信息有效性与发电商竞价策略研究.doc

信息有效性对发电商竞价策略的影响分析信息对每一个市场都有触发交易、引导竞争的基础性作用。在电力市场建设的过程中，信息的充分程度、准确性、时效性、获得信息的成本、利用信息的能力以及公平程度都会对市场参与者产生较大的影响。为此，本文从信息经济学基本理论入手，运用博弈论的方法对电力交易中发电侧成员在不同的信息充分度下所采取的竞价策略进行分析，得出信息对电力交易发电侧竞价策略的影响。以期对各发电侧的市场参与者提供一定的帮助。1 信息与电力市场1.1信息在市场中的作用信息经济学的基本理论认为,市场是传递信息的网络,各个交易主体通过市场中的信息交换而有机地联系在一起,交易才能顺利开展5-6。在市场中,资源的任何配置都是特定决策的结果,而人们作出的任何决策都是基于给定的信息,因此,设计和组织市场时所面临的根本问题是如何建立一个信息有效的市场。在这个市场中,信息能够被有效地传递、有效地被交易主体所掌握,交易主体能够根据所获得的信息作出科学的决策,从而在市场这只无形的手的调节下,达到资源配置的最优化。1.2信息有效市场的判断准则要建立上述信息有效的市场,应满足4个判断准则:信息公开的有效性,即市场中凡是应该合理地得到披露的信息都能充分、真实、及时地在市场上得到公开;信息从公开到被接收的有效性,即上述被公开的信息能够充分、准确、及时地被交易主体所获得;信息接收者对所获信息作出判断的有效性,即每个关注市场的交易主体能够根据所得到的信息作出一致、合理、及时的价值判断;信息的接收者能根据其判断实施准确、及时的行动7。虽然在现实的市场例如电力市场中往往很难同时满足以上4项判断准则,但仍然需要尽可能多地满足这些条件,保障市场中信息的有效性,才能充分发挥市场优化配置资源的作用,获得更高的市场效率。因此,有必要从信息有效性的角度重新审视电力市场中的交易行为。1.3信息披露在电力市场中的重要作用电力市场作为一种特殊的市场,是传递电能交易信息的网络,信息披露机制对于电力市场的重要意义不言而喻。电力市场中的信息包括购售电价格、电量、供求关系、网损、输电网络阻塞状况和机组检修情况等各种信息。事实上,从信息交换的角度研究电力市场,可以发现这些信息以及披露这些信息的机制影响着电力市场的市场效率、交易成本、交易速度和市场公平性等方面。1)市场效率。如前所述,电力市场中交易信息披露的有效性将决定市场效率的高低。若市场中的信息披露不完全甚至有误,例如发电商获得了错误的电能需求信息,将无法合理地作出交易决策,最终发电商无法实现其利益的最大化,而整个市场也无法获得最优化的资源配置效果。2)交易成本。信息成本是电力交易成本中最重要的组成部分。市场成员在交易中所付出的谈判成本实质上源于对信息的缺失或不确定性,同时,市场监管机构为了实现有效的监管也需要付出一定的监管成本,以收集必要的监管信息。因此,可以认为交易成本中的信息成本、谈判成本和监管成本都与电力市场中信息披露机制的优劣有着紧密的联系。3)交易速度。交易速度也可以理解为交易所需付出的时间成本。在电力市场中,交易信息在各交易主体之间的传输需要时间,交易主体收集和处理信息也需要花费时间。市场中的各种交易方式之所以存在交易速度上的较大差别,主要是由于它们的信息披露机制不同所致。4)市场公平性。电力市场中最主要的一种不公平就是各交易主体所能获得的信息不公平。这又可分为2种类型:一种是同一类交易主体之间的不公平,例如某发电商能够通过一些特殊渠道获得其他发电商所不知道的网络约束信息甚至于其他发电商的报价策略,则该发电商必然能够在市场交易中占据有利地位;另一种是不同类型的交易主体之间的不公平,例如市场中的信息披露机制设计存在缺陷,使得购电方相比售电方处于信息优势地位,则购电方将能够借此压低售电价格获利。这些都是由于交易主体之间的信息不对称所造成的电力市场中的不公平情况。正是由于信息对于电力市场运行的重要意义,市场中信息披露机制设计的好坏将深刻地影响到电力市场的市场效率、交易成本、交易速度和市场公平性等各个方面。因此,有必要从信息披露的角度评价市场设计的优劣,确保市场中信息披露机制的有效性,使电力市场能够达到市场效率、交易成本和公平性等各方面的综合最优。2 发电商竞价博弈分析2.1完全信息下竞价的策略的博弈分析现对市场基本条件做一定假设，以后几种模型的建立均在本假设条件下：发电厂商同时或独立提出其竞价策略；市场上总的供给等于总的需求，即市场没有剩余；在竞标博弈过程中，认为市场和每个参与人的报价都是理性的。市场上的供应电量决定市场电价；竞价上网的过程中只有市场内发电厂商参与；各发电厂商供应电量有同质性和不能储存性。电力市场具有完全信息是指各发电厂商的成本信息是公开的，每个发电厂商在做自己的报价决策时，都知道其它发电厂商的费用函数。