（管理科学与工程专业论文）中国电力产业经济稳定性问题研究.pdf

摘要 中国电力产业经济稳定性存在一些现实问题和潜在问题 中国电力产业经 济稳定性系统结构研究 宏观经济波动对电力产业经济的传导关系 中国电力投 资市场羊群效应 电力零售市场的管制和风险问题等 电力产业经济稳定性理论包括三个层次 底层是电力物理系统稳定性 中 层是电力市场系统稳定性 高层是电力产业经济关系系统稳定性 高层次稳定性 把基础性 全局性 和外生性的因素和关系考虑在内 根据中国实际社会经济环 境 选取2 6 个最重要稳定性因素 运用i s m 模型化方法 建立中国电力产业经 济稳定性系统结构 结构模型的核心是有效供给有效需求和价格体系形成的子结 构 宏观经济周期性波动对电力产业经济的传导关系特征是稳定性的重要内 容 综合运用时域 多元谱和格兰杰因果关系检验等分析方法 设计一套研究电 力产业与宏观经济周期性传导关系的方法体系 选择分别反映宏观经济和电力产 业经济的综合指标 利用历史数据对中国宏观经济周期性波动与电力经济传导关 系进行实证分析 中国宏观经济波动向电力产业经济传导的主周期是6 7 年 传 导方向是宏观经济一投资占比一装机容量 传导时滞为1 年 中国电力投资市场发生的投资热潮是羊群效应的典型表现 羊群效应的主 要特征是电力投资决策的趋同性 与金融市场的羊群效应相比 电力投资市场的 羊群效应是理性的 是电力投资市场参与者之间博弈的结果 建立多个参与人的 混合战略博奔模型 计算和解释2 个参与人场合的纳什均衡 分析模型表明 羊 群效应有两种发生机制 一是投资参与人拥有相同的未来需求信息来源 二是参 与人决策之间的相互影响 中国电力投资市场近期发生羊群效应的条件主要有 电力需求膨胀的强烈刺激 参与人内部始终存在经济扩张的动力 参与人之间在 即将建立的电力市场上激烈竞争的预期 运用非寿险精算原理 解决电力零售市场价格管制的风险问题 提出管制 价格的公允价值和稳健价格 给出的价格管制模型 可把风险闳题从管锩4 价格中 分离出来 极大地减少风险问题对成本信息不对称干扰的程度 模拟所给管制模 型风险分离的效果和敏感性 为电力零售企业构建价差风险管理体系 运用效率 边界 建立一个管理价差风险的最优合同电量模型 关键词 中国电力产业经济系统结构模型周期性波动传导羊群效应非寿险 精算零售价差风险 a b s t r a c t t h e r ea r es o m ea c t u a la n dl a t e n tp r o b l e m sa b o u tt h es t a b i l i t yo fc h i n ae l e c t r i c i t y i n d u s t r ye c o n o m y t h es y s t e m a t i cs t r u c t u r eo ft h ec h i n ae l e c t r i c i t yi n d u s t r ye c o n o m y t h es p r e a d i n go fp e r i o d i cv o l a t i l i t yf r o mt h eg r o s se c o n o m i cf l u c t u a t i o nt oe l e c t r i c i t y i n d u s t r ye c o n o m nt h eh e r d i n gi nc h i n ae l e c t r i c i t yi n v e s t m e n tm a r k e ta n dt h er i s k f a c e db yt h er e g u l a t i o no ft h ee l e c t r i c i t yr e t a i lm a r k e t i nt h e o r y t h es y s t e m a t i c s t r u c t u r eo ft h es t a b i l i t yo fe l e c t r i c i t yi n d u s t r ye c o n o m yh a st h r e es u b s y s t e mw h i c hl i e h i g h e ri nt u l t l t h es t a b i l i t yo ft h ep h y s i c a le l e c t r i c i t ys y s t e m t h ee l e c t r i c i t ym a r k e t s y s t e ma n dt h ee c o n o m i cr e l a t i o n s h i ps y s t e m t h eh i g h e s ts u b s y s t e mi n c l u d e s f u n d a m e n t a l g e n e r a la n di n i t i a t i v ee l e m e n t s a c c o r d i n gt ot h es o c i a la n de c o n o m i c e n v i r o n m e n t si nc h i n a t h et w e n t y s i xi m p o r