第2章 電力市場運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)學(xué)原理(2)

1、第二章 電力市場運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)學(xué)原理2.1 能源與資源及其有效配置2.2 需求、供給2.3 市場均衡與成本分析2.4 市場結(jié)構(gòu)分析2.5 總體福利與無謂損失2.6 博弈論及其在電力市場中的應(yīng)用2.7 電力市場的風(fēng)險(xiǎn)理論2.1 能源、資源及其有效配置2.1.1 能源與資源 能源按其來源不同可分為4類：第一類：太陽能直接來自太陽的輻射能，間接來自太陽的煤、石油、天然氣等石化燃料，以及生物質(zhì)能、水能、風(fēng)能、海洋能。第二類：以熱能形式儲(chǔ)藏于地球內(nèi)部的地?zé)崮埽ǖ叵聼崴?、地下蒸汽、干熱巖體等）。第三類：地球上的鈾、釷等核裂變資源和氘、氚、鋰等核聚變資源。第四類：月亮、太陽等星體對地球的引力為主產(chǎn)生的能量（如潮

2、汐能）。能源按其使用情況分為：一次能源和二次能源。能源種類與分類能源一次能源常規(guī)能源可再生性能源：水能不可再生性能源：煤、石油、天然氣新能源可再生性能源：太陽能、風(fēng)能、海洋能、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能不可再生性能源：核聚變材料二次能源電力、焦碳、煤氣、汽油、煤油、柴油、重油、沼氣、蒸氣、熱水等2.1. 電力資源的有效配置資源具有稀缺性，如何有效配置資源是一個(gè)值得研究的問題。研究電力行業(yè)中資源優(yōu)化配置的問題，就要以電力交易為對象，研究貨幣或資金在市場成員之間的流動(dòng)情況。電力資源配置有三種作用：在市場、企業(yè)、政府之間調(diào)解。）市場價(jià)格對資源配置起著決定性的作用。）資源配置的過程就是競爭機(jī)制、組織制度、政策法

3、規(guī)、管理機(jī)制等綜合發(fā)揮作用的過程。）國家必須對電力能源進(jìn)行適度的宏觀調(diào)控和監(jiān)管。企業(yè)電力資源配置政府市場價(jià)格管理指令圖1 電力資源配置的三種作用力返回2.2 需求、供給2.1 需求曲線及需求彈性、需求曲線在經(jīng)濟(jì)學(xué)意義上，需求是指人們在一定時(shí)期內(nèi)愿意并能購買的某種商品的數(shù)量。 影響需求的因素：商品自身的價(jià)格、購買者的貨幣收入水平、其他商品或勞務(wù)的價(jià)格、政治、法律、宗教、風(fēng)俗習(xí)慣等。 只考察需求與價(jià)格之間的關(guān)系，把其他因素當(dāng)作給定條件，需求函數(shù)需求函數(shù)表示為： ( )dQf PQd為需求量；p為價(jià)格。 根據(jù)這一函數(shù)，還可以用圖形表示需求與價(jià)格之間的關(guān)系，得出需求曲線需求曲線D 。 從圖中可以看出，

4、在其他因素不變的條件下，需求量與商品價(jià)格是一個(gè)下降函數(shù)，即價(jià)格上升，需求量減少；價(jià)格下降，需求量增加；這就是通常所說的需求規(guī)律。pQdD 價(jià)格變動(dòng)引起需求量的反方向變動(dòng)的兩個(gè)原因：1）收入效應(yīng)：價(jià)格的變動(dòng)意味著人們貨幣收入和支付能力的變動(dòng)。某種商品價(jià)格降低而其他商品價(jià)格不變時(shí)，人們的實(shí)際收入相應(yīng)地得到提高，從而增加需求量。2）替代效應(yīng)：某商品價(jià)格上升，假定其他商品價(jià)格不變，人們就會(huì)購買價(jià)格較低的其他替代商品，從而使該商品的需求下降。2、需求的彈性價(jià)格（需求彈性） 對于不同的商品來說，這些因素同一幅度的變化對需求量的影響是不一樣的，現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)學(xué)中用需求的價(jià)格彈性來描述。 需求彈性：是指需求量對商品

