中国省级电力市场设计的研究
摘要
电力产业是国民经济的基础性产业和重要的公用事业,具有自然垄断特征。由于电力产业的这种特征,早期世界各国的电力产业多采用垂直垄断的管理模式,并由政府实行严格的规制,但严格的政府规制在实践中带来了很多弊端：如电力短缺、服务水平差、电力消费者没有选择权、整个电力产业低效等。随着电力技术的发展,电力产业发、输、配、用电等环节分开经营管理成为可能,不同的生产环节并不都具有自然垄断属性,这为放松规制、引入竞争创造了条件。
20世纪80年代以来,许多国家和地区先后进行了电力产业市场化改革,探索通过电力市场配置电力资源的途径和方法。这种电力产业改革,其实质是打破传统电力产业垄断经营模式、建立起市场体系,以提高电力产业运营效率、增加社会福利。与西方发达国家类似,中国的电力产业在很长一段时期内也采用垂直一体化国有垄断经营模式,自1998年开始进行电力产业市场化改革。
电力产业的结构重组、放松规制、引入竞争是大势所趋,但受产业内外部制度特征因素的影响与制约,在电力市场化改革的国家中所采用的电力市场呈现多样化。虽然西方发达国家电力市场建设与研究已经取得了不少成果,但纵观这些国家电力市场的理论与实践,并不能完全适应当前我国电力市场建设的需求。中国电力产业的市场结构、调度模式、市场环境、电网结构等方面与国外有很大的不同。基于以上原因,在我国电力市场建设过程中,需要不断研究适合于我国实际情况的电力市场。目前,我国电力市场可分为省级电力市场、区域电力市场和国家电力市场三个层次,由于省级电力市场的基础地位,本文集中于研究省级电力市场。
本文研究的目的是结合我国电力产业当前的发展情况,对省级电力市场的设计进行研究与探索,鉴于实际情况,本文的研究侧重于发电侧电力市场。本文系统地应用自然垄断理论、规制理论、机制设计理论、产业组织理论等经济学理论,在分析电力产业的特点及其发展演变过程的基础上,运用产业组织理论的原理,揭示由于电力产业自然垄断特性在不同环节中的变迁,导致电力产业从垄断到竞争、从规制到放松规制的过程。本文在系统回顾国内外电力市场改革动态与研究现状基础上,对中国省级电力市场进行了定位,按照机制设计理论,基于激励相容的原则,设计基于监视价格的差量合约以抑制市场势力的方法和合理的输电成本分摊方法,给出中国省级电力市场的规范性总体设计思路与方法,并以湖北省为例,实证分析了该设计思路的可行性与合理性。
本文在研究方法方面,主要运用规范分析与实证分析相结合的方法：在对电力市场进行分析时,首先采用规范分析的方法,通过自然垄断理论、规制理论、产业组织理论、机制设计理论、博弈论等理论的分析,构建了电力市场的理论基础,并获得了电力市场设计的理论工具；在对中国省级电力市场进行设计时,尤其是在湖北电力市场设计时,主要运用实证的方法进行市场结构、市场势力与市场行为的分析,并将规范分析与实证分析相融合。
本文在以下几个方面进行了创新：
1、按照机制设计理论,基于激励相容的原则,设计了基于监视价格的差量合约,通过调整竞争电量空间与合约电量空间,抑制市场成员动用市场力,从而有效降低购电成本,规避电价上扬的市场风险；
2、设计了基于“最大社会福利供需匹配”与“兆瓦-公里”法的输电成本分摊方法；
3、结合当前中国节能减排的产业政策,在电力市场的设计中充分考虑了与节能减排政策的衔接；
4、采用博弈论方法与S-C-P范式,构建了电力市场中市场成员的市场行为分析框架。
Electricity industry is a basic profession that has the characteristic of public utility and natural monopoly. Base on the characteristic of electricity industry, electricity industry in many countries of the world was regulated strictly by government and integrated into vertical monopoly pattern in the initial stage of electricity industry development. But the regulation also takes some disadvantages such as electricity power shortage, low level of service, few option of consumer, and lack of efficiency. With the development of electricity science and technology, it becomes possible to separate electricity industry into four independent segments named as generation, transmission, arrangement and sale. Not all the segments of electricity industry have the characteristic of natural monopoly. It is possible to relax regulation and establish contest mechanism in some segments.
Since the 1980s, many countries and areas have practiced electricity markets reform early or late, explored the ways of configuring electric power resources with electricity markets. The essential of electricity market reform is to break monopoly, establish market system, improve efficiency and enhance social welfare. Electricity industry was vertically integrated into monopoly pattern in China in a long period. China also began to practice electricity market reform from 1998.
