黃守軍, 楊 俊
(1. 中山大學(xué)嶺南(大學(xué))學(xué)院, 廣州 510275; 2. 重慶大學(xué)經(jīng)濟(jì)與工商管理學(xué)院, 重慶 400044)
隨著資源環(huán)境壓力的不斷增大、市場(chǎng)化改革的不斷深入, 以及大用戶對(duì)于電能可靠性和質(zhì)量要求的不斷提升, 建設(shè)更加安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和低碳的電力系統(tǒng)已日益成為全球電力行業(yè)的共同目標(biāo). 發(fā)展低碳電力, 無疑將是推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)、建設(shè)智能電網(wǎng)、實(shí)現(xiàn)中國(guó)電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵戰(zhàn)略[1]. 考慮中國(guó)現(xiàn)有的電源結(jié)構(gòu)和發(fā)電技術(shù), 引入低碳技術(shù)是實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)低碳化發(fā)展的關(guān)鍵所在. 從目前低碳電力技術(shù)的研究情況來看, 發(fā)電側(cè)和用電側(cè)是低碳化效益比較集中的環(huán)節(jié), 也是易于入手進(jìn)行研究的環(huán)節(jié). 發(fā)電側(cè)的研究工作主要包括可再生資源的開發(fā)與運(yùn)行[2]、清潔發(fā)電技術(shù)的利用[3, 4]以及碳捕集與封存技術(shù)的發(fā)展[5]等. 用電側(cè)的研究工作則主要集中在改變能源使用方式與提高用電設(shè)備轉(zhuǎn)化效率[6], 以及以低碳為目標(biāo)的電力需求側(cè)管理[7]等方面.
在此背景下, 引進(jìn)減排技術(shù)的獨(dú)立發(fā)電商由于顯著增加了發(fā)電成本和風(fēng)險(xiǎn), 在機(jī)組出力確定中并不具備調(diào)度優(yōu)勢(shì), 發(fā)電機(jī)會(huì)在一定程度上反而減少; 與此同時(shí), 低碳出力存在售電價(jià)格過高、供應(yīng)穩(wěn)定性差等特點(diǎn), 在與邊界市場(chǎng)銷售競(jìng)爭(zhēng)中也處于劣勢(shì)[8]. 為了更好地體現(xiàn)出不同發(fā)電技術(shù)之間的成本差異, 本文提出一種雙成本層次垂直差異電力市場(chǎng), 相應(yīng)地將發(fā)電量劃分為高、低發(fā)電成本電量?jī)煞N類型. 實(shí)踐證明, 技術(shù)水平和市場(chǎng)規(guī)模是解決成本問題的兩個(gè)關(guān)鍵; 同時(shí), 在缺少靈活的交易方式、大用戶的市場(chǎng)參與以及合理的電價(jià)政策情況下, “高成本、低收益”的低碳電力將難以生存. 這也是中國(guó)低碳電力發(fā)展質(zhì)量和規(guī)模并不盡如人意, 結(jié)構(gòu)上亦不合理最重要的原因之一[9]. 因此, 加快發(fā)展低碳電力, 應(yīng)健全靈活有效的電價(jià)機(jī)制, 建立面向用電側(cè)開放的市場(chǎng)交易機(jī)制, 發(fā)揮市場(chǎng)資源配置的決定性作用, 堅(jiān)持走市場(chǎng)化發(fā)展的道路. 其中, 電價(jià)機(jī)制是核心與杠桿. 但是, 現(xiàn)行的電力調(diào)度辦法沒有市場(chǎng)的價(jià)格發(fā)現(xiàn)功能, 因此怎樣利用價(jià)格杠桿調(diào)控碳減排成本垂直差異下低碳發(fā)電, 尤其高減排成本發(fā)電機(jī)會(huì)與供給效能不足, 是個(gè)有待研究解決的關(guān)鍵問題.
