一种售电主体间竞争模型的建立方法及系统与流程

本发明涉及电力系统评估技术，具体涉及一种售电主体间竞争模型的建立方法及系统。

背景技术：

售电环节引入竞争后，新时代的售电市场将逐渐形成“多买家，多卖家”的市场格局。在全新的售电市场中，由于售电主体的多元化，各个售电主体之间势必产生异常激烈的竞争。要采取怎样的方法才能在激烈的市场竞争中吸引更多的电力用户、增加自己市场占有率、进而尽可能地确保和扩大企业的利益，现阶段已成为各个新兴售电主体注目的重点。

首先，电能作为一类具有不可存储性、及时传输性的特殊的商品，价格是其基础的属性，并且与一般商品相比，其价格浮动更为灵活。因此，对于各售电主体，通过价格竞争来获取零售电价的价格优势将是一个重要的方面。

同时，从经济学上讲，如果产品间不存在差异，单纯的价格竞争将使得商家的利润空间被严重压缩。因此，通过电力的增值服务的差异化，来“弱化”价格竞争，打造企业特色，增加用户粘性，实现售用两方双赢，将成为未来售电主体竞争成败与否的胜负手。

综上所述，面对新形势下的售电市场环境，各售电主体应实现“价格竞争与增值服务差异化”。首先，各售电主体要在相关法律条文允许的范围内进行价格竞争，一方面要能结合用户特点尽可能精准预测负荷，以求降低整体购电成本；另一方面要制定出行之有效的新型电价体系，进一步提高自身的价格竞争力。其次，要依照各自的特点向用户提供有差异性的增值服务，尽可能地满足市场上各种类型电力用户不同的电能需求。

整体上看，目前针对售电主体间的价格和服务竞争模型的研究还并不多，同时考虑两者之间的影响的更加少。本发明旨在通过将相关经济学的模型进行改造，针对售电主体，为其实现合理的价格竞争与增值服务差异化提供参考。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是现有技术中，缺乏对差异化售电主体的评估模型，目的在于提供一种售电主体间竞争模型的建立方法及系统，解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种售电主体间竞争模型的建立方法，包括以下步骤：

s1：对售电主体进行分类，并建立售电主体和用户的约束条件；所述用户的约束条件包括用户会选择满足用户收益最大的一家售电主体；

s2：基于所述售电主体和用户的约束条件建立博弈模型，构建博弈构式，确定博弈顺序；

s3：根据所述用户的约束条件获得所有售电主体的需求，并根据所述需求确定各售电主体的利润函数和价格应变函数；

s4：对所述博弈模型逆向求解：先求解所述博弈模型的第二阶段并得出价格的纳什均衡点；再求解所述博弈模型的第一阶段，确定各售电主体的定位应变函数并求出增值服务定位的纳什均衡点；

s5：放松所述约束条件，并重复执行s1～s5直至获取各售电主体参与市场竞争的博弈数据。

进一步的，所述售电主体的约束条件包括：

市场结构：双寡头垄断；

供电的异质化：售电主体均销售相同质量的电能，区别在于电力增值服务的定位；

时间水平线：电能的生产与销售发生在同一阶段，且用户在单次博弈后确定供电主体；

售电成本：售电主体成本函数相同或相似，且不考虑售电主体提供增值服务的成本；

市场水平透明度：售电主体在市场竞争中能充分了解对手的电能供应情况；

利润最大化：市场竞争中各售电主体的营销原则为实现自身利润最大化；

不考虑削价竞争。

进一步的，所述用户的约束条件还包括：

预设区域内的所有用户均匀分布在一条长度为1的线段上，电能的需求不具有价格弹性，每一点的用户具有单位需求，用户必然会选择一家售电商供电；

市场垂直透明度：每个用户根据自身的偏好选择售电主体，且所有用户均对市场的电能供应情况有充分的了解；

转换的费用：不考虑用户转换供电商所产生的转换成本；

用户对售电主体选定的增值服务定位不完全满意时产生的移动成本为二次函数。

进一步的，步骤s3中：利润函数为：

式中，g为利润，p为定价，c为单位成本，x为售电量，两售电主体a、b的定位位值分别为a1、a2，δa＝a2-a1，t为服务差异化率，范围在0到1之间。客户消费偏好与供给的服务特征相差越大，t越大。

