电力市场下购电谈判的讨价还价博弈模型

电力市场下购电谈判的讨价还价博弈模型

张宁 高小芹

1

1,2

刘静 肖永林

11

1.武汉汉口供电公司，武汉市江岸罗家庄136＃ 邮编：430012 2.武汉理工大学管理学院，武汉市珞狮路122＃ 邮编：430070

The Bargain Game Model on Electricity Purchasing in the Electricity Market

Zhang Ning, Gao Xiaoqin, Liu Jing, Xiao Yonglin

1.Wuhan Hankou Power Supply Company, Wuhan Hubei, 430012

2.School of Management, Wuhan University of Technology, P.R.China,430070

ABSTRACT: In the electricity market model, power generation, transmission and distribution are mutual separated , power generation company or distribution company have tended to achieve power transactions by signing contracts. Throughout activities of the electricity purchasing, price negotiation is the key point, is also the focus of the two sides to bargain. This paper established the bargaining game model of negotiations of electricity purchasing based on utility theory, and analyzed the bargaining ability and the influence of the distribution of price premium by the degree of risk aversion.

KEY WORDS: Electricity Market; Negotiations of Electricity Purchasing; Bargain; Game Model

摘要：在发电、输电与配电相互分离的电力市场模式下，发电公司或配电公司都倾向于通过签订合同来实现电力交易。在整个购电活动中，价格谈判是是关键环节、也是双方讨价还价的焦点。本文建立了基于效用理论的购电谈判的讨价还价博弈模型，分析了双方的讨价还价能力和风险规避程度对购电溢价分配的影响。

关键词：电力市场；购电谈判；讨价还价；博弈模型

1 引言

电力市场是相对于传统的垄断型电力工业，在实现结构性重组，引入商业竞争机制后的新型电力工业组织结构、经营管理和运行规划的总称，是电力商品交换关系的总和。 电力市场在发电领域的竞争取得了较大的成效，也推动了电力市场改革向纵深方向发展，开放配电侧及电力零售已成为现阶段电力市场改革的热点。目前，世界各国电力市场均先后不同程度地开展了电力零售竞争和需求侧竞价，用户可以根据自身的意愿选择供电商(发电商或配电公司)，选择电能质量。供电公司既可以从现货市场购买电能，也可以与发电商直接签订长期购电合同，还可以参与金融市场，在获得利润的同时规避风险。

我国正在推进的区域电力市场也鼓励有条件的大用户(包括配电企业)与发电商直接签订购电合同。由于电力商品的特殊性，电能相对于其它商品需求弹性很小，导致电价波动剧烈，合同的价格比较稳定，发电公司和配电公司或大用户通常通过签订合同来消除价格波。在签订合同的过程中，价格是一个很重要

的因素，双方在签订合同之前针对电力价格进行谈判，这个谈判的过程也就是一个关于直购电力价格进行讨价还价的博弈过程[1]。发电公司和配电公司或大用户关于购电的谈判不仅受实时电力价格的影响，反过来也会影响实时电力价格，研究发电公司和配电公司或大用户关于购电的谈判具有重要的意义。

2 构建购电谈判的博弈模型

在发电、输电与配电相互分离的电力市场模式下，发电公司或配电公司都倾向于通过签订合同来实现电力交易。为达成合同交易，发电公司与配电公司要进行关于合同价格的谈判[2]。

在谈判之前，发电公司有一个可接受的最高价格Bmin，而配电公司也有一个可接受的最低价格Smin，那这个总么双方的通过讨价还价来分享总购电溢价 V。购电溢价对购电价格的谈判起着决定作用[3]。 本文的讨价还价博弈模型Jinfeng Yue的建模思想：制造商和经销商之间通过基于效用理论的讨价还价模型来分享合作带来的增量利润，最终确定制造商补偿经销商的地方广告支出的最优比例。本文将此基于效

用理论的讨价还价模型应用到购电价格谈判中，即双方通过讨价还价来分享总溢价 V。 假设：

发电公司和配电公司都是风险规避型的企业； 发电公司可接受的最高价格Bmin； 配电公司可接受的最低价格Smin； 总的购电溢价为 V＝Bmin－Smin； 发电公司可获得的购电溢价为 VB；

配电公司可获得的购电溢价为 VS，则 VB+ VS＝ V；

双方的效用函数分别为：

发电公司 UB ( VB)=1-exp（-γB VB） （1） 配电公司Us ( Vs)=1-exp（-γs Vs） （2） 其中，γB和γs 是正的常数，是双方的风险规避值。 总效用函数为：UT( VB , Vs )= λBUB ( VB)+ λS Us ( Vs) （3） 其中，λB 和λS代表买卖双方的讨价还价能力，且λ＝（λB，λS）≥0，

当λB＋λS ＝1， （4） 将（1）、（2）和（4）代入（3）得

UT( VB , Vs )= 1-λB exp（-γB VB）－λS exp（-γs Vs） 要使总效用UT( VB , Vs )最大，即 目标函数：

MaxUT( VB, VS)=

1 λ

Bexp( γB VB) λSexp( γS VS)

VB, VS

约束条件：

VB>0, VS>0, VB+ VS= V

故，将 VS= V VB，代入（5）式，并令

UT( VB)

V=0，解得：

B

V*1

B=

γSγ V+

Log(λBγBB+γS

γB+γSλSγS

=m V+ω

同理，可解得£： V*1

S=

γBγB+γ V+

+γLog(λBγBS

γ)(7)

