電力市場化交易分析精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇電力市場化交易分析，期待它們能激發您的靈感。

篇1

【關鍵字】電力交易 電網互聯輸送 運輸問題 經濟效益 合作博弈 魯棒性

一、引言

電力交易與運輸是運籌學中運輸問題的一種典型運用。應該說電力交易管理是公司生產經營工作中的重點，直接關系到公司業務的最終體現，設計公司的核心利益，具有重要的研究意義與價值。電力輸送指由發電廠或電源由某處輸送到另一處的一種方式，由于早期技術不成熟，電能輸送多采用直流輸電，而后期逐漸演變成交流傳送，相信以后技術成熟，會出現更加合適的電能傳輸方式。實質上，電力跨距離輸配是一類具有特殊約束的運輸問題，由此，文章從運輸問題角度對電力交易和輸送研究進行文獻梳理和總結與展望。具體從如下幾個方面進行闡述。

二、電力交易及電網輸送互聯商業化

1.國外的電力交易及電網輸送研究

20世紀90年代以來，在國外，PANTO(S) M 和 GUBINA F[1]研究了電力輸送分配因素對于電力交易服務定價的影響；KRASENBRINK B 和 PRIBICEVI C B[2]等就競爭激烈的市場中的綜合規劃發電和交易進行了研究；2002年，NGUYEN D H M 和 WONG K P[3]則研究了自然條件下的動態電力均衡狀況和多均衡的競爭力市場。

Rau N[4]指出想要提出一整套標準化的設計方案，在當前是不現實的，并列舉了許多暫時無法很好解決的問題，包括形成的區域輸電組織與原有價格體系的沖突問題，規劃統籌問題，輸電過程中費用分攤問題，阻塞管理問題等等，并分析了可能的實用性舉措。Ilic M[5]的研究描述了覆蓋多個電力市場的跨區域輸電組(IRTO)的組織設計構思。Khal Le[6]介紹了發電公司在區域輸電組織模式下，如何進行報價。Li Chaoan 、Fu Shuti和Yi Su[7]則介紹了區域輸電組織中實時平衡市場的優化和組織，用基于改進單純性的線性規劃算法來計劃市場出清價格。Erli G[8]基于非合作博弈模型，分析了多區域電力市場下定價和系統運行的模型。Yoon X、Collison K和Hie M[9]共同，描述了在考慮各個區域是獨立市場，且具有獨立的價格體系的情況下，如何在多區域互聯系統中確定電能傳輸服務價格。

總體來看，國外有關電力市場交易及輸送的文獻研究主要集中在如何將區域電價作為輸電系統阻塞管理的手段，認為市場的收益將不僅僅局限在解除阻塞這樣的問題上(KENT S、MARK H S、JORGE V，2004)[10]，而更需要依靠更多的基礎投資，比如STAMTSIS G C 和 ERLICH I[11]提出要通過合理的發電廠投資及運營來獲得收益。一個好的市場設計必須能避免傳輸約束之間的博弈，因為這個問題在管制系統里不會遇到。

目前，國外電力市場已發展到一定的成熟階段，研究的重點已放到轉運費用的分析計算上。

2. 國內的電力交易及電網輸送研究

1998年，鐘金[12]在其學位論文《電力市場條件下的交易分析與發電計劃》中闡明了要在結合國外電力市場實踐經驗和中國電網互聯初步商業化運營經驗的基礎上，研究探討電網商業化運營應遵循的一些基本原則及其實現方法。文章對電網運行從統一調度到分散調度的變化所引起的系統優化分析方法的改變進行了研究，分析了幾種典型交易分析方法，并提出了兩種可用于不同情況的交易分析與決策模型。同時，文章分析了中國互聯電網在向商業化運行方式轉變的過程中出現的一些問題，并針對這些問題提出了可能的解決辦法。

由于文章理論算法性較強而忽視了模型在現實中的具體應用實際情況，而體現出一定程度的不足。但是，文章在中國電網輸送的互聯商業化運營模型方面，仍帶給學術界和國家以巨大的理論意義與現實意義。

Wei guo Xing [13]介紹了中國第一個跨區域電力交易的市場――三峽市場的前景，討論了市場可能的組織結構，提出了未來中國電力市場主要為國家電力市場和區域電力市場的兩層市場結構。王芝茗和馮慶東[14]給出了一個解決區域電力市場有約束實時調度的實用方法――等值發電機成本增量曲線法，以應用于區域電力市場輸電服務決策。柏瑞，劉福斌，李燦等三人[15]提出了直接考慮網絡約束的交易計劃新方法，通過引入發電貢獻因子和負荷汲取因子解決多級電力市場中存在的協調問題，并針對雙邊交易的特點，采用交易矩陣的方式建立了區域電力市場中Broker系統制定交易計劃的數學模型。曾鳴和劉敏[16]針對我國目前的六大區域互聯電網在形成區域性電力市場過程中面臨的價格問題，通過借鑒國外經驗，尤其是發展中國家的經驗，并結合我國實際，分析研究促進我國區域電力市場形成的價格方案及調控機制。主要內容包括：躉售電價、包含轉供和開放輸電通道在內的輸電價格、電力庫運營模式、各類合同以及電力市場價格風險等方面。劉坤[17]則針對區域電網公司所擁有的調峰電廠在電網安全運營和平衡市場需求兩個方面的重要作用，運用委托一模型，對電網公司和調峰電廠間最優合同模型進行設計，證明在對稱信息條件下，當委托人是風險中性而人是風險規避型時，該最優合同能夠達到帕累托最優風險分擔和帕累托最優努力水平；電網公司可以在保證整個電網運營的安全性和穩定性的同時實現電網整體的利潤最大。

王紅蕾和魏一鳴（2007）[18]結合南方互聯電網的實際情況，在滿足電力撮合交易的條件下，運用貪心算法中的任務時間表方法分析了現行模擬電力市場中購售雙方存在”就近購買”的行為，指出經濟利益的分配是重要因素，并提出了具體的建議。這一點較之前的各類文獻已經有很大進步，然而在理論應用和經濟管理中的博弈思想體現的仍不明顯。

