深度|電力市場交易機(jī)制設(shè)計(jì)的關(guān)鍵概念及方法論

2017-09-21 09:40:14 能源研究俱樂部　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

交易機(jī)制設(shè)計(jì)是電力市場建設(shè)的關(guān)鍵問題。國家發(fā)展改革委、國家能源局2015年11月26日印發(fā)的電力體制改革配套文件2《關(guān)于推進(jìn)電力市場建設(shè)的實(shí)施意見》對(duì)電力市場模式、交易機(jī)制等進(jìn)行了一些規(guī)定和說明。2016年12月29日，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)了《電力中長期交易基本規(guī)則(暫行)》(以下簡稱“基本規(guī)則”)。“基本規(guī)則”出臺(tái)后，各省都紛紛參照制訂或修訂了自己的電力中長期交易規(guī)則，并提出了許多創(chuàng)新交易機(jī)制。目前來看，這當(dāng)中有成功的經(jīng)驗(yàn)，也有失敗的教訓(xùn)。本文主要探討電力市場交易機(jī)制設(shè)計(jì)的關(guān)鍵概念及方法論問題，以資各地制訂交易規(guī)則時(shí)參考。

經(jīng)典微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)理論屬于解釋性理論，不適用于電力市場競價(jià)機(jī)制設(shè)計(jì)

經(jīng)典微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)將供給與需求兩者結(jié)合起來說明市場機(jī)制及市場價(jià)格的決定。供給曲線與需求曲線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的價(jià)格就是均衡價(jià)格，或者叫市場出清價(jià)格，在此價(jià)格水平上，買方愿意并能夠購買的數(shù)量與賣方愿意并能夠供給的數(shù)量恰好相等。

國外電力現(xiàn)貨市場出清規(guī)則完全建立在上述供需均衡模型的基礎(chǔ)上，即在滿足分時(shí)(實(shí)時(shí))功率平衡和其他技術(shù)約束條件的前提下，基于購、售電側(cè)報(bào)價(jià)曲線求解社會(huì)福利最大化的優(yōu)化模型。實(shí)際電力市場出清一般采用安全約束機(jī)組組合(SCUC)和安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度(SCED)等模型來計(jì)算，所求得的對(duì)偶變量(或影子價(jià)格)即為現(xiàn)貨價(jià)格(實(shí)時(shí)電價(jià))。這種出清方式也稱為統(tǒng)一邊際價(jià)格出清，國內(nèi)部分省份的中長期電量集中競價(jià)也采用這種出清方式。

但是，上述供需均衡理論適合于市場的一般原理性解釋，卻不適用于電力市場機(jī)制的設(shè)計(jì)和交易規(guī)則的制訂。

英國經(jīng)濟(jì)學(xué)家阿爾弗雷德•馬歇爾(Alfred Marshall)在1890年出版的《經(jīng)濟(jì)學(xué)原理》建立起西方經(jīng)濟(jì)學(xué)界的“新古典經(jīng)濟(jì)學(xué)”理論體系，其核心內(nèi)容即單個(gè)或部分市場上的均衡價(jià)格決定理論，稱為局部均衡理論(Partial Equilibrium Theory)，也創(chuàng)立了上述供需曲線的圖示方法。局部均衡理論長期以來一直是微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)教科書最基本的內(nèi)容，適用于理想市場的建模與分析。

容易被忽略的一個(gè)事實(shí)是，雖然經(jīng)濟(jì)學(xué)理論蓬勃發(fā)展，但大部分商品市場都是自發(fā)形成的，經(jīng)典經(jīng)濟(jì)學(xué)的作用主要是對(duì)這些市場進(jìn)行分析和解釋。而電力市場是第一個(gè)完全基于局部均衡理論人為設(shè)計(jì)出的市場。世界各國電力市場運(yùn)行的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)并不理想，筆者認(rèn)為原因之一是經(jīng)典經(jīng)濟(jì)學(xué)理論本身是實(shí)際市場高度抽象的產(chǎn)物，忽略了許多重要因素，只適用于市場機(jī)制的一般原理性的解釋，而不能直接用于市場競價(jià)設(shè)計(jì)，基于它所設(shè)計(jì)的市場自然也不能按理論所預(yù)期的那樣運(yùn)行。實(shí)際上，電力市場設(shè)計(jì)應(yīng)該基于更先進(jìn)的設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)學(xué)(Design Economics)，后文將對(duì)其關(guān)鍵概念和方法進(jìn)行介紹。

