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浙江大学硕士学位沦文基于博弈论的发电侧电力市场定价方式比较研究 摘要 随着我国电力工业市场化改革的试点和逐步开展，电价问题特别是发电侧电 力市场的上网定价问题成为关系到电力改革成败的关键问题，日益成为理论界和 管理部门共同关注的一项重要研究课题。对发电侧电力市场中不同的定价方式进 行深入和系统地研究探讨，具有非常重要的理论价值和现实指导意义。 本文对前人的研究工作进行了较全面的阐述，通过对访谈和问卷调查得到的 第一手数据资料的统计分析，论述了我国发电侧电力定价中政府定价、协议定价 和竞价上网定价的三种不同方式及其影响因素，在此基础上，创新性地引入博弈 论的分析思想与方法，构建了对三种定价方式进行系统比较的理论框架。论文针 对不同定价方式的实际特点，构造了不同定价方式的博弈论数学模型，并据此对 发电厂商的博弈行为和策略进行模拟研究，对不同定价方式所产生的不同经济效 果从理论上进行了比较和剖析。论文最后利用深圳发电厂商的实际数据对研究结 果进行了验证。 本文的主要结论有： ( 1 ) 不同定价方式的博弈规则不同，最终的经济效果和社会效果也不同。 ( 2 ) 比较而言，政府定价方式较难形成合理的上网电价，是一种经济和社 会效果都最差的方式：但对协议定价和竞价上网两种定价方式却不能一概而论， 总体而言，协议定价的电价较为稳定，发电侧电力市场的运行风险低，而竟价上 网则可能导致电价波动。 ( 3 ) 在当前的电力市场化改革中，应优先考虑协议定价，重点推广对大用 户直供电；同时，逐步创造条件，慎重实施部分电量的竟价上网。 关键词；电力定价政府定价协议定价竟价上网博弈 塑垩盔兰堡主兰堡堡苎 苎王堕壅丝堕茎皇型皇垄塑堑塞堕查茎! ! 墼堑塑 a b s t r a c t w i t ht h ee x p e r i m e n ta n de x t e n s i o no fc h i n a se l e c t r i c i t yi n d u s t r y r e f o r m ， t h e p r o b l e m o f e l e c t r i c i t yp o w e r p r i c i n g ，e s p e c i a l l y i n t h e p o w e r g e n e r a t i o ns e c t o r ，i sp l a y i n gac f h c a lr o l et ot h es u c c e s so ft h e r e f o r m ，a n di sb e c o m i n gm o r ea n dm o r e i m p o r t a n t a sat a s kw h i c his c o n c e r n e de i t h e r b y t h e r e s e a r c h i n ga r e a o r b y t h ea d m i n i s t r a t i o n t h e r e f o r ei ti so fg r e a tv a l u et h e e r e t i c a i l ya n dp r a c t i c a l l yt om a k ei t c l e a rt h ed i f f e r e n c e sb e t w e e nd i f f e r e n t p r i c i n g m e t h o d si nt h e p o w e rg e n e r a t i o ns e c t o r t h i sp a p e rd i s c u s st h ed i f f e r e n c eb e t w e e nt h r e ep r i c i n gm e t h o d s ，v i z ， a d m i n i s t r a t i o n a lp r i c i n g ，c o n t r a c t u a lp r i c i n ga n dc o m p e t i t i v ep r i c i n gi n p o w e rg e n e r a ti o ns e c t o r ，a f t e rr e f e r r i n go t h e rr e s e a r c h e r s w o r k s ，a n d g a i n i n gt h eb a s i ck n o w l e d g ea b o u td i f f e r e n tp r i c i n gm e t h o d si nt h ep o w e r g e n e r a t i o ns e c t o rf r o mi n d i v i d u a lv i s i t i n ga n dm a s si n v e s t i g a t i n g a f t e r t h i s ，i tl e a d si ng a m et h e o r ya st h em e t h o do fa n a l y s i sa n