進一步地，他們對南方互聯電網從形成之初便開展商業化運營過程中，各主體行為進行了研究，認為只有對每一次電力交換所帶來的利益進行合理的分配，才能調動區域電網的積極性，但是如果不真正實現利益共享，互聯運行就難以實現（王紅蕾，魏一鳴，2007）[19]；并指出聯網效果不佳不是技術上的原因，而是由于在統一電力市場電能交易中存在著整體和局部利益的沖突。省間電力交易的價格應經過嚴格的經濟調度和交易計劃分析后確定，送電端所獲利潤應與受電端分享，依靠市場博弈來解決問題。而為了求出“購電整體最優”方案，文章運用了帶權擬陣的貪心算法。

曾鳴、孫昕和張啟平[20]考慮到我國電力系統管理和調度的實際情況，指出互聯電網效果不大的深層次原因是電力運輸在價格形成機制上和區域電力市場管理體制上的問題。在區域電力市場內省間電網的電力交易中，主要是由于管理體制的缺陷形成鏈式反應，引發一系列的矛盾和沖突，進而影響了各方參與跨省網交易的積極性。

由上述文獻看來，我國的電力市場交易和電網輸送研究還剛剛起步，國內確實有學者針對具有輸電網絡約束的電力市場模型進行了分析和研究，但是在輸配電市場的建立與完善還有許多工作要做。電力交易與電網互聯輸送中存在著巨大的經濟效益潛力，如何同時調動電網內供給者與接受者的積極性，充分發揮互聯電網的效益，實現運輸問題的最優，是目前的理論研究亟需解決的重要問題。

3. 中國的電力交易與跨區域電網輸送――西電東送

“全國聯網、西電東送、南北互供”是國家電力公司十五規劃的工作重點。

史連軍、韓放和張曉園[21]在2001年的《互聯電網電力市場運行模式的研究》一文中研究了建立以運輸問題理論為基礎的互聯電網電力交易的機制，促進東西部地區間的電力交換，優化資源配置，獲取聯網效益，迫在眉睫。他們針對互聯電網電力市場運行模式，分析了互聯電網的效益，提出了組織互聯電網電力交易的三種基本模式，并討論了電力交易類型和價格，研究出了互聯電網聯絡線的調頻與控制模式。這一文獻，對運輸問題在中國電力交易市場與跨區域電網輸送領域的理論研究和中國西電東送工程在現實中的運用具有重要意義。

隨著西電東送工程的推進，國內學者對區域電力市場的研究與實踐也在不斷深入，調度、定價、規劃、公平合理的費用分攤與利益分配等已成為跨區域電力市場化交易的主要問題。

2007年，馬文斌[22]在前人研究的基礎上，在其《跨區域電力市場電力交易及管理研究》的學位論文中通過分析比較國外電力市場化進程，借鑒國外電力市場構建的成功經驗，結合我國電力工業運營實際，系統地研究了我國跨區域電力市場的框架和運營的理論與方式，分析了在不增加電力需求側用電成本的前提下增加電力企業收益、進而加強電力行業管理、實現和諧電力輸送的一個重要思路。文章真正實現將運輸問題從理論到實際的運用，對我國的“西電東送”事業擁有重要意義。

針對以上文獻對中國西電東送工程研究的貢獻和尚存不足，專家和學者在今后還需要在優化資源配置、實現最大經濟效益、完善電力輸送調度方式和管理模式等方面加以重點研究。

4. 運輸問題在民營電力交易與輸送中的應用研究

在我國民營的電力交易與電力輸送網絡中，民營送變電工程企業是電力行業內電網基建的施工方。而運輸則是整個系統中具有增值效應的環節之一，在競爭激烈的行業背景下，提高運輸效益是該類企業發展的必然要求，也是我國民營電力交易發展和提高經濟效益的必然要求。從運籌學中運輸問題的角度出發進行統籌規劃，該類企業可考慮從以下幾方面進行相關改善：建立管理信息系統；制定合作博弈的合理運榆計劃；合理結合多種運榆方式和路線等。

基于上述實際經濟意義，韋琦和劉秋蘭[23]發表了論文《民營送變電施工企業的運輸問題研究――以廣東某送變電工程有限公司為例》，論文以廣東某送變電工程有限公司為例，用運籌學的理論與思想，對民營送變電工程企業的運輸問題進行了深入探究。其旨在探討從運輸問題方面提高該類企業經濟效益的途徑，從而提高整個民營電力交易網絡的經濟效益，為我國民營電力交易和輸送網絡整合出合理可行的運營方案。

總體而言，由于電力交易與輸送在民營企業中的應用實際較少，因而關于運輸在此類民營企業的電力輸送中的研究文獻也較少，盡管其運用可借鑒國家宏觀的跨區域電力交易與輸送，但是由于微觀個體的差異性與獨特性，不同民營企業中的電力交易與輸送仍存在差異。基于此，學者在今后的研究中，應在對民營企業有個體獨特性的分析上，具體問題具體分析，為不同類型和規模的民營企業提供適合其發展的電力輸送方案。

三、電力輸送中的合作博弈

目前已有一些學者運用博弈論對區域間交易決策優化進行了研究，包括Jukka R 、Harri E、Raimo P H、Bai X 、Shahidehpour S M、Ramesh V C、Tan X和Lie T T的合作與不協作情況下雙邊電力交易決策的研究[24-26]。J.Cardell、C.hitt和W.Hogan[27]提出電力市場并不是一個能夠實現完全自由競爭的市場。發電廠和大用戶都具有一定市場力，如果放任市場成員在市場中自由交易，將導致市場交易秩序混亂，市場價格失控，嚴重影響區域經濟的協調發展。 Hirsch P、Lee S、Alvarado F 、Mares A Bolton Zammit、David J Hill和R John Kaye[28-30]等人則認為電力市場化的改革以及區域電力市場的建立應該結合現狀，在現有調度和交易機制的基礎上，利用市場的手段和方式，改進、完善和規范現有的調度和交易機制，而不是重新設計和建立一套全新的機制，使電力市場化改革給電力系統帶來的安全隱患降到最小。