我國(guó)在開放發(fā)電側(cè)電力市場(chǎng)取得成效的基礎(chǔ)上, 正逐步開放用電側(cè), 允許電力大用戶參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng). 大用戶從原來的被動(dòng)地從售電商購(gòu)電, 轉(zhuǎn)變到主動(dòng)地選擇售電主體, 既可以從售電商購(gòu)電, 又可以從發(fā)電商直接購(gòu)電[10]. 大用戶根據(jù)自己的意愿對(duì)可供購(gòu)買的發(fā)電量或電量組合進(jìn)行排序, 這種排序反映了大用戶個(gè)人的需要、興趣和嗜好等. 在發(fā)電成本垂直差異下, 大用戶的電量偏好是對(duì)電量發(fā)電成本高、低所產(chǎn)生的主觀的感覺或評(píng)價(jià). 盡管學(xué)者從技術(shù)角度不斷進(jìn)行創(chuàng)新, 政府也對(duì)試點(diǎn)工作給予支持, 然而多數(shù)開展試點(diǎn)工作的大用戶卻在試運(yùn)行過程中退出, 只有少數(shù)堅(jiān)持至今. 電力生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)應(yīng)服從和服務(wù)于電力銷售的需要, 大用戶直購(gòu)電政策推進(jìn)如此緩慢, 已經(jīng)嚴(yán)重影響電力行業(yè)市場(chǎng)化改革進(jìn)程[11]. 電力市場(chǎng)交易分為電力批發(fā)交易和電力零售交易. 售電商與中小型終端電力用戶(一般用戶)之間的電力零售交易占比小, 且對(duì)市場(chǎng)影響單一, 所以低碳電力主要是面向與電力大用戶的批發(fā)交易. 因此, 針對(duì)碳減排后普遍存在的發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)及其顯著的大用戶電量偏好差異, 在低碳電力銷售過程中很有必要對(duì)大用戶考慮個(gè)體消費(fèi)偏好下的購(gòu)電行為加以分析, 進(jìn)而構(gòu)建科學(xué)合理的市場(chǎng)交易規(guī)則和價(jià)格形成機(jī)制, 對(duì)低碳電力實(shí)行差異化定價(jià). 該問題具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和較高的理論價(jià)值. 現(xiàn)有文獻(xiàn)已對(duì)直購(gòu)電下電力系統(tǒng)可靠性[12]、風(fēng)險(xiǎn)測(cè)度[10]進(jìn)行了廣泛探討, 對(duì)直購(gòu)電交易模式[13]、含大用戶直購(gòu)電的電力調(diào)度[14]也展開了較多研究. 但是, 絕大多數(shù)仍集中在電力技術(shù)或系統(tǒng)穩(wěn)定層面, 缺乏從經(jīng)濟(jì)層面對(duì)大用戶直購(gòu)電決策及其與發(fā)電側(cè)聯(lián)動(dòng)的研究. 本文提出的基于大用戶購(gòu)電偏好的概率發(fā)電可以實(shí)現(xiàn)這種聯(lián)動(dòng).
低碳電力銷售是發(fā)電商或售電商根據(jù)電力產(chǎn)品的不同環(huán)境屬性所采取的差異化銷售策略, 且以電力用戶的自愿選擇為基礎(chǔ). 其中, 電網(wǎng)在低碳電源的接入并網(wǎng)以及低碳電力的傳輸、使用中發(fā)揮關(guān)鍵性、支撐性作用[15]. 在低碳環(huán)境下, 電力銷售首先應(yīng)對(duì)基于低碳的購(gòu)電成本與售電價(jià)格進(jìn)行分析, 定制相應(yīng)的銷售策略, 降低發(fā)電商的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn), 提高發(fā)電商的贏利能力; 其次, 對(duì)低碳的電能產(chǎn)品進(jìn)行推廣, 實(shí)現(xiàn)差異化銷售策略和對(duì)應(yīng)的需求側(cè)管理技術(shù), 提倡科學(xué)、低碳的用電方式, 最大程度滿足電力用戶的個(gè)性化需求. 與此對(duì)應(yīng), 概率銷售[16]作為新型銷售策略, 與其他銷售方式相比有獨(dú)特的特點(diǎn)和明顯的優(yōu)勢(shì), 已被廣泛論證是一種有效的市場(chǎng)細(xì)分工具, 不僅可以幫助生產(chǎn)商應(yīng)對(duì)市場(chǎng)不確定性, 而且還有利于產(chǎn)品線擴(kuò)展(1)其中, 概率產(chǎn)品并不是一個(gè)具體的產(chǎn)品或服務(wù), 而是涉及獲得一組多個(gè)不同商品中任何一個(gè)的概率性供給; 在概率銷售策略下, 多商品生產(chǎn)商利用現(xiàn)有不同的產(chǎn)品或服務(wù)來創(chuàng)造概率產(chǎn)品, 并將這種概率產(chǎn)品作為附加購(gòu)買選擇提供給潛在購(gòu)買者.. 