It has been recognized a general trend to regroup the structure of electricity industry, to relax the regulation and to encourage competition. The form of electricity market usually varies from country to country because of the different factors of electricity industry. It is doubtless that the practices of foreign electric power market renovation have reference value to the renovation of China electric power market, but must take the situation of China into consideration. There are many differences between China and other countries, such as the structure of market and power grid, pattern of dispatching and environment of market. Therefore, it is very important and significant to investigate models of the electricity market in China, which are related to our national energy strategies and policies, economic developments and national grid conditions. The practice of electric power dispatching and administration in China decides that the electricity market system can be divided into three levels:provincial electricity market, regional electricity market and national electricity market. Since provincial electricity market plays an important role in the electricity market system of China, this dissertation focus on it. Based on the economical theories and electricity market theories, the provincial electricity market was designed with the consideration of power industrial and commercial characteristics.
The purpose of the dissertation is to research model of the provincial electricity market in China. Since generation market plays an important role in the electricity market system of China, this dissertation focus on it. This dissertation, founded on the research results of natural monopoly theory, regulation theory, mechanism design theory, and industrial organization theory, has analyzed the characteristics and the development of electricity industry and revealed the reason that lead electricity industry from monopoly to competition. Through comparative analysis of foreign power markets, the paper discussed in a systematic way the construction of provincial electricity market at the aspects of its environment conditions, targets, developing stages, frame structure and operating methods, which combined work of successful experiences of electric power market construction abroad and the realistic consideration of electric power industry operation at home. Taking Hubei Province as an example, the paper presented a new market designation of great advantages and effectiveness, which based on an in-depth analysis of the main characteristics of Hubei electricity industry, and helped to reduce energy consumption. The integrated designing project of electricity market of the Hubei Province is the important production of this dissertation.
The empirical analysis and standardize analysis play the same important role in this dissertation. Standardize analysis was used to establish the theory of electricity market and empirical analysis was used to design the Hubei provincial electricity market.
The following is the main contributions of the dissertation.
Firstly, on the principle of compatible-incentive, the paper presented a new contract-model based on generation-competitive environment with only one buyer in the market. Through adjusting competitive and uncompetitive amount of electricity, the contract-model can reduce the risk and cost of electricity purchasing, which will produce remarkable economic benefit.
Secondly, the paper designed a method of transmission cost allocation based on "the demand and supply of power matching with social welfare" and "power-distance".
Thirdly, the policy of "energy saving and emission reduction" was taken into account in the design of provincial electricity market.
Fourthly, based on the game theory and the paradigm of "market structure-market action-market efficiency", the paper established a pattern for analyzing market action in electricity market.
20世纪80年代以来,许多国家和地区先后进行了电力产业市场化改革,探索通过电力市场配置电力资源的途径和方法。这种电力产业改革,其实质是打破传统电力产业垄断经营模式、建立起市场体系,以提高电力产业运营效率、增加社会福利。与西方发达国家类似,中国的电力产业在很长一段时期内也采用垂直一体化国有垄断经营模式,自1998年开始进行电力产业市场化改革。
电力产业的结构重组、放松规制、引入竞争是大势所趋,但受产业内外部制度特征因素的影响与制约,在电力市场化改革的国家中所采用的电力市场呈现多样化。虽然西方发达国家电力市场建设与研究已经取得了不少成果,但纵观这些国家电力市场的理论与实践,并不能完全适应当前我国电力市场建设的需求。中国电力产业的市场结构、调度模式、市场环境、电网结构等方面与国外有很大的不同。基于以上原因,在我国电力市场建设过程中,需要不断研究适合于我国实际情况的电力市场。目前,我国电力市场可分为省级电力市场、区域电力市场和国家电力市场三个层次,由于省级电力市场的基础地位,本文集中于研究省级电力市场。
本文研究的目的是结合我国电力产业当前的发展情况,对省级电力市场的设计进行研究与探索,鉴于实际情况,本文的研究侧重于发电侧电力市场。本文系统地应用自然垄断理论、规制理论、机制设计理论、产业组织理论等经济学理论,在分析电力产业的特点及其发展演变过程的基础上,运用产业组织理论的原理,揭示由于电力产业自然垄断特性在不同环节中的变迁,导致电力产业从垄断到竞争、从规制到放松规制的过程。本文在系统回顾国内外电力市场改革动态与研究现状基础上,对中国省级电力市场进行了定位,按照机制设计理论,基于激励相容的原则,设计基于监视价格的差量合约以抑制市场势力的方法和合理的输电成本分摊方法,给出中国省级电力市场的规范性总体设计思路与方法,并以湖北省为例,实证分析了该设计思路的可行性与合理性。
本文在研究方法方面,主要运用规范分析与实证分析相结合的方法：在对电力市场进行分析时,首先采用规范分析的方法,通过自然垄断理论、规制理论、产业组织理论、机制设计理论、博弈论等理论的分析,构建了电力市场的理论基础,并获得了电力市场设计的理论工具；在对中国省级电力市场进行设计时,尤其是在湖北电力市场设计时,主要运用实证的方法进行市场结构、市场势力与市场行为的分析,并将规范分析与实证分析相融合。
本文在以下几个方面进行了创新：
1、按照机制设计理论,基于激励相容的原则,设计了基于监视价格的差量合约,通过调整竞争电量空间与合约电量空间,抑制市场成员动用市场力,从而有效降低购电成本,规避电价上扬的市场风险；
2、设计了基于“最大社会福利供需匹配”与“兆瓦-公里”法的输电成本分摊方法；
3、结合当前中国节能减排的产业政策,在电力市场的设计中充分考虑了与节能减排政策的衔接；
4、采用博弈论方法与S-C-P范式,构建了电力市场中市场成员的市场行为分析框架。