dp r e s e n tt h r e e m o d e l sb a s e do nt h et h e o r y w i t ht h em o d e l s ，t h ep a p e rd e s c r i b e st h e b e h a v i o r sa n ds t r a t e g i e so fi n d e p e n d e n tp o w e rp l a n tu n d e rt h r e ep r i c i n g m e t h o d s ，a sw e l la sc o m p a r i n gt h ed i f f e r e n te c o n o m i ce f f e c t sp r o d u c e d u n d e rd i f f e r e n tp r i c i n gm e t h o d s s o m er e a ld a t aa r et h e nu s e dt ot e s tt h e a u t h e n t i c i t yo ft h ec o n c l u s i o n s t h em a i nc o n c l u s i o n so ft h ep a p e ri s ： ( 1 ) t h ee c o n o m i ca n ds o c i a lr e s u l t su n d e rd i f f e r e n tp r i c i n gm e t h o d sw h i c h a r eb a s e do nd i f f e r e n tg a m i n gr u l e sa r ed i f f e r e n t ( 2 ) e c o n o m i ca n ds o c i a lr e s u l t su n d e ra d m i n i s t r a t i o n a lp r i c i n gm e t h o di s n o tg o o d ，b e c a u s ei ti sd i f f i c u l tt op r o d u c e dar e a s o n a b l ep r i c e i t 望塑型苎篁生竺戳苎 苎王堕窒堡塑垄皇型皂查空堑塞塑立苎生墼翌窒 i s r e l a t i v e l yd i f f e r e n tf o rc o n t r a c t u a l p r i c i n ga n dc o m p e t i t i v e p r i c i n g g e n e r a l s p e a k i n g ，t h ep r i c e p r o d u c e du n d e re o n t r a e t u a l p r i c i n gm e t h o di su s u a l l ys t a b l e ，a n dt h er i s ko f o p e r a t i o ni nt h ep o w e r g e n e r a t i o ns e c t o ri st h e r e f o r el o w ，w h i l et h ep r i c e p r o d u c e du n d e r c o m p e t it i r ep r i c i n gm e t h o di se a s yt of l u c t u a t e ( 3 ) i nt h e p r e s e n te l e c t r i c i t yp o w e r r e f o r m ，w es h o u l dc o i l s i d e r c o n t r a c t u a lp r i c i n ga st h ef i r s tc h o i c e ，a n di n d e p e n d e n tp o w e rp l a n t s s h o u l db ee n c o u r a g e dt os u p p l ye l e c t r i c i t yp o w e rt ob i ge l e c t r i c i t y p o w e ru s e r s m e a n t i m e ，w es h o u l d g r a d u a l l yc r e a t em o r ea n dm o r e c o n d i t i o n st ot a k ec o m p e t i t i v ep r i c i n ga st h ep r i c i n gm e t h o d k e yw o r d s ：e l e c t r i c i t yp o w e rp r i c i n g ，a d m i n i s t r a t i o n a l p r i c i n g ， c o n t r a c t u a lp r i c i n g ，c o m p e t i t i v ep r i c i n g ，g a m et h e o r y 浙江大学硕士学位论文 基于博弈论的发电侧电力市场定价方式比较研究 1 问题的提出 1 1 发电侧电力市场定价问题是电力工业市场化改革的关键 1 1 1 市场化改革是世界各国电力工业的发展趋势 长期以来，电力工业作为关系国计民生的基础性产业，因受理论和技术的限 制，被世界各国理所当然地列入垄断行业，因而在其产生伊始很长一段历史时期 内，实行的是发电、输电、配电、售电垂直一体化的垄断管理体制。