概率銷售的基本思想是利用消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品特征偏好強(qiáng)度的不同, 對(duì)市場(chǎng)實(shí)行差異化定價(jià), 這與本項(xiàng)目的研究動(dòng)機(jī)與研究目標(biāo)完全一致. 早期關(guān)于概率銷售領(lǐng)域的文獻(xiàn)[16~18]都是側(cè)重用經(jīng)濟(jì)模型來研究概率銷售問題, 與之不同, 最近的概率銷售文獻(xiàn)主要關(guān)注以下幾個(gè)方面: 第一, 將庫(kù)存管理理論用于概率銷售策略的研究[19~22]; 第二, 針對(duì)銷售機(jī)制類似的傳統(tǒng)銷售策略與概率銷售策略的比較分析[23~26]; 第三, 將博弈論與動(dòng)態(tài)規(guī)劃等其他建模理論、工具與方法用于概率銷售策略的研究[27~30]; 第四, 考慮消費(fèi)者不同理性程度對(duì)概率銷售策略的影響[31~34]. 然而, 這些學(xué)者的研究絕大多數(shù)都專注于水平市場(chǎng)上的概率銷售, 尚未考慮到在垂直差異市場(chǎng)上如何制定可行的概率銷售策略, 以及消費(fèi)者電量偏好對(duì)概率銷售的影響. 經(jīng)驗(yàn)上, 雖然許多水平市場(chǎng)中可能不存在首選產(chǎn)品, 但是同樣在相當(dāng)多的垂直差異市場(chǎng)上, 消費(fèi)者會(huì)嚴(yán)格地對(duì)其中一種產(chǎn)品要比其他產(chǎn)品更加偏好. 也正是由于像發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)這樣的垂直差異市場(chǎng)普遍存在, 使得概率銷售能否提高垂直差異市場(chǎng)的銷售利潤(rùn)更值得研究. 除管理實(shí)踐的相關(guān)性以外, 研究上述問題對(duì)分析發(fā)電成本垂直差異下大用戶電量偏好的重要差異也有理論貢獻(xiàn).
本文是在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上, 借鑒概率銷售與概率產(chǎn)品這兩個(gè)新生的概念, 打破固有單一對(duì)發(fā)電商發(fā)電、銷售決策以及終端大用戶考慮如何購(gòu)買的研究范式, 針對(duì)碳減排后發(fā)電成本的顯著差異及其顯著的大用戶電量偏好差異, 嘗試提出概率性電量供給以及與之對(duì)應(yīng)的概率發(fā)電, 并利用價(jià)格杠桿將發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)的發(fā)電側(cè)、市場(chǎng)交易過程和售電側(cè)一并納入到整體分析, 以調(diào)控發(fā)電商低碳發(fā)電, 尤其高發(fā)電成本發(fā)電機(jī)會(huì)與供給效能不足. 在水平電力市場(chǎng)中, 處在中間需求位置的大用戶并不關(guān)心高、低發(fā)電成本的兩種極端電量. 然而, 在發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)中, 就不再有這樣持不在意態(tài)度的大用戶了, 且在售價(jià)一定條件下各自都嚴(yán)格偏好發(fā)電成本更高的電量供給. 相應(yīng)地, 在水平市場(chǎng)中引入概率銷售會(huì)導(dǎo)致位于極端處的兩種確定性產(chǎn)品銷售價(jià)格提高[16]; 另外, 采用概率銷售后生產(chǎn)商可以先在第一階段對(duì)某些產(chǎn)品制定更高的價(jià)格, 而后在第二階段無剩余地提供概率產(chǎn)品, 但是此時(shí)消費(fèi)者將面臨一旦市場(chǎng)需求太高將購(gòu)不到產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)[17]. 與此相反, 由后文部分分析可知, 在發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)中提供概率發(fā)電量后, 由于電量之間的侵蝕效應(yīng)(cannibalization)(2)侵蝕效應(yīng)是指生產(chǎn)商一項(xiàng)新產(chǎn)品的銷售會(huì)擠占原有產(chǎn)品的銷售, 也稱品牌替換[35].使得高發(fā)電成本電量的定價(jià)降低. 考慮到此價(jià)格下降, 概率發(fā)電能否提高發(fā)電商的銷售利潤(rùn)就不是顯而易見的了. 為此, 筆者著重對(duì)構(gòu)建大用戶電量偏好差異下的發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)概率發(fā)電模型, 求解并比較分析其均衡策略的最優(yōu)性展開研究.
