3种定价方法对发电厂商报价策略的诱导机理

在电力市场环境下，发电厂商的目标是其自身利益最大化，而不是社会福利最大化，故有必要研究电力市场定价方法对发电厂商策略性报价的诱导机理，进而引导发电厂商进行成本和服务的竞争，而不是策略的竞争。文中分析了3种定价方法下发电厂商的价格决策和产量决策。在价格决策方面，统一出清电价和PAB(按报价支付)电价方法下，发电厂商均有偏离成本报高价的倾向；在实用当量电价方法下，证明了发电厂商所得的支付电价不敏感于报价，并立其最优报价策略是按真实成本报价。在产量决策方面，统一出清电价方法下，发电厂商可利用市场力通过持留发电容量获取超额利润；而在PAB和当量电价方法下，持留容量都将导致发电厂商利润损失。因此，从定价方法对发电厂商报价策略的诱导机理来看，当量电价方法要优于统一出清电价和PAB定价方法。     

当量定价机制下发电商的产量决策分析与比较

分析了当量定价机制下发电商的最优产量决策,比较了当量电价、统一出清和按报价支付3种定价机制对发电商的产量决策的激励作用。指出在统一出清和按报价支付定价机制下,发电商会通过持留行为滥用市场力,而在当量电价下,尤其在缺电情况下,发电商的最优产量决策仍然是申报其最大可用容量,而不是持留发电容量。当量定价方法激励发电商申报全部容量的机制,可以保证电力市场的充裕容量,从而实现了电价乃至市场的稳健性。     

基于古诺博弈的容量补偿与容量持留比较

首先利用电力系统随机生产模拟技术,从理论上阐明了英国早期电力市场和当量电价的容量补偿基本原理。基于成本的分析表明,英国式的容量补偿主要考虑了机组强迫停运所引起的可靠性的容量价值补偿,而这一部分价值没有体现在能量市场规则中,所以补偿是必须的;当量电价除了补偿这部分价值外还包括了规模经济性依然存在所需要的补偿。然后构造了发电厂商采用容量持留策略的智能代理仿真模型,其中包括了能量主市场和备用辅助服务市场,进一步检验并比较了在寡头市场条件下这2种都具有容量补偿功能的市场运行特点。结果表明,在当量电价机制下,发电厂商没有实施容量持留行为的策略空间,并能引导出既自愿又充足的申报容量,且能维持市场电价的稳定。而在英国早期的电力市场中,发电厂商可以利用持留容量获得超额利润,同时造成申报容量的不足和市场电价的飞升,而且越是备用容量不足,发电厂商的这种市场力就越大。而造成这种结果的真正原因是统一出清电价本身,容量补偿方法对于激励或抑制发电商市场力的作用都相当有限。因此,在通常的寡头竞争市场,基于统一出清的英国容量补偿方法不具有市场的有效性和稳健性,而当量电价方法既能给予充分的容量回报,又具有良好的市场有效性和稳健性。     

统一出清电价下发电厂商的持留容量行为及相关抑制措施

短期内想从内部成因上消除发电厂商市场力是不现实的。因而在电力市场设计时必须考虑抑制发电厂商市场力的措施。在统一出清电价下,发电厂商常用的行使市场力的手段是持留发电容量。影响发电厂商持留容量策略的因素有：电力供应弹性、负荷需求弹性、市场份额、持留单元的发电成本。其中,后两者与发电厂商的自身因素有关,在相关抑制措施的设计时主要应从前两者着手。设置价格帽和购买单向差价合同都是从增加供应弹性的角度抑制发电厂商的持留容量行为。其中购买单向差价合同更为合理。     

简易当量电价法的解析表达及发电厂商古诺博弈行为初探

将基本的简易当量电价法作解析表达，其中考虑了二次供应函数的参数报价，实际的电力市场往往更接近于寡头市场，发电厂商可以通过策略性的报价获得超额利润。在简易当量电价法体制下，研究了发电厂商报价的寡头古诺博弈模型及其算法，即发电厂商通过持留发电容量，抬高电价，获取超额利润。采用两层优化模型，上层是电力市场定价模型，下层是发电厂商利润最大化，在求双寡头古诺博弈均衡点时，采用了网格搜索算法和反应曲线法，进一步讨论了该博弈行为对系统的影响，给出了说明性算例，算例表明电力市场中发电厂商的博弈行为会造成电价上升，其中寡头勾结的情况造成的危害最大。     