5、自身價(jià)格變動(dòng)的反應(yīng)程度。如果以 和 分別表示需求量及其變動(dòng)量;以 和 表示商品自身價(jià)格及其變動(dòng)量，那么需求價(jià)格彈性系數(shù)的定義為： PPQQEddd/dQdQPP 按照Ed絕對值的大小，可以把不同商品或勞務(wù)的需求對價(jià)格變動(dòng)的反應(yīng)劃分為富有彈性和缺乏彈性兩種基本形式。1Ed1Ed1Ed0EdEd富有彈性； 單元彈性； 缺乏彈性； 完全缺乏彈性； 完全富有彈性； 在商品缺乏價(jià)格彈性時(shí)，降價(jià)造成的損失會(huì)超過需求量擴(kuò)大而帶來的收益，從而使總收益減少；反之，在商品富有彈性時(shí)，降價(jià)會(huì)導(dǎo)致需求量大幅度增加，總收益會(huì)相應(yīng)增加。 2.2 供給曲線及供給彈性、供給曲線在經(jīng)濟(jì)學(xué)意義上，供給一般是指生產(chǎn)者或銷售者在一定

6、時(shí)期內(nèi)愿意并且能夠提供給市場的商品數(shù)量。 影響供給的因素：商品自身的價(jià)格、其他商品的價(jià)格、生產(chǎn)費(fèi)用的變化。 只考察供給與價(jià)格之間的關(guān)系，把其他因素當(dāng)作給定條件，供給函數(shù)表示為： )(PfQSQs為供給量；p為價(jià)格。 根據(jù)這一函數(shù)，還可以用圖形表示供給與價(jià)格之間的關(guān)系，得出供給曲線S 。從圖中可以看出，在其他因素不變的條件下，商品的供給量與商品價(jià)格是一個(gè)上升函數(shù)，即隨著生產(chǎn)的擴(kuò)大，其成本會(huì)呈現(xiàn)遞增上升趨勢，這就是供給規(guī)律。pQSS2、供給的彈性價(jià)格（供給彈性） 供給彈性是供給量對價(jià)格變動(dòng)反應(yīng)程度的一個(gè)經(jīng)濟(jì)學(xué)概念。 供求彈性系數(shù)： SEPPQQESSS/ 供給價(jià)格彈性系數(shù)就是供給量變動(dòng)的百分?jǐn)?shù)與價(jià)

7、格變動(dòng)的百分?jǐn)?shù)的比值。 v根據(jù)供給定理，供給曲線的斜率一般為正， v（1） 1 供給富于彈性；v（2） 供給完全富于彈性，此時(shí)在某一價(jià)格下，廠商愿意供給任意數(shù)量的產(chǎn)品，而價(jià)格只要降低一點(diǎn)，供給量就會(huì)驟然降至零；v（3） 1 供給單元彈性；v（4） 1 供給缺乏彈性；v（5） 0 供給完全缺乏彈性，此時(shí)，無論價(jià)格如何變化，供給量將始終不變。v影響供給價(jià)格彈性的因素：進(jìn)入或退出市場的難易程度、所考察的供給者商品類別的多少、產(chǎn)量的大小、時(shí)間長短。sEsEsEsEsEsE2.3電的需求與供給v電的需求：在特定的時(shí)期內(nèi)，在不同的電價(jià)水平下，用戶想要并能獲得的電力和電量（電功率的需求、電能量的需求）v電的

8、需求具有： 普遍性（用戶面廣、類型復(fù)雜）、 時(shí)間性（用戶隨時(shí)間變化而變化）、 規(guī)律性（季節(jié)性、峰谷規(guī)律等）v按用電需求的時(shí)間：峰荷容量、低谷容量、腰荷容量v按用電需求的類別：工業(yè)負(fù)荷、商業(yè)負(fù)荷、居民負(fù)荷、農(nóng)業(yè)負(fù)荷等v影響電力需求的主要因素： （1）電價(jià)對電力需求的影響； （2）電力投資對電力需求的影響； （3）城鄉(xiāng)居民生活質(zhì)量的提高對電力需求的影響； （4）替代能源對電力需求的影響； （5）需求側(cè)管理對電力需求的影響； （6）新經(jīng)濟(jì)對電力需求的影響。2.3 市場均衡與成本分析2.3.1市場均衡 1）均衡價(jià)格（市場出清價(jià)格）圖中：S表示供給曲線；D表示需求曲線。E點(diǎn)對應(yīng)的價(jià)格P0就是均衡價(jià)格。出