在此背景下, 本文首先證明了在發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)中實(shí)施概率發(fā)電的最優(yōu)性. 具體而言, 研究結(jié)果表明概率發(fā)電可以作為一種有利可圖的發(fā)電容量過剩的解決方法, 并從偏好低發(fā)電成本電量的大用戶中獲得額外的利潤(rùn). 至關(guān)重要的是, 可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整構(gòu)成概率性電量供給的低發(fā)電成本電量, 以便減輕由高發(fā)電成本電量和概率發(fā)電量之間的品牌替換引起的價(jià)格降低. 此外, 還分析了發(fā)電商交易成本可能對(duì)概率發(fā)電形式的影響(3)這是因?yàn)榘l(fā)電商可能會(huì)承擔(dān)用以明確大用戶購(gòu)買概率發(fā)電量的附加費(fèi)用, 或者要支付與概率性電量供給相關(guān)的某些更復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)技術(shù)過程的額外履行成本., 發(fā)現(xiàn)該交易成本降低了發(fā)電商隨意增加低發(fā)電成本電量來削弱上述價(jià)格侵蝕的能力, 從而改變了發(fā)電商的產(chǎn)品線策略; 其次, 考慮到發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)的一個(gè)重要特性, 就是完全允許發(fā)電商進(jìn)行成本水平選擇. 這與水平電力市場(chǎng)形成鮮明對(duì)比, 因?yàn)樵诤笠环N電力市場(chǎng)中發(fā)電量通常被研究人員固定在市場(chǎng)的終端. 給定發(fā)電商此附加自由度, 在內(nèi)生成本下概率發(fā)電的出現(xiàn)又變得存在疑問了. 尤其是, 合適的產(chǎn)品線設(shè)計(jì)很可能消除發(fā)電商對(duì)概率發(fā)電的需求, 且引入概率發(fā)電對(duì)成本選擇的影響可能僅是對(duì)發(fā)電商有益的, 是否損害大用戶的消費(fèi)者剩余, 以及會(huì)讓產(chǎn)品線上發(fā)電成本水平相互更接近還是更分離. 同樣地, 為了理解與這新生的定價(jià)方式和發(fā)電成本選擇相關(guān)的政策含義, 也考察了概率發(fā)電對(duì)大用戶消費(fèi)者剩余的影響及其正負(fù)性; 最后, 檢驗(yàn)了發(fā)電商面臨不確定性市場(chǎng)需求時(shí)是否仍然會(huì)采用概率發(fā)電. 為此, 分別考慮市場(chǎng)需求的實(shí)現(xiàn)情形, 分析當(dāng)偏好低發(fā)電成本電量的大用戶對(duì)單位發(fā)電成本的估價(jià)相對(duì)于偏好高發(fā)電成本電量的大用戶對(duì)單位發(fā)電成本的估價(jià)足夠高時(shí), 概率發(fā)電能夠提高發(fā)電商的銷售利潤(rùn). 基于此, 判斷概率發(fā)電可以以一種管理不利需求狀況工具的身份出現(xiàn).
