一种基于博弈论的电价交叉补贴监管评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于博弈论的电价交叉补贴监管评价方法，属于电力市场中电价交叉补贴监管评价方法技术领域，包括构建如下理论模型；所述理论模型涉及的主体有：地方政府G、电网企业N、大工业用电用户L和一般工商业用电用户S，由于中国的居民用电量仅占12%且居民电价长期稳定不变，在本模型中将居民用户用电H设置为外生。本发明专利技术考虑电力市场中地方政府、电网企业、分类别用户的博弈行为来分析其市场行为选择，进而通过三阶段循环博弈模型均衡结果，对地方政府在电力市场博弈中的电价交叉补贴监管策略选择进行评价，更加细致、准确。

A game theory based evaluation method for electricity price cross subsidy supervision

The invention discloses an electric price cross subsidy supervision and evaluation method based on game theory, which belongs to the technical field of the electric price cross subsidy supervision and evaluation method in the electric power market, including the construction of the following theoretical model. The main body of the theoretical model includes the local government G, the power grid enterprise N, the large industrial electricity user L and the general industry and commerce. Electricity users S, because China's electricity consumption accounts for only 12% and residents' electricity prices remain stable for a long time, the resident users' electricity H is set as exogenous in this model. The invention considers the game behavior of local government, power grid enterprises and classification users in the electricity market to analyze the choice of market behavior, and then through the three stage cycle game model equilibrium results, the local government in the power market game of electricity price cross subsidy supervision strategy selection, more detailed and accurate.

【技术实现步骤摘要】
一种基于博弈论的电价交叉补贴监管评价方法
本专利技术涉及电力市场中电价交叉补贴监管评价方法，特别涉及一种基于博弈论的电价交叉补贴监管评价方法。
技术介绍
我国的混合型规制机构结构由中央和地方层次的产业性和部门性的机构构成。规制结构的另一结构特点是，中央与地方规制实体之间存在一种等级制的结构。在每一层级的政府中都设有地方发展与改革委员会，同样的，还设有许多地区执行机构来协助地方发展与改革委员会。国家发改委与地方发改委在权力上的分离主要表现在:前者通常负责控制大项目的准入和投资，以及地方发改委呈交的价格调整方案的批准，而地方发改委则负责小项目审批和提出价格调整方案。在这种背景下，有必要对现行电力市场中的电价及其交叉补贴政策的制定及监管进行评价，以更好的服务电力市场化改革的推进。公开号为CN107491861A的专利文献公开了一种输配电价改革下电网建设费用方案的制定方法。电网规划是电网发展的必要前提，电网建设费用受诸多不确定因素的影响。本专利技术建立了电网建设规划系统的系统动力学模型，分析了电网建设费用与输配电价、负荷需求、政府监管等因素相互作用下的变化趋势；采用年现金流的方法，分析了考虑负荷需求、工程造价、政府监管等不确定性因素时的电网规划建设风险。通过仿真，验证了模型的合理性，对各不确定因素进行了灵敏度分析，对不确定因素取不同值组合成不同的场景，计算各场景下的年现金流的标准离差率作为风险评价指标。