t a n te l e m e n t sa r eb u i l ti n t ot h es y s t e m a t i c s t r u c t u r eo ft h es t a b i l i t yo fc h i n ae l e c t r i c i t yi n d u s t r ye c o n o m y i nt h ec o r eo ft h e s y s t e m t h es u b s y s t e mc o n s i s t so ft h ep r i c e s t h ea v a i l a b l ed e m a n d sa n ds u p p l yo f e l e c t r i c i t y t h es p r e a d i n go fp e r i o d i cv o l a t i l i t yf r o mt h eg r o s se c o n o m i cf l u c t u a t i o nt o e l e c t r i c i t yi n d u s t r ye c o n o m y i so n eo ft h ei m p o r t a n ts u b j e c t si nt h es t a b i l i t yt h e o r yo n e l e c t r i c i t yi n d u s t r ye c o n o m y as e to fm e t h o d st h a ta n a l y z et h es p r e a d i n go fp e r i o d i c v o l a t i l i t ya r ed e s i g n e do u tu s i n gt h ea n a l y s i st o o l so ft i m ea n df r e q u e n c yd o m a i n a f t e rc h o o s i n gt h es t a t i s t i ci n d e xm e a s u r i n gt h ee l e c t r i c i t yi n d u s t r ya n dg r o s s e c o n o m y t h ed e m o n s t r a t i o na n a l y s i si sc a r r i e do u tu s i n gt h ed a t ao fc h i n ae l e c t r i c i t y i n d u s t r ya n dg r o s se c o n o m y t h em a i np e r i o di nw h i c ht h eg r o s se c o n o m i cf l u c t u a t i o n i ss p r e a d st oe l e c t r i c i t yi n d u s t r ye c o n o m yi s6 7y e a r s t h ep a t ho fs p r e a d i n gi sg r o s s e c o n o m i c e l e c t r i c i t yi n v e s t m e n t e l e c t r i c i t yi n d u s t r y a n dt h el e n g t ho fl a gi so n e y e a r t h ee l e c t r i c i t yi n v e s t m e n tu p s u r g eh a sb e e ns p r e a d i n gi nc h i n as i n c e2 0 0 2 t h e c h a r a c t e r so f h e r d i n gt h a tt h ee l e c t r i c i t yi n v e s t m e n td e c i s i o n sa r ec o n s i s t e n c ym a n i f e s t g r a d u a l l y t h eh e r d i n gi ne l e c t r i c i t yi n v e s t m e n tm a r k e ti st h er e s u l t so fa l l t h e i n v e s t o r s r a t i o n a lg a m e s t h em i x e ds t r a t e g yg a m em o d e li sp r o p o s e d i nw h i c ht h e n a s he q u i l i b r i u m sa r es o l v e df o rt w op l a y e r s t h em o d e ls h o w st h e r ea r et w o m e c h a n i s mo ft h eh e r d i n g t h es a m ei n f o r m a t i o ns o u r c ef o rt h ei n v e s t o r sa n dt h e i