唱友義， 蒯繼鵬，張凱， 仇江波， 辛潔晴

(1. 遼寧省電力交易中心，遼寧 沈陽 110055; 2. 上海交通大學 電氣工程系，上海 200240)

0 引 言

監(jiān)測發(fā)電商實際濫用了的市場力并予以懲罰，是防止市場力濫用的最后一道防線。目前，對市場力的研究多集中于潛在市場力的評估，主要有四類方法：一是考察發(fā)電份額集中度，主要指標如HHI、Top-m等[1-2]；二是考察被測試機組以外的剩余發(fā)電容量能否滿足負荷需求，指標如PSI(pivotal supplier index)和RSI(residual supply index)[3]；三是采用Lerner指數(shù)等指標衡量市場出清電價偏離邊際成本的程度[4]；四是通過市場模擬，找出必發(fā)容量，分析地理位置和線路傳輸容量限制對機組市場力的影響[5]。上述研究并不考量發(fā)電商實際濫用了的市場力及其懲罰。

在市場力濫用度評估方面，目前多采用物理持留度和經(jīng)濟持留度指標[6]。這些指標并不考察持留行為所致后果的嚴重程度，也無法評價發(fā)電商實施市場力的惡意程度。

為此，本文針對結(jié)算環(huán)節(jié)，提出發(fā)電商市場力濫用度的評價方法和懲罰量測算方法。

1 市場力濫用度評估方法

市場力濫用度評估應綜合發(fā)電商實施市場力的故意性和對市場影響的嚴重性。為此，定義“惡意度指數(shù)”衡量持留性報價的主觀強度(對發(fā)電商i記為IMD,i)，定義“市場干擾度”衡量發(fā)電商對市場偏離完全競爭態(tài)的責任比例(記為IINF,i)，進而定義市場力濫用度為:

IMP,i=IINF,i·IMD,i

(1)

1.1 實施市場力的惡意度評價

定義如下指標，從持留性報價的頻度和時機評估發(fā)電商實施市場力的惡意程度。

1) 物理持留頻度

為考察期內(nèi)機組競價容量低于實際可用容量的次數(shù)NPW,i占報價次數(shù)K的比例，即

IPWR,i=NPW,i/K

(2)

2) 經(jīng)濟持留頻度

為考察期內(nèi)機組報價高于成本的次數(shù)NEW,i占總報價次數(shù)K的比例，即

IEWR,i=NEW,i/K

(3)

上述兩個指標取值越大，持留性報價的惡意度越高。

3) 物理持留與負荷需求的異步性

發(fā)電商通常在低負荷期安排機組檢修，若其可用容量(合約交易量與競價申報容量之和)與負荷變化反相關(guān)，則物理持留的惡意度高。為此，定義發(fā)電機組可用容量與負荷的異步性:

(4)

4) 經(jīng)濟持留與負荷水平的同步性

報價理應不隨負荷波動而變化；但企圖哄抬電價的發(fā)電商往往在高峰期抬高報價，低谷期下調(diào)報價以確保上網(wǎng)機會。為此，定義經(jīng)濟持留與負荷的同步性：

(5)

進而，綜合四項指標，并以指數(shù)函數(shù)形式定義如下惡意度指數(shù)，取值范圍為[7]：

IMD,i=e(IPWR,i+IEWR,i+IRPL,i+IREL,i)/4

(6)

1.2 實施市場力的干擾度評價

市場狀態(tài)偏離是多個發(fā)電商共同作用的結(jié)果，為此基于Shapley值思想提出干擾度評估方法。設競價成功且實施持留的發(fā)電商集為GS，則對其中發(fā)電商i的干擾度評估如下。

(1) 設除發(fā)電商i外實施持留性報價的發(fā)電商集為S。對每種可能的S，計算因S+{i}中的發(fā)電商共同實施持留行為而使市場購電成本相對完全競爭態(tài)發(fā)生的增量：

ΔFS+{i}=FS+{i}-FΦ

(7)