在費用分攤方面，D．Chatttopadhyay[31]首次在國際上提出應用Shapley值來分攤聯網效益，隨后，J．W. Marangon Lima、M．V F．Pereira和J．L．R．Pereira[32]提出運用同樣的原理分析輸電費用，而Y Tsukamoto、I.Iyoda和 J．E F．Wu[33-34]則研究了輸電線路擴建成本的分攤原理。D．Chattopadhyay和 B．B．Chakrabarti[35]提出了無功網損的公理分攤方法，研究了輸電成本的公理分攤等。

隨著我國電力行業體制的改革，形成了利益主體多元化的分散管理格局。王先甲和李湘姣[36]提出，在這種格局下進行電網互聯，就可能產生決策主體與多利益主體之間的利益沖突。電力跨區域交易決策時的特點是相應聯絡線的傳輸極限必須計及，以及相應輸電費用必須計及，并應計算區域間交易帶來的各種效益的量化值，以確定最優交易量、價格及時間。

一般來說，運輸問題只能解決一個可以控制調度的運輸系統，實現該系統中的運輸優化。運用于電力系統中，由于市場機制和自由競爭，一個較大的電網布局系統通常是由若干子系統所構成的，并且這些子系統相對于大系統來說通常是獨立的（不論從經濟上還是行政上來看都是如此）。因此，在一個大的電網布局系統中，例如地區或全國等，盡管可以建立運輸問題的優化模型并采用運籌學中的方法求得最佳調運方案，但是，這些最佳調運方案通常是無法實現的。因為全局最佳調運方案可能會損害一些在市場機制下具有優勢的子系統的利益，給一些弱勢的子系統帶來額外獲利。另一方面，全局最佳調運方案與市場機制下的自由競爭原則相違背，由于大系統不能控制子系統的調度，所以，必然會有一些子系統拒絕全局最佳調運方案。因此，在考慮運輸費用或營運盈利時，每個子系統都會為了自身利益而局部地優化本子系統的調運方案，當從而破壞整體的帕累托最優性。

針對這一問題，張建高，鄭乃偉[37]曾有所探究，他們在《合作博弈與運輸優化》（2002年7月）中從博弈論的角度分析了區域性大系統中的運輸問題，考慮了在這種運輸系統中，由于各個子運輸系統之間的相對獨立性和彼此之間的競爭，采用運籌學中通常的運輸問題模型是無法使這樣的一個運輸系統達到最優狀態的。

這一文獻從理論和實踐的分析中證明出，要在區域性運輸大系統中實現運輸問題的最優解，允許各子運輸系統之間結盟是必要的。遺憾的是，盡管此文已經初步闡明了博弈論在電力運輸中的重要應用價值極其應用方法，但是它仍然沒有擺脫理論算法的限制，也沒有將運輸問題與現實的管理問題、經濟問題所結合。具體來看，表現在仍然遺留了關于運輸合作博弈的兩個問題：

（1）如果公共銷地假設條件不成立，即至少有一個子系統壟斷某個銷地，運輸合作博弈的特征函數還滿足超可加性嗎？

（2）對于運輸合作博弈，是否存在一個線性規劃或某種較好的算法，能同時求解全局運輸問題最優解和運輸合作博弈的核心，或者最小核心，或者核仁。

馬文斌、唐德善和陸琳[38]分析了互聯電網的特點和問題，指出跨區域互聯電網合作的必要性，并結合運輸問題的思想，運用博弈論構建了基于多人合作對策的互聯電網合作對策模型，并采用核心法、Shapley值法和簡化的MCRS法等分配方式進行了算例分析，探討了不同計算結果的寓意。結果表明，博弈合作對策模型可以更好地體現各合作電網之間的相互影響，使得電力分配運輸結果較傳統方法更為合理，可以較好地應用于互聯電網電力交易的優化決策。據此，他們發表了《基于合作博弈的互聯電網電力交易優化分配模型》(2007)。

孔祥榮，韓伯棠[39]在其論文《基于合作博弈的運輸分配方法》(2010)中指出，要按照合作博弈規則劃分計算運輸網絡的夏普里值，提出了新型的運輸分配方法。而在對物資進行科學分配的同時，綜合考慮了運輸資源的合理利用和成本最優，便于利益相關者形成穩定的合作同盟。

綜合上述文獻來看，基于合作博弈的電力運輸分配方法超越了單純追求費用最小或時間最短的傳統原則，從管理角度合理利用各方資源，優化運輸成本，同時達到穩定和均衡，真正實現了以管理學與經濟學的完美結合。

四、魯棒性在電力交易與輸送中的體現

盧強、王仲鴻和韓英鐸[40]指出，在現有的電力系統魯棒控制策略中，有些是以單機無窮大系統為模型進行設計，但由于缺乏各個控制器之間的協調從而形成了“各自為政”的局面，達不到理想的控制效果。而另一些是以大系統整體模型為基礎，以預先選定各控制器的結構作為約束條件而得到。理論上按這種方法所設計出的各子系統控制規律可使得總體性能指標在給定控制結構條件下達到最優，但當系統較大時，計算量可能無法接受。

張文泉、董福貴、張世英和陳永權[41]進行了發電側引入競爭機制，使發電廠如何組合、發電資產如何重組成為電力市場的重要研究課題。研究敘述了近年來，在電源規劃過程中，負荷需求、發電成本等許多因素日益呈現不確定性，制定發電規劃必須考慮這些不確定性因素，從而使發電組合成為魯棒性組合，即為《電廠魯棒性組合研究》(2003)一文。他們的研究表明了，電廠魯棒性組合的發電成本對不確定因素變化不敏感或反應遲鈍，這不僅真正充分反映出電廠組合魯棒性的真實內涵，也充分說明電廠組合魯棒性研究的現實意義。

陳卓、李少波及郝正航[42]的《復雜電力系統魯棒性協調控制研究》(2008)針對現有的電力系統魯棒控制策略中存在的不足，提出了將關聯測量控制理論與魯棒控制相結合的控制策略。

魯棒性在運輸問題中的運用體現研究是一個比較新穎的課題，以往的研究大多強調系統內的控制策略和組合等，而對魯棒性與經濟效益的關系研究較少。專家和學者今后可就此方面進行進一步深入探析。