n f l u e n c eo ne a c ho t h e ra m o n gt h ei n v e s t o r s t h eh e r d i n gi nt h ee l e c t r i c i t yi n v e s t m e n t m a r k e ti nc h i n ai sp r o m p t e db yt h es t i m u l a t i o nf r o mt h ep o w e rs h o r t a g ei nc h i n a t h e d r i v eo fe c o n o m i ce x p a n d i n gf r o mt h ei n v e s t o r sa n dt h ep r o s p e c to ft h ed r a s t i c c o m p e t i t i o n si nt h ep o w e rm a r k e ti nt h ef u t u r e n o n l i f ea c t u a r i a lt h e o r yi sa p p l i e dt os e p a r a t i n gt h em a r k e tr i s kf r o mt h ep r i c e r e g u l a t i o ni ne l e c t r i c i t yr e t a i lm a r k e t t h ec o n c e p t so ff a i rv a l u ea n dr o b u s tp r i c ea r e d e f i n e d i nt h em o d e lo fr e g u l a t i o np r o p o s e d t h eh u g em a r k e tr i s kc a r lb es e p a r a t e d f r o mt h ep r i c er e g u l a t i o na n dt h ea s y m m e t r yo fc o s ti n f o r m a t i o nc a l lb ew e a k e n e d b e t w e e nt h er e g u l a t o r sa n dt h er e g u l a t e d t h es i m u l a t i o ne x a m p l ef o rr o b u s tp r i c e d e m o n s t r a t e st h a tt h ed e m a n d e ds e c u r i t yl e v e l a g a i n s t m a r k e tr i s kc a nb e a c c o m p l i s h e db ya s s i g n i n gt h er i g h tv a l u ef o rt h es e c u r i t yl o a d i n gc o e f f i c i e n t u n d e r t h eg i v e nr e g u l a t i o ns y s t e m t h es y s t e mo ft h er i s ko fp r i c eg a pb e t w e e nt h er e t a i la n d w h o l e s a l ep c ei sp r o p o s e di nw h i c ht h er i s kc a p i t a lf o rt h ep r i c eg a pr i s ki sc o m p u t e d a n dc o n t r i b u t e dt ot h ed i f f e r e n tr i s km a n a g e m e n tm e t h o d i nt h ef i n a l t h ee f f i c i e n t f r o n t i e ri sa p p l i e dt os e t t i n gu pt h em o d e lo fo p t i m a lq u a n t i t i e so f p o w e r p u r c h a s e di n t h ef u t u r ea n ds p o tm a r k e t k e yw o r d s c h i n a se l e c t r i c i t yi n d u s t r ye c o n o m y m o d e lo fs y s t e m a t i cs t r u c t u r e s p r e a d i n go fp e r i o d i cf l u c t u a t i o n h e r d i n g n o n l i f ea c t u a r i a lt h e o r y r i s ko ft h eg a p b e t w e e nt h er e t a i la n dw h o l e s a l e p r i c e 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和 