基于博弈論的大用戶直購電雙邊決策機(jī)制與策略優(yōu)化研究一、引言1.1研究背景隨著全球能源格局的不斷演變和電力需求的持續(xù)增長，電力市場改革已成為世界各國優(yōu)化能源配置、提高電力行業(yè)效率的關(guān)鍵舉措。我國的電力市場改革自2002年起步，歷經(jīng)多年的探索與實(shí)踐，逐步推進(jìn)并深化，旨在打破傳統(tǒng)的電力行業(yè)壟斷格局，引入市場競爭機(jī)制，提升電力資源的配置效率，實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在這一改革進(jìn)程中，大用戶直購電模式應(yīng)運(yùn)而生，成為我國電力市場改革的重要內(nèi)容之一。大用戶直購電是指用電量較大的電力用戶直接與發(fā)電企業(yè)簽訂雙邊電力交易合同，繞開電網(wǎng)企業(yè)的單一購電模式，實(shí)現(xiàn)電力的直接交易。這種模式的出現(xiàn)，打破了電網(wǎng)企業(yè)獨(dú)家買賣電力的傳統(tǒng)格局，在發(fā)電側(cè)和售電側(cè)引入了競爭機(jī)制，有助于構(gòu)建更加開放、多元的電力市場體系。從政策層面來看，2002年國務(wù)院印發(fā)的《電力體制改革方案》明確提出“開展發(fā)電企業(yè)向大用戶直接供電的試點(diǎn)工作，改變電網(wǎng)企業(yè)獨(dú)家購買電力的格局”，為大用戶直購電的發(fā)展奠定了政策基礎(chǔ)。此后，相關(guān)部門陸續(xù)出臺了一系列政策文件，如2004年原國家電監(jiān)會、國家發(fā)展改革委聯(lián)合下發(fā)的《電力用戶向發(fā)電企業(yè)直接購電試點(diǎn)暫行辦法》，以及2009年國家電監(jiān)會、國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于完善電力用戶與發(fā)電企業(yè)直接交易試點(diǎn)工作有關(guān)問題的通知》等，進(jìn)一步規(guī)范和推進(jìn)了大用戶直購電試點(diǎn)工作。這些政策的出臺，為大用戶直購電模式的發(fā)展提供了明確的指導(dǎo)和規(guī)范，推動(dòng)了其在全國范圍內(nèi)的試點(diǎn)和推廣。在實(shí)踐方面，自2004年大用戶直購電試點(diǎn)工作啟動(dòng)以來，全國多個(gè)省份積極參與，進(jìn)行了不同程度的探索和實(shí)踐。吉林省于2005年率先開展大用戶直購電試點(diǎn)，采用點(diǎn)對點(diǎn)模式，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電企業(yè)與大用戶的直接交易；廣東省則在2006年啟動(dòng)了臺山直接交易試點(diǎn)工作，采用“一對多”模式，進(jìn)一步豐富了直購電的交易形式。此后，湖北、河南、內(nèi)蒙古、四川等省份也紛紛加入試點(diǎn)行列，交易規(guī)模和范圍不斷擴(kuò)大。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2016-2024年期間，全國市場化交易電量從1.1萬億千瓦時(shí)增長至6.2萬億千瓦時(shí)，全社會用電量中來自市場化交易電量的占比達(dá)到63%，其中大用戶直購電在市場化交易電量中占據(jù)了重要份額。這些實(shí)踐不僅為大用戶直購電模式的發(fā)展積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，也為進(jìn)一步完善電力市場機(jī)制提供了有力支撐。大用戶直購電模式的推行具有多方面的重要意義。在電價(jià)形成機(jī)制方面，傳統(tǒng)的電力定價(jià)模式往往難以充分反映市場供需關(guān)系和電力成本的變化。而大用戶直購電模式下，發(fā)電企業(yè)和大用戶可以直接協(xié)商電價(jià)，使電價(jià)能夠更加靈活地反映市場供求關(guān)系和發(fā)電成本的變動(dòng)，促進(jìn)合理電價(jià)機(jī)制的形成。通過引入市場競爭，發(fā)電企業(yè)為了爭取大用戶訂單，會努力降低成本、提高發(fā)電效率，從而推動(dòng)整個(gè)電力行業(yè)成本的降低，最終使終端用戶受益于更加合理的電價(jià)水平。在電力資源優(yōu)化配置方面，大用戶直購電打破了傳統(tǒng)電力交易中地域和體制的限制，使發(fā)電企業(yè)能夠根據(jù)自身的發(fā)電成本和優(yōu)勢，與不同地區(qū)的大用戶進(jìn)行交易。這種跨區(qū)域的資源優(yōu)化配置，有助于實(shí)現(xiàn)電力資源在更大范圍內(nèi)的合理流動(dòng)，提高電力資源的利用效率，減少能源浪費(fèi)，促進(jìn)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在提升電力行業(yè)效率方面，大用戶直購電引入了市場競爭機(jī)制，發(fā)電企業(yè)面臨著來自同行的競爭壓力，為了在市場中立足并獲得更多的市場份額，發(fā)電企業(yè)不得不加大技術(shù)創(chuàng)新投入，提高發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行效率，降低發(fā)電成本，從而推動(dòng)整個(gè)電力行業(yè)技術(shù)水平和管理水平的提升。然而，大用戶直購電在實(shí)際運(yùn)行過程中也面臨著諸多挑戰(zhàn)和問題。從交易風(fēng)險(xiǎn)來看，市場價(jià)格波動(dòng)是一個(gè)重要因素。電力市場受到多種因素的影響，如能源價(jià)格的波動(dòng)、宏觀經(jīng)濟(jì)形勢的變化、天氣等不可抗力因素，導(dǎo)致電力價(jià)格波動(dòng)較大。發(fā)電企業(yè)和大用戶在簽訂長期直購電合同時(shí)，難以準(zhǔn)確預(yù)測未來的市場價(jià)格走勢，可能面臨價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)，影響雙方的經(jīng)濟(jì)效益。信用風(fēng)險(xiǎn)也是不容忽視的問題。在直購電交易中，發(fā)電企業(yè)和大用戶之間的信用狀況對交易的順利進(jìn)行至關(guān)重要。如果一方出現(xiàn)信用違約行為，如發(fā)電企業(yè)不能按時(shí)供電、大用戶不能按時(shí)支付電費(fèi)等，將給對方帶來經(jīng)濟(jì)損失，破壞市場秩序。市場力濫用問題也給大用戶直購電帶來了挑戰(zhàn)。在市場競爭中，一些具有市場支配地位的發(fā)電企業(yè)可能會利用其優(yōu)勢地位，通過操縱市場價(jià)格、限制產(chǎn)量等手段，獲取超額利潤，損害其他市場參與者和消費(fèi)者的利益。這不僅破壞了市場的公平競爭環(huán)境，也影響了大用戶直購電模式的健康發(fā)展。綜上所述，大用戶直購電模式作為電力市場改革的重要舉措，在打破電網(wǎng)壟斷、引入市場競爭、促進(jìn)電價(jià)合理化、優(yōu)化電力資源配置等方面發(fā)揮了重要作用。然而，其在發(fā)展過程中面臨的交易風(fēng)險(xiǎn)、市場力濫用等問題，需要通過科學(xué)的方法和有效的機(jī)制加以解決。博弈論作為一種研究決策主體之間相互作用和決策均衡的理論工具，為分析大用戶直購電中的雙邊決策問題提供了新的視角和方法。通過運(yùn)用博弈論，可以深入剖析發(fā)電企業(yè)和大用戶在直購電交易中的決策行為，揭示其內(nèi)在的博弈關(guān)系和規(guī)律，為制定合理的交易策略和市場監(jiān)管機(jī)制提供理論依據(jù)，從而推動(dòng)大用戶直購電模式的健康、穩(wěn)定發(fā)展。1.2研究目的和意義1.2.1研究目的本研究旨在運(yùn)用博弈論這一有力工具，深入剖析大用戶直購電雙邊決策過程，明確大用戶和發(fā)電企業(yè)在交易中的決策行為和策略選擇，揭示其中的博弈關(guān)系和規(guī)律。通過構(gòu)建合理的博弈模型，對不同市場環(huán)境下的雙邊決策進(jìn)行模擬和分析，找出影響雙方?jīng)Q策的關(guān)鍵因素，如市場價(jià)格波動(dòng)、交易成本、信用風(fēng)險(xiǎn)等，并評估這些因素對決策結(jié)果的影響程度。基于模型分析結(jié)果，提出優(yōu)化大用戶直購電雙邊決策的策略和建議，以降低交易風(fēng)險(xiǎn)，提高交易效率，實(shí)現(xiàn)雙方利益最大化，促進(jìn)大用戶直購電市場的健康、穩(wěn)定發(fā)展。同時(shí)，通過對大用戶直購電雙邊決策的研究，為電力市場的政策制定和監(jiān)管提供理論支持，推動(dòng)電力市場改革的深入進(jìn)行。1.2.2研究意義從理論層面來看，本研究豐富了博弈論在電力市場領(lǐng)域的應(yīng)用。博弈論作為一種研究決策主體之間相互作用和決策均衡的理論工具，在經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。然而，將其應(yīng)用于大用戶直購電雙邊決策的研究還相對較少。本研究通過對大用戶直購電雙邊決策的博弈分析，拓展了博弈論的應(yīng)用范圍，為電力市場中其他相關(guān)問題的研究提供了新的思路和方法。同時(shí)，本研究在構(gòu)建博弈模型的過程中，充分考慮了電力市場的特點(diǎn)和大用戶直購電交易的實(shí)際情況，對傳統(tǒng)的博弈模型進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新，進(jìn)一步完善了博弈論在電力市場應(yīng)用的理論體系，為后續(xù)的相關(guān)研究提供了有益的參考。在實(shí)踐意義方面，本研究成果對于大用戶和發(fā)電企業(yè)的決策具有重要的指導(dǎo)作用。大用戶和發(fā)電企業(yè)在直購電交易中，面臨著復(fù)雜的市場環(huán)境和眾多的決策因素，如何做出最優(yōu)的決策，實(shí)現(xiàn)自身利益最大化，是雙方共同關(guān)注的問題。通過本研究的博弈分析，大用戶和發(fā)電企業(yè)可以更加清晰地了解對方的決策行為和策略選擇，從而更好地制定自己的交易策略。例如，大用戶可以根據(jù)發(fā)電企業(yè)的報(bào)價(jià)策略，合理選擇交易對象和交易電量，以獲得更優(yōu)惠的電價(jià)；發(fā)電企業(yè)可以根據(jù)大用戶的需求和市場競爭情況，優(yōu)化自己的發(fā)電計(jì)劃和報(bào)價(jià)策略，提高市場競爭力。此外，本研究提出的優(yōu)化策略和建議，有助于降低大用戶直購電交易中的風(fēng)險(xiǎn)，提高交易效率，促進(jìn)電力資源的優(yōu)化配置，推動(dòng)電力市場的健康發(fā)展，對于我國電力體制改革的深入推進(jìn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1大用戶直購電發(fā)展現(xiàn)狀國外方面，許多發(fā)達(dá)國家在大用戶直購電領(lǐng)域起步較早，已形成了相對成熟的市場體系和運(yùn)行機(jī)制。以美國為例，其電力市場經(jīng)過多年發(fā)展，大用戶直購電模式已廣泛應(yīng)用。