電力市場交易規(guī)則必須充分考慮市場主體策略行為的影響

如前所述，雖然國內(nèi)外大多數(shù)電力市場的集中競價(jià)交易機(jī)制都可用類似于供需曲線的方式來圖形化表示，但其內(nèi)在工作機(jī)理卻與供需曲線表示的市場均衡與價(jià)格決定機(jī)制截然不同，不能生搬硬套，等同視之。從博弈論的觀點(diǎn)看，電力市場交易屬于不完全信息動(dòng)態(tài)博弈，電力市場的交易規(guī)則實(shí)際上是一組類似于撲克牌規(guī)則的博弈規(guī)則，市場主體將在這組規(guī)則下尋求自身利益最大化的策略，進(jìn)而通過相互作用形成市場整體的結(jié)果。在給定的市場環(huán)境(包括供需形勢，市場主體的生產(chǎn)成本、資源稟賦、知識(shí)技能、風(fēng)險(xiǎn)偏好等)下，市場主體基于市場規(guī)則采取各自的交易策略(一般不會(huì)按理論上的真實(shí)邊際成本或邊際效益報(bào)價(jià))，多個(gè)市場主體的策略行為通過市場規(guī)則形成市場整體的交易結(jié)果。在市場環(huán)境和市場規(guī)則相對(duì)不變的情況下，市場主體的策略行為和市場交易結(jié)果具有一定的規(guī)律性。

以2017年廣東電力市場為例，2017年2月～8月電量集中競價(jià)出清結(jié)果中，需求方和供應(yīng)方的報(bào)價(jià)策略均有一定的規(guī)律性。從需求方(大用戶和售電公司)策略來看，絕大部分電量(97%以上)都采取了0報(bào)價(jià)(搭便車)，只有少部分電量“博邊際”，但這少部分電量卻影響整個(gè)市場價(jià)格，形成俗稱的“釣魚曲線”。從供應(yīng)方(發(fā)電廠)策略來看，從2月～7月電量競價(jià)，越來越多的供應(yīng)方報(bào)地板價(jià)(也是搭便車)，形成俗稱的“跳高曲線”。按目前的廣東電力市場交易規(guī)則，需求方報(bào)價(jià)越高越優(yōu)先成交，供應(yīng)方報(bào)價(jià)越低越優(yōu)先成交。無論是供應(yīng)方還是需求方，保電量(保成交)都是第一位的，而除邊際的供需方外，大部分供應(yīng)方和需求方的報(bào)價(jià)與市場出清價(jià)沒有任何關(guān)系，搭便車就成為普遍現(xiàn)象。需要特別說明的是，這些市場主體的策略性行為在經(jīng)典供需均衡理論中是完全沒有考慮的。

為何國外電力現(xiàn)貨市場普遍采用的統(tǒng)一邊際價(jià)格出清方式能夠順利運(yùn)轉(zhuǎn)?筆者以美國PJM電力現(xiàn)貨市場為例進(jìn)行進(jìn)一步分析。從PJM電力市場競價(jià)交易結(jié)果可以明顯看出，市場供給曲線形狀與廣東月度電量集中競價(jià)類似，即有很長一段趨0報(bào)價(jià)，并在尾部迅速上抬，形成“跳高曲線”。此外，華東區(qū)域電力市場(采用日前全電量競價(jià)、差約合約結(jié)算的方式)2006年4月26日調(diào)電試驗(yàn)中也出現(xiàn)了類似的報(bào)價(jià)曲線。比較以上3個(gè)市場交易的結(jié)果，可見報(bào)價(jià)曲線的形狀(“釣魚曲線”和“跳高曲線”)與中長期或現(xiàn)貨交易品種無關(guān)，而屬于以統(tǒng)一邊際價(jià)格方式出清的集中競價(jià)交易的固有特征。

