9发电企业报价策略选择中的风险型决策方法

第 3 l 卷第 1期 2 0 0 4年 1月 华北电力大学学报 J o u r na l o f No r t h Ch i n a El e c t r i c P o we r Un We ni ty Vo 1 31 No 1 J a n ，2 0 0 4 文章编 号 ： 1 0 0 7 - 2 6 9 1 ( 2 0 0 4 ) 0 1 - 0 0 6 9 - 0 4 发电企业报价策略选择中的风险型决策方法 刘严 ，谭忠富，乞建勋 ( 华北电力大学 工商管理学院，北京 1 0 2 2 0 6 ) 摘要：针对发电企业竟价策略选择的问题，通过对其决策特征与风险型决策特点的比较分析，提出了利用 风险型决策方法来解决发电企业报价策略选择的问题。在应用风险型决策方法的过程中，不仅使用常用的 期望损益值法，而且考虑到不同决策主体的风险偏好。通过对效用曲线的研究，根据不同决策主体风险态 度的不同将其划分成保守型、中立型和进取型三种基本类型，进而采用期望效用作为选取最优报价策略的 标准。通过对表示决策者风险态度的参数取值范围的划分，得到了针对不同决策主体的最优报价策略。采 用算例验证了这种方法的可行性与必要性，以及运用此种决策技术分析。可以有效的降低单一衡量标准的 失误，增加其准确性和可靠性，使有限的信息产生最大的收益，达到最佳的决策效果。 关键词：风险型决策；效用：报价 策略；期望值 中圈分类号：F 2 2 4 5 文献标识码：A 础 s l de c i s i o n me t ho d i n b i dd i ng s t r a t e g y ma ki ng f or po we r pr o du c e r s L l U Y a n ，T AN Z h o n g - f u ，QI J i a n - x u n ( S c h o o l o f B u s i n e s s Ad mi n i l mt i o n , No r t hC h i n aE l e c t r i c P o we r Un i v e r s i t y ,B e ij 1 0 2 2 0 6 ， C h i m) h灯- c I ：T h i s p a p e r a n a l y s e st h e c h a r a c t e r i s t i c s i np o we r p r o d u c e r sb i d d mg s t r a t e g yma a n dI i s 如 c i s i o n 皿 n gi s s l 懿 a n d o l o 8 e s a d e c i s i o nme t h o dt o s o l v e t h e p r o b l e m o f b i d d i n gt mme g y- n g i nt i m 鼍 p a t 舶瓤I 口 亭 B y 啦 孽 e c 蛐 i p k毒 o m l d e c i s i o n ， t h e r i s k f a v o r o f d i ff e r e n t d e c i # i o n ma k e r i s c e mk k t e e l h蚰l O n t h e u t i t y c u r v e t h e d e c i s i o n ma k e r i s d i v i d e d i n t o t h 】r e e如n d 锄 t y i n g伽衄 嚣 囟 m r a h m d a g g r e s s i v e T h e i m p e c t a n t e ff e c t o f u t i l i t y o n d e c i s i o n s i s d i s c u s s e d a n d t h e d L ff e t t o p e m at ， 翻岫 啦啦 f o r I i I 瓣d e i o n 0 0 _ I 龟 眵舅 知 l i 薯 d e I 1 引 言 mI I ；嚣 趣o t I白i n o d 。 As i mp l e n u me r i c a l e x a mp l e i s 勰e d 曩 I r i l l 璐毂 I I t i 叠 s 曲 叠， l 圈0 豳 d l 哇 i 峰 咖瞳 g s u m g i e s ； 随着 以 “ 竞价上网”为核心的电力体制改革的 不断深入 ， 传统 的电力企业将面临着越来越激烈的 市场竞争。 