美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會（FERC）制定了一系列政策法規(guī)，保障大用戶直購電的順利開展。在得克薩斯州電力市場，大用戶可以自由選擇發(fā)電企業(yè)，通過雙邊協(xié)商或集中交易的方式確定電價(jià)和電量，市場競爭充分，電價(jià)形成機(jī)制較為靈活，能夠有效反映市場供需關(guān)系和發(fā)電成本。歐盟國家在電力市場改革中也積極推進(jìn)大用戶直購電。英國通過建立電力庫（Pool）和雙邊合同市場相結(jié)合的模式，實(shí)現(xiàn)了大用戶與發(fā)電企業(yè)的直接交易。在這種模式下，大用戶可以根據(jù)自身需求選擇合適的交易對象和交易方式，提高了電力資源的配置效率。同時(shí)，歐盟還制定了統(tǒng)一的電力市場規(guī)則，促進(jìn)了成員國之間的電力交易，為大用戶直購電提供了更廣闊的市場空間。在國內(nèi)，自2002年電力體制改革方案提出開展大用戶直購電試點(diǎn)工作以來，歷經(jīng)多年探索，已取得了顯著進(jìn)展。截至目前，全國多個(gè)省份都開展了不同規(guī)模和形式的大用戶直購電試點(diǎn)。吉林省作為我國較早開展大用戶直購電試點(diǎn)的省份之一，采用了點(diǎn)對點(diǎn)模式，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電企業(yè)與大用戶的直接對接。隨著試點(diǎn)工作的推進(jìn)，交易范圍和規(guī)模不斷擴(kuò)大，交易方式也逐漸多樣化，采用了雙向報(bào)價(jià)、集中撮合的方式進(jìn)行市場競爭購電。廣東省則在2006年啟動(dòng)了臺山直接交易試點(diǎn)工作，采用“一對多”模式，即臺山電廠與當(dāng)?shù)囟嗉移髽I(yè)進(jìn)行直接交易。此后，廣東不斷完善大用戶直購電交易機(jī)制，擴(kuò)大交易規(guī)模，吸引了更多的發(fā)電企業(yè)和大用戶參與市場交易。然而，大用戶直購電在發(fā)展過程中也面臨著一些問題。在政策方面，雖然國家出臺了一系列支持大用戶直購電的政策，但各地在具體實(shí)施過程中，政策的執(zhí)行力度和落實(shí)效果存在差異。部分地區(qū)政策的配套措施不完善，導(dǎo)致大用戶直購電的推進(jìn)受到阻礙。在市場力不平衡方面，一些大型發(fā)電企業(yè)憑借其規(guī)模優(yōu)勢和市場地位，在直購電交易中可能占據(jù)主導(dǎo)地位，影響市場公平競爭。部分地區(qū)還存在市場壟斷現(xiàn)象，限制了大用戶的選擇權(quán)，不利于市場機(jī)制的有效發(fā)揮。電價(jià)形成機(jī)制也是大用戶直購電面臨的一個(gè)關(guān)鍵問題。盡管大用戶直購電旨在實(shí)現(xiàn)電價(jià)的市場化形成，但在實(shí)際操作中，由于受到多種因素的影響，如政府干預(yù)、成本核算困難等，電價(jià)仍難以完全反映市場供需關(guān)系和發(fā)電成本。這不僅影響了發(fā)電企業(yè)和大用戶的積極性，也制約了大用戶直購電市場的健康發(fā)展。1.3.2博弈論在電力市場應(yīng)用現(xiàn)狀博弈論作為一種研究決策主體之間相互作用和決策均衡的理論工具，在電力市場領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在電力市場交易方面，學(xué)者們運(yùn)用博弈論分析發(fā)電企業(yè)與大用戶之間的交易策略。通過構(gòu)建博弈模型，研究雙方在不同市場環(huán)境下的定價(jià)策略、電量分配策略等，以實(shí)現(xiàn)雙方利益最大化。例如，有學(xué)者建立了發(fā)電企業(yè)與大用戶的雙邊博弈模型，分析了市場價(jià)格波動(dòng)、交易成本等因素對雙方?jīng)Q策的影響。在電力市場定價(jià)方面，博弈論也發(fā)揮了重要作用。傳統(tǒng)的電力定價(jià)方法往往難以充分考慮市場參與者的行為和市場供需關(guān)系的變化。而基于博弈論的定價(jià)模型，能夠?qū)l(fā)電企業(yè)、大用戶、電網(wǎng)企業(yè)等市場主體的策略選擇納入考慮范圍，使電價(jià)更加合理地反映市場成本和供需情況。通過博弈分析，可以確定市場均衡電價(jià)，促進(jìn)電力資源的優(yōu)化配置。在電力資源分配方面，博弈論可用于解決發(fā)電企業(yè)之間的發(fā)電容量分配問題，以及大用戶之間的電量分配問題。通過構(gòu)建合作博弈模型或非合作博弈模型，研究如何在滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，實(shí)現(xiàn)電力資源的公平、高效分配。有學(xué)者運(yùn)用合作博弈理論，提出了一種發(fā)電企業(yè)之間的發(fā)電容量分配方法，通過聯(lián)盟合作的方式，提高了發(fā)電資源的利用效率。然而，博弈論在電力市場應(yīng)用中也存在一些不足。在模型構(gòu)建方面，由于電力市場的復(fù)雜性，難以全面準(zhǔn)確地考慮所有影響因素，導(dǎo)致模型與實(shí)際情況存在一定偏差。一些博弈模型假設(shè)條件過于理想化，忽略了市場中的不確定性和信息不對稱等問題，影響了模型的實(shí)用性和準(zhǔn)確性。在實(shí)際應(yīng)用中，博弈論的分析結(jié)果往往依賴于大量的數(shù)據(jù)和信息，而電力市場中數(shù)據(jù)的獲取和準(zhǔn)確性存在一定困難。市場參與者的行為也具有復(fù)雜性和不確定性，難以完全用博弈論模型進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測和分析。在市場監(jiān)管方面，雖然博弈論可以為市場監(jiān)管提供理論支持，但如何將博弈論的分析結(jié)果轉(zhuǎn)化為實(shí)際的監(jiān)管政策和措施，還需要進(jìn)一步的研究和探索。目前，市場監(jiān)管機(jī)制尚不完善，難以有效防范市場力濫用、不正當(dāng)競爭等問題，影響了電力市場的公平競爭環(huán)境。1.4研究方法和創(chuàng)新點(diǎn)1.4.1研究方法本研究綜合運(yùn)用多種研究方法，確保研究的科學(xué)性、全面性和深入性。文獻(xiàn)研究法是本研究的重要基礎(chǔ)。通過廣泛收集國內(nèi)外關(guān)于大用戶直購電和博弈論的相關(guān)文獻(xiàn)，包括學(xué)術(shù)期刊論文、學(xué)位論文、研究報(bào)告、政策文件等，對大用戶直購電的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀、存在問題以及博弈論在電力市場中的應(yīng)用等方面進(jìn)行系統(tǒng)梳理和分析。深入了解國內(nèi)外學(xué)者在該領(lǐng)域的研究成果和研究動(dòng)態(tài)，明確研究的前沿問題和薄弱環(huán)節(jié)，為后續(xù)的研究提供理論支持和研究思路。例如，通過對國內(nèi)外大用戶直購電發(fā)展現(xiàn)狀的文獻(xiàn)研究，了解不同國家和地區(qū)的大用戶直購電模式、政策法規(guī)、市場運(yùn)行機(jī)制等方面的特點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)，為本研究提供了豐富的實(shí)踐案例和參考依據(jù)。博弈模型構(gòu)建法是本研究的核心方法。根據(jù)大用戶直購電雙邊決策的實(shí)際情況，運(yùn)用博弈論的相關(guān)理論和方法，構(gòu)建合理的博弈模型。在構(gòu)建模型時(shí)，充分考慮發(fā)電企業(yè)和大用戶的決策行為、策略選擇以及市場環(huán)境等因素，確定博弈的參與方、策略空間、支付函數(shù)等要素。通過對博弈模型的求解和分析，揭示大用戶直購電雙邊決策的內(nèi)在規(guī)律和博弈關(guān)系，找出影響雙方?jīng)Q策的關(guān)鍵因素，并評估這些因素對決策結(jié)果的影響程度。例如，構(gòu)建發(fā)電企業(yè)與大用戶的雙邊博弈模型，分析市場價(jià)格波動(dòng)、交易成本、信用風(fēng)險(xiǎn)等因素對雙方定價(jià)策略、電量分配策略的影響，為優(yōu)化雙邊決策提供理論依據(jù)。案例分析法是本研究的重要補(bǔ)充。選取具有代表性的大用戶直購電案例，對實(shí)際交易過程中的雙邊決策行為進(jìn)行深入分析。通過對案例的詳細(xì)研究，了解發(fā)電企業(yè)和大用戶在實(shí)際操作中面臨的問題和挑戰(zhàn)，以及他們采取的決策策略和應(yīng)對措施。將案例分析結(jié)果與博弈模型的理論分析結(jié)果進(jìn)行對比驗(yàn)證，進(jìn)一步檢驗(yàn)博弈模型的合理性和有效性。同時(shí)，從案例中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為大用戶直購電雙邊決策的實(shí)踐提供指導(dǎo)和借鑒。例如，對吉林省和廣東省的大用戶直購電試點(diǎn)案例進(jìn)行分析，研究當(dāng)?shù)匕l(fā)電企業(yè)和大用戶在交易中的決策行為和策略選擇，以及政策環(huán)境、市場競爭等因素對雙邊決策的影響，為其他地區(qū)開展大用戶直購電提供參考。1.4.2創(chuàng)新點(diǎn)本研究在理論和實(shí)踐方面具有一定的創(chuàng)新點(diǎn)。在研究視角上，綜合考慮多種因素構(gòu)建博弈模型，全面分析大用戶直購電雙邊決策過程。以往的研究大多僅關(guān)注單一因素對雙邊決策的影響，而本研究充分考慮了市場價(jià)格波動(dòng)、交易成本、信用風(fēng)險(xiǎn)、市場力等多種因素的綜合作用，使博弈模型更加貼近實(shí)際市場情況。通過對這些因素的深入分析，揭示了它們之間的相互關(guān)系和對雙邊決策的影響機(jī)制，為大用戶直購電的決策分析提供了更全面、深入的視角。在研究方法上，本研究將文獻(xiàn)研究法、博弈模型構(gòu)建法和案例分析法有機(jī)結(jié)合，形成了一套完整的研究體系。通過文獻(xiàn)研究梳理理論和現(xiàn)狀，為后續(xù)研究提供基礎(chǔ)；運(yùn)用博弈模型構(gòu)建法深入分析雙邊決策的內(nèi)在規(guī)律；借助案例分析法對模型結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化，使研究結(jié)果更具可靠性和實(shí)用性。這種多方法結(jié)合的研究方式，克服了單一研究方法的局限性，提高了研究的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。在研究內(nèi)容上，本研究不僅關(guān)注大用戶直購電雙邊決策的理論分析，還從發(fā)電企業(yè)和大用戶的策略選擇、市場監(jiān)管機(jī)制等多維度提出了優(yōu)化策略和建議。在策略選擇方面，根據(jù)博弈模型的分析結(jié)果，為發(fā)電企業(yè)和大用戶提供了具體的定價(jià)策略、電量分配策略等建議，幫助雙方在交易中實(shí)現(xiàn)利益最大化。在市場監(jiān)管機(jī)制方面，針對市場力濫用、信用風(fēng)險(xiǎn)等問題，提出了完善市場監(jiān)管機(jī)制的建議，以維護(hù)市場的公平競爭環(huán)境，保障大用戶直購電市場的健康發(fā)展。