為規(guī)避市場成員的投機(jī)交易行為，確保市場的有序競爭，PJM在現(xiàn)貨市場上構(gòu)建了體系完備的市場力抑制機(jī)制，如三寡頭測試(Three Pivotal Test，TPS)。由于現(xiàn)貨市場的發(fā)電成本主要由燃料成本決定，比較容易確定真實(shí)成本，實(shí)施監(jiān)管措施，因此市場基本上能持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。而對(duì)于中國特有的中長期集中競價(jià)，影響成本的因素較為復(fù)雜，特別在目前監(jiān)管機(jī)制不完善的情況下，市場主體策略行為與市場力對(duì)交易結(jié)果的影響凸顯。

集中競價(jià)交易為價(jià)格發(fā)現(xiàn)的主要機(jī)制，雙邊交易隱患多

由于涉及系統(tǒng)電力(power，功率)平衡的問題，國外電力現(xiàn)貨市場均采用集中競價(jià)方式，而中長期交易常采用遠(yuǎn)期(包括遠(yuǎn)期差價(jià))雙邊合約等形式，但這不意味著集中競價(jià)方式為現(xiàn)貨交易所專屬。目前，我國大多數(shù)省份所采用的中長期集中競價(jià)交易為獨(dú)特并且符合實(shí)際的一種交易方式，市場主體在統(tǒng)一平臺(tái)公平公開競爭，有較好的價(jià)格發(fā)現(xiàn)作用。集中競價(jià)交易本質(zhì)是一種多邊交易，需要基于“標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品”進(jìn)行(否則無法在統(tǒng)一平臺(tái)競價(jià))，無法對(duì)負(fù)荷曲線進(jìn)行定制，比較粗糙的辦法是只對(duì)電量進(jìn)行競價(jià)。以后可以引入分段競價(jià)(或稱水平拍賣，horizontal auction)的思想，把預(yù)測的負(fù)荷曲線按連續(xù)生產(chǎn)(或消費(fèi))的時(shí)間分為多段(或由用電側(cè)申報(bào)各段的負(fù)荷需求)，針對(duì)不同的負(fù)荷段電能進(jìn)行集中競價(jià)交易，初期實(shí)施時(shí)可將負(fù)荷粗略地分為基荷、腰荷和峰荷電能。另外，集中競價(jià)應(yīng)堅(jiān)持供需雙側(cè)競價(jià)，通過供需互動(dòng)形成市場價(jià)格和交易量。

國外電力遠(yuǎn)期合約大多采用場外交易方式，供電方與電力用戶雙方私下交易，然后提交調(diào)度分解執(zhí)行。雙邊協(xié)商交易給予供需雙方較大的自由度，但其缺點(diǎn)是不夠透明，受人為因素影響大，在我國的現(xiàn)實(shí)環(huán)境下，可能帶來市場力、暗箱操作等一系列公平性問題，增加了政府不當(dāng)干預(yù)的可能性，降低了市場效率，嚴(yán)重的情況下甚至可能造成國有資產(chǎn)流失和腐敗問題。

考慮國情現(xiàn)實(shí)，尊重電廠和地區(qū)經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)實(shí)差異，建立適度競爭的市場機(jī)制

電力市場改革必須堅(jiān)持“效率”與“公平”兼顧。在我國電力行業(yè)中，區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，購售電主體的電能生產(chǎn)成本和電價(jià)承受能力差別較大，是電力市場交易機(jī)制設(shè)計(jì)必須考慮的邊界條件。

首先，必須客觀對(duì)待不同地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和電價(jià)水平的差異。建設(shè)區(qū)域電力市場的目的是打破省間壁壘，實(shí)現(xiàn)區(qū)域資源的優(yōu)化配置，但資源流向必須與區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展相適應(yīng)，在確保區(qū)域內(nèi)各省(自治區(qū)，直轄市)電價(jià)相對(duì)穩(wěn)定的前提下，優(yōu)化利用有限的資源。完全自由的競爭將使經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)可以依靠雄厚的實(shí)力在區(qū)域內(nèi)購買到所需的電能，而經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)因購買能力限制不能購得所需的電能，與此同時(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的電廠由于價(jià)格競爭力問題不能售出電能。