9、清價(jià)格。市場均衡（市場機(jī)制）：指在一個(gè)自由市場里能使價(jià)格得以變化一直達(dá)到出清（即供給量與需求量相等）的趨勢。pQSSDp0Ea) 假定市場價(jià)格大于P0P1P0,生產(chǎn)者的供給量等于b，而消費(fèi)者的需求量為a，市場出現(xiàn)盈余或過度供給(供過于求）。在此情況下，市場上存在一個(gè)價(jià)格向下的壓力，價(jià)格下降，直至使消費(fèi)者愿意并能購買的商品或勞務(wù)的數(shù)量增加到與生產(chǎn)者的供給量相等為止。b）假定P2供給，價(jià)格上升；需求 MC 表明繼續(xù)增產(chǎn)增收 MR p競爭市場出清價(jià)， p2即為市場價(jià)格，消費(fèi)者的購買量將從q減少到q ， 此時(shí)消費(fèi)者剩余=（A）面積，而生產(chǎn)者利潤=（B+C+D）面積，總體福利=（A+B+C+D） 政府也

10、可能會(huì)設(shè)定商品最高成交價(jià)p1 p競爭市場出清價(jià)， p1即為市場價(jià)格，生產(chǎn)者將把產(chǎn)量削減到q， 此時(shí)消費(fèi)者剩余=（A+B+C）面積，而生產(chǎn)者利潤=（D）面積，總體福利=（A+B+C+D）2、政府還會(huì)對商品征稅，設(shè)所收的稅都會(huì)轉(zhuǎn)嫁給消費(fèi)者，設(shè)消費(fèi)者支付的價(jià)格為p2，生產(chǎn)者的銷售價(jià)格為p1，政府對單位成交商品的征稅額=（p2-p1）,此時(shí)，需求量從q減少到q 消費(fèi)者剩余=（A）面積，生產(chǎn)者利潤=（D）面積，政府的征稅總額=（B+C） 外部干預(yù)會(huì)構(gòu)成總體福利的重新分配，可能會(huì)有利于消費(fèi)者或生產(chǎn)者或政府，但無論哪一種干預(yù)都會(huì)使總體福利減少無謂損失=（E+F）面積。2.6 博弈論及其在電力市場中的應(yīng)用一、

11、博弈論 （對策論、競賽論）博弈：一些人或組織，面對一定的環(huán)境條件，在一定的規(guī)則下，同時(shí)或先后，一次或多次，從各自允許選擇的行為或策略中進(jìn)行選擇并加以實(shí)施，并從中各自取得相應(yīng)結(jié)果得益的過程。博弈論使用嚴(yán)謹(jǐn)數(shù)學(xué)模型來解決現(xiàn)實(shí)中利益沖突的理論。博弈論與常規(guī)優(yōu)化決策理論的不同：（1）博弈論中參與者在利益上有沖突；（2）參與者要各自做出優(yōu)化決策，并企圖使各自的利益最大化；（3）每個(gè)人的決策和他人之間有相互作用，即各自的決策對他人都有影響；（4）在博弈論中一般假設(shè)參與決策的個(gè)體均為“理智的”，從而進(jìn)行理性的邏輯思維； v博弈論的深遠(yuǎn)和重大發(fā)展，是在20世紀(jì)50-60年代，Nash均衡概念的提出；vNash

12、均衡是指在對手的策略既定的情況下，各個(gè)對局者所選擇的策略都是做好的；vNash均衡一旦給出你的策略，我的選擇是最好的；一旦給出我的策略，你的選擇是最好的；v1994年、1996年的諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)博弈論博弈問題有多種不同的分類：1）非協(xié)作博弈和協(xié)作博弈v按參與者相互聯(lián)合（或協(xié)作）與否將博弈分為：非協(xié)作博弈和協(xié)作博弈。 v非協(xié)作博弈指參與者相互獨(dú)立（不協(xié)作），各自爭取自身最大利益的博弈。v協(xié)作博弈指若干參與者結(jié)成聯(lián)合體，共同協(xié)作爭取聯(lián)合體的最大利益，再進(jìn)行利益內(nèi)部分配的博弈。2）零和博弈和非零和博弈v按參與者獲利之和的特性分為：零和博弈和非零和博弈。 v零和博弈“零和”問題中，一個(gè)參與者的獲利直接