Electricity industry is a basic profession that has the characteristic of public utility and natural monopoly. Base on the characteristic of electricity industry, electricity industry in many countries of the world was regulated strictly by government and integrated into vertical monopoly pattern in the initial stage of electricity industry development. But the regulation also takes some disadvantages such as electricity power shortage, low level of service, few option of consumer, and lack of efficiency. With the development of electricity science and technology, it becomes possible to separate electricity industry into four independent segments named as generation, transmission, arrangement and sale. Not all the segments of electricity industry have the characteristic of natural monopoly. It is possible to relax regulation and establish contest mechanism in some segments.
Since the 1980s, many countries and areas have practiced electricity markets reform early or late, explored the ways of configuring electric power resources with electricity markets. The essential of electricity market reform is to break monopoly, establish market system, improve efficiency and enhance social welfare. Electricity industry was vertically integrated into monopoly pattern in China in a long period. China also began to practice electricity market reform from 1998.
It has been recognized a general trend to regroup the structure of electricity industry, to relax the regulation and to encourage competition. The form of electricity market usually varies from country to country because of the different factors of electricity industry. It is doubtless that the practices of foreign electric power market renovation have reference value to the renovation of China electric power market, but must take the situation of China into consideration. There are many differences between China and other countries, such as the structure of market and power grid, pattern of dispatching and environment of market. Therefore, it is very important and significant to investigate models of the electricity market in China, which are related to our national energy strategies and policies, economic developments and national grid conditions. The practice of electric power dispatching and administration in China decides that the electricity market system can be divided into three levels:provincial electricity market, regional electricity market and national electricity market. Since provincial electricity market plays an important role in the electricity market system of China, this dissertation focus on it. Based on the economical theories and electricity market theories, the provincial electricity market was designed with the consideration of power industrial and commercial characteristics.
The purpose of the dissertation is to research model of the provincial electricity market in China. Since generation market plays an important role in the electricity market system of China, this dissertation focus on it. This dissertation, founded on the research results of natural monopoly theory, regulation theory, mechanism design theory, and industrial organization theory, has analyzed the characteristics and the development of electricity industry and revealed the reason that lead electricity industry from monopoly to competition. Through comparative analysis of foreign power markets, the paper discussed in a systematic way the construction of provincial electricity market at the aspects of its environment conditions, targets, developing stages, frame structure and operating methods, which combined work of successful experiences of electric power market construction abroad and the realistic consideration of electric power industry operation at home. Taking Hubei Province as an example, the paper presented a new market designation of great advantages and effectiveness, which based on an in-depth analysis of the main characteristics of Hubei electricity industry, and helped to reduce energy consumption. The integrated designing project of electricity market of the Hubei Province is the important production of this dissertation.
The empirical analysis and standardize analysis play the same important role in this dissertation. Standardize analysis was used to establish the theory of electricity market and empirical analysis was used to design the Hubei provincial electricity market.
The following is the main contributions of the dissertation.
Firstly, on the principle of compatible-incentive, the paper presented a new contract-model based on generation-competitive environment with only one buyer in the market. Through adjusting competitive and uncompetitive amount of electricity, the contract-model can reduce the risk and cost of electricity purchasing, which will produce remarkable economic benefit.
Secondly, the paper designed a method of transmission cost allocation based on "the demand and supply of power matching with social welfare" and "power-distance".
Thirdly, the policy of "energy saving and emission reduction" was taken into account in the design of provincial electricity market.
Fourthly, based on the game theory and the paradigm of "market structure-market action-market efficiency", the paper established a pattern for analyzing market action in electricity market.
引文
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