但从经济学 理论角度来看，垄断的存在影响资源的优化配置，导致资源的浪费，损害了社会 的福利。在我国，由于长期垄断而造成的电价偏高，效率偏低和服务质量较差的 现象已经影响了人们的生活质量，增加了产品的成本，降低了产品的竞争力。随 着现代电力科学技术和经济理论的发展，人们逐渐认识到，电力工业中也存在着 非垄断的环节。具体地讲，在电力工业的发电、输电、配电、售电这四个环节中， 发电环节和售电环节属于非网络部分的业务，其本身具有竞争性的潜质，只要将 其与其他环节分开，通过适当的制度安排，就可能达到提高资源配置效率，降低 资源的浪费，从而提高社会整体福利水平的效果( a p e r c ，2 0 0 0 年) 。 自2 0 世纪8 0 年代后期开始，随着现代高新技术特别是大容量高速度计算机 以及稳定可靠的传感、通讯、自动控制技术的应用，世界上许多国家如英国、美 国、北欧四国、澳大利亚、阿根廷和新西兰纷纷着手对本国的电力工业进行市场 化改革，改革的_ 丰要内容是自由化、民营化、解除管制、打破垄断和引入竞争， 其中英国的电力工业体制改造开始于1 9 9 0 年，经过十几年的改革实践，其电力 工业取得了瞩目的业绩，电价下降了3 0 ，装机容量增加了2 2 ，电力系统的效 率大大提高，系统的各项可靠性指标明显改善。 1 1 2 研究发电侧电力市场定价方式的必要性 我国自从改革开放以来，随着经济的高速发展，电力工业也迅速发展壮大。 从1 9 8 7 年至2 0 0 0 年这短短的十几年间，全国发电装机容量就连续跨越1 亿千瓦、 浙江大学硕士学位论文基于博弈论的发电侧电力市场定价方式比较研究 2 亿千瓦和3 亿千瓦大关，到2 0 0 3 年底，全国的总装机容量已达到3 8 4 5 亿千 瓦，当年发电量已达到1 9 ，0 8 0 亿度，这两项指标均仅次于美国，居世界第二位 ( 见表1 1 ) 。 表1 1 我国装机容量和发电量增长情况 资料来源：( 1 ) 中国电力年鉴( 2 ) 国冢统计局坠地；! q 塑：! 鲢：g q ! ：n 尽管近年来由于经济迅猛发展等原因而导致部分地区出现电力紧张的局面， 但从总体上讲，我国电力工业已经改变了过去供不应求的局面，而且在投资主体 上呈现出多元化的格局，仅靠过去的计划手段已难以妥善处理各方的利益关系， 迫切需要市场的力量来解决；与此同时，旧的电价体系已无法适应市场经济条件 下生产力发展的需要，产生了十分严重的弊病，客观上需要实施电力工业的市场 化改革，以适应新的经济环境下所提出的新的要求。1 9 9 8 年1 2 月2 4 日国务院 办公厅转发原国家经贸委关于深化电力工业体制改革有关问题意见的通知， 意味着一场影响深远的电力工业大改革开始在我国徐徐拉开序幕。日前，我国成 立了国家电力监管委员会，并将国家电力公司重组为两家电网公司和五家全国性 发电集团公司，标志着自1 9 9 8 年国家决定在六个省市进行“厂网分开，竞价上 2 浙江大学硕士学位论文 基丁博弈论的发电侧电力市场定价方式比较研究 网”改革试点以来，我国在电力工业市场化改革的道路上迈出了重要的一步。 从电力工业市场化改革的理论研究方面看，概括而言，目前主要涉及以下几 个方面： ( 1 ) 电力工业的管理体制以及电力企业管理制度和组织形式问题。比如， 国家是应该继续采取垂直垄断的一体化管理体制还是全面放开，抑或是部分放 开? 应该实行区域市场还是全国性大市场? 电力企业要适应市场化的新形势应 如何进行自身的改革? ( 2 ) 电力市场运营模式问题。是采用竞标模式还是采用代输模式，或是电 力库模式? 若采用电力库模式，是采用强制型电力库还是采用自愿型电力库? 若 采用代输模式，则又是趸售代输还是零售代输? 这些问题没有标准的答案，各国 有不同的情况和不同的背景，因而应根据实际情况采取适合各国自身的模式。 ( 3 ) 发电侧电力市场的定价方式问题，包括竞价机制和竞价规则问题。比 如发电厂商如何在利益最大化的前提下进行价格和产量决策? 市场管理者如何 根据发电厂商可能采取的行为策略制定相应的游戏规则以防止发电厂商进行不 正当竞争? 应实行市场统一出清价格( s y s t e mm a r g i n a lp r i c e ) 还是实行按报 价支付( p a i da sb i d ) ? 是否应该对发电厂商的报价进行一定的限制? ( 4 ) 电力市场的管制模式问题。如国家应设置什么样的机构进行监管? 监 管机构应具备什么样的职能? 应制定什么样的监管规则? 在什么范围内进行监 管? 采取那些监管措施对市场参与者进行监管? ( 5 ) 其他相关问题。如电网的产权问题，厂网分开问题，配套的法制法规 建设问题、售电侧开放问题、输配电分开问题等等。 