取得的研究成果 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 也不包含为获得鑫鲞叁堂或其他 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 做的任何贡献均已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 签字日期 1 f 年莎月 一日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解鑫生盘堂 有关保留 使用学位论文的 规定 特授权盘鲞盘茎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索 并采用影印 缩印或扫描等复制手段保存 汇编以供查阅 和借阅 同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘 保密的学位论文在解密后适用本授权说明 学位论文作者签名 签字日期 r 年 热霉占 6 月 口日 导师签名 j 秀 肇 签字日期 广年 月 日 天律大学博士学位论文 第一章绪论 1 1 论文的研究背景 1 1 1 问题的提出与研究意义 第一章绪论 电力产业作为国民经济大系统中一个开放的子系统 不论其实现形式是电力计划经济还 是电力市场经济 其稳定运行和健康发展都与外部社会经济环境 包括宏观经济 上游下游 产业 金融产业 环境与资源约束等 密切相关 在世界范围内 推进电力市场化改革的国 家基本都有比较完善的市场化外部经济环境 惟独中国在建立国民经济市场体系的同时 推 进电力市场化改革 其电力产业经济稳定性问题要比其它国家更复杂 比目前所见到的标准 市场理论的描述更复杂 中国电力产业经济稳定性问题可分为现实问题和潜在问题 现实问题是在电力市场未完 全建立或向电力市场过渡的条件下产生的电力产业与外部因素协调性问题 在计划经济条件 下 电力产业经济的实现和运作体现为一系列电力产业经济计划组成的计划体系 是国民经 济计划体系的组成部分 电力产业经济稳定性与物理稳定性都集中到这个计划体系中 由单 一计划主体规划 单一部门执行 直接按照总体规划的经济指标对物理系统进行优化设计 并由此形成一套相对固定的稳定性理论和管理模式与经验 从上世纪八十年代以来 发电领 域为吸引投资逐步推行一些市场化改革措施 如鼓励地方政府集资办电 吸引外资甚至民营 资本投资于电源建设等 并在2 0 0 2 年正式启动在发电领域全面引入竞争机制的改革方案 电 力行业的企业重组已经完成 但电力市场交易至今还没有展开 目前电力产业正处于由传统 的计划经济向电力市场体制的过渡阶段 这期间中国电力产业经济稳定性现实问题主要表现 在以下两个方面 1 电力产业经济发展波动性问题 在计划经济时期 电力发展也具有一定的波动性 因 为长期的电力短缺使电力产业经济无法满足国民经济发展的需要 1 1 1 2 1 电力产业发展的波动性 表现未能引起足够的重视 在电力投资领域引入多家办电的管理体制后 产业发展的波动性 开始显现 电力投资规模 投资时机的选择 建设布局和投资效率等问题开始显著影响产业 的健康发展 1 9 9 7 1 9 9 9 年中国电力相对过剩 2 0 0 2 年刚刚拉开市场化改革的序幕 就在全 国范围内出现大面积的拉闹限电 电力产业经济波动性表现明显 影响严重 电力产业的投 入来源与产出去向都集中在宏观经济 因此宏观经济的波动会向电力产业传导 反过来 电 l 至堡查兰堡圭兰焦堡奎 墨二兰堕堡 力产业经济波动也会向宏观经济传导 研究电力产业经济发展的波动性 就要分析这种波动 的传导关系的主要特征 如波动传导的主要频率 主要周期 传导方向 传导强度等 2 近几年电力投资领域出现的羊群效应问题 2 0 0 3 2 0 0 4 和2 0 0 5 年全国发生 哄抢式 投资 圈地 高潮 2 0 0 4 年的电源投资项目中有6 6 未经批准就开工建设 发电企业的投资 决策行为表现出趋同性 这与金融市场上的 羊群效应 现象相似 中国电力正经历着新一 轮大起大落 潜在问题是在电力市场条件下 中国电力产业经济与外部因素的协调性问题 以及受外 部因素影响的电力市场内部经济稳定性问题 具体表现为以下几个方面 1 电力系统物理稳定与经济稳定在管理体制上相互分离 在市场经济条件下 电力产业 经济表现为一定结构下不同分工的经济主体之间的一系列市场交易 电力系统的稳定运行由 市场监管机构或交易管理机构负责 3 1 4 1 5 j 与此同时 电力产业经济与宏观经济 上下游产业 等外部影响因素之间的均衡与协调 电力市场体系中各子市场的均衡都靠市场来实现 没有 保证这些均衡实现的统一计划 也没有实现和保持这些均衡的统一机构 电力系统稳定与经 济稳定处于分离状态 使电力工业改革和发展面临新情况 中国市场经济体系尚未健全 实 现由电力计划到电力市场转变过程中 电力产业经济稳定性会面临各种社会经济因素的影响 电力产业组织形式 宏观经济产业结构调整 电力与相关产业的关联 国有企业改革取向 国有资本的战略调整 国家能源战略和政策 环境与资源约束强化等因素 与电力市场机制 发育互相作用 影响电力市场竞争主体和监管主体的行为 电力产业经济稳定性的系统结构 变得复杂 从理论和管理上更难把握 从而使电力物理稳定性基础不确定性因素增加 