式中：FΦ為無持留時市場的購電成本；FS+{i}為發(fā)電商集S+{i}持留時市場的購電成本。

(2) 據(jù)歷史市場數(shù)據(jù)，對每類單機容量機組統(tǒng)計采取持留行為的概率，對第i個發(fā)電商記為κi。

(3) 計算集合S+{i}中發(fā)電商實施持留報價的概率：

(8)

(4) 遍歷GS中的發(fā)電商子集S，計算發(fā)電商i持留性報價導致的市場購電費增量期望值

(9)

(5) 評估發(fā)電商i對市場的干擾度為：

(10)

2 市場力濫用的懲罰量測算方法

(11)

據(jù)“負激勵懲罰機制”，當E≤0，即遭到懲罰的期望值大于濫用市場力不被發(fā)現(xiàn)時可能的收益時，發(fā)電商沒有行使市場力的動機。為此，懲罰量應滿足：

(12)

(13)

2.1 懲罰強度因子的設置

懲罰強度因子正比于市場力濫用度，起到對濫用度高的發(fā)電商加重懲罰的作用。為使其在[1,2]范圍內(nèi)取值，定義為：

(14)

2.2 市場力濫用發(fā)現(xiàn)概率

(15)

圖1 市場力濫用發(fā)現(xiàn)概率評估示意圖

2.3 超額利潤的評估

發(fā)電商濫用市場力可獲超額利潤與其他發(fā)電商報價有關(guān)。因此枚舉持留性報價的發(fā)電商組合情況，求取各組合情況下發(fā)電商可獲超額利潤均值，以此作為其預期可獲超額利潤值。

設持留性報價的發(fā)電商集為Sk+{i}(i?Sk)的情況下，發(fā)電商i可獲超額利潤為：

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(17)

式中：nS為發(fā)電商集Sk的個數(shù)；ωSk+{i}為Sk+{i}集合內(nèi)的發(fā)電商采用持留性報價的概率。

3 算例分析

對我國北方某省，取用2021年市場數(shù)據(jù)，對31個持續(xù)報高價的發(fā)電商實施案例分析。

3.1 市場力濫用度評價結(jié)果

對31個發(fā)電商測算實施市場力的惡意度和干擾度指標，將兩項指標相乘得到市場力濫用度指標，如表1所示。

(1)這些發(fā)電商都均實施了經(jīng)濟持留，故惡意度指數(shù)只需考慮IEWR,i和IREL,i。節(jié)點44、84、309上發(fā)電商的IREL,i非常高，分別為0.99、0.99和0.97，惡意度也最高，均達到1.64；反之，節(jié)點335、369上發(fā)電商的報價幾乎不隨負荷改變，惡意度最低，分別為0.27和0.32。

表1 發(fā)電商市場力濫用度和懲罰量測算結(jié)果(節(jié)選部分)

(2)節(jié)點309上發(fā)電商因惡意度高且市場干擾度也高，市場力濫用度最高，達到0.075。

3.2 市場力濫用懲罰量的測算結(jié)果

按第2節(jié)方法測算市場力濫用懲罰量，如表1所示。其中，懲罰量是單時段計算基礎上乘以全年時間獲得的全年懲罰量。

(1) 本例中懲罰強度因子的取值在1.01～1.05之間，即發(fā)電商承擔的罰款在其期望利潤基礎上增加了1%～5%。

(2) 懲罰強度因子越大，發(fā)現(xiàn)概率越小，濫用市場力可獲超額利潤期望值越大，則受到的懲罰越大。案例中，節(jié)點309上的發(fā)電商全年懲罰量最大，約為232.5萬元。

4 結(jié)束語

為結(jié)算環(huán)節(jié)對發(fā)電商市場力進行評估和懲罰，本文在定義市場力濫用度的基礎上提出了一種基于負激勵機制的市場力懲罰量測算方法。該方法使發(fā)電商實施市場力獲得的期望收益不大于遭受的懲罰，從而喪失濫用市場力的動力。算例驗證了所提方法的可行性和合理性。