其次，必須客觀對(duì)待由于所處地域、電廠類型、投資運(yùn)行時(shí)間不同導(dǎo)致的發(fā)電成本差異。在已投入運(yùn)行的電廠中，東、西部省區(qū)電廠的投資成本差別很大，由于我國一次能源與負(fù)荷需求的逆向分布，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的發(fā)電成本也比較高;同一省內(nèi)機(jī)組還貸壓力差異也很大;另外，水電、火電、核電等不同類型電廠投資和運(yùn)行費(fèi)用差別也很大。開展競價(jià)交易后，很多電廠可以在基本不需要承擔(dān)市場風(fēng)險(xiǎn)的情況下獲得高額回報(bào)，對(duì)其他電廠和用戶而言是不公平的。

再次，電力市場交易必須與國家節(jié)能和環(huán)保要求相適應(yīng)。新投產(chǎn)的大容量機(jī)組能耗低，但由于剛處于還貸期，財(cái)務(wù)費(fèi)用高，總成本高;老機(jī)組能耗高，但由于運(yùn)行時(shí)間長，還貸已基本完畢，財(cái)務(wù)費(fèi)用低，總成本低。按照目前的能源價(jià)格，機(jī)組效率提高所產(chǎn)生的變動(dòng)成本優(yōu)勢無法與財(cái)務(wù)費(fèi)用差所產(chǎn)生的成本優(yōu)勢相提并論，完全自由競爭的結(jié)果是小機(jī)組、老機(jī)組打敗大機(jī)組、新機(jī)組。

應(yīng)對(duì)這些購售電主體市場競爭力差異的基本原則是在公平的基礎(chǔ)上引入“適度競爭”。一種可行的辦法是廣東電力市場月度集中競價(jià)采用的價(jià)差競爭：需求方(大用戶和售電公司)申報(bào)與現(xiàn)行目錄電價(jià)中電量電價(jià)的價(jià)差，供應(yīng)方(發(fā)電廠)申報(bào)與上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)的差價(jià)(δ)。價(jià)差競爭是我國獨(dú)創(chuàng)的電力市場交易方式，不符合標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)濟(jì)學(xué)模型，卻能有效地解決我國電力市場公平與效率的矛盾。基準(zhǔn)價(jià)格(目前為目錄電價(jià)和上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià))體現(xiàn)公平性，價(jià)差δ體現(xiàn)效率，需要解決的問題是基準(zhǔn)價(jià)格合理值的確定，這里體現(xiàn)國家宏觀調(diào)控的作用。此外，有專家提出的基于國際貿(mào)易理念(相對(duì)價(jià)格競爭)的電力市場競價(jià)機(jī)制也能較好地處理不同成本基礎(chǔ)電廠的公平競爭問題，值得進(jìn)一步深入研究。

交易機(jī)制的設(shè)計(jì)和實(shí)施必須循序漸進(jìn)地有步驟進(jìn)行

不同于國外電力市場，我國電力市場交易機(jī)制的建立是從年度、月度等中長期電量交易開始的。目前有的省份已經(jīng)建立了調(diào)峰、調(diào)頻服務(wù)的市場化機(jī)制，并正在籌建現(xiàn)貨市場。從實(shí)踐效果看，從中長期電量交易著手并逐漸向現(xiàn)貨交易過渡是一條可行的途徑。因此，筆者結(jié)合“基本規(guī)則”提出從電力中長期交易到現(xiàn)貨交易的時(shí)序路線規(guī)劃，如圖1所示，供市場設(shè)計(jì)者、運(yùn)營者、監(jiān)管者及市場主體參考。圖中時(shí)間節(jié)點(diǎn)只是大致估算，最終取決于各地市場建設(shè)的實(shí)際進(jìn)展。