缺电情况下能开放电力市场吗?——兼论当量电价的应用

大多数发展中国家，特别是中国，电力需求还处在快速增长阶段，而且装机容量本来就不富裕，在投资体制还未理顺甚至还时有短缺的情况下，如何开放和建立电力市场是必须面对的问题。文中讨论了在容量短缺情况下开放和建立电力市场的基本要求：①必须在保持市场效率前提下，给予投资者充分合理的回报以鼓励投资；②必须同时建立容量市场风险制约的投资机制，加以制衡，以形成良性循环；②必须建立能够自动抑制市场电价不合理飞升的交易机制；④政府要有比设置价格上限更为有效合理的监管手段。指出：在规模经济性没有完全消失的条件下，传统边际成本定价方法无法给予容量充分的回报，而且也不能在寡头垄断市场条件下，有效、合理地抑制哄抬电价和持留容量行为，因此一般说来，在容量短缺情况下不适合使用该方法启动电力市场。认为：当量电价在保持市场效率前提下能给予投资者充分合理的回报，鼓励投资；同时引入容量市场风险制约的投资机制，加以制衡；还能自动抑制发电厂商哄抬电价和持留容量的不良行为，并为电力监管提供了清晰的思路，因此，即使在容量短缺情况下开放和建立电力市场，当量电价仍不失为一种可操作的、简单易行的方法。     

需求弹性对统一出清电价下发电容量持留的影响

分析了统一出清电价机制对发电商持留容量的激励,针对电力市场设计中应充分考虑需求响应的积极作用,建立了需求曲线线性条件下的需求弹性对单个及N个不同发电商临界及最优持留容量的影响的详细数学模型,并用实例进行了仿真.仿真结果证实了在单一买方的实时电力市场中引入需求价格弹性的必要性,而且随着需求弹性的增加发电商有利可图的持留容量空间也趋于萎缩,因此可以作为制约发电商利用容量持留而哄抬电价的有力工具.     

不同定价方式下电力拍卖市场运行特征的比较研究(二)仿真结果及其分析

以IEEE可靠性测试系统的数据为基础,对不同定价规则的电力拍卖市场进行了基于智能代理的仿真。结果表明：①在统一出清电价(UCP)和按报价支付(PAB)的电力市场,减少发电厂商的市场份额可以削减发电厂商的市场力,但条件是系统要有足够的备用容量;如果负荷需求接近总可用容量,即使最大的发电厂商的市场份额只有11．4％时,其电力市场的价格也会远远偏离其边际成本价格。②在PAB电力市场,市场均衡状态的总购电费用以及平均价格两方面几乎和UCP电力市场电价没有差别,甚至还要高于UCP电力市场的均衡价格,因此,使用PAB的方法很难达到抑制电价飞升的目的。③在当量电价(EVE)的电力市场,发电厂商几乎没有策略空间,所有的发电厂商都自动按照其成本报价,而且对于各种情况都具有相当稳定的表现。EVE还提供了一种独特的容量投资自动补偿机制,使得在发电生产成本存在规模经济性时,发电厂商可以得到合理的补偿。而在UCP和PAB电力市场,一方面会出现发电厂商报高价的现象,另一方面还会出现部分发电厂商负利润的情况。所有结果表明EVE具有优良的市场特征,对于发电容量相对紧缺,不变成本不可忽视的中国电力工业现状,采用EVE不失为一个明智的选择。     

电力市场中经济持留的研究

在供需情况紧张时,有市场力的发电商通常会报高价以获取超额利润,因此有必要定义一种 指标评估这种经济持留行为。经济持留不仅与发电商的报价电价有关,而且与所报高价段上的可 用出力有关。文中提出了报价曲线的低价区、经济持留区、合理冒险区等概念,并根据报价电价与 报价容量的分布关系定义了衡量经济持留的绝对指标和相对指标。绝对指标用来判断整个系统的 持留情况,而相对指标适用于比较不同机组持留行为的严重程度。对实际市场的分析表明,文中定 义的指标能够较准确地衡量市场中的经济持留现象。另外,通过设置经济持留相对指标上限,可以 较好地抑制发电商在容量短缺时报高价的行为。     