綜上所述, 本文研究嘗試的目的扼要概括為解決如下幾個(gè)關(guān)鍵問題: 第一, 給定水平與發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)之間的大用戶電量偏好差異, 在后一種市場(chǎng)中引入概率發(fā)電是否為發(fā)電商的最優(yōu)選擇. 相對(duì)于基準(zhǔn)發(fā)電, 發(fā)電商如何通過概率發(fā)電提高銷售利潤(rùn), 以及交易成本會(huì)對(duì)概率發(fā)電的實(shí)施產(chǎn)生怎樣的影響; 第二, 如果發(fā)電商在成本垂直差異電力市場(chǎng)中內(nèi)生選擇發(fā)電成本水平, 其是否仍然會(huì)采用概率發(fā)電. 如果是, 那么發(fā)電成本選擇會(huì)受到概率發(fā)電怎樣的沖擊. 進(jìn)一步地, 產(chǎn)品線上成本水平是向內(nèi)靠近還是向外遠(yuǎn)離, 以及概率發(fā)電對(duì)大用戶的消費(fèi)者剩余有什么影響; 第三, 概率發(fā)電能否可以用作管理不利電力市場(chǎng)需求實(shí)現(xiàn)的工具. 也就是說, 在不確定性市場(chǎng)需求情形下, 發(fā)電商是否會(huì)繼續(xù)采用概率發(fā)電, 以及概率發(fā)電的出現(xiàn)及最優(yōu)性需要滿足怎樣的參數(shù)約束. 此外, 這時(shí)概率發(fā)電對(duì)發(fā)電商銷售利潤(rùn)的正影響程度如何.
雖然概率發(fā)電是一種新生的差異化電力定價(jià)構(gòu)思, 但是筆者認(rèn)為兩個(gè)方面的發(fā)展預(yù)示其具有很大的應(yīng)用前景: 服務(wù)的多渠道增長(zhǎng)和技術(shù)綁定購(gòu)買與消費(fèi)的能力提升. 之所以可以促進(jìn)概率發(fā)電, 在于此二者限制了大用戶參與套利的能力, 而這是概率發(fā)電的一個(gè)關(guān)鍵性要求. 相反, 如果不能限制套利, 那么大用戶總能再交易已購(gòu)買的概率發(fā)電量, 從而破壞概率發(fā)電內(nèi)在的電量及其偏好大用戶類型劃分. 就服務(wù)而言, 上述套利是相對(duì)困難的, 因?yàn)橄M(fèi)是以顧客存在為前提. 類似地, 從技術(shù)的角度來看, 采用電子方式輸送至目標(biāo)賬戶的服務(wù)只允許源自該賬戶的消費(fèi)[32]. 正因如此, 本文的研究更加顯得特別及時(shí)和必要. 與以往研究相比, 本文的科學(xué)意義在于: 首次較為系統(tǒng)研究發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)定價(jià)理論與方法, 探索基于大用戶電量偏好的概率發(fā)電建模、策略及可行性, 并創(chuàng)新性地提出定量分析方法與理論, 彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域多為定性分析的不足. 與此同時(shí), 本文研究成果可以為中國(guó)低碳電力銷售與定價(jià)政策評(píng)估和決策支持提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù), 為制定低碳電源開發(fā)與利用的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供理論依據(jù)與方法論貢獻(xiàn).
本部分將在一定的假設(shè)下構(gòu)建并分析幾個(gè)理論模型, 其中發(fā)電商的所有成本選擇均為外生變量決策過程, 忽略不計(jì). 由此, 可進(jìn)一步討論發(fā)電商在發(fā)電成本差異電力市場(chǎng)中采用概率發(fā)電的最優(yōu)性. 同時(shí), 給出簡(jiǎn)化了的交易成本對(duì)概率發(fā)電實(shí)施的影響.
