完全竞争市场情况下的市场价格或使产量低于完全竞争市场情况下的产量 3 1 根据电力工业的不同组织结构，有两种典型的市场力，即垂直市场力和水平市 场力。改革前的电力工业，阻碍发电公司之间竞争的主要障碍是发、输、配电之间 的垂直一体化结构，在此环境中起主导作用的市场力即为垂直市场力。目前世界各 国进行的电力市场化改革， 就是要打破这种一体化结构， 实行厂网分开、 竞价上网， 并开放网络的传输权，成立专门独立的网络运行公司，从而使垂直市场力随着对电 力工业组织结构的改革而消除。随着新的电力工业体系的形成，水平市场力 ( 即发 电厂商或大用户所拥有的影响市场价格的能力)成为影响市场公平竞争的主要因 素， 并 受 到了 关 注 4 1 2 . 1 . 2 市场力产生的原因 市场力产生的原因有多个方面，但是市场力的实现主要通过两种途径:( 1 ) 竞 价时， 利用容量优势报高价; ( 2 ) 限制上网电量造成能量短缺来抬高价格 s 1 。 具体讲， 有以下几个方面: 市场统治 如果发电厂商的市场份额比较大，他能够影响市场价格，为了提高电力市场中 的市场价格，他就会通过限制产量或提高边际机组的报价来实施市场力6 1 其中，最明显的例子就是英国电力市场。在英国电力市场成立的初期，国家电 力公司和国家发电公司两个发电公司的装机容量占了英国电力市场总装机容量的 8 0 %，具有相当的市场主导地位。因此，英国电力市场基本土是寡头垄断市场。实 际运行经验也表明，国家电力公司和国家发电公司在很大程度上控制了市场价格。 输电阻塞 输电阻塞的出现引起了局部或区域的市场力。当某地区出现输电阻塞时，区域 外远方的廉价电能不能输送进来，尤其是在该地区容量不充裕的情况下，位于阻塞 区内的发电厂商可以把其竞标价格设定得很高，而又不会失去中标机会。发电厂商 在网络的策略点处可以通过提高发电量来故意制造阻塞和限制竞争者的进入，这样 华北电力大学硕 七 学位论文 就会形成局部的小市场，发电厂商处于垄断的地位 6 1 。有些发电厂商甚至可以利用 其电厂所在的独特的地理位置( s t r a t e g i c l o c a t i o n ) 而故意引起输电阻塞， 以便利用节 点电价的差值获得套利机会。而且，输电阻塞在一定程度或范围上限制了某些大用 电户选择发电公司的灵活性。 发电特性 一般来说， 大容量、 带基负荷的火电或核电在出力比较稳定的情况下运行最好， 而水电与中小型燃气电站则可以跟随负荷的变化灵活变动，甚至在紧急的情况下还 可以快速启动。当紧急情况出现时，由于带基负荷的大机组爬坡速度慢，而且启动 成本很高，水电和那些小型电厂就有机会利用市场力获利 3 1 需求缺乏价格弹性 当前电力市场中，需求侧很少自由参与到市场中，而且用户对价格的反应比较 滞后。对大多数用户来说，很少有选择用电方式的余地，有时候被迫接受高价，而 且还有一部分用户是 “ m u s t s e r v e r ”用户。需求缺乏弹性是形成市场力的一个重要 原 因 t5 加州电力危机发生的一个原因就是用户缺乏价格弹性。由于开放了发电侧电力 市场，负责向最终用户供电的电力公司的购电价格完全由发电侧市场竞争决定，而 电力公司向用户的售电价格受政府管制。这样，当发电厂商哄抬电价的时候，电力 公司只能够被动地接受发电侧市场价格，而又不能相应地提高其售电价格，最终导 致了电力公司入不敷出，被迫宣布破产。 生产和消费的协调性和同时性 由于电能不可储存，生产和消费要时时保持协调。电力工业最独特的地方就在 于能量交换离不开电网，而且，由于电网的安全问题，需要专门的机构对各电厂和 负荷进行调度。 由于电网的安全稳定问题， 使得电能不能像其他商品一样自由输送， 这实际上在很大程度上造成了一种限制一一有电送不出去的情况，从而也造成了一 些机组成为 “ m u s t r u n ” 机组。这些机组有绝对的利用市场力的优势 5 对辅助服务的需求 为了维护系统安全、稳定和经济运行，需要对系统提供辅助服务。对辅助服务 的需求，尤其是对无功的需求，使得某些发电厂成为必须运行的电厂。