无论从改革实践还是理论研究来看，在电力工业市场化改革的诸多环节中， 电价作为电力商品的价值尺度和交易媒介，涉及诸如政府财政税收、投资者利益、 地方投资环境、人民生活水平等社会各方面的利益关系，被认为是最关键和最复 杂的问题。进一步地，虽然在电力市场的发电、输电、配电、售电四个环节中， 均存在着定价问题，各个环节的定价问题也各不相同，但发电环节( 即发电侧) 的市场定价问题则是各个环节中最为复杂、难度最大、也最具争议性的环节。因 此，发电侧的市场定价改革效果如何，在很大程度上决定了我国电力市场化改革 的成败。也正因为如此，相当一部分专家认为我国应首先在发电侧实行竞价上网， 浙江大学硬士学位论文基于博弈论的发电侧电力市场定价方式比较研究 待时机成熟再逐步开放售电环节( 即售电侧) 。 综上所述，发电侧电力市场的定价问题是我国电力工业市场化改革的关键， 直接影响着电力改革的效果、甚至关系到电力改革的成败。因此，对发电侧电力 市场定价问题进行深入地研究探讨，具有十分重要的理论价值和现实意义。 值得一提的是，近年来，我国部分地区由于经济发展较快，电源及电网建设 相对滞后，加上对低效率高能耗小火电的淘汰清理，部分地区出现了电力供应紧 张状况，使电力改革的步伐在一定程度上受到影响，但这并不妨碍部分用电较为 富余的地区在电价改革实践上先走一步，也不妨碍各界人士在理论上对电力定价 方式不断进行研究，以便一旦电力改革所需的各种条件成熟时，可以用这些研究 成果来指导实际的改革工作。 1 2 本文的研究内容及框架 1 2 1 论文的内容与结构 本文共分六个部分。 第一部分是问题的提出，以世界各国电力工业市场化改革为背景，简要分析 我国发电侧电力市场定价方式进行改革的必要性，由此引出选题的理论价值和现 实意义，并说明论文的主要内容和框架。 第部分是文献综述，简介电力改革及电价问题的有关研究情况，分类概述 了政府定价方式、协议定价方式和竞价上网定价方式的有关研究文献，并从内容 上和理论工具两个方面进行评述。 第三部分是访谈和问卷调查分析，对深圳市电力行业有关单位的部分领导和 专家进行访谈，以取得业内人士对发电侧电力市场定价问题的基本看法，并以其 存在的分歧点为内容追加了问卷调查，通过对调查结果分析，为第四部分的比较 分析和博弈论模型的建立提供一定的依据。 第四部分是本文的重点，对发电侧电力市场中的政府定价方式、协议定价方 式和竞价上网定价方式进行比较分析，通过建立博弈论模型对各种定价方式的内 在机理进行描述、分析和解剖，并由此得出本文的主要结论。 第五部分针对第四部分所分析的内容，根据实际的案例，对上述三种发电侧 浙江大学硕士学位论文 基于博弈论的发电侧电力市场定价方式比较研究 电力市场定价方式进行实证计算和分析，以此验证第四部分的结论。 第六部分归纳本文的主要结论，并指出进一步研究的方向。 本文的研究框架如图1 1 所示。 图1 1 论文的研究框架图 1 2 2 本文的主要创新点 根据所掌握的文献，前人在电力定价改革上进行了一定的研究探讨，取得了 许多成果，为进4 一步地深入研究提供了基础。针对已有研究偏宏观、偏原则性、 偏定性描述分析的现状，本文希望采用更加规范和科学的方法对此进行深入和系 统地研究。具体而言，本文在以下几点有所创新： ( 1 ) 目前国内外有关文献在研究发电侧电力市场的定价问题上，一般多针 对其中的某一个方面进行，而较少对发电侧电力市场的几种定价方式系统地进行 比较研究，本文对发电侧电力市场三种定价方式在理论和实践上所产生的不同经 济效果进行了全面地比较研究，有助于对有关问题的深入认识和理解。 ( 2 ) 尽管以往有研究将博弈论引入电力定价分析，但只限于竞价方式。本 文试图利用博弈论的思想与方法，通过构建博弈论模型来对发电侧电力市场的三 种定价方式从理论上进行描述和深入分析，为揭示电力定价中不同利益主体的行 浙江人学硕士学位论文基于博弈论的发电侧电力市场定价方式比较研究 为、关系特征等基本问题提供有力支持。 ( 3 ) 通过对传统发电侧电力的政府定价方式的探讨，从理论上指出传统定 价方式存在问题的实质所在，使得有关管理部门在改革中能够有的放矢：通过对 现代发电侧电力市场的协议定价和竞价上网定价方式的理论描述，也为发电厂商 参与市场竞争提供一定的理论认识。 浙江大学硕十学位论文基于博弈论的发电侧电力市场定价方式比较研究 2 文献综述 2 。1 发电侧电力定价方式研究综述 2 1 1 电价改革研究综述 在电力体制改革中最为关键、最为复杂而又最具有争议性的是发电侧电力市 场的定价问题。j o h nc m o o r h o u s e 指出在发电侧引入竞争机制存在两个方面的 风险，即电价失控的风险和电网的安全风险。廖雪松等( 2 0 0 0 年) 分析指出了 我国传统的电力体制和定价方式存在的弊病和问题，如体制上政企不分，经营上 暗箱调度，利用行业垄断进行不公平竞争，以项目的成本和利润来反推电价的定 价机制完全脱离市场的供求关系等，从而不能达到合理引导生产、消费和投资的 目的，导致企业缺乏活力、效率低下、电价居高不下、服务质量差等问题，最终 造成资源浪费、阻碍技术进步，阻碍市场经济，损害了消费者的利益，对国民经 济发展造成负面影响。王骏( 2 0 0 0 年) 也分析指出了我国目前过时的电价体制 导致电力企业隐性超额利润巨大，认为这对国民经济发展造成了负面影响。 