该专利技术考虑了负荷、政府监督、工程造价等因素，但是未将用电情况细化，未考虑大工业企业和一般工商企业的差异及地方政府完美监管下和不完美监管下的不同。公开号为CN107203898A的专利文献公开了一种交叉补贴计算和评价方法，解决了现有技术中交叉补贴计算方法不准确的技术问题，该专利技术的交叉补贴计算和评价方法，包括：获取平均购电价和各用电类型下各电压等级的输配电价，并根据平均购电价和输配电价确定理论销售电价；获取各用电类型下各电压等级的实际售电单价和实际售电量，并根据实际售电单价和理论销售电价确定各用户类型下各电压等级的交叉补贴额。该专利技术将用户分为大工业用户、一般工商业及其用电、居民用电和农业用电四类，未考虑地方政府监管带来的影响，计算结果不够准确。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种基于博弈论的电价交叉补贴监管评价方法，目的在于通过构建三阶段循环博弈模型，研究区域竞争下的电力价格规制失效和电网的垄断利润来源、以及政府对电力市场中电价交叉补贴的监管问题。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种基于博弈论的电价交叉补贴监管评价方法，构建如下理论模型；所述理论模型涉及的主体有：地方政府G、电网企业N、大工业用电用户L和一般工商业用电用户S，由于中国的居民用电量仅占12％且居民电价长期稳定不变，在本模型中将居民用户用电H设置为外生；所述理论模型的基本假定如下：假定1：一个地区的电价的制定符合1996年以来规定的地方指导性电价提价申报制度，该地区的大工业电价和一般工商业电价由地方政府拟定并上报中央审核，故在本模型中简化描述为地方政府对该地区的大工业电价EL和一般工商业电价ES具有管制权力；假定2：所述地区电力供应充足，其中居民用电量为qH，电价为EH；大工业用户用L电量为qL，电价为EL；一般工商业用户S用电量为qS，电价为ES；大工业用户和一般工商业用户的最终产品产量分别为QL和QS，其中：QL＝f(qL)；QS＝f(qS)，且同时满足：对于QL和QS的形式，令：且rL＞＞rS；假定3：假定大工业用户和一般工商业用户的市场需求不受约束，其产品面临的市场价格分别为PL和PS，因此各自的利润分别为：πL＝PLQL-ELqL，πS＝PSQS-ESqS假定4：在电网方面，设上网电价为c(1+r)，其中c为上游电厂的发电成本，在本模型中假定其固定不变，则，电网的利润为：πN＝qHEH+qLEL+qSES-qc(1+r)其中q＝qH+qL+qS，假定5：在不完美监管情况下政府对大工业企业的监管成本RCL低、收益RRL大；对一般工商业进行监管的成本RCS高、收益RRS低；基于以上假定，三阶段循环博弈的各阶段决策过程如下：第一阶段：地方政府制定电价EL和ES；第二阶段：大工业企业和一般工商业企业根据EL和ES来确定各自产品的最优产量QL和QS，地区总产出Y＝QL+QS；第三阶段：地方政府根据区域竞争压力、电力监管成本和收益以及垄断势力情况决定下一个轮次的电价EL和ES。进一步的，所述理论模型分为不存在地方政府电价管制的基准情形、完美监管下的电价管制情形和不完美监管下的电价管制情形三个情形进行分析。进一步的，在所述基准情形下，不存在地方政府对电价的管制，电价的制定完全遵循电网企业利润最大化的原则，此时的电网利润为：πN＝qHEH+qLEL+qSES-qc(1+r)(1)其中，qHEH和c(1+r)为外生给定，令c(1+r)＝ce，去除外生性的家庭用户影响后该模型简化为：Max:πN＝qLEL+qSES-ce(qL+qS)(2)s.t.qL,qS,EL,ES＞0同样，根据利润最大化原则，大工业用户和一般工商业用户的目标函数分别为：s.t.qL,qS,EL,ES＞0根据逆向归纳法，分别用(3)和(4)对用电量求一阶导：令得：将(5)式带入(2)式，得电网企业的目标函数为：分别用(6)式对EL和ES求偏导，根据一阶条件，解得：由于rL＞＞rS，所以因此在所述基准情形下，得到命题如下：监管行为1：在地方政府以电网企业利润最大化为目标制定电价的情况下，电价的制定倾向于对大工业用电用户制定低价，而对一般工商业用电用户制定高价，其定价与所述产业的电力产出弹性成反比。进一步的，在所述完美监管下的电价管制情形下，地方政府以追求地区产值最大化为目标，对电价进行管制，使得电网的利润0＜π0＜πmax，其中πmax为不存在政府对电价管制时电网企业的最大化利润，此时地方政府的目标函数为：s.t.此时，EL和ES为政府管制定价，大工业厂商和一般工商业厂商根据在此电价下根据利润最大化原则进行产量决策，将和带入(9)式，再根据拉格朗日乘数法则得到地方政府的目标函数为：s.t.0＜λ＜1；qL,qS,EL,ES＞0(10)其中λ为电网垄断势力，λ越大表示电网的垄断势力越强，分别用(10)式对EL和ES求偏导，根据一阶条件，解得：由于0＜λ＜1，则说明和均为λ的增函数，即规制电价随着垄断势力的提升而增加，随垄断势力的下降而减少。