在电力市场环境下， 发电企业从传统的 完成发电任务转变为报价竞标发电负荷以获得最大 的利润 ，其 目标和行为发生 了本质的变化。发 电公 司要事先申报电力价格、 辅助服务价格等信息，电 力运营 中心根据各发 电公司 申报的信息和用户的用 电需求，本着 “ 公平、公正、公开”的原则采用低 价先调的原则选择各发电公司该时段上网电量， 并 按照统一的价格进行结算 “ 。这样 ，如何利用 自己 掌握的信息合理 申报，以获得最大的利润 ，是发 电 公司报价决策所要解决的问题。 本文采用风险型决 策方法对 发电公司报价策略选择 的问题进行研 究， 收稿 日期：2 0 0 3 - 0 5 0 1 基金项目：国家 自然科学基金资助项目 ( 7 9 8 0 0 0 0 2 ) ：国家社会科学基金资助项目 ( 9 9 E J Y0 1 1 ) ；国家 自然科学基金 “ 九五” 重大科技课题 ( 5 9 8 5 4 1 o ) 作者简介：刘严 ( 1 9 7 7一) ，男，华北电力大学工商管理学院硕士研究生 维普资讯 华北电力大学学报 2 0 0 4年 同时考虑到不同决策主体对风险的态度不同， 通过 期望效用 来选 取针对不 同决策 主体 的最 优报价决 策，经实例验证效果很好。 1 风险型决策方法 1 1 风险型决策的理论 风险型决策也称为概率型决策 ， 这类决策的主 要特征是：决策的 问题存在两种 以上 的 自然状态 ； 每个被选方案所面 临的 自然状态是不能肯定 的； 各 种 自然状态的出现是随机的， 可以根据统计资料或 具体 的调研分析预测其出现 的概率； 按照这些概率 进行决策就是风险决策 。可见之所 以叫风 险型决 策，是 因为状态的概率是不能肯定的，使得依据这 种概率进行的决策总要 冒一定的风险， 风险型决策 由此而得名 嘲 。 1 2 风险型决策的方法 1 2 1期望损益值法 解决风险型决策问题的方法主要有损益期望值 准则和决策树法 ， 二种方法都是依据计算出的损益 期望值的大小决策 。 计算出各方案 的损益期望值 后， 选择收益值最 大或损失值最小的方案为最优决策方案。 按要求根 据未来各事件的损益值和 出现的概率 ， 由后 向前分 层计算 ，可以求出各方案的损益期望值。然后 比较 各方案的损益期望值 ，从中选优并做 出决策 。期望 损益值的计算公式为 一 f) = W oS j ) 。 户 l 决策树法的基本原理仍是 以计算损益期望值为 依据 ，所不 同的是在作 图的基础上计 算损 益期望 值 ， 所 做的图形叫决策树 。这种方法能够直接形象 地反映决策的过程， 尤其适合于解决复杂的决策 问 题 画出了决策问题的决策树之后， 就可以根据期 望值来进行决策 嗍 。 1 2 2期望损益值法 的不足 期望损益值法尽管具有层次分明、 直观性强、 便 于操 作的优点， 但用这种方法所选出的只是期望损 益最大的方案， 而不是实际损益最大的方案。决策 主体在选择这种方案的同时也要 冒着由对手方案所 带来的收入降低的风险 。 而在现 实中， 不 同的决策 生 体对待风 险的态度是不同的， 这也决定 了他们在 进行决策时的侧重点不同。因此 ， 在进行竞标策略 臻良 渣誊童 的选择 时， 要考虑到决策者的风险偏好， 这是单纯的 期望损益值法所不能解决的问题， 此时要利用其他 的决策准则来进行决策， 这时也就用到了效用理论。 1 3 效用理论在风险型决策问题 中的应用 在衡量带有风险的决策方 案的过程 中， 人们常 用期望损益作为标准，实际上，有些风险后果很难 计算，即使能够加以预测，同样的收益或损失在不 同的人的心 目中的地位也不一样。 也就是说决策者 对风险的态度会影响决策。 1 3 1风险承受主体的态度与效用 函数 在发电企业进行竞价策略选择的过程中， 发生 的任何损失和风险总是由竞价的发电企业承担。 他 们 的基本特征是有权独立决策 ， 并且对决策的后果 负责 。因此，各发 电企业对风险的态度是决定如何 选择竞价策略的关键 。然而，发 电企业的风险态度 是 由他们的效用感受性质决定的。 在现代决策理论 中，通常用效用 函数来描述风险态度 。所谓效用 ， 就是从一定的物质或活动的获得与消费中所产生的 在身体上和精神上的满足感， 它能衡量企业对某种 决策的主观价值态度或偏好，即效用值 。