有的专家( 靳永龙，陈望祥等，2 0 0 0 年) 认为，电力工业市场化改革应该 以电价改革为主线，以打破垄断、引入竞争、提高效率、构建公平竞争和开放有 序的电力市场体系为目标，做到政企分开，开放市场，引入竞争，打破垄断，实 行“厂网分开、竞价上网、输配分开、竞争供电”，并强调改革最大的障碍不是 技术问题，而是体制问题。王冬等人( 2 0 0 1 年) 通过分析美、英电力工业改革 实践，认为电力市场化应具备一定的前提条件，并指出电价核定中应遵循成本补 偿、合理报酬和公平负担等原则。 当然，人们对问题的认识并非完全一致。例如，蒋明新等引用并比较了中美 两国上网电价的部分历史数据后，根据中国平均电价远远高于美国平均电价的事 实，认为首要的是应该降低电价。也有人指出，由于我国存在交叉补贴，以降低 电价为主要改革目标不符合我国国情( 刘树杰，2 0 0 1 年) 。谢绍雄则认为应首先 保证吸引充足的资金用于办电，并对实行发电竞价上网提出了质疑。陈青达( 2 0 0 1 浙江大学硕士学位论文基于博弈论的发电侧电力市场定价方式比较研究 年) 通过分析指出电力市场化改革存在着缺电风险、电价风险和事故风险等三大 风险，提出了防范风险的措施。 t o o r a jj a m a s b ( 2 0 0 2 年) 回顾了发展中国家电力改革的经验教训| ，认为发达 国家与发展中国家改革的目的有所不同，发达国家主要是为了提高电力市场的有 效性，而发展中国家则是改变现有的高电价、低服务质量、高损坏的状况，并指 出竞争和规则是改革成功与否的关键。总部位于日本东京的a s i ap a c i f i c e n e r g yr e s e a r c hc e n t r e ( a p e r c ) 在其2 0 0 0 年度报告中回顾了亚太地区2 1 个 成员国电力发展和改革状况，指出在过去的2 0 年中，传统上认为发电、输电、配 电属于自然垄断的观念已经让位于若在发电、零售环节引入竞争机制将会使市场 更为有效的新观念。该报告认为电力改革的主体内容是解除管制和私有化两个方 面。在解除原有管制的同时，必须相应制定合理的竞争规则，才能实现改革的初 始目的。j o h no u i g g i n ( 2 0 0 1 年) 则指出，澳大利亚的电力改革始于电力供应过 剩时期，因而电力市场一直基本不存在发电厂商的市场势力，但最近情况有所变 化，他担心电力拍卖市场能否产生足够低的价格吸引用户，电力改革后还能不能 有足够的吸引力来吸引投资者，因此提出在制定竞价规则时应防止投资者亏损， 或者能够吸引新的投资。 2 1 2 发电侧电力定价方式研究概述 回顾我国的电力定价的历史，自建国以来，电力工业一直采用发电、输电、 配电、售电垂直一体化模式，相应地，发电侧电力定价采用高度集中管理的政府 指令性定价方式。从1 9 8 5 年开始，为了调动地方政府和社会各界以及国外投资 者办电的积极性，国家相继出台了鼓励集资办电、利用外资、实行多种电价、还 本付息电价等一系列政策，出现了政府指令性电价和指导性电价两种定价机制并 存的局面。随着电力工业改革的不断深入，发电侧电力定价的新方式也开始试行。 从理论上说，根据定价主体和定价组织形式的不同，发电侧电力市场的定价 方式一般包括以下三种： 政府定价方式由政府有关部门或者授权的管理机构以指令性( 或指导 性) 的手段确定售电电价； 协议定价方式由供电方和购电方洽谈协商确定的电力结算价格，并签 浙江大学硕士学位论文基于博弈论的发电侧电力市场定价方式比较研究 订相关协议，在一定时期内由供电方向购电方供应一定电量，并以该价格进行结 算； 竟价上网定价方式在一定的市场管理机构的监控管理下，各个发电厂 商按照定规则进行报价，由报价系统撮合得出的结算价格。 2 1 2 1 政府定价方式 张晓华( 2 0 0 2 ) 研究了我国自建国以来的发电侧电力定价的政府定价方式， 指出在不同的历史时期，由于历史条件的不同，所实行的电价政策也有所不同， 同样的政府定价方式在各个阶段具有不同的特点。改革开放以前时期是处于平稳 电价平稳供电，到改革开放后的燃料价格猛增而电价基本不变导致电力紧张，再 到1 9 8 5 年以后鼓励实行多渠道集资办电导致电价节节攀升但电力供应紧张得到 缓解。 邵汉桥( 2 0 0 1 年) 指出，实行一厂一价( 或一机一价) 、还本付息电价的政 策，对工程建设缺乏必要的约束，投资者将主要精力放在争取调整概算和上网电 价上，客观上使投资者放松了对工程造价的控制和管理，造成电力工程造价飞速 上涨。统计资料表明，我国电源项目的综合平均造价“七五”期间为1 ，9 5 4 元 千瓦，“八五”期间为4 ，7 8 0 元千瓦，1 9 9 5 年为7 ，7 0 9 元千瓦，1 9 9 8 年为 6 ，0 0 0 7 ，0 0 0 元千瓦，水电则超过了1 0 ，0 0 0 元千瓦( 李松涛，2 0 0 2 年) 。 同时，过高的工程造价，使得按照还本付息计算的电价也不断攀升。根据中国电 力年鉴的统计资料，全国1 9 9 0 年代初期建成的电源项目的平均上网电价为0 3 元千瓦时，1 9 9 7 年投产的项目平均上网电价为0 4 1 元千瓦时，个别则超过0 6 元千瓦时。过高的造价和浪费最终转由消费者来承担，加重了消费者的负担， 造成工厂产品成本增加。