当第二阶段的价格竞争为同时条件下进行时，价格应变函数为：

进一步的，步骤s4中求解所述博弈模型的第二阶段采用求两家售电主体的价格应变函数的交点，得到价格的伯川德-纳什均衡：

式中，分别为两售电主体均衡状态下的定价。

进一步的，步骤s4中求解所述博弈模型的第一阶段采用求得售电主体的定位应变函数，并得到定位的伯川德-纳什均衡：

式中，为第二阶段均衡状态下的利润。

一种售电主体间竞争模型的建立系统，包括：

分类单元：用于对售电主体进行分类，并建立售电主体和用户的约束条件；所述用户的约束条件包括用户会选择满足用户收益最大的一家售电主体；

建模单元：基于所述售电主体和用户的约束条件建立博弈模型，构建博弈构式，确定博弈顺序；

需求单元：根据所述用户的约束条件获得所有售电主体的需求，并根据所述需求确定各售电主体的利润函数和价格应变函数；

求解单元：对所述博弈模型逆向求解：先求解所述博弈模型的第二阶段并得出价格的纳什均衡点；再求解所述博弈模型的第一阶段，确定各售电主体的定位应变函数并求出增值服务定位的纳什均衡点；

在完成一轮求解后放松所述约束条件，所述分类单元、所述建模单元、所述需求单元和所述求解单元依次运行直至获取各售电主体参与市场竞争的博弈数据。

进一步的，所述售电主体的约束条件包括：

市场结构：双寡头垄断；

供电的异质化：售电主体均销售相同质量的电能，区别在于电力增值服务的定位；

时间水平线：电能的生产与销售发生在同一阶段，且用户在单次博弈后确定供电主体；

售电成本：售电主体成本函数相同或相似，且不考虑售电主体提供增值服务的成本；

市场水平透明度：售电主体在市场竞争中能充分了解对手的电能供应情况；

利润最大化：市场竞争中各售电主体的营销原则为实现自身利润最大化；

不考虑削价竞争；

所述用户的约束条件还包括：

预设区域内的所有用户均匀分布在一条长度为1的线段上，电能的需求不具有价格弹性，每一点的用户具有单位需求，用户必然会选择一家售电商供电；

市场垂直透明度：每个用户根据自身的偏好选择售电主体，且所有用户均对市场的电能供应情况有充分的了解；

转换的费用：不考虑用户转换供电商所产生的转换成本；

用户对售电主体选定的增值服务定位不完全满意时产生的移动成本为二次函数。

进一步的，所述利润函数为：

当第二阶段的价格竞争为同时条件下进行时，价格应变函数为：

进一步的，求解所述博弈模型的第二阶段采用求两家售电主体的价格应变函数的交点，得到价格的伯川德-纳什均衡：

式中，分别为两售电主体均衡状态下的定价。

求解所述博弈模型的第一阶段采用求得售电主体的定位应变函数，并得到定位的伯川德-纳什均衡：

式中，为第二阶段均衡状态下的利润。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明一种售电主体间竞争模型的建立方法及系统，针对市场上已有和新增的售电主体，同时考虑价格竞争因素和增值服务差异化因素，综合进行竞争分析；并运用博弈论的思想，借鉴相关经济学的模型，将其应用于售电侧市场上，为制定一种售电主体间的价格和服务竞争模型提供支撑。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明售电市场双寡头线性模型示意图；

