智能電網下分布式電力市場論文
(三)模型假設
本文主要分析完全壟斷、寡頭壟斷、壟斷競爭三個市場結構模型的均衡結果,為了建立相應的分析模型,做出以下5個假設:假設1:智能電網是一個逐漸演化的過程,新的分布式發電商開始進入電力供給市場,在用戶側與傳統供電商展開市場競爭。假設2:不存在電網輸電容量約束。線損、交易成本、發電機啟動成本、空載成本、政府補貼均為零。假設3:發電商追求利潤最大化,選擇電量作為競爭策略,最終實現納什均衡。每個發電商可以對每一類消費者銷售電能。
發電商成本函數是產量的二次凸函數。假設4:電力需求不斷增加,消費者為商業、工業、居民三類,其需求函數對所有發電商都是公共信息。消費者擁有儲能措施,能夠積極參與市場競爭,自由選擇不同的發電商。需求函數是線性需求函數。假設5:市場結構將經歷完全壟斷、寡頭競爭、壟斷競爭三個階段。用1個傳統供電商(火電)和3個需求市場來代表完全壟斷市場結構;1個傳統供電商、1個新能源發電商(風電)與3個需求市場代表雙寡頭市場結構;1個傳統供電商、2個新能源發電商(風電和光伏發電)與3個需求市場代表壟斷競爭市場結構。
三、結論與政策建議
智能電網的發展將導致以新能源技術為主的分布式發電商不斷進入電力市場,并與傳統的供電商形成競爭,市場結構將逐漸演化。本文通過構建了一個包含多供電商、多用戶市場的古諾式博弈模型,刻畫了這種演化趨勢,并給出了模型求解方法和算例。研究發現隨著電網不斷智能化,電力市場競爭將不斷加劇,分布式發電商越多,電力市場交易量越大,交易價格越低,過度競爭將導致接近完全競爭的市場價格。傳統供電商利潤將隨著市場競爭的加劇而大幅下降。根據這些研究發現,筆者建議在以下三方面采取積極措施,從而較好實現電力市場發展,推動電力市場化改革。
1.以智能電網革命為契機,引入多元化分布式發電商,從而加速電力市場化改革。我國的電力改革始于1997年,經歷了長達十幾年的艱難改革,仍未全面實現2002年提出的“廠網分開、主輔分離、輸配分開、競價上網”的改革目標。當前電力市場交易模式,依然是以電網公司為主導的單邊電力交易模式,以政府規制電價為主導定價模式,這種模式并不能緩解市場煤和計劃電的根本矛盾,價格在配置資源中并未很好的起到作用,降低了能源配置效率和利用效率。
2013年負責電力改革的電監會并入能源局后,電力改革邁上了新的臺階。智能電網不僅能夠在技術上(分布式發電、微電網、儲能等技術)降低電力市場的自然壟斷屬性,而且能夠提高能源配置和使用效率。分布式發電的發展,不僅能夠滿足監管機構節能減排、優化能源結構、轉型升級的監管目標,而且有助于實現電力市場化改革目標。多元化分布式發電商的引入,勢必將在用戶側與傳統的供電商形成有效競爭,而能為電價形成機制奠定基礎。如果沒有政府規制和傳統供電商的阻止進入策略的實施,在利潤最大化的目標下,市場參與者的策略性反應將是進行古諾式的產量競爭,而這將形成競爭性電價。隨著分布式發電商的增加,電價將大幅度下降,參與者將依據電價安排生產和投資,工業、商業、居民用戶將依據電價波動合理使用電量,這將提高能源配置和使用效率,計劃電和市場煤的矛盾也迎刃而解。
2.建立以能源監管機構為主導的智能電網發展模式,降低分布式供電商的進入壁壘,引導傳統供電商向競爭性供電商轉變。在上述的分析中,我們看到,隨著分布式供電商的不斷引入,如果沒有政府電價規制的情況下,供電競爭的結果是電價大幅下降,傳統供電商的利潤也將大幅下降。在這樣的情況下,傳統供電商的最優策略性行為是實施阻止進入策略或參與分布式供電,而這將進一步加強傳統供電商的勢力,降低分布式供電商的進入速度。這一競爭結局將與電力改革目標背道而馳。
當前,這一事實正在發生,傳統電網企業主導了智能電網的發展,主導相關技術標準的制度,倡導集中式發電,分布式發電商接入電網成本較高。據中國能源局統計,2012年總共放棄風電200億度,直接損失100多億元,造成這一結果的重要原因之一就是傳統發電商阻止進入策略的實施。在這種情況下,如果以能源監管機構為主導,各利益相關者共同參與,包括傳統供電商和分布式供電商,制定智能電網發展框架,以及相關技術標準和市場競爭規范等制度,這將十分有利于分布式供電商順利進入供電市場,進而促使傳統供電商放棄阻止進入策略或直接參與分布式供電策略,提高其運營效率,使其轉化為競爭性供電商。
3.建立有管制的浮動電價形成機制,避免電力投資不足和電價波動過大。電力產業是國民經濟的支柱,國民經濟的發展對電力有剛性需求;同時,電力投資自身具備長周期的特點。隨著大量分布式發電商進入電力市場,如果任由電力市場充分競爭,那么依據上述研究結果,勢必將導致電價的周期性波動,進而導致投資的周期性波動,而這種波動勢必將影響國民經濟的平穩運行。因此,如果監管機構根據國民經濟發展需求和電力市場競爭情況,通過制定有浮動區間的市場電價形成機制,這不僅能夠促使電力產業平穩發展,而且能夠提升電力市場整體效率。
作者:袁曉玲 張江洋 單位:西安交通大學
責任編輯:電力交易小郭
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