在一个规范的电力系统中，各发电厂商选择报价策略的实质是寻求一个市场均衡点，即售电价格和交易电量的组合使得按这个点来组织生产和进行交易时各发电厂商的收益都达到了最优并且市场出清。能使系统达到这种均衡状态的报价策略就称之为发电商的最优报价策略，市场均衡点就称为市场最优交易点。假设市场上有两个发电厂商，他们完全了解对手的得益情况。发电厂商1的发电量为，发电厂商2的发电量为，则市场总发电量=+，设为市场出清价，则。且发电厂商的边际成本为，则两个发电厂商的利润函数分别为： （1） （2）这里两个发电厂商就是两个博弈方，他们的得益都取决于对方的策略，所以这里存在一个纳什均衡，即博弈双方的策略组合。本博弈中纳什均衡的充分必要条件是最大值问题。 （3）由一阶最优条件解得厂商1和厂商2的最优反应函数分别为： (4) (5)两个反应函数的交叉点就是纳什均衡解： (6)通过计算出的电量可以计算出在这状态下的市场出清价，从而制定对自己最为有利的报价。2.2 不完全信息下竞价策略的博弈分析电力市场中的信息往往是不完全的，发电厂商对信息资源的了解也不同，比如有些发电厂商只知道自己的生产成本，而有些厂商还知道其他厂商的成本函数。引入Cournot模型，运用博弈论的方法，研究在不完全信息情况下，发电厂商采用何种竞价策略，使自己利润获得最大化。这里假设如下情况的信息不完全，即关于发电厂商的生产成本的信息不完全，而所有其他信息都是市场中每一个发电厂商的共同知识。对于生产成本的信息不完全，这里分为两种情况：不对称的不完全信息和对称的不完全信息。2.2.1不对称的不完全信息电力市场中，由于发电厂商能力、条件等方面的不同，势必有一方发电厂商比另一方拥有更多的关于生产成本的市场信息，称为关于生产成本的不对称不完全信息。具体阐述如下：假设市场上有n家发电厂商，共计有两种类型，类型1：发电厂商具有一种类型的生产成本；类型2：发电厂商具有种类型的生产成本，分别是。假设类型1的发电厂商的生产成本是共同知识，而关于类型2的发电厂商的生产成本是不完全信息，也就是说发电厂商知道市场中所有发电厂商的真实的发电成本，而发电厂商除了知道该类型1的所有厂商的生产成本外，并不知道类型2厂商的发电成本而只是知道关于类型2厂商发电成本的如下概率分布表。生产成本概率表1 发电厂商j的生产成本函数概率分布显然，。在这种情况下，类型1的发电商好像是和共计有个不同的发电厂商竞争，而不是原先的个发电厂商。由于发电厂商拥有完全信息，该厂商将会选择如下发电量来最大化自己的利润： (1)S.t. 然而发电厂商不知道到底是种发电成本中的哪一种，因此该发电厂商会选择如下的发电量来最大化如下的利润期望：S.t. 其中，,，依次是发电厂商采用发电成本时的发电量，发电厂商n采用发电成本时的发电量。依次是发电厂商采用发电成本时的概率,，发电厂商n采用发电成本时的概率。因而，求解这n个发电厂商的纳什均衡（最优发电量组合），可以化为如下的多目标优化问题：S.t. 通过求解，可以得到市场中每一个发电厂商的最优发电量，进而可以得到每一个发电厂商的利润和市场电量价格。2.2.2 对称的不完全信息市场上的各个发电厂商关于生产成本所获得的信息基本相当，除了知道自己的真实发电成本外，并不知道其他所有发电厂商真实的发电成本，称为关于生产成本的对称不完全信息。具体问题阐述如下：假设市场上有n家发电厂商，每一个发电商具有m种生产成本，每一个发电厂商只是知道自己采用何种发电成本，但是不知道其他n-1个发电厂商具体采用哪一种发电成本进行生产，而只是知道其他发电厂商关于采用生产成本的概率（共同知识），见下表生产成本概率表2 发电厂商j的生产成本函数概率分布显然，。在这种情况下，发电厂商和个不同的发电厂商竞争，而不是原先的个发电厂商。发电厂商不知道发电厂商到底是m种发电成本中的哪一种，因此该发电厂商会选择如下的发电量来最大化如下的利润期望。S.t. 其中，依次是发电厂商1采用发电成本时的发电量，发电厂商n采用发电成本时的发电量；依次是发电厂商1采用发电成本时的概率，发电厂商n采用发电成本时的概率。因而，求解这n个发电厂商的纳什均衡（最优发电量组合）可以化为如下的多目标优化问题：S.t. 通过求解，我们可以得到市场中每一个发电厂商的最优发电量，最大利润和市场电量价格。3 算例分析假设在某电力市场中，有两个寡头的发电厂商，厂商1和厂商2。用表示第个发电厂商的发电量，发电厂商成本函数是发电量的二次函数 ，市场电量价格函数如下： 项目发电厂商1发电厂商2类型L类型H成本函数 0.020.0250.035 1.82.03.0电价函数8.00.05表3 成本函数和电量价格函数的参数假设厂商1只有一种确定的成本函数；而厂商2有两种成本函数：低成本函数类型L和高成本函数类型H。