BSλSγS

=(1 m) V ω

故，购电成交价 P=Smin+ VS*=Bmin- VB* （8） 其中，m=

γBγB+γ表示发电公司分得的购电溢价的

S

比例，1 m=γSγ表示配电公司分得的购电溢价

B+γS

的比例；ω=

1

Log(λBγBγ表示转移溢价，当

B+γSλSγS

λBγB

λ>1，

表示配电公司给的发电公司的转移溢价，SγS

反之，当λBγBλ<1， 表示发电公司给的配电公司的

SγS

转移溢价。

从（6）和（7），可得出如下经济含义：发电和配电双方获得的购电溢价由两部分构成，一部分是分得

的购电溢价，仅与他们的风险规避值有关，另一部分 是转移溢价，与他们的风险规避值和讨价还价能力都 有关。具体地讲，

第一，发电公司与配电公司分得的购电溢价仅与他们的风险规避值λB 和λS有关。风险规避值高的一方将获得更少的购电溢价。如当λB >λS时，有m<1-m即发电公司分得的购电溢价少于配电公司。

第二，转移溢价 与双方的风险规避值和讨价还价能力有关。当λB /λS >γS/γB 时， 表示转移溢价由配电公司向发电公司转移，反之，当λB /λS <γS/γB时， 表示转移溢价由发电公司向配电公司转移。 第三，当双方的风险规避程度一样时，双方将平

分获得的购电溢价，转移溢价是否由一方向另一方转移，仅根据他们讨价还价能力的大小。如γS＝γB＝γ时，如果 λB >λS，则有 m= 1/2， >0，即，转移溢价由配电公司向发电公司转移；如果λB <λS，则有 m= 1/2， >0，即，转移溢价由发电公司向配电公司转移。 第四，当双方具有相同的风险规避值和讨价还价能力时，他们将平分购电溢价，即，当γS＝γB＝γ，且λB >λS=0.5 时，有 VS*= VB*＝1/2 V，最终并购成交价

P=（Smin+ Bmin）

。 第五，特殊地，当发电公司拥有绝对的讨价还价能力时，而且将独占购电溢价，即当λB =1，λS =0时，有 VB*= V，

VS*=0 ，最终购电成交价P=Smin；反之，当配电公司拥有绝对的讨价还价能力时，被发电公司将独占购电溢价，即当λB =0，λS =1 时，有 VS*= V， VB*=0，最终购电成交价P=Bmin。

3 实证分析

假设发电公司可以接受的最高价格Bmin =0.3元，配电公司可以接受的最低价格Smin =0.2元，双方的风险规避值γS＝2，

γB＝4，双方的讨价还价能力λB =λS =0.5。

试求购电成交价格。

分析：根据模型计算，可知

总的购电溢价： V＝Bmin－Smin＝0.3-0.2＝0.1元； 发电公司获得的购电溢价： VB*＝

[4/(2+4)]*0.1+[1/(2+4)]Log(2/4)＝0.0664365元； 配电公司获得的购电溢价： VS*＝

[4/(2+4)]*0.1+1/6Log(2*0.7/4*0.3)＝0.0335644元； 故购电成交价为P=0.3-0.664365=0.2+0.0335644 =0.2335644元。

从此算例可以看出，当双方拥有相同讨价还价能力时，风险规避程度小的发电公司将获得更多的购电溢价，最终的成交价0.2335644元将低于中间价 0.25元。 针对上例，假定其他参数不变，分别对参数γS，γB， λB 和λS，进行敏感分析

（1）对γB进行敏感性分析（见表1）

： 表1 对γB的敏感性分析 （单位：元）

BBS

表1说明了，发电公司的风险规避程度γB越大，其获得的购电溢价 VB* 越小，配电公司获得的购电溢价 VS*越大，最终的购电成交价P越高。 （2）对γS进行敏感性分析（见表2）

： 表2 对γS的敏感性分析 （单位：元）

SBS

表2说明了，配电公司的风险规避程度γS 越大，其获得的购电溢价 VS* 越小，

发电公司获得的购电溢价 VB*越大，最终的购电成交价P越低。

（3）由于λB ＋λS =1，可以同时对λB和λS进行敏感性分析（见表3）

表3 对λB和λS进行敏感性分析（单位：元）

BSBS

表3说明了，发电公司的讨价还价λB越大，其获得的购电溢价 VB*越大，配电公司获得的购电溢价 VS*越小，最终的购电成交价P越低；反之，配电公司的讨价还价越大，其获得的购电溢价 VS*越大，发

电公司获得的购电溢价 VB*越小，最终的购电成交价P越高。

4 结论

由于发电，配电双方的目的和动机不同，两公司在购电谈判时必然存在购电溢价。本文将 Jinfeng Yue的基于效用理论的讨价还价模型思想应用到购电谈判中，即双方通过讨价还价来分享购电溢价 V，分析了双方的风险规避程度和讨价还价能力对购电溢价分配的影响。

参考文献

[1] 苑志勇，陈铁英，罗云峰.基于Nash均衡的电力市场竞价策略

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[3] Woo C K，Horowitz I，Hoang K．Cross hedging and forward-contract

pricing of electricity[J]．Energy Economics，2001，23(1)：1-15．

收稿日期：2007年7月8日 作者简介：

张宁（1973－），男，湖北武汉，大学本科，高级工程师，专业：电力系统及其自动化

高小芹（1975－），女，湖北武汉，博士研究生，高级工程师，研究方向：技术经济及管理

刘静（1970－），女，湖北武汉，大学本科，助理工程师，专业：电力系统及其自动化

肖永林（1970－），男，湖北武汉，大学本科，助理工程师，专业：电力系统及其自动化

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/jjc4.html