五、總結及展望

運輸問題在電力方面的運用已經得到國家和各類民營企業的普遍重視，如我國的西電東送工程就是最好的例證。此前國內外專家和學者也已經對電力交易及電網互聯輸送、電力輸送中的合作博弈理論和魯棒性在電力交易與輸送中的運用等各方面問題進行了研究。

對于運輸問題在跨區域電力市場交易中應用的研究，在國內外都屬于較新的課題。結合我國的特點，目前的研究和分析基本符合我國廣大區域電力交易和輸送的實際，對于建立和完善我國區域電力交易及電網輸送理論，和進行跨區域電力市場交易研究具有一定的指導意義。但是，從整理的文獻中，可以看到，當前的研究內容普遍比較零散，缺乏系統性和深度。主要表現在以下幾個方面：

1.未能提出系統、具體、實用的跨區域電力交易體系、價格機制和跨區域輸電費用分攤方法。

2.對于跨區域電力市場交易過程中的電力需求、尤其是長期需求的預測沒有相對比較精確的方法。

3.對于供電企業管理的研究較少，沒有在電力體制改革逐漸深化的情況下從供電企業內部管理上迸行深入分析研究，也沒有對直接參與電力市場的電力大用戶的管理機制進行深入研究。

由此可見，運輸問題在我國跨區域電力市場的研究還有待進一步的深入。尚需要進一步研究的內容有主要以下幾方面：

1.在跨區域電力市場運行過程中如何限制與消除地方保護主義和寡頭主義對跨區域電力交易的障礙與影響。

2.怎樣保證跨區域的電力市場交易規模與各個區域電網的發展相協調。

3.在根據適度超前及成本效益原則不斷擴大聯網規模的同時，怎樣保證跨區域聯網工程的整體經濟性。

另外，魯棒性在電力運輸中的體現是運輸問題在電力交易與輸送領域運用的另一個研究方向與要點。在當前學術界研究的基礎上，若能更加深入地對其進行實際運用上的探究，明晰系統魯棒性與經濟效益的深層關系，則能給中國的電力運輸界帶來更大的經濟效益。

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篇2

博弈論又稱為“對策論”，一種使用嚴謹數學模型來解決現實世界中的利害沖突的理論。由于沖突、合作、競爭等行為是現實世界中常見的現象，因此很多領域都能應用博弈論，例如軍事領域、經濟領域、政治外交，解決諸如戰術攻防、國際糾紛、定價定產、兼并收購、投標拍賣甚至動物進化等問題。

博弈論的研究開始于本世紀，1944年諾依曼和摩根斯坦合著的《博弈論和經濟行為》一書的出版標志著博弈理論的初步形成，隨后發展壯大為一門綜合學科。1994年三位長期致力于博弈論研究實踐的學者納什、海薩尼、塞爾頓共同獲得諾貝爾經濟學獎，使博弈論在經濟領域中的地位和作用得到權威性的肯定。

2．博弈論的基本原理和方法

文獻[1][2]用淺白的語言敘述了博弈論的思想精髓和基本概念。文獻[3][4]更注重理論上的分析和數學的嚴謹。概括起來，博弈論模型可以用五個方面來描述

G={P，A，S，I，U}

P：為局中人，博弈的參與者，也稱為“博弈方”，局中人是能夠獨立決策，獨立承擔責任的個人或組織，局中人以最終實現自身利益最大化為目標。

A：為各局中人的所有可能的策略或行動的集合。根據該集合是否有限還是無限，可分為有限博弈和無限博弈，后者表現為連續對策，重復博弈和微分對策等。

S：博弈的進程，也是博弈進行的次序。局中人同時行動的一次性決策的博弈，成為靜態博弈，如齊威王和田忌賽馬；局中人行動有先后次序，稱為動態博弈，如下棋。

I：博弈信息，能夠影響最后博弈結局的所有局中人的情報，如效用函數，響應函數，策略空間等。打仗強調“知己知彼，百戰不殆”，可見信息在博弈中占重要的地位，博弈的贏得很大程度依賴于信息的準確度與多寡。得益信息是博弈中的重要信息，如果博弈各方對各種局勢下所有局中人的得益狀況完全清楚，稱之為完全信息博弈（gamewithcompleteinformation），例如齊威王和田忌賽馬，各種馬的組合對陣的結果雙方都不嚴而喻。反之為不完全信息博弈（gamewithincompleteinformation），例如投標拍賣，博弈各方均不清楚對方的估價。在動態博弈中還有一類信息：輪到行動的博弈方是否完全了解此前對方的行動。如果完全了解則稱之為“具有完美信息”的博弈（gamewithperfectinformation），例如下棋，雙方都清楚對方下過的著數。反之稱為“不完美信息的動態博弈”（gamewithimperfectinformation）。由于信息不完美，博弈的結果只能是概率期望，而不能象完美信息博弈那樣有確定的結果。

U：為局中人獲得利益，也是博弈各方追求的最終目標。根據各方得益的不同情況，分為零和博弈和變和博弈。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系，爭取雙贏的局面。

還有另一類型博弈稱為多人合作博弈，例如安理會投票表決，OPEC聯合限產保價等問題。這類問題重點放在聯盟利益的分配上，它的理論和方法廣泛應用于利益損失的共同分擔問題。多人合作博弈的研究方法主要是特征函數模型。以個可能的聯盟為定義域，特征函數表示各個聯盟的得益（N是局中人的數目），它的分配解必須符合一定的合理性和穩定性，它的解的概念也發展成多種多樣，包括穩定集、核心、核仁、Shapely值等。解的多樣性符合現實世界復雜多樣的需要，針對不同的問題選擇或創造合適的解的概念是博弈論深入研究的課題。

不管博弈各方是合作、競爭、威脅還是暫時讓步，博弈論模型的求解目標就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，各方最終達到一個力量均衡，也就是說誰也無法通過偏離均衡點而獲得更多的利益。這就是博弈論求解的本質思想。

3、博弈論與電力市場

博弈論是研究市場經濟的重要工具。電力作為特殊的商品，它的生產、運輸、銷售和消費也逐漸走向市場化。世界范圍內很多國家的電力工業走向放松管制、引進競爭的進程中，遇到很多前所未有的新課題，運用博弈論來分析解決其中一些問題是一個研究方向。用博弈論模擬電力市場，模擬的結果可能更加接近實際，為市場模式設計提供依據。另外，電廠或用電用戶作為市場的參與者，可以用博弈論來分析市場，研究如何報價獲利最大。