2 对电力产业中具有自然垄断性质的领域进行的管制 要经受电力市场高风险的考验 电力市场中的输配电领域具有自然垄断的性质 需要政府施加一定方式的管制 中国电力市 场化改革的第一步是放开批发市场 除放开部分大用户直购电的试点外 仍然保留零售市场 的垄断经营 并且与输配电业务混合经营 国际上电力市场化改革的经验表明 对垄断的零 售市场实行管制时必须考虑风险因素 美国加州电力危机是电力零售市场管制体制被电力市 场高风险击垮的著名案例 中国电力产业管制体制设计的特殊任务是在考虑电力市场风险的 条件下 对同时经营输配电业务和零售业务的垄断企业实旌管制 3 中国电力零售企业的风险管理问题 中国电力零售市场分南北两个区域 每一个区域 只有一家1 国有独资公司垄断经营 同时还经营输配电业务 对一个区域的零售市场而言 零 1 南方电网公司经营经营范围为广东 广西 云南 贵州和海南等南方5 省的零售和输配电业务 国家电网公司经营其余地 区的电力零售和输配电业务 2 天律大学博士学位论文第一章绪论 售企业的经营是否稳健将直接关系到整个市场的稳定 因此零售企业风险管理决策不仅影响 企业的发展 更直接影响零售市场的安全与稳定 标准的产业经济学理论几乎不讨论单个产业部门的稳定性 现有的电力市场理论专注于 研究电力市场交易方式 竞争规则 企业竞价策略和监管理论的研究 要分析和解释目前中 国电力产业经济中的现实矛盾和潜在问题 目前没有现成的理论来指导 本文通过扩大现有稳定性理论的研究视野 运用系统分析方法和经济学实证方法 更多 地考虑环境与资源 社会经济体制 宏观经济波动 风险等因素 给出电力产业经济概念系 统的描述 在此基础上 研究以下关于稳定性的重要课题 a 中国电力产业经济稳定性系统结构研究 b 中国宏观经济波动对电力产业经济的传导关系研究 c 中国电力投资市场羊群效应研究 d 中国电力零售市场稳定性研究 包括制定电力零售管制价格所面临的电力市场风险问 题 电力零售企业价差风险管理体系构建 最优合同电量模型等问题 对这些课题进行研究 可以明确电力产业经济稳定性的概念和结构 发现电力产业经济 波动传导规律 理解电力投资市场羊群效应发生机理 妥善处理零售管制体制中风险问题 具有以下理论和实践意义 1 尝试运用系统论方法研究单个部门产业经济稳定性问题 这是电力产业经济特征为产 业经济学提出的新问题 2 为电力产业在体制过渡时期保持稳定提出清晰的整体思路 3 为电力市场条件下研究电力系统和市场稳定性奠定经济理论基础 为研究和制定国家 电力发展规划提供新的研究方向和依据 1 1 2 研究现状 1 1 2 1 电力产业经济系统建模 对电力产业经济研究比较早的课题是电力规划应用导向的电力产业经济系统建模怕1 口 嘲 电力经济系统建模从电力规划需要出发对电力产业经济与国民经济关系的研究 应用投入产 出和规划方法 运用系统论和控制论的思想方法 建立一套全面反映电力与国民经济关系和 变化规律的数学仿真和优化系统 建立电力产业经济系统 它以解决电力规划中电力需求预 丕堡奎兰堡主兰堡笙苎 苎二量堕笙 测 电力投资比例和结构安排等决策问题为目标 能源 环境和经济模型 简称3 e 模型 常用于综合能源规划 它把电力产业经济系统 作为一个子系统 把电力规划作为综合能源规划的一部分来研究电力需求的预测问题 l e a p 和m a r k a l 是两个常用能源资源规划模型工具 文献 9 1 0 1 1 1 2 使用这些模型考察环境 约束对包括电力在内的能源系统的影响 这些模型都使用动态规划方法 输出变量包括电力 在内的能源需求 最优投资结构 时机和水平等 模型中主要的输入变量包括各种能源生产 转换系数 环境数据 劳动 资本等经济要素 主要产业投入产出数据和经济总量的增长率 数据等 1 3 运用解释结构模型化技术 i s m 研究电力系统可持续发展问题 在选择的2 8 个变 量中只有社会经济发展水平 生态环境容量 资源承载能力 科学技术进步 信息通讯技术 公众参与意识等6 个变量是电力系统以外的因素 未包括宏观经济波动 电力供需因素 社 会经济体制转型因素 产业政策等 该文献的邻接矩阵各个因素二元关系的判断并不透明 电力系统的可持续发展与电力产业稳定是两个相互联系又相互区别的问题 可持续发展问题 关注电力系统的发展空间和条件 稳定性问题研究电力系统 市场与产业经济的运行状态 当电力系统发展受到某种约束时 可持续发展问题会影响到运行稳定性1 1 4 1 1 1 2 2 电力市场稳定性 f 1 5 首次提出电力市场稳定性问题 为建立电力市场供需关系稳定性模型 假定发电商 电量增加的速度与价格减成本之差成比例 用户电量增加的速度与收益减价格之差成比例 建立两个均衡条件的一阶微分方程 研究平衡点附近的静态稳定性问题 文献 1 6 1 建立电力 市场均衡变动的蛛网模型 考察电力需求量和价格随竞价时段变动的稳定性 1 7 研究电力市场经济稳定性与物理稳定性的关系 分析电量交易市场 辅助服务市场 与投资市场之间的关系 指出经济领域现有的动态模型和研究方法不适合电力市场的长期稳 定性和大扰动稳定性的研究 提出把电力产业经济系统模型与物理系统模型进行耦合的思路 8 1 1 9 基于真实的电力市场结构和关系建立动态方程 然后对电力市场长期投资和充裕度进 行模拟 2 0 2 1 关于市场力对电力市场稳定性的影响的研究 2 2 1 