表4为厂商1所知道的厂商2成本函数的概率分布。（1）Case1：厂商1知道厂商2具有成本L类型的概率是1.0，具有成本H类型的概率是0.0。这种情况相当于完全信息，厂商1，2互相知道对方的成本函数，厂商2的生产成本是L类型。（2）Case2-1：厂商1知道厂商2具有成本L类型的概率是0.65，具有成本H类型的概率是0.35；而厂商2采用的生产成本是低成本，L类型。（3）Case2-2：厂商1知道厂商2具有成本L类型的概率是0.65，具有成本H类型的概率是0.35；而厂商2采用的生产成本是高成本，H类型。（4）Case3-1：厂商1知道厂商2具有成本L类型的概率是0.50，具有成本H类型的概率是0.50；而厂商2采用的生产成本是低成本，L类型。（5）Case3-2：厂商1知道厂商2具有成本L类型的概率是0.50，具有成本H类型的概率是0.50；而厂商2采用的生产成本是高成本，H类型。（6）Case4-1：厂商1知道厂商2具有成本L类型的概率是0.35，具有成本H类型的概率是0.65；而厂商2采用的生产成本是低成本，L类型。方式 成本类型L 成本类型HCase 1 1.0 0Case 2-1 0.65 0.35Case 2-2 0.65 0.35Case 3-1 0.50 0.50Case 3-2 0.50 0.50Case 4-1 0.35 0.65Case 4-2 0.35 0.65Case 5 0 1.0表4 厂商2成本函数的概率分布（7）Case4-2：厂商1知道厂商2具有成本L类型的概率是0.35，具有成本H类型的概率是0.65；而厂商2采用的生产成本是高成本，H类型。（8）Case5：厂商1知道厂商2具有成本L类型的概率是0.0，具有成本H类型的概率是1.0。类似Case1的完全信息，此时厂商2的生产成本是H类型。根据 S.t. ，即不对称的不完全信息可得发电商1和发电商2的最优发电量及市场的电价。方式 厂商1发电量 厂商2发电量 市场电价Case1 34.0541 28.6486 4.8649Case2-1 35.3597 28.2134 4.8213Case2-2 35.3597 19.0119 5.2814Case3-1 35.9148 28.0284 4.8028Case3-2 35.9148 18.8486 5.2618Case4-1 36.4673 27.8442 4.7844Case4-2 36.4673 18.6861 5.2423Case5 37.7465 18.3099 5.1972表5 发电商1和发电商2的最优发电量和市场的电量价格1. 当从8.0增长到12.0相应的电价函数变为： 在表4对应的8种情况下，可得到如下的纳什均衡电量和市场电价：方式 厂商1发电量 厂商2发电量 市场电价Case1 55.6757 48.1081 6.8108Case2-1 57.3043 47.5652 6.7565Case2-2 57.3043 36.0870 6.3304Case3-1 57.9968 47.3344 6.7334Case3-2 57.9968 35.8833 7.3060Case4-1 58.6861 47.1046 6.7105Case4-2 58.6861 35.6086 7.2817Case5 60.2817 35.2113 7.2254表6发电商1和2的最优发电量和市场的电量价格对比表5、表6可以看出：随着需求的增加，发电厂商1和2都增加其发电量并且市场电价所有升高。2. 当从0.05增大到0.20，相应的电价函数变为： 同样可得到如下的纳什均衡电量和市场电价：方式 厂商1发电量 厂商2发电量 市场电价Case1 10.0633 8.8608 4.2152Case2-1 10.5608 8.6397 4.1599Case2-2 10.5608 6.1444 4.6590Case3-1 10.7728 8.5454 4.1364Case3-2 10.7728 6.0541 4.6346Case4-1 10.9842 8.4515 4.1129Case4-2 10.9842 5.9642 4.6103Case5 11.4748 5.7554 4.0584表7 发电商1和2的最优发电量和市场的电量价格对比表5、表7可以看出：随着增加，发电厂商1和2都减少其发电量，市场电价有所下降但下降不大。3. 通过对比表5、6、7可以发现：在不同的信息下，会导致不同的市场供应电量和电价，信息的开放和共享可以降低某些发电厂商行使其市场力的可能性。4 结语信息有效性，对于发电商之间的自由竞争起着尤为重要的作用。只有足够充分的信息，才能对市场做出正确的判断，并做出正确的决策。而对于市场的监管者，需要从优化整个