电力市场中经济持留的研究

在供需情况紧张时，有市场力的发电商通常会报高价以获取超额利润，因此有必要定义一种指标评估这种经济持留行为。经济持留不仅与发电商的报价电价有关，而且与所报高价段上的可用出力有关。文中提出了报价曲线的低价区、经济持留区、合理冒险区等概念，并根据报价电价与报价容量的分布关系定义了衡量经济持留的绝对指标和相对指标。绝对指标用来判断整个系统的持留情况，而相对指标适用于比较不同机组持留行为的严重程度。对实际市场的分析表明，文中定义的指标能够较准确地衡量市场中的经济持留现象。另外，通过设置经济持留相对指标上限，可以较好地抑制发电商在容量短缺时报高价的行为。     

当量电价体系及相关制度设计:（二）发电上网的实用当量电价法及其市场特性

介绍了实用当量电价法的基本原理和有关操作事项，包括其右端点原理。它不仅很好地解决了电力市场的两难问题，而且具有10个优良市场特性：既保征了市场效率，又给予充分合理的投资回报，满足了第1市场原则；提供了正确的短期经济学信号；提供了正确的长期经济学信号；无须设置价格上限，自动抑制价格尖峰；通过设置容量成本参考系，实现有效合理的政府监管；自动抑制发电厂商的不良报价行为，实现价格策略的稳健性；自动抑制发电厂商的持留容量行为，实现产量策略的稳健性；电价成分可分，便于对“新厂”和“老厂”实行不同的财税及金融调控，实现第2市场原则；易于理解，易于实现，易于监管；引入新要素后的可扩展性，目前，巳扩展了从发电、输电到辅助服务等近10个核心模型及算法，几乎是一个区域电力交易市场所必需，初步形成了当量电价理论体系。此项成果的启示和意义在于：在电力市场结构还很不完美的寡头竞争条件下，比之高成本的资产拆分和系统扩容，一个低成本的当量电价体系辅以合理的政府监管，同样可以实现相当完美的市场特性，在政府与市场、交易与投资、效率与公平、资产与经营等方面都有很好的协调一致性。     

解读当量电价法

通过对当量电价法与统一出清电价法的对比分析,证实了当量电价法不但符合电力系统运行特点,而且与统一出清的边际成本电价法一样,能够提供丰富和正确的经济学信号。但发电上网当量电价法又是在保持优良加载顺序条件下,将边际成本性质的最小成本折线,提升到参考系的平均成本水平,这就使当量电价理论区别于传统的边际成本理论,将经济学的边际成本理论和会计学的平均成本理论统一起来。因此,文中指出,当量电价法是一类新的定价方法,它有严格的经济学基础,特别适用于有强烈规模经济性的电力市场。同时,它还解决了市场效率和投资充分回报这个两难问题;特别是在电力短缺情况下,可以自动抑制电价的飞升,又可以对发电厂商的不良市场行为自动实现有效而合理的惩罚,解决了缺电条件下同样能开放电力市场的重大难题;并提供了与政府职能相称的有效、合理的监管手段。当量电价法不失为一种适用于电力市场的优秀的定价方法。     

考虑电力合约的激励性市场机制设计

电力市场中无论是统一竞价机制还是按报价支付机制都难于激励发电商报真实成本,其策略性报价危及电力系统的安全和经济运行.该文以机制设计理论为基础,设计了一种考虑电力合约的激励性机制.该机制在实现经济调度的同时能有效的激励发电机组上报真实成本,从而引导发电容量投资,实现社会资源的合理配置.算例分析表明,所设计的机制对边际、边际附近或以上机组的激励更为有效,既能保证各机组合理回收容量成本又能抑制其暴利行为.     

有功和AGC联合电力市场调度模型及定价分析

自动发电控制(AGC)作为一种主要用于有功调频和实时电力电量平衡的负荷备用容量,与有功电能交易的耦合性较强,在系统运行出现波动时,AGC容量的确定直接关系到电能市场的价格波动.为了防止在线机组事后(即在实时调度中需要AGC时)通过滞留容量来牟取暴利,电力市场环境下如何考虑有功和AGC联合电力市场的协调运作问题是一个值得研究的课题.文中对此进行了讨论,首先建立了有功和AGC协调运作的联合市场调度模型,使得购买有功和AGC容量的费用最小;然后重点就联合优化下的AGC机组进行了定价分析,特别针对其机会成本和滞留容量等问题进行了讨论,得到了一些有益的结论.最后,通过算例仿真说明了所建模型的基本特征.