基于博弈论对售电商市场交易行为的研究综述

陈永权 张静霞

摘要：随着售电业务的放开，售电市场逐步成型，文章对交易市场中售电公司的行为进行研究。总结为三大类：售电商之间的博弈，它们相互之间的竞争不仅仅是电价，还有供电服务、电能质量;售电商与发电商之间的博弈，售电商之间分为合作和不合作两种情况;售电商与电力用户之间的动态博弈。在这三种情况下借助博弈论工具建立模型，最后提出这些模型在解决实际问题中存在的缺陷与不足，以及对未来的展望。

Abstract： With the liberalization of the electricity sales business， the sales market has gradually formed， and the article studies the behavior of the electricity sales companies in the trading market. Summarized into three categories： the game between sellers， their competition is not only electricity prices， but also power supply services， power quality; the game between electricity sellers and power producers， between electricity sellers In the case of cooperation and non-cooperation; the dynamic game between electricity sellers and power users. In these three cases， the game theory tools are used to build the model. Finally， the defects and shortcomings of these models in solving practical problems and the prospects for the future are proposed.

关键词：售电商;博弈模型;市场交易;综述

Key words： electricity suppliers;game models;market transactions;summary

中图分类号：F724.6                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）17-0012-03

0  引言

中共中央、国务院于2015年3月15日出台新一轮电力体制改革方案，即《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》（中发（2015）9号，以下简称9号文），主要内容是关于电力行业的体制改革，文献[1]简单可归纳为“管住中间，放开两头”，即实现发电侧市场化和售电侧市场化竞争。

向社会资本开放售电业务得到了社会各界的广泛关注。截止到2017年3月，全国共有6400家售电公司注册成立，市场化规模不断扩大。但是对于售电公司良好运营我国并没有丰富的经验，关于这方面的研究还相对较少。文章对售电公司在市场交易中的博弈模型进行总结，不足之处是没有包含全部情况。

本文归结为三大类：①售电商与售电商之间，文献[2]认为现在的竞争还不完全，更接近于寡头市场，建立Bertrand模型对售电商之间定价的博弈进行分析。文献[3]将任意两个售电商的合同某日总电量之和与日前预测电量之和进行比较，对三种结果下售电商选择合作还是不合作的利润进行对比分析。文献[4]研究的是智能电网下通过定义特征函数，构建合作博弈模型，研究对于区域内用户来说合作聯盟的统一零售实时电价问题。②售电商与发电商之间，文献[5]研究的背景是，售电商与发电商签订差价合约，如果售电商不联盟，建立古诺模型分析;如果售电商联盟，建立Stackelberg模型分析。③售电商和电力用户之间，文献[2]售电商与电力用户长期交易的过程就是无限动态博弈的过程，售电商要在电价和提供的售电服务上都要使用户满意。

下面对三种情况进行具体的说明，其它文献对这几篇文献的研究问题和模型进行补充。

1  售电商与售电商之间的博弈

在售电侧刚开始开放阶段，通常某个区域电网内只有少数几个售电企业，比较接近于寡头电力市场，并未形成完全的竞争市场。售电业务将向六种售电主体放开：现有供电公司;大型发电企业;工程建设公司、节能服务公司;大型工业园区;有条件的社会资本;兜底售电服务机构。前五类是竞争性的售电主体，以获得最大收益为目标，最后一类是承担售电兜底服务的机构。售电公司的定价可以看作是和其他公司的博弈。

文献[2]将这5类售电企业进一步分为拥有发电资产的售电企业（博弈的参与人1）和不拥有发电资产的售电企业（博弈的参与人2），参与人1拥有天然的成本优势，参与人2需要提供更具有竞争性的增值服务以吸引用户。

文献[2]建立了Bertrand双寡头垄断价格竞争模型，该模型假设各寡头企业之间存在竞争，首先不同企业选择不同的产品价格，但竞争产品是同质的，而电力产品就是同质的。但是Bertrand的研究存在悖论：若商品是同质的，则在均衡情况下价格等于边际价格，商家无法从中获利，为解开这个悖论，应引入消费者对电力产品满意度不同而产生的替代系数。推导可得售电企业的均衡电价与代替系数有关，通过层次分析法来确定替代系数从而确定销售电价。

文献[6]建模售电侧放开的售电市场，分析售电商合作博弈可能出现的情况。假设前提是①售电公司可以采取多种方式购电，并能够向用户或其他售电公司销售电量。②售电公司售电和用户买电没有区域限制。③对电力需求的预测电量和实际电量的差额部分可以在市场或向其他售电商购买。④假定输电成本为零。

售电商合同电量中的某日总电量为Q，日前电量预测为G，电量偏差为Δ=G-Q，假设有售电商j和k，分为以下三种情况：

①针对情景1和情景2，通过降低售电商之间交易的单位成本，可有效促进售电商合作交易的产生。

②针对情景3，通过降低额外发电的单位成本可有效促进售电商合作交易的产生。

文献[4]是在智能电网的背景下通过定义一种新的特征函数建立合作博弈模型，研究合作联盟对区域内用户的统一零售实时电价问题。并采用Shapley值进行分配，从而得到智能电网环境下电力零售商在区域电力市场中的统一电力实时售电计算方法。