提出竞争充分性对电力市场稳定性影响的研究思路如下 1 采用综合描述物理规律 经济规律及其交互关系的数学模型 反映竞争充分性对电力 市场稳定性的影响 4 墨堡茎堂堡主兰些兰苎兰 兰堕笙 2 考虑交易市场和投资市场的内在联系 以反映电力市场运营对竞争充分性的影响 3 竞争充分性既受到电力系统客观物理条件的约束 又受到市场参与者主观搏弈策略的 影响 1 1 2 3 电力产业经济波动性研究 在单部门产业经济波动周期研究中研究最多的是房地产 1 1 2 4 1 25 1 其它单部门经济波动的 研究有 2 6 2 7 2 8 研究经济波动传导的效果 关于电力产业经济周期研究的文献比较少 2 9 从经验出发强调电力必须与宏观经济协调发展 3 0 1 1 3 1 基于电力产业经济数据运用人工 智能等算法 编制供需关系指数 直接得到供需关系变动时序图 此外 还有从最近一次供需关系紧张的个案出发 一些行业管理专家凭经验把供需关系 变动的结果直观地归因于电力建设项目审批制遏制企业投资的积极性和主动性 电力需求预 测和规划失误 政府决策者判断错误 其背后深层次的原因是政府管理电力的职能没有改革 市场机制发育不全 发挥作用非常有限 这种经验性的结论对进一步分析问题症结非常有帮 助 1 1 2 4 电力零售市场稳定性研究 与电力零售市场经济稳定性有关的研究有两个领域 一是零售企业风险管理理论 一是 电力零售市场管制方法的选择与设计 零售电力企业风险管理的研究包括输i 配e e l k 务收入与 成本的风险管理1 3 2 电力买卖风险管理问题如各种具有选择权合同定价 3 4 3 5 p 6 f 3 7 3 8 1 1 3 钳 长期最优对冲比例m 4 1 m 短期最优购电计划h 3 1 1 4 4 n 5 1 等 电力零售市场管制的理论研究有两 个主题 一是管制方法的选择 多数文献都赞同中国电力零售市场实行激励性管制方法 4 6 1 4 7 一是如何具体设计管制机制 以适应输配电业务和零售价格管制 4 8 h 文献 4 7 5 0 在研究管 制体制设计时强调定性地分析了风险对零售市场经济稳定性的影响 1 1 2 5 电力投资羊群效应分析 2 0 0 4 年在许多地方现有机组中存在停机待煤的情况下 而违规开工建设的电源项目占 6 6 是政府许可项目规模的两倍 发电设备价格也随之大幅上升 3 0 万千瓦机组设备费用 提高了3 0 左右 6 0 万千瓦机组设备费用提高了4 0 z 石5 0 有的甚至翻番 这种大规模 的电力投资热潮 反映电力企业投资决策的趋同性 这类似于金融市场羊群效应现象 严重 5 天津大学博士学位论文 第一章绪论 影响当前和以后电力产业经济的稳定 对此还没有理论分析的文献 1 1 3 存在的问题 第一 电力系统和市场稳定性的研究范围过于狭窄 5 u 研究市场稳定性时 把市场供 需 初始条件或参数的变化作为输入变量 短期稳定性研究厂商规模等不变的 青况下 市场 的交易能否实现短期内电力的实时均衡 且保证电力系统的安全可靠 长期稳定性研究市场 规模等发生变动的情况下 系统能否保持充裕的可用发电容量及可用输电容量 以满足供需 的长期均衡 1 5 1 1 6 建立包含电力需求 供给 价格的差分方程模型 通过差分方程的稳定 性探讨电力市场均衡的条件 文献 1 7 分析电力市场不同于其他商品市场的特征 并根据交易 投资等环节的闭环控制思想建立了电力市场动力学的框架模型 这些研究把电力系统或电 力市场看作一个动态系统 这虽然有利于构造相应的数学方程来描述系统的特征 借助于这 些动态数学方程研究稳定性口2 l 容易得到比较精确的结论 适用于电力系统的科学规划 优化 调度和可靠性的科学管理 属于电力产业经济低层次稳定性问题 这些文献忽视中国社会正 处于转型过程 市场经济体系正逐步完善 政府职能和国有经济布局在调整 国有企业改革 正处于关键时期等因素 相对于电力系统和市场系统而言 中国电力产业经济是一个复杂系统 它除包含电力系 统和市场系统作为其子系统外 还包括与相关产业 宏观经济 环境资源 社会经济体制的 关系 这些宏观变量量化困难 变化模式特殊 常常经过缓慢变化的积累后发生突变 动态 系统很难把它们包含进去 基于动态系统的稳定性模型总是建立在某种既定的电力市场交易 规则的基础上 而从长期看 电力市场交易规则本身在电力产业经济的复杂系统中是内生的 所以电力市场以外的因素可能在长期内起更主要作用 未来中国电力产业经济稳定性既取决 于电力市场的规则设计是否符合经济规律 又取决于电力市场以外的诸多因素的综合作用 第二 电力产业经济系统建模的目标是解决电力规划问题 运用的方法以动态规划理论 为主 输出结果是电力投资决策所需要的信息 3 e 模型和专门的电力产业经济系统模型的研 究目的是解决电力规划问题 电力产业经济稳定性的研究目标是探索影响稳定性的影响因素 和影响方式 为更有效的管理稳定性提供理论基础 从实际运行结果看 中国近几年包括电 力在内的实际能源需求与能源规划的结果出入比较大 另外 这类模型不容易考虑体制变革 和社会经济转型等更宏观的变量 第三 电力零售市场稳定性研究的问题在于忽视高风险特性 金融市场发育程度低和相 6 天津大学博士学位论文 第一章绪论 影响当前和以后电力产业经济的稳定 对此还没有理论分析的文献 1 1 3 存在的问题 第一 电力系统和市场稳定性的研究范围过于狭窄 5 1 研究市场稳定性时 