在所研究的壟斷電力市場(chǎng)中, 將發(fā)電商引入低碳技術(shù)后的電量供給限定為兩種類型: 一種是高發(fā)電成本電量, 另一種是低發(fā)電成本電量(4)在此, 筆者劃分電量類型的發(fā)電成本高與低只是一個(gè)相對(duì)概念, 暫且不考慮該高、低發(fā)電成本的劃分依據(jù)及其區(qū)間端點(diǎn)值.. 除此成本垂直差異發(fā)電量之外, 發(fā)電商還有權(quán)提供一種概率發(fā)電量(5)與概率產(chǎn)品相對(duì)應(yīng), 概率發(fā)電量是指發(fā)電商通過發(fā)電概率的指定在高、低發(fā)電成本電量中創(chuàng)造出的虛擬發(fā)電量, 即大用戶從兩種電量類型中獲得其中任何一種的機(jī)會(huì).. 假設(shè)在概率性電量供給下, 發(fā)電商進(jìn)行高成本發(fā)電的概率水平為λ, 且嚴(yán)格預(yù)先無條件公布. 相應(yīng)地, 低成本發(fā)電的概率即為1-λ. 如前所述, 發(fā)電商可能面臨源自對(duì)大用戶告知概率水平并履行概率發(fā)電的附加交易成本. 在本文建立的模型中, 設(shè)發(fā)電商的等效邊際附加交易成本為t, 且存在于每單位概率發(fā)電量的銷售過程當(dāng)中. 此外, 發(fā)電商投入高、低成本發(fā)電的單位變動(dòng)成本分別為cH和cL.
發(fā)電商的高成本發(fā)電容量為QH, 而低成本發(fā)電容量為QL, 且QH
進(jìn)一步地, 假設(shè)從產(chǎn)品或服務(wù)價(jià)值主觀認(rèn)知的角度看, 不同電量偏好大用戶在購(gòu)買電量時(shí)對(duì)發(fā)電成本有不同的顧客感知價(jià)值(customer perceived value, CPV). 對(duì)偏好高發(fā)電成本電量的大用戶而言, 兩種電量的價(jià)值判斷分別為vHH和vHL, 且vHH>vHL; 而偏好低發(fā)電成本電量的大用戶, 對(duì)不同電量的價(jià)值感知依次為vLH和vLL, 其中vLH>vLL. 為簡(jiǎn)化研究問題并不失一般性, 可令vHH>vLH、vHL>vLL, 且Δv=vHH+vLL-vHL-vLH>0.也就是說, 上述電力市場(chǎng)中除了對(duì)給定發(fā)電成本水平的電量存在更強(qiáng)購(gòu)買偏好外, 成本垂直差異對(duì)偏好高發(fā)電成本電量的大用戶心理評(píng)價(jià)影響更大. 此假設(shè)與Tirole[36]的基本成本垂直差異模型構(gòu)建在理論上是一致的.
在任一銷售時(shí)段, 大用戶和發(fā)電商的決策順序如下: 首先, 大用戶給出對(duì)不同類型電量的既定顧客感知價(jià)值, 并結(jié)合發(fā)電商控制的銷售價(jià)格進(jìn)行電量購(gòu)買選擇, 為的是追求效用最大化; 然后, 發(fā)電商在大用戶偏好類型及其對(duì)電量?jī)r(jià)值判斷的基礎(chǔ)上決定電量供給, 并設(shè)置對(duì)應(yīng)的售電電價(jià), 以此實(shí)現(xiàn)自身利潤(rùn)最優(yōu)化. 值得注意的是, 為了保證發(fā)電商電量供給, 很有必要提出與偏好低發(fā)電成本電量的大用戶價(jià)值判斷有關(guān)的另外一個(gè)假設(shè), 即vLH-vLL>cH-cL. 代入Δv>0, 從而得到vHH-vHL>cH-cL. 這些條件表明相比低發(fā)電成本電量而言, 發(fā)電商可以通過向不同電量偏好大用戶銷售高發(fā)電成本電量來獲得更大的利潤(rùn).