各階段電力市場的特點(diǎn)如下：

1.第一年：初步建立年度雙邊協(xié)商與月度集中競價(jià)市場，對(duì)合同偏差電量進(jìn)行事后結(jié)算和考核。

圖1 從電力中長期交易到現(xiàn)貨交易的時(shí)序路線規(guī)劃圖

2.第二、三年：繼續(xù)開展年度長協(xié)交易，完善月度集中競價(jià)交易，開展合同電量轉(zhuǎn)讓交易，初步建立電力電量平衡機(jī)制。在電量平衡機(jī)制中，按機(jī)組煤耗或預(yù)掛牌報(bào)價(jià)調(diào)度，并包括事后的偏差電量考核與結(jié)算;電力平衡機(jī)制主要探索調(diào)峰服務(wù)市場化的途徑。

3.第三、四年：完善月度集中競價(jià)市場與平衡機(jī)制建設(shè)，初步建立日前現(xiàn)貨市場。月度競價(jià)市場采用峰谷平3個(gè)電量段進(jìn)行競價(jià)。日前交易將交易日(次日)分為峰谷平3個(gè)競價(jià)時(shí)段(與分時(shí)電表的時(shí)段設(shè)置一致，各地可能有所不同)，通過集中競價(jià)得到次日的峰谷平3時(shí)段電價(jià)。

4.第五年及以后：完善月度交易與日前現(xiàn)貨市場建設(shè)，建立實(shí)時(shí)市場與輔助服務(wù)市場。基于分段競價(jià)(或水平拍賣)理論精細(xì)化月度集中競價(jià)交易，日前現(xiàn)貨市場采用24時(shí)段進(jìn)行競價(jià)，建立15分鐘實(shí)時(shí)市場，初期輔助服務(wù)市場主要包括調(diào)頻和備用。

電力市場改革的核心是“改人”，從年度/月度交易開始，逐漸向日前/日內(nèi)/實(shí)時(shí)交易過渡。在這個(gè)過程中逐漸培育市場主體，培養(yǎng)市場意識(shí)，建設(shè)技術(shù)支持系統(tǒng)(包括計(jì)量系統(tǒng))，完善電力市場相關(guān)的信用體系、監(jiān)管體系、金融市場和法律法規(guī)，循序漸進(jìn)地有步驟推進(jìn)改革，應(yīng)該是我國電力市場發(fā)展的一條可行路徑。此外，電力中長期交易是我國電力市場中非常重要的組成部分，與現(xiàn)貨交易作用不同，中長期交易發(fā)現(xiàn)中長期電能價(jià)值，現(xiàn)貨交易發(fā)現(xiàn)短期電能價(jià)值，不可相互替代，而應(yīng)在市場運(yùn)行實(shí)踐中逐漸完善并與現(xiàn)貨交易很好地相協(xié)調(diào)。由于在我國火電廠燃料計(jì)劃都是按年度、季度和月度安排的，月度電能交易是我國電力市場一個(gè)不可缺少的交易環(huán)節(jié)。

電力市場交易機(jī)制設(shè)計(jì)需要基于更先進(jìn)的拍賣理論、博弈論與設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)學(xué)

如前所述，經(jīng)典微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)的供需均衡理論不適用于不完全競爭/不完全信息市場的競價(jià)機(jī)制設(shè)計(jì)，電力市場交易機(jī)制設(shè)計(jì)需要基于更先進(jìn)的拍賣理論(Auction Theory)、博弈論與設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)學(xué)。

拍賣理論由諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)獲得者美國哥倫比亞大學(xué)Vickrey教授奠基，其研究廣泛涉及到博弈理論、信息經(jīng)濟(jì)學(xué)及機(jī)制設(shè)計(jì)理論等眾多新興領(lǐng)域。拍賣機(jī)制包括四種基本類型，即上升出價(jià)拍賣(或稱為英國式拍賣)、下降出價(jià)拍賣(或稱為荷蘭式拍賣)、第一價(jià)格暗標(biāo)拍賣、第二價(jià)格暗標(biāo)拍賣。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)拍賣類型，各國學(xué)者已進(jìn)行了相當(dāng)深入的研究，但現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)生活中的拍賣過程是非常復(fù)雜的，廣東電力市場月度集中競價(jià)實(shí)際上屬于多個(gè)買賣方的多個(gè)商品雙側(cè)暗標(biāo)同時(shí)拍賣(2小時(shí)的暗標(biāo)報(bào)價(jià)結(jié)束后同時(shí)出清)。