正確運用博弈論關鍵要針對電力市場的特點正確選擇模型和解的概念。例如：力量相當的兩個區域電網之間交換功率的情形比較適合用古諾模型和Nash談判解方法；而自備電廠與公用電網之間的交易可能更適合用Stackleberg模型。還有局中人結盟問題：如何識別合作伙伴，結盟利益如何在聯盟內分配。電力市場環境下，電網輸電作為一項服務，它的網損、固定資產投資如何在網絡使用者之間分擔。這些分配問題有不同的概念的解：穩定集，核心，核仁，Shapely值等，如何合理選擇或創造最接近實際的解的概念也是面臨的課題。

博弈的結果是依賴于擁有的信息，采用什么樣的信息披露政策是設計電力市場模式的一個方面。例如：電廠競價上網，一個成功的報價不僅取決于自己的實力，還有賴于他人如何報價。但是各方往往不清楚互相之間成本、報價等信息，因為這些信息都是各自的商業秘密。如何處理這種信息既不完全也不完美的博弈是一個重要的課題。反過來，博弈的實驗結果也為電力市場披露怎樣的信息提供依據。

博弈論和電力市場理論都是很年輕的科學，兩者都有廣闊的發展天地，兩者的結合可以互相促進。

4、博弈論在電力市場中的應用

4.1自備電廠與公用電網之間的交易

開放發電市場的進程中，擁有自備電廠的用戶是一類特殊的市場參與者，它既是用電用戶，也可以是電力的供應者。隨著電力市場深入發展和工業的進步，自備電廠將成長為一支生力軍。

文獻[5]用博弈論來分析評價在分時定價的環境下擁有自備電廠的用戶（NCP）對定價的影響作用。NCP既可以從公用電網購電，也可以自己發電來滿足自身需求。為解決兩者的沖突，作者提出了三種博弈模型：非合作Nash博弈模型，合作博弈模型和超博弈模型。作者構造了三個局中人：公用電網，普通用戶，帶自備電廠的用戶（NCP），并且假設它們的需求函數、邊際成本、收益函數等均是線性的，通過數字模擬得出了一些有趣的結果：①NCP的加入促使公用電網降低出售給NCP的電價；②沖突還使普通用戶得到更多益處。該文為解決自備電廠與公用電網的相互作用提供了很有用的分析思想。但是尚有三點可以進一步改進：①該文尚未考慮NCP將自己多余的自發電賣給公用電網的情況；②該文將公用電網和NCP置于平等的市場地位可能不符合實際市場，如果公用電網規模很大，NCP數目很多但規模小，考慮Stackerlberg模型更符合兩者實際；③該文假設公用電網的目標函數是整個社會利益最大化，而并非是自身利益最大化，這個假設不符合電力市場需要解除管制的發展方向。

文獻[6]部分解決了以上問題，它重點放在自備電廠和公用電網相互作用的方式的選擇：公用電網回購NCP多余電力（buy-backsystem）或者公用電網收取NCP運轉電力的過網費（wheelingcharges）。該文分析了在不同市場環境下，各方的得益情況，得出了一些可能只有用博弈論才能得出的結論。

4.2區域間輸電交易分析

互聯網間短期電力交換是一種經濟運行的手段。白曉民等在文獻[7]中應用Nash博弈論來分析簡單的兩區域系統單時段交易分析，得出雙方都可接受的交換功率和交易價格。在此基礎上，文獻[8]提出了一種兩階段迭代計算方法來處理外部交易計劃與內部經濟調度的協調。該文所用的博弈模型是二人非零和對策，采取合作型對策，應用Nash談判公理作為仲裁程序，決策出雙方都可接受的交換功率和交易價格。應該指出，白曉民等的分析是基于完全信息的博弈也即博弈雙方均對對方在各種情況下的得益了解非常清楚。如果缺少這方面的信息，又應該如何分析處理呢？這個問題值得進一步深入探究。

4.3轉運市場中電網的固定成本分攤問題

運轉市場中一個難題是網絡輸電服務定價，這個定價能夠給網絡使用者一個信號，以達到全網最優化；并且能夠補償網絡的投資者，網損、變動成本、固定成本等費用在網絡使用者中合理分攤；同時能夠正確激勵網絡增容。節點實時價格（nodalspotprice）制度可以解決網損和網絡阻塞問題。但是文獻[9]的作者認為節點實時價格制度不能完全回收輸電系統的固定投資，為了解決雙邊貿易中輸電系統固定成本公正分攤問題，作者提出了基于多人合作博弈模型，可以計算出逐條線路逐筆交易的分攤費用。文中使用“核仁”作為模型的解。該方法的優點：①使用“核仁”而不用Shapely值，因為“核仁”處于核心，分配值更加穩定和易于被各方接受；②提供了一種激勵，減輕線路過載。

4.4基于Pool或PX模式的多邊貿易市場

電力市場環境下的博弈具有行動策略隨機性、信息隱蔽性，這些特點都給建模和計算造成困難，從而限制了實際應用。各種文獻在處理這種不確定信息環境下的決策問題中，通常需要假設或者估計對方的信息，方法各有特色。

在文獻[10]作者認為在完全競爭的市場環境下，市場參與者相對于市場規模都顯得很小，市場影響力很小。在這種情況下，優化報價決策不需要博弈的思想。文中作者認為電力市場屬于不完全競爭市場，單個市場參與者對市場是有影響力的，其模型本質上屬于不完全信息的非合作博弈。例如：每個參與者只知道自己的成本信息，而不知道對方的成本等信息。在這種情況下作者提出了這樣的一個問題：在無法完全了解對方的信息情況下，參與者如何投標（選擇高價投標還是低價投標）才能使自己收益最大。該文通過轉化的方式把不完全信息的博弈變為信息完全但不完美的動態博弈來求解。每個市場參與者均對自己的對手可能的出價進行分類，并對每一類的可能性進行概率估計，形成一個概率意義上的期望收益矩陣，用Nash平衡點的概念求解矩陣，得到問題的解。