对于电力零售商来说，售电收益与购电成本的差额是其获取利润的主要方式，每个零售商都在追求更大的利润，而电力作为一种商品具有不可储存特点，这意味着若零售商能够抱团合作，通过制定协议商定一个统一的价格，并统一向发电商购电，如此其批发电力价格会降低，采购成本也会减少。反之，若各零售商不进行合作，某一家零售商为了自身利益采取降低电价获利的措施，那么其他售电商也会相继降低价格，这样不仅零售商不能获利，整个电力市场的效率也降低。因此文献[4]建立了合作博弈模型分析统一的均衡电价，再运用Shapley值法对联盟内部收益进行分配。

文献[7]运用古诺模型仅仅分析了售电商不合作的情况下最优的电价。显然通过文献[8]可以看出售电商之间进行合作是有利的。文献[8]认为，电网企业下属的售电公司在各大电力企业成立的售电公司中必将在一定时期处于强势地位（简称售电商A），而新兴成立的售电公司由于售电业务及人才的欠缺等原因相对比较弱势（简称售电商B），引入空间区位竞争理论，建立古诺-霍特林模型进行分析，找到双方的均衡点。

2  售电商与发电商之间的博弈

文献[5]的分析背景是发电商和售电商之间签订差价合约，分为了两大情况，一是售电商之间不联盟，发电商和独立售电商签订电力差价合同后，可从如此两方面获利：①合同电价低于市场电价，从中赚取差价利润;②以电力买卖的形式获取销售利润。其交易行为可通过古诺模型进行分析。二是售电商存在联盟，它们将作为一个主体对差价合约签订电量的数额进行决策。相对于为未合作的售电商，联盟内的成员具有优先性，可以看作领导者，而其它的未在联盟内的售电商可将其看作联盟者的跟随者，这类竞争模式可用Stacklberg模型进行分析，被称为领导—追随模式。

和文献[4]一样文献[5]也采用Shapley值法对联盟内各个售电商的利润按贡献进行公平分配。可以发现，联盟的存在削弱了发电商对电力价格的把控能力。联盟内成员数量越多，整体收益越大。这与文献[4]也是一致的。

文献[8]对Bertrand模型悖论的解释与文献[4]不同，它运用的是霍特林的空间区位竞争理论，从厂商的空间地理区位以及消费者到厂商交通成本差异的角度来研究。前提假设是存在一个“线性城市”，按照两个售电商采用的输配电价方式是固定还是动态来进行分类研究，最终找到发电商以及两个售电商三者之间的均衡。

3  售电商与电力用户之间的博弈

文献[7]基于博弈理论，研究了在电力体制改革背景下各售电主体竞争策略，研究中指出未来竞争不仅体现在售电价格上，更体现在电能质量、供电服务等方面，因此，文献[7]构建了考虑供电服务投入的售电主体市场竞争模型，这一点是比较新颖的，文献[2]中在对售电商进行分类时也提到不拥有发电资产的一类售电商需要提供更具有竞争性的增值服务以吸引用户，但是并没有构建具体模型进行分析。

售电主体售电和用户用电是一个双方利益博弈过程，它是动态的，只有制定共同的经营目标，实现双方的共赢，才能保证双方的长远可持续发展。双方博弈形成一种比较稳定的利益格局是理想状态。在初始时，用户若是不信任售電商，那双方就不存在交易;反之，两者之间存在信任关系的话，双方会进行初次交易，从而形成两个结果：一是双方以优质的行为进行交易，最终实现共赢，二是用户不满意其购电过程，此时用户就会停止交易关系，博弈结束。对售电商来说必须提供优质的供电服务，才能获得用户的高满意度，从而实现两方长期合作。

文献[9]研究背景是微电网，博弈双方为售电商和微电网代理商，运用博弈思想以售电商收益最大化为目标建立模型。

4  总结与展望

总体来说关于售电商在电力市场中交易行为的研究相对较少，原因是售电侧市场是在2015年新电改之后才放开的，距现在时间较短;还有中国在售电公司经营方面没有太多的经验，需要一边借鉴国外的做法一边结合我国的实际情况不断探索。综合以上所有的研究模型，我认为较理想的状态是售电商之间相互合作形成联盟。和发电商交易时可以降低购买价格，减少采购成本。和电力用户进行交易时，联盟内成员可以签订协议统一售电价格，避免出现销售电价等于边际成本的情况。这样对售电公司是有力的，但值得思考的是售电公司联合售电会不会最终垄断市场，但是由于没有用户购电没有区域限制在一定程度上避免了这种情况的出现。对于那些没有合作的独立售电商，它们只能是市场价格的跟随者。

文献中研究的对象都按照一定的方法抽象成两个主体，前提假设都比较理想化，而实际的情况相对比较复杂，因此将理论模型落实应用就有一定的困难。这是目前研究的问题所在，但不可否认在数学模型中考虑全部的因素难度很大，因此要具体情况具体分析，不能照搬照抄这些理论模型。在接下来的研究中要尽可能的将更多的因素融入到模型中，并且将模型放入到试点进行验证。