這種多維度的研究內(nèi)容，為大用戶直購電的實(shí)踐提供了更全面、具體的指導(dǎo)。二、博弈論與大用戶直購電相關(guān)理論基礎(chǔ)2.1博弈論基本概念與分類2.1.1博弈論的定義與發(fā)展歷程博弈論，又稱對策論，是一門研究決策主體在相互影響、相互制約的環(huán)境下如何做出最優(yōu)決策，以及這些決策如何達(dá)到均衡狀態(tài)的數(shù)學(xué)理論。其核心在于分析在各種沖突與合作情境中，參與主體基于自身利益最大化原則所采取的策略選擇及其相互作用。博弈論的思想源遠(yuǎn)流長，早在兩千多年前，中國古代的《孫子兵法》就蘊(yùn)含了豐富的博弈思想，其中所闡述的軍事策略，充分體現(xiàn)了在戰(zhàn)爭這一特殊博弈場景中，如何通過對局勢的分析、對對手策略的預(yù)判，來制定出克敵制勝的策略，以實(shí)現(xiàn)自身的戰(zhàn)略目標(biāo)。在國外，博弈論的起源可追溯到對賭博、棋類等游戲的研究。1663年，意大利博學(xué)家吉羅拉莫?卡爾達(dá)諾在《關(guān)于機(jī)會的游戲》中，對賭博中的概率問題進(jìn)行了探討，為博弈論的發(fā)展埋下了種子。1838年，法國數(shù)學(xué)家奧古斯丹?古諾在《財(cái)富理論的數(shù)學(xué)原理研究》中，運(yùn)用數(shù)學(xué)模型對兩寡頭壟斷市場進(jìn)行了分析，這一開創(chuàng)性的研究被視為現(xiàn)代博弈論的萌芽，他所提出的古諾模型，為后續(xù)學(xué)者研究市場競爭中企業(yè)的策略選擇提供了重要的思想雛形。1913年，恩斯特?策梅洛提出了關(guān)于國際象棋博弈的理論，證明了在二人的有限游戲中，如果雙方皆擁有完全的信息，并且運(yùn)氣因素并不牽涉在游戲中，那先行或后行者當(dāng)中必有一方有必勝或必不敗的策略。1921年，數(shù)學(xué)家埃米爾?傅雷爾首次從數(shù)學(xué)角度提出博弈論，并在1921-1927年間發(fā)表了4篇博弈論相關(guān)論文，將博弈論系統(tǒng)化和形式化。1928年，馮?諾伊曼證明了博弈論的基本原理——最小最大定理，該定理為二人零和博弈提供了解法，在二人零和博弈中，參與者的利益完全對立，一方的收益必然意味著另一方的損失，通過最小最大策略，參與者可以在給定的條件下，找到最優(yōu)的行動(dòng)方案，使得自己的損失最小化（或收益最大化），這一成果對博弈論的發(fā)展產(chǎn)生了重大影響，為后續(xù)非合作博弈中納什均衡概念的提出奠定了基礎(chǔ)。1944年，馮?諾伊曼和奧斯卡?摩根斯坦合著的《博弈論與經(jīng)濟(jì)行為》出版，這一著作匯集了當(dāng)時(shí)博弈論的研究成果，將博弈論的框架首次完整而清晰地表述出來，引入了博弈的擴(kuò)展型、策略型等重要概念，對二人零和博弈進(jìn)行了詳盡討論，并深入探討了合作博弈，開辟了新的研究領(lǐng)域，使博弈論作為一門獨(dú)立的學(xué)科獲得了應(yīng)有的地位。此后，博弈論得到了迅速發(fā)展。1950年，約翰?福布斯?納什提出了“納什均衡”概念，為非合作博弈的一般理論奠定了基礎(chǔ)。納什均衡是指在一個(gè)博弈中，每個(gè)參與者都選擇了自己的最優(yōu)策略，并且在其他參與者的策略給定的情況下，沒有任何一個(gè)參與者有動(dòng)機(jī)去改變自己的策略，此時(shí)博弈達(dá)到了一種相對穩(wěn)定的狀態(tài)。這一概念的提出，極大地推動(dòng)了非合作博弈理論的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)學(xué)、政治學(xué)、社會學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，成為博弈論中最為重要的概念之一。1965年，萊因哈德?澤爾騰將納什均衡的概念引入動(dòng)態(tài)博弈分析，提出了“子博弈精煉納什均衡”概念，進(jìn)一步完善了非合作博弈理論。子博弈精煉納什均衡要求在博弈的每個(gè)子博弈中，參與者的策略都是最優(yōu)的，它排除了那些在實(shí)際博弈過程中不可信的威脅和承諾，使得博弈分析更加符合實(shí)際情況。1967-1968年，約翰?海薩尼提出了“貝葉斯納什均衡”，將不完全信息引入博弈論，解決了在信息不對稱情況下的博弈分析問題。在實(shí)際的博弈場景中，參與者往往無法完全了解其他參與者的特征、策略空間和收益函數(shù)，貝葉斯納什均衡通過引入先驗(yàn)概率和后驗(yàn)概率，使得參與者能夠根據(jù)自己所掌握的信息，對其他參與者的類型進(jìn)行推斷，并在此基礎(chǔ)上做出最優(yōu)決策。20世紀(jì)70年代至今，博弈論在各個(gè)研究領(lǐng)域都取得了重大突破，逐漸形成了一個(gè)完整且內(nèi)容豐富的體系。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，復(fù)雜的博弈模型得以深入研究，博弈論的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，不僅在經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，還廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、道德哲學(xué)等領(lǐng)域。在生物學(xué)中，博弈論被用于解釋生物進(jìn)化過程中的行為策略選擇，如動(dòng)物之間的競爭與合作行為；在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，博弈論被應(yīng)用于人工智能算法的設(shè)計(jì)，以提高計(jì)算機(jī)在復(fù)雜決策場景中的決策能力；在道德哲學(xué)中，博弈論被用于分析道德決策的制定過程，探討個(gè)體在道德困境中的行為選擇。2.1.2博弈的基本要素在博弈論的研究框架中，一場完整的博弈通常包含以下幾個(gè)基本要素：局中人：又稱參與人，是指在博弈中能夠獨(dú)立做出決策，并承擔(dān)決策結(jié)果的個(gè)人、組織或群體。局中人是博弈的核心主體，其決策行為直接影響著博弈的進(jìn)程和結(jié)果。在大用戶直購電的雙邊決策博弈中，發(fā)電企業(yè)和大用戶就是兩個(gè)主要的局中人，他們在電力交易市場中，根據(jù)自身的利益訴求和對市場信息的掌握，各自獨(dú)立地做出交易策略選擇，如發(fā)電企業(yè)決定電價(jià)和發(fā)電量，大用戶決定購電量和愿意接受的電價(jià)水平。策略：是指局中人在博弈過程中，為了實(shí)現(xiàn)自身利益最大化而采取的行動(dòng)方案或決策規(guī)則的集合。每個(gè)局中人都擁有一個(gè)策略空間，其中包含了他在不同情況下可能采取的所有策略。策略的選擇不僅取決于局中人自身的目標(biāo)和偏好，還受到其他局中人策略選擇的影響。在大用戶直購電中，發(fā)電企業(yè)的策略可能包括提高售電價(jià)以獲取更高的利潤，但這可能會導(dǎo)致大用戶減少購電量；或者降低售電價(jià)以吸引更多的大用戶，但可能會影響自身的利潤水平。大用戶的策略則可能包括與多家發(fā)電企業(yè)進(jìn)行談判，以獲取更優(yōu)惠的電價(jià)；或者簽訂長期合同以鎖定電價(jià)和電量，降低市場價(jià)格波動(dòng)帶來的風(fēng)險(xiǎn)。收益：也稱為支付，是指局中人在博弈結(jié)束后，根據(jù)自己和其他局中人的策略選擇所獲得的結(jié)果，通常以效用或貨幣等形式來衡量。收益是局中人決策的最終目標(biāo)，他們會在博弈過程中通過選擇合適的策略，以實(shí)現(xiàn)自身收益的最大化。在大用戶直購電博弈中，發(fā)電企業(yè)的收益主要來自于售電收入，而大用戶的收益則體現(xiàn)在購電成本的降低和生產(chǎn)效益的提升。如果發(fā)電企業(yè)成功提高了售電價(jià)，其收益可能會增加，但大用戶的購電成本也會相應(yīng)提高，從而影響大用戶的收益。信息：是指局中人在博弈過程中所掌握的關(guān)于其他局中人的策略、收益、行動(dòng)等方面的知識和情報(bào)。信息的完備程度和準(zhǔn)確性對局中人的決策有著至關(guān)重要的影響。在完全信息博弈中，每個(gè)局中人都完全了解其他局中人的策略空間、收益函數(shù)等信息；而在不完全信息博弈中，局中人對其他局中人的某些信息是不完全了解的。在大用戶直購電市場中，發(fā)電企業(yè)和大用戶可能存在信息不對稱的情況。發(fā)電企業(yè)可能更了解自身的發(fā)電成本、發(fā)電能力等信息，而大用戶可能更了解自己的用電需求和市場價(jià)格走勢。這種信息不對稱可能會影響雙方的決策，導(dǎo)致市場效率的降低。博弈順序：是指局中人在博弈中采取行動(dòng)的先后順序。根據(jù)博弈順序的不同，博弈可以分為靜態(tài)博弈和動(dòng)態(tài)博弈。在靜態(tài)博弈中，局中人同時(shí)采取行動(dòng)，或者雖然行動(dòng)有先后順序，但后行動(dòng)者不知道先行動(dòng)者的策略；在動(dòng)態(tài)博弈中，局中人的行動(dòng)有先后順序，且后行動(dòng)者可以觀察到先行動(dòng)者的策略，并據(jù)此做出自己的決策。在大用戶直購電交易中，如果發(fā)電企業(yè)和大用戶同時(shí)報(bào)價(jià)，然后根據(jù)雙方的報(bào)價(jià)進(jìn)行匹配交易，這就是一個(gè)靜態(tài)博弈；如果發(fā)電企業(yè)先報(bào)價(jià)，大用戶在得知發(fā)電企業(yè)的報(bào)價(jià)后再決定是否接受以及提出自己的還價(jià)，這就是一個(gè)動(dòng)態(tài)博弈。2.1.3博弈的分類博弈可以根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，常見的分類方式有以下幾種：合作博弈與非合作博弈：這是根據(jù)局中人之間是否能夠達(dá)成具有約束力的協(xié)議來劃分的。合作博弈強(qiáng)調(diào)局中人之間的合作與協(xié)調(diào)，通過達(dá)成協(xié)議來實(shí)現(xiàn)共同利益的最大化，主要研究合作形成的條件、合作利益的分配等問題。在合作博弈中，局中人會共同制定策略，以實(shí)現(xiàn)整體利益的最優(yōu)分配。在大用戶直購電市場中，多個(gè)發(fā)電企業(yè)可能會組成聯(lián)盟，共同與大用戶進(jìn)行談判，通過協(xié)調(diào)發(fā)電量和電價(jià)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)盟整體利潤的最大化，并按照一定的規(guī)則分配利潤。非合作博弈則側(cè)重于局中人之間的競爭，每個(gè)局中人都追求自身利益的最大化，不考慮其他局中人的利益，主要研究在相互競爭的環(huán)境下，局中人如何做出最優(yōu)決策。在非合作博弈中，局中人之間不存在具有約束力的協(xié)議，他們各自根據(jù)自己的利益和對其他局中人的判斷來選擇策略。在大用戶直購電中，發(fā)電企業(yè)之間為了爭奪大用戶訂單，可能會進(jìn)行激烈的價(jià)格競爭，各自制定自己的報(bào)價(jià)策略，以吸引大用戶。