把市场供 需 初始条件或参数的变化作为输入变量 短期稳定性研究厂商规模等不变的情况下 市场 的交易能胥实现短期内电力的实时均衡 且保证电力系统的安全可靠 长期稳定性研究市场 规模等发生变动的情况下 系统能否保持充裕的可用发电容量及可用输电容量 以满足供需 的长期均衡 1 5 1 1 1 6 1 建立包含电力需求 供给 价格的差分方程模型 通过差分方程的稳定 性探讨电力市场均衡的条件 文献 17 分析电力市场不同于其他商品市场的特征 并根据交易 投资等环节的闭环控制思想建立了电力市场动力学的框架模型 这些研究把电力系统或电 力市场看作 个动态系统 这虽然有利于构造相应的数学方程来描述系统的特征 借助于这 些动态数学方程研究稳定性吲容易得到比较精确的结论 适用于电力系统的科学规划 优化 调度和可靠性的科学管理 属于电力产业经济低层次稳定性问题 这些文献忽视中国社会正 处于转型过程 市场经济体系正逐步完善 政府职能和国有经济布局在调整 国有企业改革 正处于关键时期等困素 相对于电力系统和市场系统而言 中国电力产业经济是一个复杂系统 它除包含电力系 统和市场系统作为其子系统外 还包括与相关产业 宏观经济 环境资源 社会经济体制的 关系 这些宏观变量量化困难 变化模式特殊 常常经过缓慢变化的积累后发生突变 动态 系统很难把它们包含进去 基于动态系统的稳定性模型总是建立在某种既定的电力市场交易 规则的基础上 而从长期看 电力市场交易规则本身在电力产业经济的复杂系统中是内生的 所以电力市场以外的因素可能在长期内起更主要作用 未来中国电力产业经济稳定性既取决 于电力市场的规则设计是否符合经济规律 又取决于电力市场以外的诸多因素的综合作用 第二 电力产业经济系统建模的目标是解决电力规划问题 运用的方法以动态规划理论 为主 输出结果是电力投资决策所需要的信息 3 e 模型和专门的电力产业经济系统模型的研 究目的是解决电力规划问题 电力产业经济稳定性的研究目标是探索影响稳定性的影响因素 和影响方式 为更有效的管理稳定性提供理论基础 从实际运行结果看 中国近几年包括电 力在内的实际能源需求与能源规划的结果出入比较大 另外 这类模型不容易考虑体制变革 和社会经济转型等更宏观的变量 第三 电力零售市场稳定性研究的问题在于忽视高风险特性 金融市场发育程度低和相 第三 电力零售市场稳定性研究的问题在于忽视高风险特性 金融市场发育程度低和相 6 至堡查堂苎主堂焦笙苎茎二童堑笙 关管理体制改革不同步等因素 中国在第一阶段电力市场化改革中 电力零售市场不引入竞 争 在全国范围内分成南北两大区域 在每一个区域把电力零售业务与输配电业务集中到一 家电网公司经营 电网公司在性质上是国有独资集团企业 出资人代表是中央政府 电力市 场监管权和零售市场电价管制的最后决策权也在中央政府 并且电力输配业务和买卖电力业 务的成本构成与约束不同 面临的风险性质和类型不同 价格监管体制设计中高风险 业务 混合 政府作为被监管者的出资人和监管者的身份重合等问题交织在一起对信息不对称和监 管规则制定与执行的影响 使得零售管制机制设计与运行比其他自然垄断行业更不稳定 由 于金融市场不发达 电力市场风险缺乏有效管理和交易机制 第四 缺乏分析电力产业经济与宏观经济波动关系的实证研究 文献 3 0 把电力供需关 系波动特征作为研究重点 选择电力消费量和g d p 等指标 通过人工智能的算法得到供需关 系指数 并计算电力有效供给增长的基准限 供需关系指数反映的是多个经济变量作用结果 的波动 而不是电力产业经济与宏观经济之间波动关系 从中无法得到宏观经济波动向电力 产业经济波动的传导关系特征 研究电力产业经济波动首先要研究波动来源于外部还是内部 外部的波动来源是如何影响电力产业经济的 第五 对重要的稳定性现实问题如羊群效应 仅有一些管理实践方面的专家依靠经验来 分析 缺乏严谨的系统分析口习1 5 经验性结论本身所能引申的政策有效性非常有限 如电力 供需不平衡的原因之一是审批制 简单地改革审批制就能够解决问题吗 事实上 审批制已 经改为核准制 电力发展计划己改为电力发展规划 核准制与审批制 发展计划与发展规划 到底有多大的实质性区别还需要时间来观察 金融市场的羊群效应曾在理论上有系统的分析 而电力投资市场与金融市场的羊群效应 有根本的不同 前者可能是中国电力产业经济内在不稳定机制的一次集中爆发 可能昭示着 不稳定的结构 中国电力产业要持续协调稳定地发展 需要对这种不稳定机制进行系统研究 1 2 论文的基本结构和创新点 1 2 1 论文的基本结构 论文的目的是对中国电力产业经济稳定性的几个现实问题和潜在问题进行研究 基本逻 辑结构是 运用i s m 模型化方法建立中国电力产业经济稳定性的系统结构 在系统结构的指 导下 分别研究四个中国电力产业经济稳定性问题 中国宏观经济对电力产业经济的波动传 7 奎堡查兰堡主兰竺丝苎墨二兰堑堡 导关系的实证分析 中国电力投资市场上羊群效应的机理分析 中国电力零售市场管制体制 设计的风险问题 中国电力零售企业的风险管理问题 具体内容分布如下 第一章介绍中国电力产业经济稳定性问题研究背景和研究现状 第二章阐述电力产业经济的概念 从电力商品性质引申电力产业经济的特征和稳定性问 题的地位 并对现有稳定性理论进行延拓 给出稳定性概念的三个层次 第三章根据稳定性概念的三个层次 总结文献对一些稳定性因素的分析成果 加上我们 