13、等于另一個(gè)參與者的損失。v非零和博弈“非零和”問題中，參與者的獲利和損失不必相等，即其代數(shù)和不必為0。Nash均衡及相應(yīng)的求解方法3)靜態(tài)博弈與動(dòng)態(tài)博弈 靜態(tài)的有完美信息的博弈 靜態(tài)的有不完美信息的博弈v靜態(tài)博弈 靜態(tài)的有完美歷史信息的博弈 靜態(tài)的有不完美歷史信息的博弈 * 動(dòng)態(tài)的有完美信息的博弈 動(dòng)態(tài)的有不完美信息的博弈v動(dòng)態(tài)博弈 動(dòng)態(tài)的有完美歷史信息的博弈 動(dòng)態(tài)的有不完美歷史信息的博弈 *二、博弈論的基本原理與方法v博弈論的模型：G= P,A,S,I,U 其中：P局中人，博弈的參與者，“博弈方”。能夠獨(dú)立決策、獨(dú)立承擔(dān)責(zé)任的個(gè)人或組織，以最終實(shí)現(xiàn)自身利于最大化為目標(biāo)。 A各局中人的所有可能

14、的策略或行動(dòng)的集合。根據(jù)該集合的有限或無限，可分為有限博弈和無限博弈（表現(xiàn)為連續(xù)對策、重復(fù)博弈和微分對策等）。 S博弈的進(jìn)程，博弈進(jìn)行的次序。局中人同時(shí)行動(dòng)的一次性決策的博弈為靜態(tài)博弈；局中人行動(dòng)有先后次序?yàn)閯?dòng)態(tài)博弈。 I博弈信息，能夠影響最后博弈結(jié)果的所有局中人的情報(bào)，如效用函數(shù)、響應(yīng)函數(shù)、策略空間等；博弈各方對各種局勢下所有局中人的得益情況完全清楚，為完全信息博弈，否則為不完全信息博弈；信息不完美，博弈的結(jié)果只能是概率期望，而不能像完美信息博弈，有確定的結(jié)果； U局中人的獲得利益，也是博弈各方追求的最終目標(biāo)。在零和博弈中各方利益之間是完全對立的；變和博弈有可能存在合作關(guān)系，爭取雙贏的局面。

15、v博弈論求解的本質(zhì)思想不管博弈各方是合作、競爭、威脅還是暫時(shí)讓步，博弈論模型的求解目標(biāo)都是使自身最終的利益最大化，這種解建立在對方也采取各自“最好策略”為前提，各方最終達(dá)到一個(gè)力量均衡，即，誰也無法通過偏離均衡點(diǎn)而獲得更多的利益。 2、博弈中的均衡 納什均衡：求解博弈的關(guān)鍵在于尋找各博弈方都不愿意或不會(huì)單獨(dú)改變自己策略的策略組合，只要這種策略組合存在且是唯一的，博弈就有確定的解。這種博弈雙方都不愿或不會(huì)單獨(dú)改變自己策略的策略組合就是博弈論中最重要的一個(gè)概念“納什均衡”。 3、博弈論在電力市場中的應(yīng)用1）在發(fā)電競價(jià)策略方面的應(yīng)用2）在購售點(diǎn)決策方面的應(yīng)用3）在區(qū)域間功率交換、轉(zhuǎn)運(yùn)和輸電成本分配方

16、面的應(yīng)用4）在研究市場行為方面的應(yīng)用 * 2.7 電力市場的風(fēng)險(xiǎn)理論電力市場的風(fēng)險(xiǎn)理論 2.7.1 電力市場風(fēng)險(xiǎn)管理的意義1、對電力市場參與者的意義（1）保障參與者經(jīng)營目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)（2）促進(jìn)參與企業(yè)決策的科學(xué)化、合理化，減少?zèng)Q策的風(fēng)險(xiǎn)性，（3）提高參與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益2、對社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的意義（1）有利于資源的優(yōu)化配置（2）有助于消除市場競爭機(jī)制給整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)帶來的災(zāi)害損失及其它連鎖反應(yīng)，有助于社會(huì)生產(chǎn)的順利進(jìn)行，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展和經(jīng)濟(jì)效益的提高。（3）有助于提供和創(chuàng)造有利于經(jīng)濟(jì)發(fā)展與保障人民生活的社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境。2.7.2 電力市場風(fēng)險(xiǎn)管理的分類（1）按電力市場中風(fēng)險(xiǎn)管理的對象可分為電價(jià)、容量和備用風(fēng)險(xiǎn)管理等（2）按成因可分為客觀和主觀風(fēng)險(xiǎn)管理（3）按風(fēng)險(xiǎn)涉及的范圍可分為發(fā)電、輸電、配送和用戶環(huán)節(jié)風(fēng)險(xiǎn)管理（4）按風(fēng)險(xiǎn)的承擔(dān)主體可分為發(fā)電、輸電和用戶方風(fēng)險(xiǎn)管理。2.7.3 電力市場風(fēng)險(xiǎn)管理程序（1）風(fēng)