不 同数额 的收益或损失在 同一个企业的感受中有不同的效用 值 ，因此，效用值是收益或损失大小C 的函数，这 个 函数就 叫做效用 函数，通常用 来表示 】 。一 般规定： 决策者最愿意接受的事物对应的效用值 为 l ，而最厌恶的事物对应的效用值为 0 。 在风 险条件下 ， 不同的决策者对风险的态度不 相 同，对待风险一般有 3种典型 的态度 ，即保 守 型、中立型和进取型 ，图 l 示出了三类决策者的效 用 曲线，反映 了他们对待风险的不同态度 。 益值 图 1不同决策者 的效用 曲线 Fi g 1 Ut i l i t y c ur v e 8f o rd i ffe r e n td e c i s i o nm a k e r s ( 1 ) 曲线 I 所反映的决策者 的特点是： 他对肯定 能得到的某一益损值 的效用 ， 大于对带有风 险的相 同甚至更大 的损益 期望值的效用。 属于这种类型的 决策者对利益的反应 比较迟缓 ， 而对损失则比较敏 感， 即损失稍微增加一点， 效用就下降很多。 这是一 种谨慎小心 、 避免风险、 不求大利的保守型决策人 。 维普资讯 第 l 期 刘严等 ：发电企业报价策略选择 中的风 险型决策方法 7 l ( 2 )曲线I I 所反映的决策者的特点恰恰相反， 这种决策者对损失的反应迟缓 ， 而对利益则 比较敏 感 ，风 险越大则效用越大 ，是一种不怕风险、谋求 大利 的进取型决策人 。 ( 3 )曲线所 反映的是一种中立型决策者 ， 他 对能够得到的损益期望值本身与效用大小看成是正 比关系。 对于这样 的决策人只要利用损益期望值作 为选择方案的准则即可 ，不需另作效用 曲线 ，这是 一 种愿冒一定风险 ， 完全按期望值大小选择行动的 决策者 嘲。 1 3 2应用效用理论来解决风险型决策 问题 依据风险态度进行风险决策， 最常用的方法是 风险决策 的期望效用值法 ， 即依据期望效用值得大 小来决定方案的取舍 ，其主要步骤有 忉 ： ( 1 )确 定各种可能的 自然状态( 6 I ) 及其概率分 布 。 ( 2 )计算各备选方案在各种状态下的损益值 。 ( 3 )确定效用 函数 。效用 函数有 多种表现方 式，其 中常用 的是：二次效用函数 ) 一 ，指 数效用 函数U ( x ) =-e 一 以及对数效用函数 - l 等。 也可以用直接提问法和对比提 问法来确定效用 函数 。 ( 4 ) 计算各备选方案在不同状态下的效用值 。 ( 5 )计算各备选方案的期望效用值以 ) 。 ( 6 )按期望值大小优选：对于损失效用值选最 小者为优：对于收益效用值选最大者为最佳方案 。 2 风险型决策方法在发电企业竞价策略选 择中的应用实例 2 1 问题的提 出 假设在一个区域 电力市场 中只有 A， B两个 电 厂，已知总负荷为 1 0 0万 k W。在 0时至 l 时 B电 厂的报价可能有 3种方案如表 1 所示 ， 每种方案可 能被采用的概率也一并列出。 A 电厂发电的变动成 本为 0 1元 k W h ，最低 出力为 2 0万 k W，最 高出 力为 1 0 0万 k W，机组启动费用如表 2所示 ，且规 定最高报价为 0 7元 k W h ， 各出力报价递增a = 0 0 5 h 。 针对 B电厂可能出现的三种方案及 A 电 厂本身的成本等特点， A电厂可选的报价方案如表 3所示。设交易中心按照 “ 按成本排序 ，入围者同 价” ，两 电厂同价并超出总负荷时以所报 电量按 比 例分配。 表 1 B电厂备选报价方案 T a b 1 Bi d d i n g c h o i c e s o fB p l a n t 元 表 2 A电厂的机组启动费用 T a b 2 Ch a r g e f o r s t a r t u p o f Ap l a n t 万元 表 3 A电厂备选报价方案 Ta b 3 Bi d d i n g c h o i c e s o f A P l a nt 兀 l o o A 电厂报价 2 O 4 o 6 O 8 O 嘎 k W - h 方案二 。) O 2 5 O 3 0 O 3 5 O 4 o O 4 5 方案二 )0 3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 方案三 ， )0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0 5 5 为解决这个问题 ， 应该先求 出A电厂各种备选 报价方案针对 B电厂不同报价方案 时所获得利润 。 