基于博弈论的发电厂商竞价策略.doc

--------------------------------------------------------------------------------------------------基于博弈论的发电厂商竞价策略李为，王鑫（华北电力大学，北京）摘要：发电厂商竞价上网能否获胜的关键就是如何确定报价曲线，而其竞价上网的博弈解又是获取报价曲线的关键。本文研究了电力市场的特点和现状，首先分析了发电厂商竞价上网的基本过程，然后建立了具有约束条件的发电厂商竞价数学模型，最后给出了基于博弈论和概率论的竞价策略。关键词：电力市场；博弈论；发电厂商；竞价策略BiddingStrategyofPowerPlantBasedonGameTheoryLiWei,WangXin(NorthChinaElectricPowerUniversity,BeiJing)Abstract:Howtodecidegenerationunitsbiddingcurvesisthekeytowinthebid,whilethegamesolutionisthemostnecessarytogetthebiddingcurves.Thispaperstudiedthecharacteristicandcurrentsituationoftheelectricitymarket,firstlyanalyzedthebiddingprocessbetweenpowerplants,thenanoptimizationmodelwithtechnicalconstraintsisestablished,finallyformulatedanovelapproachwiththeapplicationofgametheoryandprobabilitytheory.Keywords:electricitymarket;gametheory;powerplant;biddingstrategy引言自20世纪80年代以来，世界上有不少国家开始重组其电力工业，打破垄断、引入公平竞争和改善经济效率，最终目标是实现社会资源的合理分配和社会效益最大化。这些努力导致了电力工业的市场化，促进了电力市场的形成。在我国，随着改革开放的深入发展，电力工业的市场化改革也正逐步深入地开展，中国电力已经组建了十余家电力公司，并制定了加快建立电力市场交易中心、制定电力市场运行规则、逐步实现竞价上网的工作目标。在原有的集中计划运行体制下，发电企业只是生产者；而在自由竞争的市场规则下，发电企业同时也是经营者，必须根据市场做出相应的决策，并承担决策的风险。各发电厂商都希望充分利用自己拥有的信息，合理安排自己的发电计划，合理申报电力价格，以获得最大利润，而发电厂商的竞价策略将直接影响其经济利益。因此，在电力市场中如何采用合理的竞价策略就显得相当重要了。由于电力生产自身的特性和现状决定了大部分的发电容量往往只能由一些大的电力生产厂商掌握。因此，形成的电力市场属于不完全竞争市场而且是寡头垄断市场，用传统的新古典经济学（neo-classiceconomics）解释是不合理的，而这正是博弈论最主要的运用领域之一。从这个意义上讲，电力市场的诞生为博弈论的应用提供了一个良好的舞台[1]。近年来,博弈论在经济领域得到广泛应用和重视，成为现代经济理论发展的一个主要方向。现在越来越多的学者和研究人员运用博弈理论来研究电力市场中所遇到的各种问题，研究成果不断涌现[2-8]。从广义上说，发电厂商进行策略性竞价主要有以下3种方法[9]。第一种是基于预测市场出清价（MCP）的策略性报价方法。这种方法在原理上相当简单，如果一个发电公司可以准确预测出市场的出清价，且该价格高于成本，那么他只要报出稍微低于市场MCP的价格即可获利。第二种是基于预测其他竞争对手的报价行为的方法。这种方法需要对整个市场中所有竞争对手的竞价策略以及费用函数的分布密度的各项参数进行预测，然后利用概率论或者模糊数学的方法得到报价曲线和收益函数的期望值，最终决定自己的竞价策略。第三种是基于博弈论的策略性报价方法。它大体可分为二类。第一类是基于矩阵博弈模型，首先将候选的投标策略表示为离散量，以迎合这种模型的特征。当投标策略为几个离散点时，可以构造各个发电公司采用不同的策略组合时的收益矩阵（payoffmatrix），进而找到一个平衡的投标策略组合，该平衡点对应于最优的投标策略。第二类是基于寡头博弈模型（oligopoly），主要是Cournot模型Stackelberg模型和供给函数模型（supplyfunctionmodel）。这些模型的平衡点对应于发电公司的最优投标策略。上述三种方法中的前两种方法主要用于研究发电公司之间的非合作竞价策略，博弈论方法既可用于研究