欢迎浏览中国储能网
您的位置: 首页  > 首屏 > 深度观察  返回

是时候了解拍卖理论如何用于电力能源市场设计了

作者:中国储能网新闻中心 来源:南方能源观察 发布时间:2020-10-20 浏览:
分享到:

整理 | 洪笑峰

编辑 | 姜黎

近日,2020年诺贝尔经济学奖揭晓,来自斯坦福大学的Paul R.Milgrom和Robert B.Wilson获奖,获奖理由为“对拍卖理论的改进和发明了新拍卖形式”。

图一:2020年诺贝尔经济学奖得主

两位学者在拍卖领域的主要贡献

今年得奖的两位学者是一对师生,Paul R.Milgrom是斯坦福大学经济学教授,而Robert Wilson是斯坦福大学管理学教授。Wilson在1970年代就开始从事博弈论研究,并做出了重要贡献,尤其是他和Kreps一起提出的序贯均衡概念,是对不完全信息动态博弈的解的概念的重要突破。1970年代末,威尔逊对于拍卖机制设计的理论与应用的研究取得重要成果,提出了具有“共同价值”的拍卖理论,而Milgrom则在其基础上,不仅承认了“共同价值”,而且认可不同投标人之间的私人价值,提出了“相关评价”、“联系原理”等拍卖理论,这使得这对师生成为了拍卖与竞标机制设计的权威学者。

不过,不同于许多深居象牙塔的学院派经济学家,两位获奖者身体力行地实践自身的理论,特别是Milgrom亲身参与了美国联邦通信委员会(FCC)的无线频谱拍卖设计。由于频谱许可证是难以定价的物品,在所有地区的牌照都被分配出去之前,运营商不知道某个地理区域的牌照对他们来说有多大价值,不同的拍卖设计将会极大影响频谱许可证最后的归属和成交价格,于是他经过大量论证,设计了一种新型拍卖方式——“同步多轮拍卖”(Simultaneous Ascending Auction),同时拍卖所有地理区域的牌照,从低价开始并允许重复投标,使拍卖减少了不确定性,从而使得FCC的无线频谱拍卖取得了巨大的成功。1994年拍卖会大获成功也使得这种针对难以定价物品的拍卖形式广为流传,此后,芬兰、印度、加拿大、挪威、波兰、西班牙、英国、瑞典和德国纷纷复制、修改这种方式,进行无线电频谱拍卖。

拍卖理论在电力能源领域广泛应用

实际上电力属性的商品与服务和无线电频谱一样,同样属于传统上难以市场化定价的商品,需要进行人为设计。上世纪90年代,电力市场化改革兴起,由于电力具备实时平衡特性,并且受到网络特性、信息不对称、不完全竞争等特性限制,使得电力市场需要进行精妙的设计才能提高市场效率,减小市场势力,使市场实现资源优化配置。针对不同的市场设计进行试验和实践后,许多学者和政府机构发现,将拍卖理论引入电力市场中是行之有效的,能够吸引新参与者,并且能够增加电力采购过程中的竞争程度和透明度,可确保以最低的价格为消费者提供电力。

经过了长期的实践,目前拍卖理论已广泛应用于电力市场中,主要包括以下四方面的目标:增加新发电容量、保留或替换现有发电容量、挑选保底服务供电商、虚拟电厂交易。

图二:电力行业运用采购拍卖的目标

电力行业也广泛地应用各种各样的拍卖方式作为交易方式,例如许多发展中国家就针对电厂和输电资产的特许经营权运用了第一价格暗标拍卖,而电力市场集中竞价交易中常谈到的统一出清以及按报价支付(Pay as Bid)实质也是两种拍卖方式,美国、西班牙、哥伦比亚等国则在容量市场采用“荷式时钟拍卖”。

除了电力市场领域,碳交易市场也广泛应用拍卖理论,例如,美国第一个强制性的、基于市场手段的温室气体排放贸易体系——美国区域温室气体减排行动(RGGI)就是全球第一个用拍卖方式分配几乎全部配额的碳交易市场。RGGI认为拍卖能够保证所有的主体以统一的方式获得配额,同时,通过拍卖配额而不是免费发放,可以实现配额价值在能源项目的再投资,从而使消费者获益,同时促进清洁能源经济发展。

诺贝尔奖项委员会主席Peter Fredriksson说:“拍卖无处不在,人们在拍卖中的动机各不相同。一些卖家追求最大化收益,而另一些卖家则有其他目标,比如以拍卖作为一种工具减少碳排放或最大化公共价值,Milgrom和Wilson提供的拍卖理论是理解如何实现这些目标的关键。他们的发现使世界各地的卖方、买方和纳税人受益。”