例如 当 A 电厂采用方案一 。 ) 、B 电厂采用方案二 ( ) 时， 通过比较， 按照“ 按成本排序， 入围者 同价” 的 方法来进行排序， 得出结算价为 0 4 0元， A， B两 电 ， 、 厂 上 网 电量 的 分 配 为 A 电 厂 6 6 6 7 ( 1 0 0 x 8 0 ( 8 0 + 4 0 ) ) 万 k W， B电厂 3 3 3 3 ( 1 0 0 x 4 0 ( 8 0 + 4 0 ) ) 万 k W，此时 A 电厂的利润为 6 6 6 7 x ( 0 4 0 -0 1 0 ) 一 4 ， 即 l 6万元 。 同理，通过将 A 电厂的 3个备选方案分别与 B 电厂的 3个备选方案进行比较 ，得出 A 电厂在 各种情况下 的损益如表 4所示。 表 4 A 电厂的损益状 况 Tab 4 P a y o ffo f A p l a n t 万元 表 4就是 A 电厂的损益矩阵 ，从这个矩阵 中 不能直接做出决策的判断，这样 A 电厂就面临决 策 问题 。 2 2 利用决策树进行决策 通过对 A 电厂期望损益值的计算得 出： ( 。 ) = l 4 5， 1 ( 2 ) = l 5 0 7， 1 ( ) = l 4 9 5。 将上例 中的决策问题作决策树 ，如图 2所示 。 因此 ， 用决策树法得出的结果是应采用决策方案二 2 ) ，此时的期望损益为 1 5 0 7万元。 溪羁。 _ 强 瑟 维普资讯 7 2 华北电力大学学报 2 0 0 4年 对手方 案一 0 3 本厂方案一 ) 本厂方案三 对手方案三 O 2 l l l 6 1 6 1 4 1 4 l 9 3 3 1 1 l 6 5 1 7 圈 2 利用决策树来进行决策 l ng 2 Us l I l g t h e d e c i s i o n t r e e s t o m s t k e d e c i s i o n s 2 3 利用效 用理论来进行风险型决策 A电厂对应 B电厂不同报价方案时的损益状况 如表 4 所示，根据表 4的数据来计算效用值。 ( 1 )计算电厂 A 的各备选方案在电厂 B的各 报价方案下的效用值，设 A 电厂决策者的效用函 数为二次型。即： ( 一 ，( 卢l ， 2 ， 3 ； ， = l ， 2 ， 3 ) ， 式中 表示 A电厂的第f 个方案在 B电厂的第， 个方 案下的收益，参数 表示决策者的风险态度。运用 上表的数据，得出各种情况的效用值，如 ： ( B 3 ) = 1 6 一 l 6 。 ( 2 )计算各方案 的期望效用值 。 ) = = l 4 5 2 1 5 ， 户 1 3 E ( U 2 ) = p ( B ,) U 2 ( B j) = 1 5 0 7 2 3 1 5 3 p ， 户 1 3 ) = ) ) = l 4 9 5 2 3 0 2 3 p 。 i =1 根据舱 所在范围，可以比较出不同的结果。 a 当 时，即表示决策者为风险中性时，显 然有： 以 ) = 1 5 0 7 E ( ) = l 4 9 5 E ( ) = l 4 5 ， 此时方 翱 为最优 。 b 0 时， 有 以下情况： ( 1 )当 l = 3 0 5 x 1 0 时， ( ) ) ， 方案 为最优 。 ( 2 ) - - 3 5 6 x 1 0 时，有 ) ) 耳 ) ， 方翱 为最优 。 ( 3 )兰 = 9 2 3 x 1 0 时，有耳 ) ) ) ， 方翱 为最优 。 ( 4 ) 当卢 届时， 有 ) ) ) ， 方案 ， 为 最 优 。 计算结果表明， 方案二 适合于风险中立决策 者； 如果决策者富有冒险精神， 则方案三 ， 为最佳； 倘若是风险保守者，自然是方案 - 为最佳。 从实例可 以看到， 单纯 的以期望损益最大化标 准来进行报价策略选择和考虑竞价企业对风险的不 同态度来选取报价策略 的结果是不同的， 这是由于 市场化的电力系统中充满了许多不确定因素， 这些 不确定性一旦发生必将给企业带来风险， 风险的发 生即意味着企业 的损失， 市场环境下企业 的损失完 全 由自己承担。可见在电力工业市场化的同时， 必 须关注企业的风险控制 ，综合运用各种方法、手段 和