深度｜售电市场环境下电力用户选择售电公司行为研究-北极星售电网

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0 引言

放开售电市场,引入竞争,形成“多买方-多卖方”的市场新格局,是我国售电侧改革的发展方向[1]。竞争性售电市场的一个重要特征是用户拥有自主选择权,能够自由选择售电公司[2]。这一特征在国外售电市场发展中已有体现,英国在1999年引入了完全竞争的电力零售市场,在2000年初,超过300万用户更换了电力供应商;美国德州ERCOT电力零售市场在2002年正式开放,即使是大型售电公司在激烈的市场竞争中也曾出现大量流失客户情况;葡萄牙售电市场中用户在2014年的售电公司更换率超过30%[3-4]。随着我国参与市场化交易的售电公司数量不断增多,用户将面临多样的选择,用户的选择结果将直接决定售电公司的市场份额,从而影响售电公司售电策略。因此,分析影响用户选择售电公司的因素,以及在此基础上如何模拟用户选择售电公司的过程,是值得研究的问题。

作者：孙云涛1, 宋依群1, 姚良忠2, 严正

1．上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海市闵行区 200240

2．新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司)

目前国内外已经对售电市场放开后用户参与售电市场的具体问题展开了研究。文献[5]针对电力零售市场交易进行研究,考虑电力用户对售电公司不同零售价格的响应,基于用电成本最小建立用户用电模型,但仅仅从用电成本角度分析用户对售电公司的选择。文献[6-9]构建了用户用电效用关于用电量的函数,基于用户用电效用分析用户对不同电价的响应,从而得到用户的售电公司选择结果和相应的最优用电量,但忽略了用电量之外的其他因素对用户用电效用的影响。文献[10]构建了用户、售电公司和发电商共同参与的分层电力市场模型,用户和售电公司均通过自己选择的售电公司或发电商购电,最终实现电力供需平衡。文献[11]构建了用户与电网公司、新增实体间的3方静态非合作博弈模型,其中用户根据电价及地理位置选择供电方。文献[12]建立用户选择售电公司的效用模型,并基于logit模型得到售电公司市场份额与电价之间的静态函数关系,但未对实际售电市场运营中用户选择的动态过程进行建模。

本文采用演化博弈理论分析用户选择售电公司行为,考虑不同类型用户的用电特性,计及可中断负荷、用户分布式可再生能源的影响,建立用户选择售电公司的效用模型,并从不同类型用户群体的角度出发,建立了用于分析用户选择售电公司行为的演化博弈模型。算例结果表明所提模型的有效性,并能够为售电公司制定竞争策略提供参考。

1 演化博弈

与古典博弈理论相比较,演化博弈假设参与人是有限理性的,参与人会根据自己和他人的经验选择自己的策略;另一方面,演化博弈以参与人群体为研究对象,研究群体内部个体间行为的相互影响以及不同群体的个体间行为的相互影响[13]。一般地,演化博弈假设个体有有限个纯策略。记一个特别的个体用第k个纯策略的时间比例为sk,或者说是它在给定的时间里用第k个纯策略的概率。在混合策略模型中,个体的策略为一个概率向量,为

式中：s称为个体策略;m表示个体的纯策略数。

在一个总体规模很大的群体中,每个个体策略集相同,从群体中随机选取两个个体进行博弈,对任意一个个体,他与从总体中随机选取的个体博弈,和与采用混策略的个体博弈是等价的,群体的总体状态在形式上等同于混策略[7]。

售电市场环境下,电力用户无法对信息变化做出迅速的最优化反应,其选择是“有限理性”的[14]。另外,售电市场环境下,相对于某个用户的行为,更加关注区域用户群体的行为。售电市场中,同一区域存在多种类型用户,同种类型用户可看作一个用户群体,假设区域内共有J家售电公司和I种类型用户,售电市场中用户间的博弈可用多群体演化博弈来描述：

1）参与者群体。不同类型的用户群体i∈Ii∈I。

2）策略。从售电公司j∈Jj∈J选择一家售电公司。

3）效用。i类型用户选择售电公司j所获效用。

采用演化博弈理论分析用户选择售电公司的行为,需要基于用户选择售电公司的效用建立用户行为的演化动态,从而建立用户演化博弈模型。

2 用户选择售电公司的效用分析

2.1 用户选择售电公司影响因素分析

售电公司是售电市场中购售电环节的主要承担者,为电力用户提供电力及相关增值服务[15]。在国外售电市场的发展中,有学者对用户选择行为进行了研究。2014年,葡萄牙售电市场中的电力用户受用电成本上涨驱使开始在放开的售电市场中寻找新的售电公司作为电力供应商,其中大部分用户更偏向于选择更加著名和可靠的葡萄牙电力公司下属的售电公司[4]。通过对瑞典居民用户的问卷调查发现,用户对售电公司的选择同时受经济因素和心理因素影响,除了考虑用电成本,市场上售电公司的口碑和服务也会影响用户的选择[14]。

2.2 用户效用指标体系构建

结合国际售电市场经验,从经济和心理因素出发,分析影响用户选择的因素有3方面：售电合同、公司品牌、供电服务。售电公司在3方面的竞争力决定了用户选择该售电公司的效用,为了量化用户效用,进一步分析得到影响用户效用的5个指标为：售电合同竞争力(平均用电价格B1、合同结构B2)、公司品牌竞争力(市场占有率B3)、供电服务竞争力(供电可靠率B4、附加增值服务B5)。

1）平均用电价格。

用户在所有可选售电公司中选择一家时,可通过该售电公司的电价形式计算得出平均用电价格,通过比较选择不同售电公司时的平均用电价格,可以比较不同选择的经济性。设研究周期为T,在研究周期内i类型用户若选择售电公司j,则i类型用户选择售电公司j的平均用电价格为

此外,分布式发电(distributed generation,DG)和可中断负荷(interruptible load,IL)是智能电网的两种重要资源[16]。本文考虑不同类型用户拥有的IL资源和分布式可再生能源,分析其对用户选择售电公司后的用电成本和实际用电负荷的影响。

若售电公司j提供IL合同,对用户被中断的负荷量按一定补偿价格提供补偿,则用户能够通过参与IL合同获得收益。本文基于用户参与IL项目的心理活动,采用韦伯-费希纳定律构建用户参与IL的模型[3],认为不同类型用户参与IL的可中断容量占原始负荷的比例是补偿价格的对数函数：

原标题：售电市场环境下电力用户选择售电公司行为研究

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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