图2为本发明模型博弈构式示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

本发明一种售电主体间竞争模型的建立方法，解决的技术问题的技术方案如下：

(1)售电主体分类，提出对于售电主体和用户的基本假设，建立相关模型。构建博弈构式，确定博弈顺序。

基本模型见图1。博弈构式见图2。基本假设如下：

售电主体：

①市场结构：双寡头垄断。

②供电的异质化。我们假设，售电主体均销售相同质量的电能，区别在于电力增值服务的定位，以一间距为1的线段来表示其市场行为的“活动空间”。两售电主体a、b的定位位值分别为a1、a2，取值范围均为0到1，其位值表示售电主体提供增值服务的策略。图中可以假定两端代表两类增值服务，位值则代表不同的提供比例。当然也可以不这样假定，保留差异化这个抽象的概念——既可能是种类差异化，也可能是套餐差异化。不失一般性，假定a的定位始终在b左边。

③时间水平线。电能的生产与销售发生在同一阶段，单次博弈(即用户在本次博弈后确定供电主体)，博弈过程可认为是售电主体给出增值服务以及价格的方案，然后用户进行选择。增值服务的定位属于另一阶段，先于电能的销售。

④两售电主体a、b成本函数基本相同(后续分析中可以考虑不同)，将单位电能的成本考虑为固定值c。不考虑售电主体提供增值服务的成本。

⑤市场水平透明度。售电主体在市场竞争中能充分了解对手的电能供应情况，包括价格、质量、增值服务等(完全信息博弈)。

⑥利润最大化。市场竞争中各售电主体的营销原则为实现自身利润最大化。

gn＝(pn-c)xn,pn为各售电主体的制定的电价，xn为售电量，满足x1+x2＝1。

⑦不考虑削价竞争的情况。这一点是为了保证本“双占模型”的稳定性。

用户：

①某区域内的所有用户均匀分布在一条长度为1的线段上，电能的需求不具有价格弹性，每一点的用户具有单位需求，用户必然会选择一家售电商供电。

②市场垂直透明度。每个用户根据自身的偏好选择售电主体，且所有用户均对市场的电能供应情况，包括价格、质量、增值服务等有充分的了解。

③转换的费用。暂不考虑用户转换供电商所产生的“转换成本”。

④以用户d为例，其消费偏好为h，取值范围为0到1。h到a、b的市场位值的间距分别为|h-a1|、|h-a2|。这种间距表示用户对售电主体选定的增值服务定位不完全满意，这样的差异会为用户带来额外的“费用支出”(牺牲某些使用收益，接受不完全理想的售电主体)。假设用户由此产生的“移动成本”为一二次函数：

k1(h)＝t(h-a1)²k2(h)＝t(a2-h)²

t为服务差异化率，范围在0到1之间。客户消费偏好与供给的服务特征相差越大，t越大。

t为本模型中的重要参数，可以有两种解释：

1、从客户的角度，表示客户对各售电主体提供增值服务的主观接受程度：客户对某售电主体接受程度越高，就越愿意牺牲一定的使用收益来获取相关服务，则t值就越大。接受程度决定于客户体验，所以我们可以考虑利用第三章中建立的指标体系中，增值服务的“客户反馈”这一部分单独拿出来量化t值。此时，t值在模型中为一固定参数。

2、从售电主体的角度，表示其选取的增值服务目标市场，较高的t值意味着售电主体提供的服务集中于某一特定的细分市场,而较低的t值则意味着售电主体的增值服务更具有广泛性。此时t值的选定将成为售电主体的策略行为之一。