对另一些因素的研究 通过自内而外自下而上反复分析 确定稳定性系统结构的2 6 个宏观微 观因素及其关联关系 运用i s m 模型化技术 经过计算得到稳定性系统结构图 对系统结构 从经济意义上进行解释 第四章按照系统结构揭示的宏观经济周期对稳定性影响的路径 研究中国宏观经济对电 力产业波动的影响 首先构建经济变量波动的传导关系实证分析方法体系 其次选择反映电 力产业经济规模的指标 最后运用方法体系中每一种方法对经济电力数据进行实证分析 得 到传导方向和强度等传导关系特征 第五章按照系统结构揭示的社会经济体制对稳定性影响的路径 运用博弈论原理 分析 2 0 0 3 年以来中国电力投资市场上羊群效应的发生机理 分析表明 宏观经济周期 对市场监 管的信心 对市场力的倾心和担心 政府管理国有企业的偏好 企业制度 软预算约束等都 是中国电力投资市场羊群效应发生的诱因 第六章研究中国电力零售价格管制模式中市场风险问题 运用非寿险精算原理 把管制 价格和垄断的市场地位看作一项风险资产 提出管制价格的公允价值和稳健价格 以此为工 具把市场风险从管制价格中分离出来 这样把风险管理从制定管制价格中独立出来 极大地 减少风险问题对成本信息不对称干扰的程度 通过模拟 研究管制体制设计中把市场风险从 管制价格中分离后的效果 第七章研究中国电力零售企业价差风险管理问题 为电网企业构建价差风险管理体系 解决风险资本的规模和分配问题 为电网企业利用现货合同和期货合同管理价差风险 运用 效率边界的概念 建立一个最优合同电量模型 还模拟最优合同电量比例对不同的市场风险 来源有不同的敏感性 1 2 2 论文工作的创新点 1 基于中国电力体制改革发展的实际状况 提出中国电力产业经济稳定性的现实问题和 天津大学博士学位论文 兰 兰堡丝 把电力产业经济系统划分为电力物理系统 电力潜在问题 运用产业经济理论的研究范畴 市场系统和电力产业的经济关系系统等三个层次 相应地 电力产业经济稳定性包含物理系 统 市场系统和产业经济关系系统的稳定性等三个层次 这就把现有电力稳定性理论延拓到 电力产业经济稳定性 2 运用i s m 模型化方法建立电力产业经济稳定性系统结构 解释结构的经济意义 为进 一步分析高层次稳定性问题提供一个框架 电力产业经济稳定性系统是一个复杂系统 对它 进行有效的定量研究之前 先分析它的层次和关联结构 而i s m 建模方法是研究复杂系统结 构的有效方法 论文建立的结构模型中 电力系统物理稳定是输出因素 结构模型的核心是 供给 需求 价格组成的子结构 影响物理稳定性的各个产业经济关系因素都可通过这个子结 构对输出因素产生影响 这与经典经济学的标准研究范式相一致 3 为分析中国宏观经济与电力产业经济波动的传导关系 综合异常值诊断分析 时域分 析中的自相关函数 偏相关函数1 和逆自相关函数 v n g j g 型 格兰杰因果关系检验 频域分 析中交叉谱 凝聚函数 频率响应函数 相位函数等方法的特点 形成分析经济变量波动传 导关系特征的方法体系 实证分析中根据数据条件科学选择反映电力产业经济的指标 经过 计算 发现中国宏观经济与电力产业经济波动传导关系的主要频率 主要方向 传导强度等 特征 4 中国电力投资领域在2 0 0 2 年以来电力企业投资决策趋同性特点 虽然与金融市场上羊 群效应在表面上是相似的 但两者有不同的本质 即前者是电力管理体制过渡时期各种因素 综合作用下的企业理性选择 后者属于投资者个人非理性的盲从行为 运用博弈论原理对前 者进行机理分析时 把价格竞争作为发电市场主要竞争手段 设定市场竞争者效用函数中特 别考虑电力管理体制过渡时期一些重要因素 如未来电力市场竞争 企业自身追逐市场力的 热情和对竞争对手追逐市场力的担心 政府管理国有企业的偏好 电力投资博弈模型的分析 表明 投资决策的混合战略纳什均衡解是反映参与人决策相互影响的一种方式 影响均衡解 的参数主要是未来电力需求的概率分布和电力市场竞争评价系数 它们分别代表了来自电力 市场未来需求的影响和电力建设背后复杂社会经济因素 电力投资羊群效应有两种发生机制 包括相同的未来需求信息来源和参与人决策之间的 相互影响 中国电力投资市场近期发生的羊群效应的条件主要有未来电力需求信息强烈刺激 参与人内部始终存在经济扩张的动力 参与人之间投资决策的相互影响 1 论文计算自相关函数与偏相关函数时分别采用皮尔逊 p e a r s o n 相关系数和斯皮尔曼 s p e a r m a n 秩相关系数两种算法计 算 9 墨兰查兰堕主堂垡笙苎要二量堕堡 5 中国电力产业经济稳定性的一个突出潜在问题是电力零售市场的价格管制与电力市场 高风险如何协调 运用非寿险精算原理 提出管制价格的公允价值与稳健价格概念 构建分 离出电力市场高风险的管制模型 在新管制模型中 管制体制设计中的信息不对称问题可以 得到比较好的解决 管制体制稳定性得到提高 从而使电力零售市场缓冲电力市场高风险对 下游产业的冲击力 运用非寿险精算原理分离市场风险的思想可以应用于电力零售企业风险 管理实践中 6 在目前电力体制改革方案中 中国电网企业集输配电业务和电力零售业务于一体 两 种业务都面临着不同种类的高风险 电网公司的风险管理水平和状况 将直接影响电力零售 市场的稳定性 零售价差风险是电网公司零售业务产生的 对企业和零售市场有重要影响 运用投资组合理论中效率边界的概念研究零售业务风险管理的最优合