淺談博弈論在電力市場(chǎng)中應(yīng)用 .doc

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1、淺談博弈論在電力市場(chǎng)中應(yīng)用１、博弈論概述　　博弈論又稱為“對(duì)策論”，一種使用嚴(yán)謹(jǐn)數(shù)學(xué)模型來(lái)解決現(xiàn)實(shí)世界中的利害沖突的理論。由于沖突、合作、競(jìng)爭(zhēng)等行為是現(xiàn)實(shí)世界中常見(jiàn)的現(xiàn)象，因此很多領(lǐng)域都能應(yīng)用博弈論，例如軍事領(lǐng)域、經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域、政治外交，解決諸如戰(zhàn)術(shù)攻防、國(guó)際糾紛、定價(jià)定產(chǎn)、兼并收購(gòu)、投標(biāo)拍賣甚至動(dòng)物進(jìn)化等問(wèn)題?！　〔┺恼摰难芯块_(kāi)始于本世紀(jì)，1944年諾依曼和摩根斯坦合著的《博弈論和經(jīng)濟(jì)行為》一書(shū)的出版標(biāo)志著博弈理論的初步形成，隨后發(fā)展壯大為一門綜合學(xué)科。1994年三位長(zhǎng)期致力于博弈論研究實(shí)踐的學(xué)者納什、海薩尼、塞爾頓共同獲

2、得諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)，使博弈論在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的地位和作用得到權(quán)威性的肯定?！　。玻┺恼摰幕驹砗头椒ā　∥墨I(xiàn)[1][2]用淺白的語(yǔ)言敘述了博弈論的思想精髓和基本概念。文獻(xiàn)[3][4]更注重理論上的分析和數(shù)學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)。概括起來(lái)，博弈論模型可以用五個(gè)方面來(lái)描述　　G={P，A，S，I，U}　　P：為局中人，博弈的參與者，也稱為“博弈方”，局中人是能夠獨(dú)立決策，獨(dú)立承擔(dān)責(zé)任的個(gè)人或組織，局中人以最終實(shí)現(xiàn)自身利益最大化為目標(biāo)。　　A：為各局中人的所有可能的策略或行動(dòng)的集合。根據(jù)該集合是否有限還是無(wú)限，可分為有限博弈和無(wú)限博弈，后者表

3、現(xiàn)為連續(xù)對(duì)策，重復(fù)博弈和微分對(duì)策等。　　S：博弈的進(jìn)程，也是博弈進(jìn)行的次序。局中人同時(shí)行動(dòng)的一次性決策的博弈，成為靜態(tài)博弈，如齊威王和田忌賽馬；局中人行動(dòng)有先后次序，稱為動(dòng)態(tài)博弈，如下棋。　　I：博弈信息，能夠影響最后博弈結(jié)局的所有局中人的情報(bào)，如效用函數(shù)，響應(yīng)函數(shù)，策略空間等。打仗強(qiáng)調(diào)“知己知彼，百戰(zhàn)不殆”，可見(jiàn)信息在博弈中占重要的地位，博弈的贏得很大程度依賴于信息的準(zhǔn)確度與多寡。得益信息是博弈中的重要信息，如果博弈各方對(duì)各種局勢(shì)下所有局中人的得益狀況完全清楚，稱之為完全信息博弈（gamewithcompleteinf

4、ormation），例如齊威王和田忌賽馬，各種馬的組合對(duì)陣的結(jié)果雙方都不嚴(yán)而喻。反之為不完全信息博弈（gamewithincompleteinformation），例如投標(biāo)拍賣，博弈各方均不清楚對(duì)方的估價(jià)。在動(dòng)態(tài)博弈中還有一類信息：輪到行動(dòng)的博弈方是否完全了解此前對(duì)方的行動(dòng)。如果完全了解則稱之為“具有完美信息”的博弈（gamewithperfectinformation），例如下棋，雙方都清楚對(duì)方下過(guò)的著數(shù)。反之稱為“不完美信息的動(dòng)態(tài)博弈”（game5withimperfectinformation）。由于信息不完美，博