靜態(tài)博弈與動(dòng)態(tài)博弈：依據(jù)局中人行動(dòng)的先后順序以及后行動(dòng)者是否能夠觀察到先行動(dòng)者的行動(dòng)來區(qū)分。靜態(tài)博弈中，局中人同時(shí)選擇行動(dòng)，或者雖然行動(dòng)有先后順序，但后行動(dòng)者無法得知先行動(dòng)者的具體策略。在這種博弈中，每個(gè)局中人在做出決策時(shí)，無法根據(jù)其他局中人的行動(dòng)來調(diào)整自己的策略，只能基于自己對整個(gè)博弈局勢的判斷和預(yù)期來選擇最優(yōu)策略。在大用戶直購電的密封報(bào)價(jià)拍賣中，發(fā)電企業(yè)和大用戶同時(shí)提交自己的報(bào)價(jià)，彼此在報(bào)價(jià)時(shí)都不知道對方的出價(jià)，這就是典型的靜態(tài)博弈。動(dòng)態(tài)博弈中，局中人的行動(dòng)有明確的先后順序，且后行動(dòng)者能夠觀察到先行動(dòng)者的策略，并據(jù)此調(diào)整自己的行動(dòng)。動(dòng)態(tài)博弈更能體現(xiàn)實(shí)際決策過程中的互動(dòng)性和策略調(diào)整的靈活性。在大用戶直購電的談判過程中，發(fā)電企業(yè)先提出一個(gè)電價(jià)方案，大用戶在了解發(fā)電企業(yè)的報(bào)價(jià)后，再提出自己的還價(jià)方案，發(fā)電企業(yè)又根據(jù)大用戶的還價(jià)進(jìn)一步調(diào)整報(bào)價(jià)，這就是一個(gè)動(dòng)態(tài)博弈的過程。完全信息博弈與不完全信息博弈：按照局中人對其他局中人的特征、策略空間和收益函數(shù)的了解程度來劃分。完全信息博弈中，每個(gè)局中人都完全掌握其他局中人的所有信息，包括他們的策略選擇、收益情況等，局中人可以基于這些完全信息進(jìn)行理性的決策。在理想的大用戶直購電市場中，如果發(fā)電企業(yè)和大用戶都對彼此的發(fā)電成本、用電需求、市場價(jià)格走勢等信息了如指掌，那么他們之間的博弈就是完全信息博弈。不完全信息博弈中，局中人對其他局中人的某些信息是不完全了解的，存在信息不對稱的情況。這種信息不對稱會影響局中人的決策，使他們在決策時(shí)面臨更大的不確定性。在實(shí)際的大用戶直購電市場中，由于市場的復(fù)雜性和信息傳遞的障礙，發(fā)電企業(yè)可能無法準(zhǔn)確了解大用戶的真實(shí)用電需求和支付意愿，大用戶也可能不清楚發(fā)電企業(yè)的真實(shí)發(fā)電成本和發(fā)電能力，這種情況下的博弈就是不完全信息博弈。2.2大用戶直購電概述2.2.1大用戶直購電的定義與界定標(biāo)準(zhǔn)大用戶直購電，作為電力市場改革中的一種重要交易模式，指的是符合特定條件的電力大用戶，繞開傳統(tǒng)的電網(wǎng)企業(yè)單一購電模式，直接與發(fā)電企業(yè)進(jìn)行電力交易。這種交易模式打破了傳統(tǒng)電力市場中電網(wǎng)企業(yè)獨(dú)家買賣電力的壟斷格局，在發(fā)電側(cè)和售電側(cè)引入了競爭機(jī)制，使得電力市場的交易更加靈活和多樣化，為電力市場的發(fā)展注入了新的活力。在實(shí)際操作中，大用戶的界定標(biāo)準(zhǔn)主要基于電壓等級和用電量兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。從電壓等級來看，通常接入110千伏及以上電壓等級的用戶被認(rèn)定為大用戶。這是因?yàn)楦唠妷旱燃壍挠脩敉ǔ＞邆漭^大的用電規(guī)模和較強(qiáng)的用電穩(wěn)定性，能夠與發(fā)電企業(yè)進(jìn)行大規(guī)模的電力交易，從而實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。在工業(yè)領(lǐng)域，許多大型鋼鐵企業(yè)、化工企業(yè)等，它們的生產(chǎn)規(guī)模龐大，用電需求持續(xù)且穩(wěn)定，接入的電壓等級往往在110千伏及以上，這些企業(yè)在大用戶直購電市場中具有重要的地位。從用電量角度，不同地區(qū)根據(jù)自身的電力市場情況和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，制定了相應(yīng)的用電量標(biāo)準(zhǔn)。一般來說，年用電量達(dá)到一定規(guī)模，如5000萬千瓦時(shí)以上的用戶可被視為大用戶。以某經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)為例，該地區(qū)的大用戶直購電政策規(guī)定，年用電量在8000萬千瓦時(shí)以上的工業(yè)用戶和年用電量在5000萬千瓦時(shí)以上的商業(yè)用戶，可參與大用戶直購電交易。這些大用戶在當(dāng)?shù)氐碾娏οM(fèi)中占據(jù)了較大的份額，對電力市場的供需關(guān)系和價(jià)格走勢具有重要的影響。除了電壓等級和用電量標(biāo)準(zhǔn)外，大用戶還需滿足一系列其他條件。在產(chǎn)業(yè)政策方面，大用戶應(yīng)符合國家和地方的產(chǎn)業(yè)發(fā)展導(dǎo)向，優(yōu)先支持高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)等符合產(chǎn)業(yè)升級方向的企業(yè)參與直購電交易。這是因?yàn)檫@些產(chǎn)業(yè)具有較高的附加值和技術(shù)含量，對電力的穩(wěn)定供應(yīng)和合理價(jià)格有著更高的需求，通過參與大用戶直購電，能夠降低生產(chǎn)成本，提高市場競爭力，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。在節(jié)能環(huán)保方面，大用戶需達(dá)到國家規(guī)定的節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注度不斷提高，電力行業(yè)也在積極推動(dòng)綠色發(fā)展。大用戶作為電力消費(fèi)的重要主體，其節(jié)能環(huán)保水平直接影響到整個(gè)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。要求大用戶在生產(chǎn)過程中采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)和設(shè)備，減少污染物排放，符合國家的節(jié)能環(huán)保政策要求，有利于推動(dòng)電力行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型。在市場信譽(yù)方面，大用戶應(yīng)具備良好的商業(yè)信譽(yù)和履約能力。在大用戶直購電交易中，發(fā)電企業(yè)和大用戶之間需要簽訂長期的交易合同，雙方的信譽(yù)和履約能力是交易能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵因素。如果大用戶存在不良的商業(yè)信譽(yù)記錄，如拖欠電費(fèi)、違約等行為，將會給發(fā)電企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也會破壞電力市場的正常秩序。因此，只有具備良好信譽(yù)和履約能力的大用戶，才能參與直購電交易，以保障市場的穩(wěn)定運(yùn)行。2.2.2大用戶直購電的交易模式大用戶直購電的交易模式豐富多樣，每種模式都有其獨(dú)特的流程和特點(diǎn)，適應(yīng)了不同市場主體的需求和市場環(huán)境的變化。雙邊協(xié)商交易是一種較為常見的交易模式，它強(qiáng)調(diào)發(fā)電企業(yè)和大用戶之間的直接溝通與協(xié)商。在這種模式下，發(fā)電企業(yè)和大用戶根據(jù)自身的生產(chǎn)經(jīng)營需求、成本狀況以及對市場的預(yù)期，直接就交易電量、電價(jià)、交易時(shí)間等關(guān)鍵條款進(jìn)行一對一的談判。雙方通過充分交流各自的需求和利益訴求，尋求達(dá)成互利共贏的交易協(xié)議。某大型發(fā)電企業(yè)與一家鋼鐵企業(yè)進(jìn)行雙邊協(xié)商交易，發(fā)電企業(yè)根據(jù)自身的發(fā)電成本和預(yù)期利潤，提出了一個(gè)電價(jià)方案，鋼鐵企業(yè)則根據(jù)自身的用電需求和成本承受能力，對電價(jià)進(jìn)行了還價(jià)。經(jīng)過多輪談判，雙方最終在交易電量、電價(jià)和交易時(shí)間等方面達(dá)成了一致，簽訂了直購電合同。雙邊協(xié)商交易模式的優(yōu)點(diǎn)在于交易的靈活性和自主性較高。發(fā)電企業(yè)和大用戶可以根據(jù)自身的實(shí)際情況，量身定制交易條款，更好地滿足雙方的個(gè)性化需求。由于是直接協(xié)商，雙方能夠充分溝通，及時(shí)解決交易中出現(xiàn)的問題，提高交易的效率和成功率。這種模式也存在一些局限性。交易過程較為繁瑣，需要雙方投入大量的時(shí)間和精力進(jìn)行談判和協(xié)商，交易成本相對較高。由于信息不對稱，雙方在談判中可能存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，難以確保達(dá)成最優(yōu)的交易結(jié)果。集中撮合交易則引入了第三方交易平臺，增加了交易的公開性和公平性。在集中撮合交易模式下，發(fā)電企業(yè)和大用戶在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，將各自的報(bào)價(jià)和交易電量等信息提交到交易平臺。交易平臺根據(jù)預(yù)先設(shè)定的交易規(guī)則，如價(jià)格優(yōu)先、時(shí)間優(yōu)先等原則，對雙方的報(bào)價(jià)進(jìn)行匹配和撮合。當(dāng)發(fā)電企業(yè)的報(bào)價(jià)和大用戶的報(bào)價(jià)滿足交易條件時(shí)，交易平臺自動(dòng)促成交易，并生成交易結(jié)果。在某地區(qū)的電力交易中心組織的集中撮合交易中，多家發(fā)電企業(yè)和大用戶參與了交易。發(fā)電企業(yè)和大用戶分別在交易平臺上提交了自己的報(bào)價(jià)和交易電量，交易平臺按照價(jià)格優(yōu)先的原則，對報(bào)價(jià)進(jìn)行排序，將價(jià)格最匹配的發(fā)電企業(yè)和大用戶進(jìn)行撮合，最終成功促成了多筆交易。集中撮合交易模式的優(yōu)勢在于交易過程公開透明，所有市場參與者的報(bào)價(jià)和交易信息都在交易平臺上展示，減少了信息不對稱，提高了市場的公平性。交易效率較高，交易平臺能夠快速地對報(bào)價(jià)進(jìn)行匹配和撮合，大大縮短了交易時(shí)間，提高了市場的流動(dòng)性。然而，這種模式也存在一些不足之處。交易規(guī)則較為嚴(yán)格，可能無法完全滿足所有市場參與者的個(gè)性化需求。市場參與者對交易平臺的依賴程度較高，如果交易平臺出現(xiàn)故障或技術(shù)問題，可能會影響交易的正常進(jìn)行。