在电力市场 环境下，竞价上网只是有功竞价，由于客观所限，无功辅助服务无法远距离传输， 只能就地解决，使得某些发电厂就会成为必须运行的电厂，拥有这些电厂的发电厂 商可能报很高的价格，实施市场力。 外部因素。比如气候、燃料供应、市场机制、机组检修和事故等外部因素 也会促成市场力的形成7 1 。如在美国加州的夏季危机中，由于天气炎热，电力需求 华北电力大学硕士学位论文 增长约5 1 4 0 0 mw。 批发电价飞涨到$ 1 5 0 / mwh以上。 在冬季，山于热电联产机组因 大修退出服务，以及太平洋西北部在 2 0 0 0年年底出现罕见干早，水库储量下降， 造成供电容量下降了 2 0 %以上，尤其是在寒冷的 1 2月，随着供暖对天然气的需求 量猛增，天然气的价格飞速增长，使一些采用天然气发电的电厂的成本增高。在这 些因素的共同作用下，引起批发电价飞涨。在市场运营机制方面，有管制的零售市 场与解除管制的批发市场之间不相匹配。批发电价和天然气价格解除了管制，但配 电公司的零售电价却是固定的，未能有效地将能源市场、电力市场和辅助服务市场 相结合，从而无法对大发电商的市场势力加以约束，使市场的参与者可以滥用市场 势力获得套利机会。 2 . 2市场力的度量指标 当市场中存在市场力时，如何发现并加以判断，就需要用一些指标来度量。度 量市场力的基本指标有以下几种: 1 ，市场集中度指标 市场份额是市场参与者行使市场力的基础。当1 个或几个公司拥有很大的市场 份额时，其就有可能具有操纵市场价格的能力。市场集中度是用于表示在特定的产 业或市场中，卖者或买者具有怎样的相对的规模结构的指标。由于市场集中度是反 映特定市场的集中程度的指标，所以它与市场中垄断力量的形成密切相关。衡量市 场集中度的指标有:行业集中度 ( 4 一厂商、8 一厂商) 、洛伦兹曲线、基尼系数和 h h i 指数。其中h h i 指标是表示市场集中度的核心指标，h h i 指标表示为: h h i 一 艺9 z ( 2 - 1 ) 式中:4 为发电商i 的所占的市场份额，n为市场中发电商的总数。 h h i 值越大，表明市场集中度越高。假设市场上共有3 个发电商， 每个发电商 的市场份额分别是 1 0 , 2 0 和 7 0 ， 那么该市场的h h i 指标为5 4 0 0 ( = 1 0 2 + 2 0 2 + 7 0 2 ) o 当市场中有很多发电商 ( n 竹。)并且每个发电商的规模大致相当时，每个发电商 的 市 场 份 额 就 会 比 较 小 生 -4 0 . h h i 指 标 就 会 趋 近 于 零 ， 这 种 情 况 相 当 于 完 全 竞 争 n 市场;而当市场中只有一个厂商时，h h i 指标 1 0 0 0 0 ，该厂商高度垄断了市场，这 种情况为完全垄断市场。 该指标考虑了市场中所有的参与者，由于 “ 平方和”计算的放大性，h h i 对规 华北电力大学硕士学位论文 增长约5 1 4 0 0 mw。 批发电价飞涨到$ 1 5 0 / mwh以上。 在冬季，山于热电联产机组因 大修退出服务，以及太平洋西北部在 2 0 0 0年年底出现罕见干早，水库储量下降， 造成供电容量下降了 2 0 %以上，尤其是在寒冷的 1 2月，随着供暖对天然气的需求 量猛增，天然气的价格飞速增长，使一些采用天然气发电的电厂的成本增高。在这 些因素的共同作用下，引起批发电价飞涨。在市场运营机制方面，有管制的零售市 场与解除管制的批发市场之间不相匹配。批发电价和天然气价格解除了管制，但配 电公司的零售电价却是固定的，未能有效地将能源市场、电力市场和辅助服务市场 相结合，从而无法对大发电商的市场势力加以约束，使市场的参与者可以滥用市场 势力获得套利机会。 2 . 2市场力的度量指标 当市场中存在市场力时，如何发现并加以判断，就需要用一些指标来度量。度 量市场力的基本指标有以下几种: 1 ，市场集中度指标 市场份额是市场参与者行使市场力的基础。当1 个或几个公司拥有很大的市场