5、弈的結(jié)果只能是概率期望，而不能象完美信息博弈那樣有確定的結(jié)果。　　U：為局中人獲得利益，也是博弈各方追求的最終目標(biāo)。根據(jù)各方得益的不同情況，分為零和博弈和變和博弈。零和博弈中各方利益之間是完全對(duì)立的。變和博弈有可能存在合作關(guān)系，爭(zhēng)取雙贏的局面?！　∵€有另一類型博弈稱為多人合作博弈，例如安理會(huì)投票表決，OPEC聯(lián)合限產(chǎn)保價(jià)等問(wèn)題。這類問(wèn)題重點(diǎn)放在聯(lián)盟利益的分配上，它的理論和方法廣泛應(yīng)用于利益損失的共同分擔(dān)問(wèn)題。多人合作博弈的研究方法主要是特征函數(shù)模型。以個(gè)可能的聯(lián)盟為定義域，特征函數(shù)表示各個(gè)聯(lián)盟的得益（N是局中人的數(shù)目），

6、它的分配解必須符合一定的合理性和穩(wěn)定性，它的解的概念也發(fā)展成多種多樣，包括穩(wěn)定集、核心、核仁、Shapely值等。解的多樣性符合現(xiàn)實(shí)世界復(fù)雜多樣的需要，針對(duì)不同的問(wèn)題選擇或創(chuàng)造合適的解的概念是博弈論深入研究的課題?！　〔还懿┺母鞣绞呛献?、競(jìng)爭(zhēng)、威脅還是暫時(shí)讓步，博弈論模型的求解目標(biāo)就是使自身最終的利益最大化，這種解建立在對(duì)方也采取各自“最好策略”為前提，各方最終達(dá)到一個(gè)力量均衡，也就是說(shuō)誰(shuí)也無(wú)法通過(guò)偏離均衡點(diǎn)而獲得更多的利益。這就是博弈論求解的本質(zhì)思想。　　3、博弈論與電力市場(chǎng)　　博弈論是研究市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的重要工具。電力作為

7、特殊的商品，它的生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷售和消費(fèi)也逐漸走向市場(chǎng)化。世界范圍內(nèi)很多國(guó)家的電力工業(yè)走向放松管制、引進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)的進(jìn)程中，遇到很多前所未有的新課題，運(yùn)用博弈論來(lái)分析解決其中一些問(wèn)題是一個(gè)研究方向。用博弈論模擬電力市場(chǎng)，模擬的結(jié)果可能更加接近實(shí)際，為市場(chǎng)模式設(shè)計(jì)提供依據(jù)。另外，電廠或用電用戶作為市場(chǎng)的參與者，可以用博弈論來(lái)分析市場(chǎng)，研究如何報(bào)價(jià)獲利最大?！　≌_運(yùn)用博弈論關(guān)鍵要針對(duì)電力市場(chǎng)的特點(diǎn)正確選擇模型和解的概念。例如：力量相當(dāng)?shù)膬蓚€(gè)區(qū)域電網(wǎng)之間交換功率的情形比較適合用古諾模型和Nash談判解方法；而自備電廠與公用電網(wǎng)之間的

8、交易可能更適合用Stackleberg模型。還有局中人結(jié)盟問(wèn)題：如何識(shí)別合作伙伴，結(jié)盟利益如何在聯(lián)盟內(nèi)分配。電力市場(chǎng)環(huán)境下，電網(wǎng)輸電作為一項(xiàng)服務(wù)，它的網(wǎng)損、固定資產(chǎn)投資如何在網(wǎng)絡(luò)使用者之間分擔(dān)。這些分配問(wèn)題有不同的概念的解：穩(wěn)定集，核心，核仁，Shapely值等，如何合理選擇或創(chuàng)造最接近實(shí)際的解的概念也是面臨的課題。