文獻[11][12]作者提出了一種談判模型。每一個局中人進行決策時，都同時執行以下兩個步驟：①對可能的合作對象按照一定的指標進行優先排序；②按照談判優先順序，逐一進行討價還價，談判的規則與程序是預先設定好的。該文的特色是談判對象的優先順序表的形成。排序的準則基于該局中人A對關于他人的信息的了解程度。先分別對其他局中人的成本信息進行分類，并對每一類出現的可能性進行概率估計。然后假設與某局中人B進行合作，互相交換共享所擁有的信息，聯合成博弈的一方，剩下的局中人結合為博弈的另一方。這樣的博弈模型的Nash平衡點是概率意義上的期望值，作為與B合作的優先指標。對每個局中人都進行一遍以上計算，得到了A的談判對象優先順序表。每個局中人都有自己的一張優先順序表。最后按照預先設定的談判規則與程序，各方同時進行合作談判，談判要解決如何合理分配或均衡比單干多出的利益。

該文關鍵的一點：正確掌握對方的成本、策略等信息。各方可能從每一次博弈的結果中得到有用的反饋信息，并用這種反饋來更新自己的知識庫，提高對他人了認識。遺憾的是作者并沒有提到如何實現這樣重要的學習過程。該文的模擬算法中的一個缺點：計算量隨局中人的數目和每個局中人類型的數目的增長呈指數增長。

對于多邊貿易模式的電力市場，文獻[13]提出了多理論模型，解決貿易合作問題，文中的模型基于完全信息的博弈模型。模擬的過程包括四個階段：①確定自身成本等信息；②與對方互相交換信息，互相尋求合作伙伴；③按照預先設定的準則和協議進行聯合分組，形成一個談判對象優先順序表，這個順序表獲得方法于[11][12]的方法不一樣。作者采用公平性合作標準和Shapely值來確定這個順序表；④按照優先順序表進行雙邊談判。作者認為這四個階段可以反復迭代進行，直至沒有人愿意改變合作格局為止或者達到預先設定的計算時間。作者在文中考慮了多種情況，但是模型仍偏于簡單。

4.5用博弈論解釋和實現算法

文獻[14]用博弈論來解釋拉格朗日松弛法法解決機組經濟組合的算法。該文認為在電力市場的環境下，競爭各方均以實現自身利益最大化為目標，旋轉備用的約束變得軟起來，PX（powerexchange）機構可能通過松弛這一約束進一步降低成本。該文提出了一種基于博弈論的算法獲取最優的旋轉備用。

作者認為拉格朗日松弛法的拉格朗日乘子是有經濟含義的，松弛旋轉備用的乘子被看作是提供備用的價格信息，各時段的旋轉備用根據這個信息不斷在規定的高低兩種備用水平之間調整（例如：為t時段負荷）。根據優化原理，如果拉格朗日函數存在鞍點，則鞍點是原問題的最優解。

鞍點的概念與博弈論中的Nash平衡點有非常相似之處，如以上公式所示。基于此想法，作者構造了兩廠商博弈模型。其中一局中人P代表整個實際電網的利益，它控制的決策變量是p，u（p向量表示各機組分配的有功，u向量表示機組啟停），目標是使整個系統成本最低。另一個局中人Q，是一個假想的發電商，它以價格向P銷售備用容量和有功容量。雙方就旋轉備用交易進行討價還價，最終達到一個平衡的交易量和交易價格。作者證明以上博弈過程的Nash平衡解就是拉格朗日函數的解。基于以上結論，作者設計了自適應的次梯度算法尋求平衡點，其中一個關鍵技術作者設計了廠商P對廠商Q備用容量報價的反應函數該函數將映射到備用容量的兩種水平之間（例如：5%Dt-%Dt，Dtt時段負荷），形成一個隨價格信息變動的備用容量。根據廠商Q是否了解廠商P的反應函數，模型可細分為兩種：Nash模型（不了解對方反應函數）和Stackelberg模型（Q了解P的反應函數），作者認為后一種模型掌握的信息較多，因此收斂的速度和優化的效果梢好于前一種模型。

用博弈論來解釋并且設計一些算法是一個新鮮而具有挑戰性的課題。博弈論本身就是帶有優化功能的一門嚴謹的數學，不過它更具有人的邏輯思維的色彩，融合了一些用別的方法難以表達的信息。

篇3

大士能源是新加坡三大發電公司之一，其機組投產時間最晚、整體裝備最先進、運行管理最穩定。旗下全資擁有裝機容量267萬千瓦的大士發電廠容量占新加坡電力市場總裝機容量26%的份額。

2007年10月，新加坡重啟電力資產私有化進程，其電力資產的實際擁有者淡馬錫擬處置其全資擁有的新加坡三家主要發電廠即大士能源電廠圣諾哥電廠和西拉雅電廠并選擇大士能源為第一家擬出售電廠隨即向全球意向投資者發出競購邀約。此次資產出售采取國際通行的二階段競標拍賣方式。

由于新加坡政治穩定、經濟繁榮、法制透明，電力資產盈利穩定，此次出售吸引了全球眾多投資者的關注和參與。作為一直密切關注并積極籌劃并購大士能源的競標方，華能國際在接受淡馬錫邀請后即對大士能源進行了覆蓋宏觀環境、生產經營、企業管理、發展戰略、財務狀況、人力資源等各方面的全方位盡職調查，并于2007年底順利與日本丸紅公司、香港電燈集團等其他5家投資方入圍第二輪。

第二輪的競爭更加激烈，各方投資者都志在必得。而出售方淡馬錫也對最終收購者提出了全方位的要求：一方面看投標價格的高低；另一方面為保持大士電廠未來的穩定運行，還要求投資方具有雄厚的行業背景、穩健的財務狀況，以及可靠的融資方案。經過激烈角逐，2008年3月競標結果最終揭曉，華能擊敗其他5家競爭對手，成功勝出。2008年3月10日，華能在新加坡成立實施項目收購的特殊目的公司一中新電力（私人）有限公司。3月14日，華能與淡馬錫簽署了股權收購協議，交易金額高達42.35億新元，約合30億美元。此次收購新加坡發電資產不僅是中國華能迄今為止最大的一次境外收購，也是中國電力企業歷年來最大宗的海外收購，同時也創造了中國企業對新加坡單筆投資的最大交易額，引人注目。