從拍賣的出清(結(jié)算)方式來講，主要有統(tǒng)一邊際出清方式(Marginal Clearing Price，MCP)、按報(bào)價(jià)支付的方式(Pay-as-Bid，PAB)及其他各種變形的方式。廣東電力市場2017年月度電量集中競價(jià)即為統(tǒng)一邊際出清方式。按報(bào)價(jià)支付即按市場主體各自的報(bào)價(jià)分別結(jié)算的方式。在供需雙側(cè)競價(jià)中，由于成交條件為需求方申報(bào)價(jià)高于供應(yīng)方申報(bào)價(jià)，若完全按報(bào)價(jià)支付，將多余一塊市場紅利(或社會(huì)福利)，需要在供需方之間分配。廣東電力市場2016年月度電量集中競價(jià)采用了一種獨(dú)特的價(jià)差電費(fèi)返還出清機(jī)制，即為一種社會(huì)福利分配方式。筆者在該機(jī)制的基礎(chǔ)上提出一種適合電力中長期集中競價(jià)的“雙側(cè)等效PAB出清機(jī)制”。供應(yīng)方結(jié)算價(jià)為申報(bào)價(jià)乘以供應(yīng)方結(jié)算系數(shù)α，總供給曲線即向上等比例收縮一段，需求方結(jié)算價(jià)為申報(bào)價(jià)乘以需求方結(jié)算系數(shù)β，即總需求曲線向下等比例延伸一段，而此等比變換所增加的社會(huì)福利正好等于供需申報(bào)價(jià)差所產(chǎn)生的社會(huì)福利。在此機(jī)制下，供應(yīng)方和需求方只有盡可能靠近邊際價(jià)格報(bào)價(jià)并且保證成交，才能使收益最大，但此時(shí)不成交的風(fēng)險(xiǎn)也最大，風(fēng)險(xiǎn)與收益成正比。由于在此競價(jià)機(jī)制下，供需主體的報(bào)價(jià)策略與PAB出清機(jī)制相同(即按預(yù)測的邊際價(jià)格)，故稱為“等效PAB出清機(jī)制”。筆者初步的仿真實(shí)驗(yàn)表明，此機(jī)制下，經(jīng)過多輪競價(jià)與出清，市場平均結(jié)算價(jià)差將趨于穩(wěn)定。

從方法論上講，電力市場設(shè)計(jì)應(yīng)基于現(xiàn)代設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)學(xué)。設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)學(xué)是一門仍在形成中的學(xué)科，被稱為經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的工程學(xué)，除了拍賣理論和博弈論外，還將實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)學(xué)(Experimental Economics)和計(jì)算經(jīng)濟(jì)學(xué)(ComputationalEconomics)(經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真)方法引入市場設(shè)計(jì)，并已在美國聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)的無線頻段拍賣等市場設(shè)計(jì)案例中獲得成功應(yīng)用。本文最后一部分將對(duì)實(shí)驗(yàn)與計(jì)算經(jīng)濟(jì)學(xué)的基本原理及應(yīng)用情況進(jìn)行介紹。