掛牌交易模式下，發(fā)電企業(yè)在交易平臺上發(fā)布掛牌電量和掛牌價(jià)格，大用戶根據(jù)自身需求進(jìn)行摘牌。發(fā)電企業(yè)首先在交易平臺上公布自己愿意出售的電量和對應(yīng)的價(jià)格，形成掛牌信息。大用戶在瀏覽掛牌信息后，若認(rèn)為某發(fā)電企業(yè)的掛牌條件符合自己的需求，即可進(jìn)行摘牌操作，表明愿意按照發(fā)電企業(yè)的掛牌條件進(jìn)行交易。交易平臺在確認(rèn)大用戶的摘牌操作后，自動(dòng)生成交易合同，完成交易流程。某發(fā)電企業(yè)在交易平臺上掛牌出售1000萬千瓦時(shí)的電量，掛牌價(jià)格為每千瓦時(shí)0.5元。一家大用戶在看到掛牌信息后，認(rèn)為價(jià)格合理，便進(jìn)行了摘牌，隨后交易平臺自動(dòng)生成了交易合同，雙方完成了交易。掛牌交易模式的特點(diǎn)是交易流程簡單明了，市場參與者可以根據(jù)自己的判斷和需求，快速地進(jìn)行交易決策，提高了交易的便捷性。這種模式也存在一定的局限性。發(fā)電企業(yè)在掛牌時(shí)需要準(zhǔn)確預(yù)測市場需求和價(jià)格走勢，否則可能導(dǎo)致掛牌價(jià)格過高或過低，影響交易的成功率。大用戶在摘牌時(shí)也需要對市場情況進(jìn)行充分的分析和判斷，以確保自己能夠獲得滿意的交易條件。2.2.3大用戶直購電的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀大用戶直購電的發(fā)展歷程是一個(gè)不斷探索、實(shí)踐和完善的過程，在國內(nèi)外都經(jīng)歷了多個(gè)重要階段。在國外，美國是較早開展大用戶直購電實(shí)踐的國家之一。20世紀(jì)70年代，美國面臨能源危機(jī)，傳統(tǒng)的電力供應(yīng)模式難以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源需求的變化。為了提高電力市場的效率，降低用戶的用電成本，美國開始探索大用戶直購電模式。1978年，美國通過了《公共事業(yè)監(jiān)管政策法》（PURPA），鼓勵(lì)非公用事業(yè)發(fā)電企業(yè)進(jìn)入市場，允許大用戶與發(fā)電企業(yè)直接簽訂購電合同。此后，美國多個(gè)州陸續(xù)出臺相關(guān)政策，推動(dòng)大用戶直購電的發(fā)展。得克薩斯州建立了獨(dú)立的電力市場，大用戶可以自由選擇發(fā)電企業(yè)，通過雙邊協(xié)商或集中交易的方式進(jìn)行電力采購。在這個(gè)市場中，大用戶和發(fā)電企業(yè)能夠根據(jù)市場供需關(guān)系和自身需求，靈活地確定電價(jià)和電量，市場競爭充分，電價(jià)形成機(jī)制較為合理。歐盟國家在大用戶直購電方面也取得了顯著進(jìn)展。20世紀(jì)90年代，歐盟開始推進(jìn)電力市場改革，旨在打破壟斷，促進(jìn)市場競爭，實(shí)現(xiàn)電力資源的優(yōu)化配置。1996年，歐盟發(fā)布了《關(guān)于內(nèi)部電力市場共同規(guī)則的指令》，要求成員國逐步開放電力市場，允許大用戶直接與發(fā)電企業(yè)交易。英國通過建立電力庫（Pool）和雙邊合同市場相結(jié)合的模式，實(shí)現(xiàn)了大用戶與發(fā)電企業(yè)的直接交易。在這種模式下，大用戶可以根據(jù)自身需求選擇合適的交易對象和交易方式，提高了電力資源的配置效率。同時(shí)，歐盟還制定了統(tǒng)一的電力市場規(guī)則，促進(jìn)了成員國之間的電力交易，為大用戶直購電提供了更廣闊的市場空間。在國內(nèi)，大用戶直購電的發(fā)展起步相對較晚，但近年來發(fā)展迅速。2002年，國務(wù)院印發(fā)《電力體制改革方案》，明確提出“開展發(fā)電企業(yè)向大用戶直接供電的試點(diǎn)工作，改變電網(wǎng)企業(yè)獨(dú)家購買電力的格局”，為大用戶直購電的發(fā)展奠定了政策基礎(chǔ)。2004年，原國家電監(jiān)會、國家發(fā)展改革委聯(lián)合下發(fā)《電力用戶向發(fā)電企業(yè)直接購電試點(diǎn)暫行辦法》，正式啟動(dòng)大用戶直購電試點(diǎn)工作。吉林省在2005年率先開展大用戶直購電試點(diǎn)，采用點(diǎn)對點(diǎn)模式，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電企業(yè)與大用戶的直接對接。通過這種模式，發(fā)電企業(yè)能夠直接了解大用戶的用電需求，大用戶也能夠獲得更優(yōu)惠的電價(jià)，雙方實(shí)現(xiàn)了互利共贏。廣東省于2006年啟動(dòng)臺山直接交易試點(diǎn)工作，采用“一對多”模式，即臺山電廠與當(dāng)?shù)囟嗉移髽I(yè)進(jìn)行直接交易。這種模式進(jìn)一步擴(kuò)大了交易規(guī)模，提高了市場的競爭程度，促進(jìn)了電力資源的優(yōu)化配置。此后，湖北、河南、內(nèi)蒙古、四川等省份也紛紛開展大用戶直購電試點(diǎn)，交易規(guī)模和范圍不斷擴(kuò)大。隨著試點(diǎn)工作的推進(jìn)，相關(guān)政策不斷完善。2015年，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》，明確提出要有序向社會資本開放配售電業(yè)務(wù)，鼓勵(lì)大用戶直接參與電力市場交易。這一政策的出臺，進(jìn)一步推動(dòng)了大用戶直購電的發(fā)展，市場主體不斷增加，交易模式日益多樣化。目前，大用戶直購電在我國已取得了顯著的發(fā)展成果。從市場規(guī)模來看，全國市場化交易電量持續(xù)增長，2016-2024年期間，全國市場化交易電量從1.1萬億千瓦時(shí)增長至6.2萬億千瓦時(shí)，全社會用電量中來自市場化交易電量的占比達(dá)到63%，其中大用戶直購電在市場化交易電量中占據(jù)了重要份額。參與主體也日益多元化，除了傳統(tǒng)的發(fā)電企業(yè)和大用戶外，售電公司、分布式能源供應(yīng)商等新型市場主體不斷涌現(xiàn)，為大用戶直購電市場注入了新的活力。然而，大用戶直購電在發(fā)展過程中也面臨一些問題。在政策方面，雖然國家出臺了一系列支持大用戶直購電的政策，但各地在具體實(shí)施過程中，政策的執(zhí)行力度和落實(shí)效果存在差異。部分地區(qū)政策的配套措施不完善，導(dǎo)致大用戶直購電的推進(jìn)受到阻礙。在市場力不平衡方面，一些大型發(fā)電企業(yè)憑借其規(guī)模優(yōu)勢和市場地位，在直購電交易中可能占據(jù)主導(dǎo)地位，影響市場公平競爭。部分地區(qū)還存在市場壟斷現(xiàn)象，限制了大用戶的選擇權(quán)，不利于市場機(jī)制的有效發(fā)揮。電價(jià)形成機(jī)制也是大用戶直購電面臨的一個(gè)關(guān)鍵問題。盡管大用戶直購電旨在實(shí)現(xiàn)電價(jià)的市場化形成，但在實(shí)際操作中，由于受到多種因素的影響，如政府干預(yù)、成本核算困難等，電價(jià)仍難以完全反映市場供需關(guān)系和發(fā)電成本。這不僅影響了發(fā)電企業(yè)和大用戶的積極性，也制約了大用戶直購電市場的健康發(fā)展。2.3博弈論在大用戶直購電中的應(yīng)用原理2.3.1大用戶直購電中的博弈關(guān)系分析在大用戶直購電市場中，存在著復(fù)雜的博弈關(guān)系，主要體現(xiàn)在發(fā)電側(cè)、購電側(cè)以及發(fā)電企業(yè)與大用戶之間。發(fā)電側(cè)的博弈主要表現(xiàn)為發(fā)電企業(yè)之間的競爭。在大用戶直購電市場中，發(fā)電企業(yè)為了獲得更多的市場份額和利潤，需要在電價(jià)、電量、服務(wù)質(zhì)量等方面展開競爭。由于發(fā)電企業(yè)的發(fā)電成本、發(fā)電技術(shù)、機(jī)組類型等存在差異，導(dǎo)致它們在市場競爭中的優(yōu)勢和策略也各不相同。大型火力發(fā)電企業(yè)，其發(fā)電成本相對較低，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性高，可能會采取低價(jià)策略，通過降低電價(jià)來吸引大用戶，以增加售電量，從而提高市場份額和利潤。而一些小型發(fā)電企業(yè)，由于發(fā)電成本較高，可能會注重提高服務(wù)質(zhì)量，如提供更靈活的供電時(shí)間、更可靠的電力供應(yīng)等，以彌補(bǔ)價(jià)格上的劣勢，吸引對電力供應(yīng)穩(wěn)定性和靈活性要求較高的大用戶。不同能源類型的發(fā)電企業(yè)之間也存在博弈。隨著清潔能源的快速發(fā)展，風(fēng)電、光伏等清潔能源發(fā)電企業(yè)與傳統(tǒng)火電企業(yè)在大用戶直購電市場中展開競爭。清潔能源發(fā)電企業(yè)具有環(huán)保優(yōu)勢，符合國家能源發(fā)展戰(zhàn)略和環(huán)保政策要求，但受自然條件影響較大，發(fā)電穩(wěn)定性相對較差。火電企業(yè)則發(fā)電穩(wěn)定性高，能夠根據(jù)市場需求靈活調(diào)整發(fā)電量，但面臨著較高的碳排放壓力和環(huán)保成本。在這種情況下，清潔能源發(fā)電企業(yè)可能會利用其環(huán)保優(yōu)勢，爭取政府的政策支持和大用戶的青睞；火電企業(yè)則會強(qiáng)調(diào)其發(fā)電穩(wěn)定性和可靠性，通過優(yōu)化發(fā)電計(jì)劃和降低成本，與清潔能源發(fā)電企業(yè)競爭。購電側(cè)的博弈主要體現(xiàn)在大用戶之間的競爭。大用戶為了獲得更優(yōu)惠的電價(jià)和更好的供電條件，需要在市場中與其他大用戶競爭。不同大用戶的用電需求、用電特性、市場地位等存在差異，導(dǎo)致它們在競爭中的策略也有所不同。一些大型工業(yè)企業(yè)，其用電規(guī)模大，對電價(jià)的敏感度較高，可能會聯(lián)合其他大用戶組成購電聯(lián)盟，通過集中采購的方式，增強(qiáng)與發(fā)電企業(yè)的談判能力，以獲得更優(yōu)惠的電價(jià)。而一些對電力供應(yīng)穩(wěn)定性要求較高的大用戶，如數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院等，可能會愿意支付相對較高的電價(jià)，以確保獲得可靠的電力供應(yīng)。大用戶與發(fā)電企業(yè)之間則存在著合作與競爭并存的博弈關(guān)系。一方面，雙方都希望通過合作實(shí)現(xiàn)互利共贏。發(fā)電企業(yè)希望通過與大用戶簽訂直購電合同，穩(wěn)定售電市場，提高發(fā)電設(shè)備利用率，降低發(fā)電成本；大用戶則希望通過與發(fā)電企業(yè)直接交易，降低購電成本，提高自身的經(jīng)濟(jì)效益。在實(shí)際交易中，雙方在電價(jià)、電量、交易時(shí)間等方面存在利益沖突。發(fā)電企業(yè)希望提高電價(jià)，以增加利潤；大用戶則希望降低電價(jià)，以降低成本。在電量方面，發(fā)電企業(yè)可能希望大用戶購買更多的電量，以充分利用發(fā)電產(chǎn)能；而大用戶則會根據(jù)自身的生產(chǎn)需求和成本承受能力，合理確定購電量。