隨著“走出去”的步伐加快，越來越多的中資企業，尤其是央企開始在全球范圍內配置資源，2012更被業內譽為中國企業并購“元年”。然而，中國鐵建沙特輕軌項目、中鋼集團澳大利亞鐵礦石項目、中國鋁業澳大利亞鋁土礦項目等在海外折戟沉沙的事例頻繁出現，為中資企業海外擴張戰略敲響了警鐘。

作為迄今為止國內發電公司最大的一筆海外并購交易（收購總價高達42.35億新元，約合210億人民幣），華能國際電力股份有限公司（以下簡稱“華能國際”）與新加坡大士能源有限公司（以下簡稱“大士能源”）的“跨國婚姻”已進入了第五個年頭。項目本身以其驚人的整體稅后盈利及年均回報率，得到了頗多業內人士的贊許。

財務估值

財務估值是海外并購成敗的重要因素。目前，國際上對并購目標企業的價值評估主要采用的方法有現金流量折現法、資產價值基礎法、可比公司分析法、可比交易分析法等。從目前我國企業海外并購中采用的估值方法來看，現金流量折現法作為目前國際通行的確定企業內在價值的基本標準，由于注重目標企業未來、長期的現金創造能力，充分考慮了目標企業所處的具體而動態的市場環境和行業特點，最能反映擬收購股權或資產的經營狀況和盈利能力。因而，該方法是企業在海外并購中最受青睞的財務估值方法。

現金流量折現法（DCF模型）由美國西北大學阿爾弗雷德?拉巴波特教授創立，被廣泛認為是理論上最嚴密的評價企業價值的方法。運用現金流量折現法對目標企業估價的步驟一股包括：（1）預測自由現金流量，計算流程如圖1；（2）估計貼現率或加權平均資本成本；（3）計算現金流量現值；（4）估計購買價格；（5）進行貼現現金流量估值的敏感性分析。

在華能國際收購新加坡大士能源的案例中，華能國際以現金流量折現法為基礎，按照項目實際運營情況，設計了基本情形、管理層情形、燃煤機組更新改造等多情景模型，對項目的價值進行了綜合評估，同時參照國際市場同類交易，運行可比公司分析法和可比交易分析法，通過市盈率模型、企業價值/EBITDA模型、企業價值/兆瓦模型以及當時亞太市場同類并購交易的兆瓦價值等指標對項目進行了全面分析，最終確定了項目的報價區間。

融資安排

融資問題是海外并購的核心問題之一，而融資方案的總體設計與安排又是其中的關鍵。一般來說，企業并購融資中的資金結構由兩大部分構成：股本資金和債務資金，二者比例就是項目的資本結構。債務資金的融資方式又包括項目融資和公司融資兩種模式。對于并購方來說，靈活巧妙地安排項目的資本構成，選擇適當的債務融資模式，既可以減少并購方自有資金的直接投入，又能提高項目的經濟價值。在舉債適宜且不損害項目現金流的前提下，盡可能降低項目的資金成本，是確定融資結構的基本出發點。

在華能國際收購新加坡大士能源的案例中，為降低融資成本和控制收購風險，華能國際在深入研究國內外金融市場最新動態的基礎上，通過全面分析項目的法律和稅收等制約因素，合理吸收項目財務顧問和法律顧問的融資意見，不斷優化的融資結構和安排，最終為項目設計了最優的融資結構，實現了最低的融資成本。

華能國際設計的融資結構主要包括：（1）采用杠桿融資并購模式。華能國際憑借良好信用，充分發揮外匯貸款的低成本優勢，全部資金來源中自有資金僅為1.97億美元，約占融資總額的6%；（2）保持殼公司積極穩健的資本結構。作為實施并購的境外殼公司一中新電力，其并購資金來源中華能國際股本金為9.85億美元，占融資總額的約30%，債務融資約22億美元，占融瓷總額的70%；（3）優化股本資金來源。在股本資金9.85億美元中，除自有資金1.97億美元，其余通過公司融資取得優惠資本金貸款7.88億美元；（4）合理配置公司融資額度，即安排有追索權的中資銀行公司融資4.9億美元和1.5億新元，在本金償還順序上優先于股本金，但次于高級債；（5）按照國際慣例充分發揮無追索權項目融資的優勢，即安排境外銀團的高級債22，5億新元。在最后的競標方案中，華能國際確定的股本債務結構和多種形式的債務融資結構在項目的最終中標過程中起到了重要作用，同時也得到了賣方淡馬錫的認可，成為并購最終成功的決定性因之一。

此外，華能國際在認真分析國內外金融市場利率走勢的基礎上，依托大士能源作為基礎設施項目現金流穩定的特征，抓住新元貸款市場利率較低的有利時機，成功進行了境外銀團總額22.5億新元（約合107億元人民幣）的項目融資。該筆過橋貸款金額較大，約占收購總對價42.35億新元的一半；成本較低，僅比新元貸款基準利率高60BP～80BP；風險可控，以特殊目的公司一中新電力對大士能源的股權質押和大士能源自身的賬戶質押為基礎，對華能國際無追索權，可有效降低項目的投資風險。

與此同時，華能國際憑借其在中資銀行中贏得的良好資信和自身雄厚的財務實力，利用“內保外貸”模式，成功為其特殊目的公司一中新電力取得了4.9億美元和1.5億新元的公司融資。該筆融資采取“內保外貸”模式，是指由中資銀行總行為其海外分行提供擔保，由其海外分行向華能國際境外全資子公司中新電力提供收購貸款，華能國際向中資銀行星行提供反擔保。利用“內保外貸”融資，一方面國內審批程序相對簡單，有利于華能國際規避直接對境外子公司進行擔保；另一方面可以充分發揮華能國際信用增級的作用，大幅降低特殊目的公司一中新電力的融資成本，發揮中資銀行的資金優勢。