同时，上网电价的上涨，还是引发通货膨胀的一个重要 原因。 马光文等( 2 0 0 2 年) 认为，目前的政府定价方式，实行单一制电价，不利 于电网电源优化和资源的优化配置，投资者仅对以发电量为主的电源感兴趣，对 于调节性能好、能承担电网调峰、调频和调相等具有较好容量效益的电厂不利， 尤其对水电站的建设不利；同时，这种定价机制也反映不出峰电源和基电源的效 益结构；再者，也不利于电网的经济调度，一一定程度上会导致电厂不顾电力系统 9 浙江大学硕士学位论文 基于博弈论的发电侧电力市场定价方式比较研究 的整体利益，只顾抢发电量，不愿意承担调峰、调频、调相和负荷备用任务，使 电网最优经济调度难以实施。 邵汉桥( 2 0 0 0 年) 分析指出，目前的政府定价方式，采用现行电价制度和 审批管理办法，在一定程度上助长一大批地方高能耗小火电( 包括小型燃煤电厂 和燃油电厂) 的发展，导致国家电力发展规划得不到贯彻，电力建设行为短期化 社会资源浪费加剧。实行多种电价以来，地方各级政府( 省、市、县) 都有了一定 的电价审批权限。由于长时间的一次能源和电力供应紧张，在“谁办电、谁用电、 谁受益”原则指导下，一方面电力建设资金难以集中，大型电力建设项目投资不 足，另方面地方政府由于资金有限和利益的驱动而大量建设并运行效益差能耗 高的小火电。中央投资电厂的电价无法保证，难以达到还本付息的要求，而地方 投资电厂的电价较有保证，资金回收较迅速，从而又进一步促进了小火电的发展。 更为严重的是地方政府利用其管辖权，迫使用户接受小机组的高价电力，侵犯了 用户的消费权利，其行为与市场经济的指导思想背道而驰。另一方面，这些有了 一定的电价审批权限的地方各级政府( 省、市、县) 管理部门，由于受专业知识限 制等原因，也无法对这些小火电机组的真实成本进行准确核实，客观上也助长了 小机组的高电价。 关于政府定价方式存在上述问题的深层次原因，张晓华( 2 0 0 0 年) 认为，政 府定价方式以会计成本法为定价的理论依据，落实到具体工作中时，产生较多问 题。首先是定价的原则不明确。“以价值为基础，适当考虑供求关系，合乎国家 政策”，实践中弹性很大，实际上没有约束力。其次是没有规范化的定价行为。 目前我国各级政府对电力价格的审定，基本上是以企业上报的成本和其主管部门 提出的调价方案为依据，没有从控制价格需要的角度设计成本的规则和具体标 准，没有法定的预测成本的依据。至于利润的预测，至今没有明确规定任何产业 的合理利润率标准。另一方面，采用政府定价方式导致无法兼顾、协调各方面的 利益关系。在电力企业产权多元化的情况下，由于政府有关部门职能单一，本身 不参与市场准入、需求管理、运行成本的监控，导致其与电力企业间信息严重不 对称，其管理的有效性大大降低。同时，价格管制机构作为行使公共权力的公众 代理人，必须同时兼顾国家、消费者与电力企业各方的利益，而由于对相关部门 的有效监督体系尚未建立，在行使公共权力的实际过程中，具体的执行者未必能 1 0 浙江大学硕士学位论文 基于博弈论的发电侧电力市场定价方式比较研究 够克服个人的感情倾向，使这一过程无法做到公平、公开和公正。因此，在现行 的政府定价方式下，电厂缺乏约束工程造价的内在动力，加上由于利益驱动，导 致电力价格节节攀升，低效率高成本的小火电“驱逐”高效率低成本机组的不合 理现象。 2 1 2 2 协议定价方式 协议定价方式一般是发电厂商与用电大户之间直接签订供电协议的定价方 式。关于发电侧电力市场中的协议定价方式问题，j o h nc m o o r h o u s e 认为协议 定价方式可降低改革的风险，因而应推行由发电厂商直接向用电大户供电，这样 系统的大部分电量及电价以合同形式固定下来，参与竟价的电量仅占小部分，可 大大降低引入竞争机制的风险。李炬( 2 0 0 1 年) 分析了国外电力改革的成功经 验，结合我国的实际情况，指出实行大用户直接供电有利于开拓电力市场，有利 于售电侧的改革，是电力市场改革的必然，并对在我国实行向大用户直接供电 的可行性进行了探讨。 刘慧( 2 0 0 2 年) 也分析了对用电大户实行合约电价的可行性，指出，确定 对用电大户的直销价格需要考虑电厂的成本补偿及利润，又要考虑输电网的损耗 和运行成本，其次直供对象的年用电量要达到一定的规模，否则不容易进行调度， 会危及电厂及电网的安全运行，三是发电厂商要具备一定发电容量调节能力的机 组，四是电网必须具备对用电大户独立调度的能力，确保电网整体运行的安全。 孙博( 2 0 0 1 年) 指出直购电有利于电网公司的准确定位，加快输配电价格 的出台，促进输配分开及单独核算，建立完整的电力市场。 郑晓斌等( 2 0 0 1 年) 分析了目前直接实施直购电存在的问题，提出了以短 期边际成本为定价基础的有限电量的向大用户直接供电方案的设想。曾鸣( 2 0 0 1 年) 则提出了我国关于向大用户直接供电应研究的主要问题。 2 1 2 3 竞价上网定价方式 目前，在发电侧电力市场的三种定价方式的相关研究文献中，关于政府定价 方式和协议定价方式的研究多从定性的角度，较少采用定量进行，而对竞价上网 定价方式则多采用定量的方法进行。另一方面，竞价上网定价方式又是所有定价 浙江入学硕士学位论文 基于博弈论的发电侧电力市场定价方式比较研究 方式中最难、最复杂的定价方式，要运用好竞价上网定价方式，须对参与竞价各 方在竞价过程中的行为和采取的策略作深入的研究，在此基础上制定最佳的竞价 规则。 