在交易時(shí)間上，發(fā)電企業(yè)可能希望在發(fā)電成本較低的時(shí)段進(jìn)行交易，以提高利潤；大用戶則會根據(jù)自身的生產(chǎn)計(jì)劃和用電需求，選擇合適的交易時(shí)間。雙方需要在這些方面進(jìn)行談判和協(xié)商，尋求利益的平衡點(diǎn)，以達(dá)成交易協(xié)議。在長期合作過程中，雙方還需要考慮信用、合同履行等問題，以確保合作的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。如果一方出現(xiàn)信用違約行為，如發(fā)電企業(yè)不能按時(shí)供電、大用戶不能按時(shí)支付電費(fèi)等，將破壞雙方的合作關(guān)系，給對方帶來經(jīng)濟(jì)損失。2.3.2博弈模型在大用戶直購電決策中的作用博弈模型在大用戶直購電決策中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，為發(fā)電企業(yè)和大用戶提供了科學(xué)的決策依據(jù)和有效的策略指導(dǎo)。博弈模型有助于發(fā)電企業(yè)和大用戶預(yù)測對方的行為。在大用戶直購電市場中，發(fā)電企業(yè)和大用戶的決策相互影響、相互制約。通過構(gòu)建博弈模型，可以對雙方的決策行為進(jìn)行模擬和分析，預(yù)測在不同市場條件下，對方可能采取的策略和行動(dòng)。發(fā)電企業(yè)可以通過博弈模型，分析大用戶在不同電價(jià)水平下的購電需求變化，預(yù)測大用戶對電價(jià)調(diào)整的反應(yīng)，從而提前制定相應(yīng)的應(yīng)對策略。大用戶也可以利用博弈模型，了解發(fā)電企業(yè)的成本結(jié)構(gòu)、發(fā)電能力和市場策略，預(yù)測發(fā)電企業(yè)的報(bào)價(jià)行為，為自身的購電決策提供參考。博弈模型能夠幫助發(fā)電企業(yè)和大用戶制定最優(yōu)策略。在博弈論中，通過求解博弈模型，可以得到納什均衡等解概念，這些解代表了在給定的市場條件下，雙方的最優(yōu)策略組合。發(fā)電企業(yè)可以根據(jù)博弈模型的分析結(jié)果，確定最優(yōu)的電價(jià)策略和電量策略，以實(shí)現(xiàn)利潤最大化。發(fā)電企業(yè)在與大用戶進(jìn)行雙邊協(xié)商交易時(shí)，可以通過博弈模型分析，找到一個(gè)既能吸引大用戶購買電量，又能保證自身利潤的電價(jià)水平。同時(shí)，根據(jù)大用戶的用電需求和市場競爭情況，合理安排發(fā)電量，提高發(fā)電設(shè)備的利用率。大用戶也可以依據(jù)博弈模型，制定最優(yōu)的購電策略，在滿足自身用電需求的前提下，降低購電成本。大用戶可以通過博弈模型，比較不同發(fā)電企業(yè)的報(bào)價(jià)和供電條件，選擇性價(jià)比最高的發(fā)電企業(yè)進(jìn)行合作。在簽訂購電合同時(shí)，根據(jù)市場價(jià)格波動(dòng)和自身用電需求的變化，合理確定合同期限和電量調(diào)整條款，降低市場風(fēng)險(xiǎn)。博弈模型還能幫助發(fā)電企業(yè)和大用戶實(shí)現(xiàn)利益最大化。在大用戶直購電市場中，發(fā)電企業(yè)和大用戶的最終目標(biāo)都是實(shí)現(xiàn)自身利益的最大化。通過博弈模型的分析和決策，雙方可以在相互競爭的環(huán)境中，找到利益的平衡點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)互利共贏。在集中撮合交易模式下，博弈模型可以根據(jù)發(fā)電企業(yè)和大用戶的報(bào)價(jià)和交易電量，按照一定的規(guī)則進(jìn)行匹配和撮合，使雙方在滿足自身利益的前提下，達(dá)成交易。這樣既保證了發(fā)電企業(yè)能夠銷售足夠的電量，獲得合理的利潤，又滿足了大用戶對低價(jià)電力的需求，實(shí)現(xiàn)了雙方利益的最大化。博弈模型還可以用于分析不同市場機(jī)制和政策對雙方利益的影響，為政府制定合理的市場政策和監(jiān)管措施提供參考，促進(jìn)大用戶直購電市場的健康、穩(wěn)定發(fā)展。三、大用戶直購電雙邊決策的博弈模型構(gòu)建3.1基本假設(shè)與模型前提3.1.1市場參與者的行為假設(shè)在大用戶直購電雙邊決策的博弈模型中，假設(shè)大用戶和發(fā)電商均為理性經(jīng)濟(jì)人，以追求自身利益最大化為核心目標(biāo)。這一假設(shè)符合經(jīng)濟(jì)學(xué)中對市場主體行為的基本認(rèn)知，即市場參與者在決策過程中會權(quán)衡各種因素，選擇能夠使自身效用或利潤最大化的策略。在大用戶直購電交易中，大用戶的利益主要體現(xiàn)在購電成本的降低和電力供應(yīng)穩(wěn)定性的保障上。大用戶會根據(jù)自身的生產(chǎn)計(jì)劃和用電需求，在不同發(fā)電企業(yè)的報(bào)價(jià)中進(jìn)行比較和選擇，力求以最低的價(jià)格獲得穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)，以降低生產(chǎn)成本，提高自身的經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)電商則將利潤最大化作為首要目標(biāo)，其利潤主要來源于售電收入與發(fā)電成本之間的差額。為了實(shí)現(xiàn)利潤最大化，發(fā)電商會綜合考慮發(fā)電成本、市場需求、競爭對手的報(bào)價(jià)等因素，制定合理的電價(jià)和發(fā)電量策略。在發(fā)電成本方面，發(fā)電商需要考慮燃料成本、設(shè)備維護(hù)成本、人工成本等。當(dāng)燃料價(jià)格上漲時(shí)，發(fā)電成本增加，發(fā)電商可能會適當(dāng)提高電價(jià)以保證利潤；當(dāng)市場需求旺盛時(shí)，發(fā)電商可能會增加發(fā)電量，以獲取更多的售電收入。假設(shè)大用戶和發(fā)電商均為風(fēng)險(xiǎn)中性。風(fēng)險(xiǎn)中性意味著他們在決策時(shí)只關(guān)注預(yù)期收益的大小，而不考慮風(fēng)險(xiǎn)因素對決策的影響。在實(shí)際的大用戶直購電交易中，雖然市場存在各種不確定性和風(fēng)險(xiǎn)，如市場價(jià)格波動(dòng)、政策變化等，但為了簡化模型分析，假設(shè)雙方在決策時(shí)不考慮風(fēng)險(xiǎn)偏好，僅以預(yù)期收益作為決策的依據(jù)。這一假設(shè)在一定程度上符合實(shí)際情況，因?yàn)樵陂L期的市場交易中，市場參與者往往會根據(jù)平均收益來做出決策，而不會過分關(guān)注短期的風(fēng)險(xiǎn)波動(dòng)。3.1.2市場環(huán)境假設(shè)在構(gòu)建大用戶直購電雙邊決策的博弈模型時(shí)，市場環(huán)境假設(shè)是重要的基礎(chǔ)。市場信息對稱程度對市場參與者的決策有著關(guān)鍵影響。在信息對稱的假設(shè)下，大用戶和發(fā)電商能夠充分了解對方的發(fā)電成本、用電需求、市場價(jià)格走勢等信息。大用戶可以準(zhǔn)確掌握發(fā)電企業(yè)的成本結(jié)構(gòu)，從而在談判中更有針對性地壓低電價(jià)；發(fā)電企業(yè)也能清楚了解大用戶的用電需求和支付意愿，制定出更符合市場需求的電價(jià)和電量策略。在實(shí)際的大用戶直購電市場中，信息往往是不對稱的。發(fā)電企業(yè)可能更了解自身的發(fā)電成本、發(fā)電能力和技術(shù)水平等內(nèi)部信息，而大用戶則更清楚自己的用電需求、生產(chǎn)計(jì)劃和市場價(jià)格預(yù)期。這種信息不對稱可能導(dǎo)致市場失靈，影響雙方的決策效率和市場的公平性。發(fā)電企業(yè)可能利用信息優(yōu)勢，在定價(jià)時(shí)抬高電價(jià)，損害大用戶的利益；大用戶也可能因信息不足，無法選擇最優(yōu)的發(fā)電企業(yè)和交易方案。市場競爭程度也是影響大用戶直購電雙邊決策的重要因素。假設(shè)市場處于完全競爭狀態(tài)，意味著有眾多的發(fā)電企業(yè)和大用戶參與市場交易，每個(gè)企業(yè)和用戶都是價(jià)格的接受者，無法單獨(dú)影響市場價(jià)格。在這種市場環(huán)境下，發(fā)電企業(yè)之間會展開激烈的價(jià)格競爭，以吸引大用戶購買其電力。大用戶則可以在眾多發(fā)電企業(yè)中自由選擇，獲取最優(yōu)惠的電價(jià)和服務(wù)。完全競爭市場能夠?qū)崿F(xiàn)資源的最優(yōu)配置，使市場價(jià)格更接近發(fā)電成本，提高市場效率。在現(xiàn)實(shí)中，大用戶直購電市場往往存在一定程度的壟斷或寡頭壟斷現(xiàn)象。一些大型發(fā)電企業(yè)憑借其規(guī)模優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢和市場份額，在市場中占據(jù)主導(dǎo)地位，具有較強(qiáng)的定價(jià)能力。這些企業(yè)可能通過控制發(fā)電量、提高電價(jià)等手段，獲取超額利潤，影響市場的公平競爭和資源配置效率。部分地區(qū)的大用戶直購電市場可能存在準(zhǔn)入門檻較高的情況，限制了市場參與者的數(shù)量，導(dǎo)致市場競爭不充分。市場監(jiān)管環(huán)境對大用戶直購電雙邊決策也起著重要的約束和規(guī)范作用。假設(shè)市場監(jiān)管嚴(yán)格，監(jiān)管機(jī)構(gòu)能夠有效地監(jiān)督發(fā)電企業(yè)和大用戶的市場行為，防止市場力濫用、不正當(dāng)競爭和欺詐行為的發(fā)生。監(jiān)管機(jī)構(gòu)可以通過制定和執(zhí)行嚴(yán)格的市場規(guī)則，對發(fā)電企業(yè)的電價(jià)進(jìn)行監(jiān)管，防止其哄抬電價(jià)；對大用戶的用電行為進(jìn)行監(jiān)督，確保其遵守合同約定和市場規(guī)則。嚴(yán)格的市場監(jiān)管能夠維護(hù)市場秩序，保障市場參與者的合法權(quán)益，促進(jìn)市場的健康發(fā)展。在實(shí)際市場中，監(jiān)管環(huán)境可能存在不完善的地方，監(jiān)管力度不夠、監(jiān)管漏洞等問題可能導(dǎo)致市場秩序混亂。一些發(fā)電企業(yè)可能會利用監(jiān)管漏洞，進(jìn)行不正當(dāng)競爭，如通過虛假宣傳、賄賂等手段獲取市場份額；大用戶也可能存在違約行為，如拖欠電費(fèi)、私自改變用電計(jì)劃等，影響市場的穩(wěn)定運(yùn)行。3.1.3交易規(guī)則假設(shè)在大用戶直購電雙邊決策的博弈模型中，交易規(guī)則假設(shè)對雙方的決策和市場運(yùn)行起著重要的規(guī)范作用。交易時(shí)間是交易規(guī)則的重要組成部分，明確規(guī)定了交易的具體時(shí)段和交易周期。假設(shè)交易時(shí)間分為長期和短期兩種類型。長期交易通常簽訂一年以上的合同，適用于用電需求穩(wěn)定、對電力供應(yīng)可靠性要求較高的大用戶。