交易規(guī)則制訂和修改時(shí)應(yīng)從理論上充分分析論證，并做好仿真實(shí)驗(yàn)研究

各地在制訂和修改交易規(guī)則時(shí)，最基本的要求是根據(jù)本地市場的實(shí)際數(shù)據(jù)做好測算，判斷交易規(guī)則實(shí)施后可能出現(xiàn)的市場態(tài)勢、電價(jià)水平及可能出現(xiàn)的問題。如前所述，嚴(yán)格的理論分析應(yīng)建立在市場機(jī)制的拍賣理論和博弈論模型的基礎(chǔ)上，但由于電力市場的復(fù)雜性，這種模型難以求得解析解并進(jìn)行分析，另外一種有效途徑是基于實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)學(xué)和計(jì)算經(jīng)濟(jì)學(xué)的仿真實(shí)驗(yàn)。電力市場仿真實(shí)驗(yàn)的主要方法有基于代理的計(jì)算經(jīng)濟(jì)學(xué)(Agent based Computational Economics，ACE)仿真方法(即多主體的人工智能模擬)和實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)學(xué)方法。本文介紹這兩種方法基本概念及應(yīng)用情況。

1.基于代理的計(jì)算經(jīng)濟(jì)學(xué)仿真

基于代理的計(jì)算經(jīng)濟(jì)學(xué)(ACE)是用計(jì)算機(jī)模擬的方法來進(jìn)行經(jīng)濟(jì)研究的新技術(shù)，使用具有有限理性的和自適應(yīng)的代理表示各個(gè)市場成員，并通過代理在計(jì)算機(jī)上的交互行為的仿真獲得市場運(yùn)行的特征描述。作為一種特殊的ACE模型，由筆者最早開展研究的協(xié)同進(jìn)化算法(Co-evolutionary Algorithm)是電力市場仿真和穩(wěn)定性研究的好工具。當(dāng)前人工智能技術(shù)出現(xiàn)了飛躍式發(fā)展，在諸如圍棋、德州撲克等多個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)戰(zhàn)勝人類，若能引入電力市場仿真，必能為電力市場的設(shè)計(jì)、分析與評(píng)估提供嶄新的手段。

2.實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)學(xué)仿真

近年來實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)學(xué)在電力市場的研究中逐漸得到應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)學(xué)在經(jīng)濟(jì)學(xué)中借鑒自然科學(xué)中的實(shí)驗(yàn)方法，用人來代理實(shí)際市場中買方、賣方進(jìn)行決策，已在電力市場設(shè)計(jì)與分析中取得不錯(cuò)的成果。實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)學(xué)的一個(gè)關(guān)鍵方法創(chuàng)新是價(jià)值誘導(dǎo)理論(Induced Value Theory)的提出。為達(dá)到對(duì)被試者行為的控制，實(shí)驗(yàn)者可采用適當(dāng)報(bào)酬媒介(reward medium)，誘導(dǎo)被試者預(yù)設(shè)的特征，而使被試者自身的特征(innate acteristics)變得無關(guān)緊要。價(jià)值誘導(dǎo)的原則可歸結(jié)為以下3個(gè)充分條件：單調(diào)性、突顯性、優(yōu)超性。

筆者針對(duì)廣東2017年月度電量集中競價(jià)規(guī)則基于模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行了多輪競價(jià)模擬實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析我們觀察到：供需比是影響市場價(jià)格走勢的關(guān)鍵因素;邊際附近的電廠存在形成默契合謀的可能，集體抬高價(jià)差。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)論在后續(xù)實(shí)際市場交易中均得到驗(yàn)證。

本文結(jié)合國內(nèi)外電力市場交易的實(shí)踐，闡明了電力市場交易機(jī)制設(shè)計(jì)的核心概念、關(guān)鍵問題及方法論。限于篇幅，本文的討論局限于電力市場交易機(jī)制設(shè)計(jì)的一般原理及方法論，未涉及節(jié)點(diǎn)電價(jià)、阻塞管理、輔助服務(wù)等技術(shù)細(xì)節(jié)。需要強(qiáng)調(diào)的是，電力市場是一個(gè)“人的系統(tǒng)”，市場交易不可能用行政管理的方式來推動(dòng)，交易規(guī)則制訂和修改必須遵循一定的法定程序，實(shí)行民主科學(xué)決策，應(yīng)特別反對(duì)長官意志和拍腦袋定政策。

原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2017年9月1日第32期

原標(biāo)題:獨(dú)家 | 華南理工大學(xué)陳皓勇：電力市場交易機(jī)制設(shè)計(jì)的關(guān)鍵概念及方法論

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