n a t h a nl a r s o n 和d a v i ds a l a n t 提出了评价电力市场解除管制的改革中发 电厂商战略行为的理论博弈模型，并以美国加州的实际数据为例证明了该博弈模 型n a s h 均衡的存在性。0 d a x h e l ty s m e e r s ( 2 0 0 4 年) 则围绕欧盟为解决跨 界交易问题而提出了可计算的模型，该模型适合于各种不同的竞争程度下的电力 市场，并利用实例演示了这种弹性。p a u lr k l e i nd o r f e r ，d ，j w u 及c h i t r u s f e r n a n d o ( 2 0 0 0 年) 提出了电力市场中适用于各种市场参与者的博弈模型， 并利用英格兰一威尔士电力库的实际数据推导出各种不同类型股东的收益函数 模型。澳大利亚的e l e x t r i c i t yr e f o r m t a s k f o r c e 针对该国西南地区电价较高、 改革进程落后于其他地区的情况提出了跨区域电网的框架，把原有公司改组成发 电、电网和零售三家独立的国有公司，认为该框架对于电力工业中降低电价水平、 吸引投资、提供就业有利，对于其他国家的电力改革有一定的借鉴意义。 有的专家从市场管理者的角度出发，分析阐述了在发电侧电力市场中，如何 合理地解决负荷的经济分配问题，最大程度地降低市场总的购电费用，使市场整 体平均电价达到最低，充分优化资源，并有效地降低市场的电价风险。任震等 ( 2 0 0 2 年) 以多种市场的投标组合风险最小化为目标，在既定平均收益率的约束 条件下，得出发电厂商在各个发电市场的投标电量、发电收益率和最低风险率。 这种思路有助于描述并求解多市场情况下的降低风险的策略，但其前提假设是各 个市场都完全竞争，这一点与实际工作出入较大。有人则从另一个角度出发，对 发电厂商在不同条件下的最优竞争策略进行阐述( 李灿等，2 0 0 2 年) 。 联盟问题、持留容量i 司题和报价问题是制定发电侧电力市场竞价规则时不得 不考虑的重要问题。对这些问题进行的探讨，对于研究发电侧电力市场竞价规则 的制定较有参考价值。郭家春等( 2 0 0 2 年) 引用博弈论中的n 人对策论，参考 经典的占诺( c o u r n o t ) 模型，建立了相应的数学模型，并分别对独自竞标和联 盟竟标的情况下发电公司行为和市场状况进行了研究，得出如下结论：( 1 ) 联盟 的形成会降低社会效益，市场规则的制订应防止联盟的形成：( 2 ) 即使市场参与 者结成了联盟，也未必能够获得最大的利润( 这一点有点出入意料) ；( 3 ) 为了 1 2 浙江大学硕士学位论文 基于博弈论的发电侧电力市场定价方式比较研究 防止市场参与者结成联盟，首先要保证各市场参与者之间产权的独立性，这样， 即使市场参与者结成联盟，由于产权独立，各参与者追求利益最大化，结成的联 盟也不会稳定。李玉平等( 2 0 0 2 年) 则通过n 个发电厂商的古诺博弈模型，研 究了统一的边际出清价格机制对发电厂商持留容量的激励作用作者通过分析，在 短期市场没有容量增加，市场信息对政府和监管机构是完备的、发电厂商具有线 性边际成本并且是规模不等的情况下得出了持留行为均衡的解析。 赵波等( 2 0 0 1 年) 建立完全信息两人静态博弈模型，并经过推导求解分别 给出了发电厂商的竞价策略，策略目标是使发电厂商实现收益的最大化。在求解 最优竟价策略方面，武智勇等( 2 0 0 2 年) 将竞价过程描述成一个不完全信息的 非合作博弈过程，通过引入虚拟对手的概念和参数估计的方法，较好地处理了通 常难以处理的多人博弈和不完全信息问题。作者创造性地提出了虚拟竞价对手的 概念，将多人博弈问题化为二人博弈问题，相比之下较为贴切地描述了发电厂商 的实际情况，但在对虚拟竞价对手的行为和策略如何分析方面，作者并未仔细讨 论，而且对前提条件的过多假设使其计算结果的精确度值得关注。 作为博弈论的一个分支理论，拍卖理论在电力市场中有着越来越广阔的应 用空间。对拍卖问题的研究是现代经济学中一个极为重要和引人注目的领域，有 大量理论成果，在许多现实经济问题中得到成功的应用。将拍卖理论引入电力市 场竞标设计，能为成功实现电力市场交易提供理论上的指导。w i l s o n 等给出了 这样的拍卖机制，发电厂商对其备用容量和电量分别报价，容量报价用于确定拍 卖的获胜者，容量支付采用v i c k r e y 机制，电量报价只用于确定实时调度次序， 电量按现货价支付。陈浩勇等( 2 0 0 3 年) 介绍了拍卖理论的有关内容，包括拍 卖的基本类型，拍卖问题的模型，4 种基本拍卖类型的等价性，拍卖实验等等， 并系统地介绍了运用拍卖理论对市场统一出清价格( s m p ) 和按报价支付( p a b ) 竞价所做的各种分析，特别是策略性投标的问题，同时还介绍了两种富有特色的 新竞价机制，即迭代竟价机制和分段竞价机制，以及运用机制设计理论设计激励 相容的电力市场竞价机制的方法，并总结了国内关于发电市场竞价机制的研究成 果，竞价算法问题和竞价机制的实验模拟研究，阐述了电力市场结构问题。 