某大型鋼鐵企業(yè)，其生產(chǎn)過程對電力供應(yīng)的穩(wěn)定性要求極高，為了確保生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性，該企業(yè)與發(fā)電企業(yè)簽訂了為期三年的長期直購電合同。在合同期內(nèi)，雙方按照合同約定的電價(jià)和電量進(jìn)行交易，發(fā)電企業(yè)保證穩(wěn)定供電，鋼鐵企業(yè)則按時(shí)支付電費(fèi)。短期交易一般簽訂一年以內(nèi)的合同，更適合用電需求波動(dòng)較大、對市場價(jià)格變化較為敏感的大用戶。一些季節(jié)性生產(chǎn)的企業(yè)，如農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)，其用電需求在生產(chǎn)旺季和淡季差異較大。這類企業(yè)可能會選擇簽訂短期直購電合同，根據(jù)市場價(jià)格和自身用電需求的變化，靈活調(diào)整購電計(jì)劃。在生產(chǎn)旺季，企業(yè)增加購電量，以滿足生產(chǎn)需求；在淡季，則減少購電量，降低用電成本。交易電量限制也是交易規(guī)則的關(guān)鍵內(nèi)容，它對大用戶和發(fā)電企業(yè)的交易規(guī)模進(jìn)行了約束。假設(shè)規(guī)定大用戶的最小購電量為其年用電量的一定比例，如30%，這是為了確保大用戶在直購電交易中具有一定的規(guī)模效應(yīng)，同時(shí)也保證發(fā)電企業(yè)能夠獲得一定的市場份額。某大型化工企業(yè)，年用電量為1億千瓦時(shí)，按照交易規(guī)則，其參與直購電交易的最小購電量為3000萬千瓦時(shí)。這使得化工企業(yè)在與發(fā)電企業(yè)進(jìn)行談判時(shí)，能夠以較大的購電規(guī)模爭取更優(yōu)惠的電價(jià)。假設(shè)對發(fā)電企業(yè)的最大售電量也進(jìn)行了限制，如不得超過其年發(fā)電能力的80%，這是為了防止發(fā)電企業(yè)過度銷售電力，影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。某發(fā)電企業(yè)年發(fā)電能力為5億千瓦時(shí)，其最大售電量被限制在4億千瓦時(shí)以內(nèi)。這樣的限制能夠保證發(fā)電企業(yè)在滿足直購電交易需求的同時(shí)，還能為其他用戶提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)，維護(hù)電力系統(tǒng)的平衡。價(jià)格調(diào)整機(jī)制是交易規(guī)則中影響雙方利益的核心要素。假設(shè)價(jià)格調(diào)整機(jī)制如下：當(dāng)市場煤炭價(jià)格波動(dòng)超過一定幅度時(shí)，如10%，電價(jià)可相應(yīng)調(diào)整。這是因?yàn)槊禾渴腔鹆Πl(fā)電的主要燃料，煤炭價(jià)格的波動(dòng)直接影響發(fā)電成本。當(dāng)煤炭價(jià)格上漲10%以上時(shí)，發(fā)電企業(yè)的成本大幅增加，如果電價(jià)不進(jìn)行調(diào)整，發(fā)電企業(yè)的利潤將受到嚴(yán)重影響，甚至可能出現(xiàn)虧損。在這種情況下，發(fā)電企業(yè)有權(quán)根據(jù)價(jià)格調(diào)整機(jī)制，與大用戶協(xié)商提高電價(jià)，以保證自身的盈利能力。假設(shè)當(dāng)電力市場需求出現(xiàn)較大變化時(shí)，如需求增長或減少20%以上，電價(jià)也可進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)電力市場需求增長20%以上時(shí)，電力供不應(yīng)求，發(fā)電企業(yè)可以適當(dāng)提高電價(jià)；當(dāng)市場需求減少20%以上時(shí)，發(fā)電企業(yè)為了吸引大用戶購買電力，可能會降低電價(jià)。這樣的價(jià)格調(diào)整機(jī)制能夠使電價(jià)更靈活地反映市場供求關(guān)系和成本變化，保障發(fā)電企業(yè)和大用戶的利益。3.2完全信息靜態(tài)博弈模型3.2.1模型構(gòu)建在完全信息靜態(tài)博弈模型中，大用戶直購電雙邊決策涉及大用戶和發(fā)電商兩個(gè)參與主體，雙方在信息對稱且同時(shí)決策的情況下展開博弈。假設(shè)市場中只有一個(gè)大用戶和一個(gè)發(fā)電商，大用戶的策略是選擇是否參與直購電交易，發(fā)電商的策略是決定直購電的電價(jià)水平。用S_{1}表示大用戶的策略空間，S_{1}=\{??????,?????????\}；用S_{2}表示發(fā)電商的策略空間，S_{2}=\{é????μ??·,?????μ??·\}。大用戶參與直購電交易時(shí)，若發(fā)電商采用高電價(jià)策略，大用戶的收益為\pi_{11}，發(fā)電商的收益為\pi_{21}；若發(fā)電商采用低電價(jià)策略，大用戶的收益為\pi_{12}，發(fā)電商的收益為\pi_{22}。大用戶不參與直購電交易時(shí)，雙方收益均為0。由此可構(gòu)建收益矩陣，如下表所示：大用戶\發(fā)電商高電價(jià)低電價(jià)參與\pi_{11}，\pi_{21}\pi_{12}，\pi_{22}不參與0，00，0在實(shí)際的大用戶直購電交易中，大用戶的收益主要受到電價(jià)水平和用電量的影響。若發(fā)電商采用高電價(jià)策略，大用戶雖然能夠獲得穩(wěn)定的電力供應(yīng)，但購電成本增加，可能會導(dǎo)致其生產(chǎn)利潤下降，即\pi_{11}相對較??；若發(fā)電商采用低電價(jià)策略，大用戶的購電成本降低，生產(chǎn)利潤可能會提高，即\pi_{12}相對較大。發(fā)電商的收益則主要取決于售電價(jià)格和售電量。采用高電價(jià)策略時(shí)，雖然單位電量的利潤較高，但可能會因?yàn)殡妰r(jià)過高導(dǎo)致大用戶減少購電量，從而影響總收益，即\pi_{21}的大小取決于高電價(jià)對售電量的影響程度；采用低電價(jià)策略時(shí)，單位電量利潤較低，但可能會吸引大用戶增加購電量，若購電量的增加能夠彌補(bǔ)單位利潤的下降，發(fā)電商的總收益可能會增加，即\pi_{22}會受到低電價(jià)下售電量變化的影響。假設(shè)大用戶的用電需求為Q，發(fā)電商的發(fā)電成本為C，高電價(jià)為P_{1}，低電價(jià)為P_{2}（P_{1}>P_{2}）。當(dāng)大用戶參與直購電且發(fā)電商采用高電價(jià)時(shí)，大用戶的收益\pi_{11}=R-P_{1}Q，其中R為大用戶使用電力進(jìn)行生產(chǎn)所獲得的收益；發(fā)電商的收益\pi_{21}=P_{1}Q-C。當(dāng)大用戶參與直購電且發(fā)電商采用低電價(jià)時(shí)，大用戶的收益\pi_{12}=R-P_{2}Q，發(fā)電商的收益\pi_{22}=P_{2}Q-C。3.2.2納什均衡分析納什均衡是指在一個(gè)博弈中，每個(gè)參與者都選擇了自己的最優(yōu)策略，并且在其他參與者的策略給定的情況下，沒有任何一個(gè)參與者有動(dòng)機(jī)去改變自己的策略，此時(shí)博弈達(dá)到了一種相對穩(wěn)定的狀態(tài)。在上述完全信息靜態(tài)博弈模型中，通過分析雙方的策略選擇和收益情況來確定納什均衡。假設(shè)\pi_{11}<\pi_{12}，\pi_{21}>\pi_{22}。對于大用戶而言，無論發(fā)電商選擇高電價(jià)還是低電價(jià)，參與直購電的收益都大于不參與直購電的收益，所以大用戶的最優(yōu)策略是參與直購電。對于發(fā)電商來說，高電價(jià)策略下的收益大于低電價(jià)策略下的收益，所以發(fā)電商的最優(yōu)策略是選擇高電價(jià)。此時(shí)，（參與，高電價(jià)）構(gòu)成了該博弈的納什均衡。在這種情況下，雖然發(fā)電商通過高電價(jià)策略獲得了較高的單位利潤，但大用戶的購電成本增加，可能會影響其長期的用電積極性和生產(chǎn)效益。大用戶可能會尋找其他更優(yōu)惠的電力供應(yīng)渠道，或者通過調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃來減少用電量，這對發(fā)電商的長期市場份額和收益可能會產(chǎn)生不利影響。假設(shè)\pi_{11}<\pi_{12}，\pi_{21}<\pi_{22}。大用戶的最優(yōu)策略依然是參與直購電，因?yàn)閰⑴c直購電的收益始終大于不參與直購電的收益。而發(fā)電商此時(shí)的最優(yōu)策略是選擇低電價(jià)，因?yàn)榈碗妰r(jià)策略下的收益大于高電價(jià)策略下的收益。那么，（參與，低電價(jià)）成為該博弈的納什均衡。在（參與，低電價(jià)）的納什均衡下，大用戶以較低的電價(jià)獲得電力，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效益；發(fā)電商雖然單位利潤較低，但通過增加售電量，實(shí)現(xiàn)了總收益的增加。這種均衡狀態(tài)有利于促進(jìn)大用戶直購電市場的穩(wěn)定發(fā)展，提高電力資源的配置效率。3.2.3算例分析以某地區(qū)的大用戶直購電交易為例，假設(shè)有一家大型鋼鐵企業(yè)作為大用戶，年用電量Q=5000萬千瓦時(shí)，使用電力進(jìn)行生產(chǎn)所獲得的收益R=3000萬元。有一家火力發(fā)電企業(yè)作為發(fā)電商，發(fā)電成本C=1500萬元。高電價(jià)P_{1}=0.6元/千瓦時(shí)，低電價(jià)P_{2}=0.5元/千瓦時(shí)。當(dāng)大用戶參與直購電且發(fā)電商采用高電價(jià)時(shí)，大用戶的收益\pi_{11}=R-P_{1}Q=3000-0.6??5000=0萬元，發(fā)電商的收益\pi_{21}=P_{1}Q-C=0.6??5000-1500=1500萬元。當(dāng)大用戶參與直購電且發(fā)電商采用低電價(jià)時(shí)，大用戶的收益\pi_{12}=R-P_{2}Q=3000-0.5??5000=500萬元，發(fā)電商的收益\pi_{22}=P_{2}Q-C=0.5??5000-1500=1000萬元。由于\pi_{11}<\pi_{12}，\pi_{21}>\pi_{22}，根據(jù)納什均衡分析，大用戶的最優(yōu)策略是參與直購電，發(fā)電商的最優(yōu)策略是選擇高電價(jià)，（參與，高電價(jià)）為該博弈的納什均衡。在實(shí)際交易中，大用戶雖然參與了直購電，但收益為0，這可能導(dǎo)致大用戶對直購電的積極性不高。發(fā)電商雖然在當(dāng)前實(shí)現(xiàn)了較高的收益，但長期來看，可能會因?yàn)榇笥脩舻挠秒姺e極性下降而影響市場份額。這表明在這種情況下，當(dāng)前的納什均衡并非是最有利于市場長期穩(wěn)定發(fā)展的狀態(tài)，需要進(jìn)一步調(diào)整策略或引入其他機(jī)制來優(yōu)化市場結(jié)果。3.3完全信息動(dòng)態(tài)博弈模型3.3.1模型構(gòu)建在大用戶直購電雙邊決策中，考慮到發(fā)電企業(yè)和大用戶的決策存在先后順序，構(gòu)建完全信息動(dòng)態(tài)博弈模型。