近几年,电力工业的市场化改革席卷全球,改革的目的是打破电力工业的垄断﹑引入公平竞争和改善经济效益,最终目标是实现社会资源的合理分配和社会效益(social welfare)最大化。这些努力导致了发电方市场的形成 。本文研究的就是基于发电侧开放的单边市场。
由于电力工业的特殊性,解除垄断后的电力市场还不是一个真正的完全竞争市场,如发电公司的数目极其有限、大的投资规模(市场进入壁垒)、输电约束(在一定程度或范围上限制了某些大用户选择发电公司)和输电损耗(打击大用户远距离购电的积极性),因此它更接近于寡头垄断市场(oligopoly market)。由于电力拍卖市场具有明显的寡头市场特征,并且发电领域依然存在规模经济性,所以电力拍卖市场的定价规则出现了多种选择,如边际成本定价﹑按报价支付和当量定价。在所有这些可能的选择中,如何合理的评价不同定价方法的特点,估计其市场特性是市场设计中非常重要的问题。通常的方法是构造博弈模型,并认为博弈模型的均衡状态是市场最可能的状态。通过均衡状态的分析评估不同市场定价方法的影响。但是传统的经济学模型在研究具有复杂规则的电力市场时能力有限,很难针对现实的电力系统构造符合实际情况的博弈模型,且求解困难。最近20年里,计算经济学(Agent-Based Computational Economics,有时可以简单的称为智能代理仿真,Agent-based Simulation)的发展为我们提供了一种可能的研究方法。本文构造了一个基于智能代理的仿真模型讨论三种定价方法的市场运行特征。该模型用具有分散自主决策和智能学习的Agent表示发电厂商,在重复进行的报价博弈中,发电厂商通过利润高低按照生物的“条件反射”原理学习并改进报价策略,追求其利润最大化,随着迭代次数的进行,市场将逐步收敛于均衡位置。然后,通过不同定价方式的拍卖市场的均衡状态的比较给出了三种定价方式的市场运行特点。基于IEEE-RTS系统的数据研究表明,该模型提供了一种合适的电力拍卖市场的分析工具。研究结果表明,基于智能代理仿真模型的方法,不仅可以评价电力拍卖市场的定价策略,也具有相当的可扩展性,可以进一步发展成为一种具有实用价值的电力拍卖市场评价工具。
我们工作的特点主要为:
使用了智能代理仿真技术,该方法可能是目前研究电力市场机制当中最接近现实的一种有效的方法,可以克服理论的博弈模型无法求解大规模市场问题的困难;
比较了边际成本定价、按报价支付(pay as bid ,PAB)和当量电价三种定价方式之间的关系,阐述了三种定价方式进行比较的意义;
以IEEE可靠性测试系统的数据为基础,对三种定价规则的电力拍卖市场进行了基于智能代理的仿真模拟,结果表明当量电价具有优良的市场行为和特征,对于发电容量相对紧缺,不变成本不可忽视的中国电力工业现状,采用当量电价不失为一个明智的选择。