又因为所以与和相比，不难发现得到命题如下：监管行为2：在地方政府以追求地区产值最大化为目标，对电价进行管制的情况下，地方政府有激励去降低大工业用户电价和一般工商业用户电价，受到规制的电价将低于基准水平的电价。另一方面，不难发现：说明与基准水平相比，大工业用户电价与一般工商业用户电价的比值保持不变，也就是说电价结构维持不变，得到命题如下：监管行为3：在地方政府以追求地区产值最大化为目标，对电价进行管制的情况下，地方政府没有激励与改变大工业用电和一般工商业用电的电价结构。进一步的，在所述不完美监管下的电价管制情形下，地方政府对作为垄断企业的电网的监管无法做到完美状态，其监管取向去监管成本与收益的权衡；大工业用电用户具有少而集中的特征，因而政府本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于博弈论的电价交叉补贴监管评价方法，其特征在于：构建如下理论模型；所述理论模型涉及的主体有：地方政府G、电网企业N、大工业用电用户L和一般工商业用电用户S；所述理论模型的基本假定如下：假定1：一个地区的电价的制定符合1996年以来规定的地方指导性电价提价申报制度，该地区的大工业电价和一般工商业电价由地方政府拟定并上报中央审核，故在本模型中简化描述为地方政府对该地区的大工业电价EL和一般工商业电价ES具有管制权力；假定2：所述地区电力供应充足，其中居民用电量为qH，电价为EH；大工业用户用L电量为qL，电价为EL；一般工商业用户S用电量为qS，电价为ES；大工业用户和一般工商业用户的最终产品产量分别为QL和QS，其中：QL＝f(qL)；QS＝f(qS)，且同时满足：

【技术特征摘要】
1.一种基于博弈论的电价交叉补贴监管评价方法，其特征在于：构建如下理论模型；所述理论模型涉及的主体有：地方政府G、电网企业N、大工业用电用户L和一般工商业用电用户S；所述理论模型的基本假定如下：假定1：一个地区的电价的制定符合1996年以来规定的地方指导性电价提价申报制度，该地区的大工业电价和一般工商业电价由地方政府拟定并上报中央审核，故在本模型中简化描述为地方政府对该地区的大工业电价EL和一般工商业电价ES具有管制权力；假定2：所述地区电力供应充足，其中居民用电量为qH，电价为EH；大工业用户用L电量为qL，电价为EL；一般工商业用户S用电量为qS，电价为ES；大工业用户和一般工商业用户的最终产品产量分别为QL和QS，其中：QL＝f(qL)；QS＝f(qS)，且同时满足：对于QL和QS的形式，令：且rL＞＞rS；假定3：假定大工业用户和一般工商业用户的市场需求不受约束，其产品面临的市场价格分别为PL和PS，因此各自的利润分别为：πL＝PLQL-ELqL，πS＝PSQS-ESqS假定4：在电网方面，设上网电价为c(1+r)，其中c为上游电厂的发电成本，在本模型中假定其固定不变，则，电网的利润为：πN＝qHEH+qLEL+qSES-qc(1+r)其中q＝qH+qL+qS，假定5：在不完美监管情况下政府对大工业企业的监管成本RCL低、收益RRL大；对一般工商业进行监管的成本RCS高、收益RRS低；基于以上假定，三阶段循环博弈的各阶段决策过程如下：第一阶段：地方政府制定电价EL和ES；第二阶段：大工业企业和一般工商业企业根据EL和ES来确定各自产品的最优产量QL和QS，地区总产出Y＝QL+QS；第三阶段：地方政府根据区域竞争压力、电力监管成本和收益以及垄断势力情况决定下一个轮次的电价EL和ES。2.如权利要求1所述的一种基于博弈论的电价交叉补贴监管评价方法，其特征在于：所述理论模型分为不存在地方政府电价管制的基准情形、完美监管下的电价管制情形和不完美监管下的电价管制情形三个情形进行分析。3.如权利要求2所述的一种考虑环境成本的区域能源效率测算方法，其特征在于：在所述基准情形下，不存在地方政府对电价的管制，电价的制定完全遵循电网企业利润最大化的原则，此时的电网利润为：πN＝qHEH+qLEL+qSES-qc(1+r)(1)其中，qHEH和c(1+r)为外生给定，令c(1+r)＝ce，去除外生性的家庭用户影响后该模型简化为：Max:πN＝qLEL+qSES-ce(qL+qS)(2)s.t.qL,qS,EL,ES＞0同样，根据利润最大化原则，大工业用户和一般工商业用户的目标函数分别为：s.t.qL,qS,EL,ES＞0根据逆向归纳法，分别用(3)和(4)对用电量求一阶导：令得：将(5)式带入(2)式，得电网企业的目标函数为：分别用(6)式对EL和ES求偏导，根据一阶条件，解得：由于rL＞＞rS，所以因此在...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙改龙，尹硕，白宏坤，王江波，杨萌，邓方钊，刘军会，宋大为，马任远，金曼，李文峰，华远鹏，赵文杰，杨钦臣，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：河南,41