假設(shè)發(fā)電企業(yè)先行動(dòng)，決定直購電的電價(jià)P，大用戶在觀察到發(fā)電企業(yè)的電價(jià)決策后，再決定是否參與直購電以及購電量Q。用\Pi_{1}表示發(fā)電企業(yè)的利潤函數(shù)，\Pi_{1}=PQ-C(Q)，其中C(Q)為發(fā)電企業(yè)的發(fā)電成本函數(shù)，且C'(Q)>0，即發(fā)電成本隨著發(fā)電量的增加而增加。用\Pi_{2}表示大用戶的利潤函數(shù)，\Pi_{2}=R(Q)-PQ，其中R(Q)為大用戶使用電力進(jìn)行生產(chǎn)所獲得的收益函數(shù)，且R'(Q)>0，R''(Q)<0，這表明大用戶的生產(chǎn)收益隨著用電量的增加而增加，但邊際收益遞減。該動(dòng)態(tài)博弈的擴(kuò)展式表述可以用博弈樹來表示。博弈樹的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)表示發(fā)電企業(yè)的決策點(diǎn)，發(fā)電企業(yè)在該點(diǎn)選擇電價(jià)P。從這個(gè)節(jié)點(diǎn)出發(fā)，引出多條分支，每條分支對應(yīng)一個(gè)不同的電價(jià)策略。在發(fā)電企業(yè)做出電價(jià)決策后，大用戶在第二個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行決策。大用戶觀察到發(fā)電企業(yè)的電價(jià)P后，在其決策點(diǎn)選擇是否參與直購電以及購電量Q。如果大用戶選擇不參與直購電，雙方的收益均為0；如果大用戶選擇參與直購電，則根據(jù)購電量Q和電價(jià)P確定雙方的收益。該動(dòng)態(tài)博弈的策略式表述為：發(fā)電企業(yè)的策略空間S_{1}=\{P|P\geq0\}，即發(fā)電企業(yè)可以選擇任意非負(fù)的電價(jià)。大用戶的策略空間S_{2}=\{(Q(P),??????????????????)|Q(P)\geq0\}，這表示大用戶的策略是一個(gè)關(guān)于發(fā)電企業(yè)電價(jià)P的函數(shù)，根據(jù)發(fā)電企業(yè)的電價(jià)P來決定購電量Q(P)以及是否參與直購電。收益函數(shù)為：當(dāng)大用戶選擇參與直購電時(shí)，發(fā)電企業(yè)的收益\Pi_{1}(P,Q(P))=PQ(P)-C(Q(P))，大用戶的收益\Pi_{2}(P,Q(P))=R(Q(P))-PQ(P)。當(dāng)大用戶選擇不參與直購電時(shí)，發(fā)電企業(yè)的收益\Pi_{1}(P,0)=0，大用戶的收益\Pi_{2}(P,0)=0。3.3.2子博弈精煉納什均衡分析為了求解上述完全信息動(dòng)態(tài)博弈的子博弈精煉納什均衡，采用逆向歸納法。逆向歸納法的基本思路是從博弈的最后一個(gè)階段開始，逐步向前推導(dǎo)，確定每個(gè)階段參與人的最優(yōu)策略。在大用戶直購電的動(dòng)態(tài)博弈中，最后一個(gè)階段是大用戶的決策階段。大用戶在觀察到發(fā)電企業(yè)的電價(jià)P后，選擇購電量Q以最大化自己的利潤\Pi_{2}=R(Q)-PQ。對\Pi_{2}求關(guān)于Q的一階導(dǎo)數(shù)，并令其等于0，可得：R'(Q)-P=0解得Q^{*}(P)=(R')^{-1}(P)，這就是大用戶在給定電價(jià)P下的最優(yōu)購電量。這里(R')^{-1}(P)表示R'(Q)的反函數(shù)，它反映了大用戶的用電需求與電價(jià)之間的關(guān)系，即大用戶會根據(jù)電價(jià)的變化來調(diào)整自己的購電量，當(dāng)電價(jià)升高時(shí)，大用戶會減少購電量；當(dāng)電價(jià)降低時(shí)，大用戶會增加購電量。回到發(fā)電企業(yè)的決策階段，發(fā)電企業(yè)在決策時(shí)能夠預(yù)測到大用戶的最優(yōu)反應(yīng)，即大用戶會根據(jù)電價(jià)P選擇購電量Q^{*}(P)。因此，發(fā)電企業(yè)選擇電價(jià)P以最大化自己的利潤\Pi_{1}=PQ^{*}(P)-C(Q^{*}(P))。對\Pi_{1}求關(guān)于P的一階導(dǎo)數(shù)，并令其等于0，可得：Q^{*}(P)+P(Q^{*})'(P)-C'(Q^{*}(P))(Q^{*})'(P)=0解這個(gè)方程可以得到發(fā)電企業(yè)的最優(yōu)電價(jià)P^{*}。將P^{*}代入Q^{*}(P)，可以得到大用戶的最優(yōu)購電量Q^{*}。此時(shí)，(P^{*},Q^{*}(P^{*}))構(gòu)成了該動(dòng)態(tài)博弈的子博弈精煉納什均衡。在這個(gè)均衡狀態(tài)下，發(fā)電企業(yè)通過制定最優(yōu)電價(jià)P^{*}，使得自己的利潤最大化；大用戶在發(fā)電企業(yè)給定的電價(jià)P^{*}下，通過選擇最優(yōu)購電量Q^{*}(P^{*})，也實(shí)現(xiàn)了自己的利潤最大化。而且，在這個(gè)均衡路徑上，每個(gè)子博弈都是納什均衡，即無論從哪個(gè)節(jié)點(diǎn)開始的子博弈，參與人的策略都是最優(yōu)的。在實(shí)際的大用戶直購電交易中，發(fā)電企業(yè)在制定電價(jià)時(shí)，會充分考慮到大用戶的用電需求彈性和自身的發(fā)電成本。如果大用戶的用電需求彈性較大，即電價(jià)的微小變化會引起購電量的較大變化，發(fā)電企業(yè)可能會適當(dāng)降低電價(jià)，以吸引大用戶增加購電量，從而提高自己的總利潤。相反，如果大用戶的用電需求彈性較小，發(fā)電企業(yè)可能會提高電價(jià)，以獲取更高的單位利潤。大用戶在面對發(fā)電企業(yè)的電價(jià)時(shí)，會根據(jù)自身的生產(chǎn)收益函數(shù)和成本承受能力來確定最優(yōu)購電量。如果大用戶使用電力進(jìn)行生產(chǎn)的邊際收益較高，即使電價(jià)相對較高，大用戶也可能會增加購電量，以獲取更多的生產(chǎn)收益。反之，如果邊際收益較低，大用戶會謹(jǐn)慎選擇購電量，以避免成本過高。3.3.3算例分析以某地區(qū)的大用戶直購電交易為例，假設(shè)有一家大型化工企業(yè)作為大用戶，其使用電力進(jìn)行生產(chǎn)所獲得的收益函數(shù)為R(Q)=100Q-0.5Q^{2}，這意味著大用戶的生產(chǎn)收益隨著用電量的增加而增加，但由于邊際收益遞減規(guī)律，每增加一單位用電量所帶來的收益增加量逐漸減少。有一家火力發(fā)電企業(yè)作為發(fā)電商，發(fā)電成本函數(shù)為C(Q)=20Q+0.1Q^{2}，表明發(fā)電成本隨著發(fā)電量的增加而增加，且增加的速度逐漸加快。首先，大用戶在觀察到發(fā)電企業(yè)的電價(jià)P后，根據(jù)利潤最大化原則確定最優(yōu)購電量Q。對大用戶的利潤函數(shù)\Pi_{2}=R(Q)-PQ=100Q-0.5Q^{2}-PQ求關(guān)于Q的一階導(dǎo)數(shù)，并令其等于0，可得：100-Q-P=0解得Q^{*}(P)=100-P，這就是大用戶在給定電價(jià)P下的最優(yōu)購電量。可以看出，大用戶的購電量與電價(jià)呈反向關(guān)系，電價(jià)越高，購電量越低；電價(jià)越低，購電量越高。然后，發(fā)電企業(yè)在決策時(shí)能夠預(yù)測到大用戶的最優(yōu)反應(yīng)，即大用戶會根據(jù)電價(jià)P選擇購電量Q^{*}(P)=100-P。因此，發(fā)電企業(yè)選擇電價(jià)P以最大化自己的利潤\Pi_{1}=PQ^{*}(P)-C(Q^{*}(P))=P(100-P)-[20(100-P)+0.1(100-P)^{2}]。對\Pi_{1}求關(guān)于P的一階導(dǎo)數(shù)，并令其等于0，可得：\begin{align*}100-2P-[-20-0.2(100-P)]&=0\\100-2P+20+20-0.2P&=0\\140-2.2P&=0\\2.2P&=140\\P^{*}&\approx63.64\end{align*}將P^{*}\approx63.64代入Q^{*}(P)=100-P，可得大用戶的最優(yōu)購電量Q^{*}=100-63.64=36.36萬千瓦時(shí)。在這個(gè)算例中，子博弈精煉納什均衡為(P^{*}\approx63.64,Q^{*}=36.36)。這意味著在當(dāng)前的市場條件下，發(fā)電企業(yè)將電價(jià)定為約63.64元/兆瓦時(shí)，大用戶的最優(yōu)購電量為36.36萬千瓦時(shí)，此時(shí)雙方都實(shí)現(xiàn)了利潤最大化。從這個(gè)算例可以看出，發(fā)電企業(yè)通過合理定價(jià)，在考慮大用戶需求彈性和自身成本的情況下，找到了一個(gè)既能吸引大用戶購買電量，又能保證自身利潤的電價(jià)水平。大用戶則根據(jù)發(fā)電企業(yè)的電價(jià)，結(jié)合自身的生產(chǎn)收益和成本情況，確定了最優(yōu)購電量。這種基于博弈論的分析方法，能夠幫助我們更好地理解大用戶直購電雙邊決策的過程和結(jié)果，為市場參與者提供決策參考。3.4不完全信息靜態(tài)博弈模型（貝葉斯博弈）3.4.1模型構(gòu)建在大用戶直購電的實(shí)際交易中，信息不對稱是常見的現(xiàn)象。發(fā)電企業(yè)可能并不完全了解大用戶的真實(shí)用電需求、支付意愿以及用電特性等信息；大用戶也難以準(zhǔn)確掌握發(fā)電企業(yè)的發(fā)電成本、發(fā)電能力、機(jī)組運(yùn)行狀況等信息。這種信息不對稱會對雙方的決策產(chǎn)生重大影響，使得傳統(tǒng)的完全信息博弈模型難以準(zhǔn)確描述和分析這種復(fù)雜的市場情況。因此，引入不完全信息靜態(tài)博弈模型，即貝葉斯博弈，來更真實(shí)地刻畫大用戶直購電雙邊決策過程。在貝葉斯博弈中，每個(gè)參與人的類型是其私人信息，其他參與人只能知道類型的概率分布。假設(shè)發(fā)電企業(yè)有兩種類型，低成本型（\theta_{1}）和高成本型（\theta_{2}），其出現(xiàn)的概率分別為p和1-p，且0<p<1。大用戶不知道發(fā)電企業(yè)的真實(shí)類型，但知道其類型的概率分布。發(fā)電企業(yè)的策略是選擇電價(jià)P，大用戶的策略是決定是否參與直購電以及購電量Q。發(fā)電企業(yè)的利潤函數(shù)為\Pi_{1}(P,Q,\theta_{i})=PQ-C_{i}(Q)，其中i=1,2，C_{1}(Q)為低成本型發(fā)電企業(yè)的成本函數(shù)，C_{2}(Q)為高成本型發(fā)電企業(yè)的成本函數(shù)，且C_{1}(Q)<C_{2}(Q)，這表明低成本型發(fā)電企業(yè)在相同發(fā)電量下的成本更低。大用戶的利潤函數(shù)為\Pi_{2}(P,Q)=R(Q)-PQ，其中R(Q)為大用戶使用電力進(jìn)行生產(chǎn)所獲得的收益函數(shù)，且R'(Q)>0，R''(Q)<0，即大用戶的生產(chǎn)收益隨著用電量的增加而增加，但邊際收益遞減。該貝葉斯博弈的策略式表述為：發(fā)電企業(yè)的策略空間S_{1}=\{P|P\geq0\}