随着我国能源行业市场化进程的深入,无论是拍卖的买卖方,还是监管者,对各类拍卖机制的性质与优缺点有所了解,都将大有裨益。

两位学者都深度参与了电力行业

两位学者也注重参与实务,将自身的理论创新与电力行业的实践探索深度结合,其中涉及到电力能源领域的拍卖设计、价格机制和市场设计。

在拍卖设计方面,Milgrom帮助俄勒冈州公用事业委员会对该州的发电资产进行拍卖设计,而Wilson曾为加州电力市场最初方案的迭代竞价机制设计规则。迭代竞价机制允许市场参与者根据以前各轮拍卖过程中显示出来的价格来改变自己的投标,这种价格发现过程有助于发电商确保可行的发电调度,给发电商提供了用来计算收入和成本的信息,允许发电商调整他们的投标以改进其盈利状况。

在价格机制方面,Wilson曾与美国电力研究院一起出版了《非线性定价》,该书对费率设计和电信、交通和能源等公用事业相关主题进行了百科全书式的分析,其中提出的非线性定价理论被价格研究者奉为准则。所谓非线性定价,即一个商品或者服务所收取的价格根据消费者所购买的数量而有所不同。例如,在乘坐出租车过程中,起步价范围以内、5km范围内、5km范围外的价格都不一样。在电力领域,居民生活用电的阶梯电价计费方式,大工业用户的两部制输配电价也是非线性定价的最常见形式。Wilson提出的多维电价(multi-dimensional tariffs)在世界各地的许多电力系统中得到了应用,除此之外,他的非线性定价理论还为电力容量市场提供了理论基础,促进了容量市场的发展,从而减小了消费者停电的风险。

在市场设计方面,从广义上来说,拍卖设计属于市场设计的一种情形。市场设计研究的是在存在多个追求自身利益最大化的个体情形下,通过设置有效的激励机制,促进每个市场参与者在达成个人利益行为的同时,正好实现整体机制利益最大化,即达到“激励相容”。Wilson和Milgrom基于拍卖理论和博弈论,通过构建拍卖的小机制,从小处入手,兼顾买卖方、政府等多方效率、公平及收益,着意于对电力市场机制进行设计。Milgrom认为,“尽管价格能促使市场中的单个主体考虑其所用资源的机会成本,因而在引导资源配置上具有重要作用,但现实经济的复杂性使得仅靠价格无法实现有效率的资源配置。因此,需要有一个设计好的拍卖过程,也即所谓的市场设计,将价格整合进来,以便在满足复杂约束条件的情形下,实现资源的有效配置。”他还强调:“电力市场创新都是基于理论研究和机制研究。在能源市场,首先要定义商品,之后再采取行动。”

值得注意的是,这已经是自2007年以来诺贝尔经济学奖第三次授予给“机制设计”相关课题的学者,第一次是2007年授予了Leonid Hurwicz、Eric S.Maskin、Roger B.Myerson,表彰他们在创建和发展“机制设计理论”方面所作的贡献;第二次是12年授予了Alvin E. Roth和Lloyd S. Shapley,以鼓励他们在稳定配置理论及市场设计实践上所做出的贡献。

此外,2014年获得诺贝尔经济学奖的法国学者Jean Tirole的研究领域也涉及电力行业的管制机制,他提出的新产业组织理论揭示了电力这一自然垄断行业中可能存在的许多非市场制度安排。在对电力等网络产业的竞争与规制问题的分析和政策制定领域,他提出的新规制经济学理论是最为权威的依据。

本文仅代表作者观点

参考资料:

[1]陈皓勇,王秀丽,王锡凡,耿建.拍卖理论及其在电力市场竞价设计中的应用 (二)拍卖理论在电力市场竞价设计中的应用[J].电力系统自动化,2003(04):17-23+32.

[2]陈皓勇,王秀丽,王锡凡,耿建.拍卖理论及其在电力市场竞标设计中的应用 (一)拍卖理论基础及实验研究[J].电力系统自动化,2003(03):17-22.

[3]https://www.semanticscholar.org/paper/Electricity-Auctions%3A-An-Overview-of-Efficient-Maurer-Barroso/571a7eea10e1518e512a1e261e968ee482056ba5

[4]吴敬琏.2019.比较 2019年第六辑(比较105).中信出版社

关键字:电力市场

中国储能网版权声明:凡注明来源为“中国储能网:xxx(署名)”,除与中国储能网签署内容授权协议的网站外,其他任何网站或者单位如需转载需注明来源(中国储能网)。凡本网注明“来源:xxx(非中国储能网)”的作品,均转载与其他媒体,目的在于传播更多信息,但并不意味着中国储能网赞同其观点或证实其描述,文章以及引用的图片(或配图)内容仅供参考,如有涉及版权问题,可联系我们直接删除处理。其他媒体如需转载,请与稿件来源方联系,如产生任何版权问题与本网无关,想了解更多内容,请登录网站:http://www.escn.com.cn

相关报道