稅收籌劃

稅收籌劃是指納稅人在符合相關國家法律及稅收法規的前提下，按照稅收政策法規的導向，選擇稅收利益最大化的納稅方案安排自己的生產經營和投資理財活動的一種企業行為。以下以華能國際收購新加坡大士能源為例說明企業海外并購中常見的稅收籌劃行為。

（一）股權收購貸款的稅收籌劃

華能國際境外全資子公司中新電力于2008年3月從境外銀團和中資銀行海外分行共借入貸款合計約32億新元，其中，境外銀團過橋貸款22.5億新元。重組前公司的股權結構如圖2所示：

根據新加坡當地企業所得稅法規定，只有直接用于購買生產經營性資產的貸款的利息才能在稅前抵扣。而中新電力貸款購買的是大士能源的股權，其貸款利息不能稅前抵扣。為了將中新電力的股權收購貸款轉變為資產收購貸款，華能國際及其子公司大士能源實施了以獲得利息可稅前抵扣為目的的公司重組方案。

公司重組的簡要過程：由大士能源成立新的全資子公司一-大士發電私人有限公司（以下簡稱“大士發電”）作為融資主體，借入新的銀行貸款收購大士能源現有的發電資產和售電業務大士能源取得出售資產收入后再以分紅方式提供給中新電力用于償還中新電力原有銀行貸款，進而完成整個項目的重組和融資過程。公司重組過程及重組后股權結構如圖3所示：

重組結束后，華能國際持有中新電力100%股權，中新電力持有大士能源100%股權，大士能源持有大士發電100%股權，大士能源成為控股公司，大士發電成為實體公司，全部銀行貸款由殼公司中新電力下沉至實體公司大士發電，按新加坡稅務局的要求，大士發電購買資產的貸款利息可在稅前抵扣。在2009年9月實施的公司重組方案中，華能國際抓住中資銀行在全球金融危機后外匯資金充裕的有利時機，通過“內保外貸”模式成功實施了總額約32億新元（約合150元人民幣）的公司融資，其融資成本大大低于境外銀團提供的貸款方案，經初步測算，公司在貸款期15年內可累計節省利息凈支出約30億元人民幣，經濟效益十分顯著。由于中新電力再融資收購貸款高達約150億元人民幣，貸款利息的稅前抵扣可為華能國際帶來相當可觀的節稅收益。

（二）利息預提稅的稅收籌劃

華能國際充分利用項目自身的融資優勢，在新加坡本地開展項目融資，借助新加坡本地銀行和國際知名銀行在新加坡的分行進行融資安排，從而有效地規避了利息預提稅。同時，在2009年華能國際對大士能源的重組和再融資中，由于部分并購貸款來自中銀香港，華能國際借重組安排順利將中資銀行的貸款行所屬地由中國香港轉至中國內地，從而使中資銀行的利息預提稅從15%降至了7%，更加充分地發揮了中資銀行的融資優勢。

風險管理

海外企業的風險管理是海外企業積極應對境外經營環境的不確定性、境外生產經營活動的復雜性和境外經營能力的有限性的一種活動。完善公司治理結構、健全內部控制體系和防范金融衍生業務風險是海外企業風險管理的重要方面。

（一）公司治理結構的完善

良好的公司治理架構是公司風險管控的基礎。一般來說，公司治理結構與一個國家的法律體系、市場化程度密切相關。以新加坡為例，其政局穩定，法制健全，市場透明，國際化程度很高，在全球擁有良好的商務關系，與世界主要經濟體的聯系和交往非常密切，同時擁有一個發達成熟的銀行和證券融資市場。因此，其公司治理水平一直在世界名列前茅。但考慮到大士能源在新加坡屬于私人公司，而非公眾公司，同時，華能國際對其100%控股，因此，加強董事會管理有利于充分保障華能國際的股東權益，防范內部人控制的現象發生。

華能國際完善境外公司治理結構的措施包括：（1）修改公司章程，確保華能國際在董事會的控制權；（2）充分發揮獨立董事的作用，增加公司運作的透明性和獨立性，提高公司運作的效率，保證并購后平穩運作和過渡；（3）對董事會專業委員會進行了適當調整。董事會下建立招投標委員會、審計委員會和薪酬委員會，分別對重大的招標競標事項、財務審計事項和薪酬分配事項進行決策；（4）聘請國際知名的內外部審計師對大士能源進行定期不定期的審計。

（二）內部控制體系的建設

華能國際作為一家在紐約、香港和E海三地上市的大型上市公司，早在2003年就開始按照美國證券交易委員會的標準和要求實施了內部控制體系的建設，并于2006年在國內率先通過基于“薩班斯法案”的內控外部審計。在華能國際收購新加坡大士能源后，華能國際立即著手對大士能源實施了基于美國薩班斯法案的內部控制體系建設。通過此項工作，一方面滿足了在美國上市的監管要求，不因收購外部企業影響公司整體的內部控制規范與市場形象；另一方面，也借此實現了對大士能源整個運作流程的掌握和業務操作風險的控制，借助獨立客觀的外部審計師對大士能源的運營風險控制進行監控。公司治理體系的完善，對于確保大士能源的長遠發展及管理的穩健高效提供了強有力的保證。

（三）金融衍生業務的風險防范

在中資企業海外項目運作中，金融衍生業務常常成為導致其項目失敗的“滑鐵盧”，無論是中航油還是中信泰富，都在這方面付出了慘重的代價。這一方面是由于金融衍生業務本身較為復雜，風險較高，操作難度較大，需要較多專業知識；更重要的原因在于公司治理結構不完善、內部控制體系不健全或未能有效運行。

受本國資源及市場限制，新加坡經濟國際化、開放化程度很高，其初級能源，如天然氣完全依賴進口，能源價格隨時暴露在國際油價以及外匯匯率波動風險之下。為對現貨燃料，主要是天然氣采購中的價格波動風險以及匯率波動風險進行防范，以保持生產經營的穩定，新加坡發電公司需要通過衍生金融工具交易進行風險對沖，實現有效的套期保值，即通過固定合同和零售合同獲得穩定的電力銷售收入，通過燃油價格指數差價交換合同、匯率遠期合同等衍生金融工具鎖定與之對應的燃料成本，通過利率掉期合同等衍生金融工具鎖定財務成本，確保發電商能夠得到合理、穩定的邊際利潤。