⑥收益最大化。用户会选择满足其最大收益的售电主体。所谓收益最大，即电能的“综合”价格最小：

前项为各售电主体设定的电能价格，后项为用户的“移动成本”。

(2)根据假设中用户会选择满足其收益最大的其中一家售电主体，确定两售电主体各自的需求。

(3)根据需求，确定各售电主体的利润函数和价格应变函数。

利润函数：

假设第二阶段的价格竞争为同时条件下进行，则：

价格应变函数：

(4)逆向求解，求解模型的第二阶段，求出价格的纳什均衡点。求两应变函数的交点，得到价格的伯川德-纳什均衡：

(5)求解模型的第一阶段，确定各售电主体的定位应变函数并求出增值服务定位的纳什均衡点。

求得售电主体a的定位应变函数，并得到定位的伯川德-纳什均衡：

(6)放松模型的部分假设，按上面的步骤再进行分析。

(7)评估分析的结果，为各售电主体参与市场竞争提供参考。

技术方案中(2)-(5)为博弈的主要流程。

在理想条件下，得出的结论是a为获得最大利润，始终保持其增值服务定位与b保持最大间距。由定义域可知此时a1＝0。同理b的占优策略也是与a保持最大间距，即a2＝1。同时，假设博弈第二阶段的价格竞争为先后条件下进行，与同时条件下的结果进行对比，由于b在a提高价格时也会提高价格，所以两者的边际利润都高于同时的情况。进一步分析可知a的价格提高程度比b要大。但这并不意味着“先发制人”的优势，因为此时b的需求可能更大。实际上，相关的证明表明某些情况下b会存在“后发制人”的优势。

若考虑两售电主体存在成本差异的情况，按照上述步骤得到定位应变函数：

与理想情况相同，b的占优行动同样为a2＝1。

代入a2＝1，则有

分情况讨论：

①当时，a的利润将随a1增大而递减。因此与理想情况下相同，a会定位在尽可能远离b的点，即a1＝0。

②当c2-c1＞8t时，a的利润将随a1增大而递增。因此与理想情况下相反，a会定位在尽可能靠近b的点，即a1＝1。

③当时，令导数等于0，解得a将会将增值服务定位于此。

综上所述，本发明的技术效果在于为售电主体参与市场竞争提供了参考，结论如下：

(1)在售电市场开放的初期，各售电主体可根据情况开展差异化的增值服务。理想条件下，最大差异化的增值服务将有助于各售电主体牟取利润。但在一般情况下，售电主体的最佳策略将取决于直接效应与间接效应的相对强弱。

(2)同时，具有成本优势的售电主体在策略上将有更大的选择空间，当成本优势较大时其可以提供与对手相同的增值服务，具有一定成本优势的情况下则在一定程度上实现增值服务的异化，又在一定程度上与对手的增值服务定位保持接近，与之进行价格竞争。

为了进一步的说明本实施例的工作过程：

理想条件下的模型算例

参照图1的基本模型。前面证明了，理想条件下两售电主体会选择增值服务差异最大化以实现利润最大化。即此时满足a1＝0，a2＝1。那么，当两者定位不为该组值时，设c＝0.1，t＝0.5，参照图2的博弈构式，同时条件下的利润情况如下：

表1同时条件下各种定位的利润

由此可见，相比于均衡的情况，其他的情况下两售电主体总是有一方的利润高于均衡，一方低于均衡。假设售电主体a的可以预计到其定位和对手定位会导致利润低于均衡情况，它就会调整增值服务的定位，直至a1＝0。售电主体b的情况同理。也就是说，a1＝0，a2＝1是唯一的均衡解，是双方经过博弈后达到的使自身利润最大化的情况。

另外，前面还提及了同时条件下和先后条件下的价格竞争会使b存在“后发制人”的优势。前面证明了a1＝0，a2＝1为唯一均衡，代入可得下表。

表2同时和条件下两售电主体对照

与同时条件下的结果进行对比，由于b在a提高价格时也会提高价格，所以两者的边际利润都高于同时的情况。同时a的价格提高程度比b要大。但在先后条件下a的需求减少了，b的需求增大，最终导致b的利润高于a的利润。

成本差异条件下的模型算例：

考虑成本差异下a的行动。前面已证明b占优行动为a2＝1。

代入a2＝1，则有

设t＝0.2，当c1、c2时取不同值时得到结果如下：

表3不同成本差异下的定位对比

可见随着两者成本差值的不断变化，a的定位行动也会有所变化。当a与b的成本相近，为避免利润的损失，两者都会选择实现增值服务的充分异化来降低价格竞争的强度；当a的成本足够低于b，a会选择提供与b相近的增值服务；当a的成本比b低一定的值(本算例中为0.3-1.6)，a在选择增值服务定位时会有一定保留，既在一定程度上实现增值服务的异化，又在一定程度上与b的定位保持接近，与之进行价格竞争。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。