期货市场作为发电侧电力市场体系中的一个重要组成部分，起着现货市场所 无法替代的作用。部分专家分别从理论领域和实际工作领域介绍了有关电力期货 浙江大学硕士学位论文基于博弈论的发电侧电力市场定价方式比较研究 的原理和应用。其中赵学顺等( 2 0 0 1 年) 根据期货的基本原理，针对电力市场 不同阶段的特点，分析了其在电力交易中的功能体现，得出如下结论：( 1 ) 在电 力市场发展最为成熟阶段，双边开放的期货交易模式是一种最为合适的交易模 式。供求双方可以通过期货交易来实现各自的风险规避或套利的目标。期货价格 在交易所内是以公开竞价的方式达成，合约双方可以利用期货市场上的操作来获 取更高的回报，更好地防范和控制风险。完善的期货交易市场对于稳定电力生产 成本、节约社会资本，形成合理的价格水平有着积极的意义。( 2 ) 在电力市场尚 不具各建立完备的双边开放交易市场的情况下，采用单边开放的远期交易模式较 为合适，通过建立远期交易模型，发电侧和电力库可以从自的利益出发通过谈判、 协商来确定自己的合约，在某种意义上能够实现风险极小化的目标；( 3 ) 在电力 市场起步阶段，采用“授权差价合约+ 单一购买者模式”，虽然回避风险的能力不 是最优的，但作为一种过渡模式，也有一定的积极意义：( 4 ) 无论采取怎样的合 约交易形式，都必须有相应的货币市场和实物交割体系来支持，同时要建立相应 的合约市场运行和交易规则，以保障交易的正常运作。 有人根据浙江省电网发电市场的实际情况，基于期货理论建立了差价合约分 析系统，达到了以市场需求为导向，适度引入竞争机制，兼顾各方利益的初期发 电市场目标，有效地抑制了发电市场的低电价和高电价，在很大程度上回避了电 价大幅度波动给发、购电双方带来的市场风险，保证了过渡时期电力市场健康、 平稳地向前发展( 赵学顺等，2 0 0 3 年) 。 有人通过国内外电力市场交易方式进行分析和比较后认为，电力市场中将独 立市场运行机构与电力交易所结合，并在电力交易所中同时进行电力现货，远期 合约以及期货交易，通过彼此不同的特征和适合对象进行相互补充和调节以充分 发挥电力市场的作用，真正做到市场决定价格；同时指出，在电力市场交易方式 中，应建立和完善电力商品的期货交易机制，利用其价格发现功能和风险回避功 能，防范电力市场价格波动风险，全面完善电力市场交易机制，为电力市场的最 终全面开放做好准备( 吴军，2 0 0 2 年) 。 v a z q u e z 等( 2 0 0 2 年) 指出，在统一出清价格( s m p ) 一f 难以实现最优发电 投资的重要原因之一一是投资者特别是调峰机组投资商的风险回避特性，并提出一 种利用期权思想通过可靠性合同拍卖来保证长期发电充裕度的办法。张少华等 1 4 浙江大学硕+ 学位论文基于博弈论的发电侧电力市场定价方式比较研究 ( 2 0 0 1 年) 通过建立一种合同双方均有选择权的电力远期合同数学模型，并根 据期权定价思想给出了合同价格的计算方法；通过一个合同买卖双方各自追求最 大期望报酬的均衡模型，给出了有关期权敲定价的均衡选择。由此作者认为，可 选择电力远期合同交易以其灵活性和多样性而具有良好的应用前景。 通过对在统一出清价格、按报价支付( p a b ) 和实用当量电价法这三种定价 方式下发电厂商的价格决策和产量决策的分析，李晓刚等( 2 0 0 3 年) 指出，从 价格决策、产量决策和市场能否给出丰富的经济学信号这几个方面综合考虑，实 用当量电价法优于统一出清价格法和按报价支付法。 f r a n ka w o l a k 研究了电力批发市场的设计中发电厂商的市场势力，提出 了基于各种不确定性非合作的竞争性电力市场及期货市场中利润最大化竞争行 为的投标模型，并以澳大利亚全国电力市场( n e m ) 的数据进行实证分析。祁达 才等( 2 0 0 3 年) 则以市场均衡条件为基础，分析了边际发电厂商申报电价与其 市场收益之间的关系，指出如果发电厂商拥有一定的市场价格垄断力( 体现在其 所拥有的发电容量与系统负荷之间的关系) 时，它就具有获得超额利益的可能性， 并可能采取恶意抬高申报价格的行为。由于发电厂商的市场价格垄断力与系统负 荷的高低相关，所以随着负荷的波动，市场价格可能会因为发电厂商的投机行为 而剧烈波动。当系统中所有的发电厂商都不具有完全的市场价格垄断力时，负荷 刚性的发电侧市场有可能实现稳定、公平的竞争；而系统中存在具有市场价格垄 断力的发电厂商时，负荷刚性的发电侧市场无法保证实现稳定、公平的竞争。并 提出了判断发电厂商市场价格垄断力的方法。在电力工业重组过程以及电力市场 的建设和运行过程中，该判据可以定量分析各个发电公司在电力交易中的价格垄 断力，防止出现发电公司利用其过大的发电容量控制市场价格的行为。在电力交 易过程中，利用此判据可以对发电公司的价格申报数据进行分析，以了解其是否 具有控制市场价格的违法行为。因此，利用此判据可以实现预防和监管市场中价 格控制行为的出现，维持市场中公平、有序的竞争环境。 2 2 对前人工作的总结评价 目前，作为学术界的一个热门研究课题，对电价改革特别是对发电侧电力定 价方面的研究探讨较多，从研究的内容上来看，具有如下特点： 浙江大学硕士学位论文 基于博弈论的发电侧电力市场定价方式比较研究 ( 1 ) 对我国电价体制改革的探讨较少进