作為初步的研究工作, 本文設(shè)發(fā)電商在交易時(shí)段開始之前已具備概率發(fā)電條件且確定好產(chǎn)品線及其售電電價(jià), 且所有大用戶在銷售期內(nèi)隨機(jī)出現(xiàn). 另外, 作一個(gè)打破平衡的假設(shè), 即在某一既定情形下, 如果大用戶必須在消費(fèi)者剩余相同的高、低發(fā)電成本電量之間進(jìn)行選擇, 那么他會(huì)購(gòu)買自己偏好的那一種電量. 在討論分析之前, 有必要強(qiáng)調(diào)過剩發(fā)電容量是在發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)中出現(xiàn)概率發(fā)電的一個(gè)必要條件. 換言之, 除非擁有較市場(chǎng)需求規(guī)模過剩的發(fā)電容量, 否則發(fā)電商提供概率發(fā)電量將永遠(yuǎn)不可行. 由此可得如下引理成立:
引理1 在偏好高發(fā)電成本電量的大用戶需求規(guī)模不小于發(fā)電商的高成本發(fā)電容量情形下, 即當(dāng)qH≥QH時(shí), 采用概率發(fā)電絕對(duì)不會(huì)是發(fā)電商的最優(yōu)策略選擇.
證明為了證明上述結(jié)論, 需對(duì)比分析發(fā)電商將高、低發(fā)電成本電量分別定位在對(duì)其偏好的大用戶的發(fā)電策略和概率發(fā)電的差異.
當(dāng)發(fā)電商實(shí)施概率發(fā)電時(shí), 不得不扣留一部分理應(yīng)直接銷售給偏好高發(fā)電成本電量大用戶的高發(fā)電成本電量, 改為對(duì)其進(jìn)行概率性電量供給. 既然將高發(fā)電成本電量全部銷售給對(duì)該類型電量偏好的大用戶是最有利可圖的, 那么通過概率發(fā)電將高發(fā)電成本電量銷售給任何一種大用戶, 發(fā)電商的利潤(rùn)都將嚴(yán)格受到削弱. 因此, 對(duì)發(fā)電商來說, 將高、低發(fā)電成本電量分別定位供給偏好高、低發(fā)電成本電量的大用戶是概率發(fā)電的相對(duì)優(yōu)勢(shì)策略. 從而若滿足qH≥QH, 概率發(fā)電一定不會(huì)出現(xiàn).
以下首先討論發(fā)電商發(fā)電決策過程中有權(quán)支配的3種基準(zhǔn)情形, 即有可能被用來替代概率發(fā)電的電量供給方式, 然后構(gòu)建相應(yīng)的基準(zhǔn)發(fā)電模型. 事實(shí)上證明采用這樣的分析邏輯是非常有必要的.
在此, 確定不考慮概率發(fā)電下的發(fā)電商銷售價(jià)格與利潤(rùn). 就這一點(diǎn)而言, 發(fā)電商可以在如下3種基準(zhǔn)情形中任選一種或都不選.
基準(zhǔn)情形I發(fā)電商只專注于針對(duì)偏好高發(fā)電成本電量的大用戶提供電量供給. 這是一種定位“高端市場(chǎng)”的發(fā)電策略, 即發(fā)電商僅以價(jià)格vHH服務(wù)偏好高發(fā)電成本電量的大用戶, 而將偏好低發(fā)電成本電量的大用戶排除在外. 此種具有排外性策略允許發(fā)電商獲得銷售高價(jià)vHH, 相應(yīng)的利潤(rùn)函數(shù)為
pH=vHH,πI=qH(vHH-cH)
(1)
基準(zhǔn)情形II發(fā)電商向偏好高、低發(fā)電成本電量的大用戶分別供給高、低發(fā)電成本電量, 即屈從于傳統(tǒng)的差異化產(chǎn)品線策略.
與此相應(yīng), 發(fā)電商為低發(fā)電成本電量定價(jià)為vLL, 對(duì)高發(fā)電成本電量定價(jià)為vHH-vHL+vLL. 其中, 高發(fā)電成本電量?jī)r(jià)格pH的制定可由大用戶激勵(lì)相容約束得到, 以至偏好高發(fā)電成本電量的大用戶無所謂購(gòu)買哪一種電量, 即vHH-pH=vHL-pL. 因?yàn)榇藭r(shí)在高、低發(fā)電成本電量之間的價(jià)格差等于偏好高發(fā)電成本電量的大用戶對(duì)高、低發(fā)電成本的主觀價(jià)值認(rèn)知差, 則市場(chǎng)價(jià)格符合“強(qiáng)”差異化發(fā)電策略特征. 基準(zhǔn)情形II下的售電價(jià)格與利潤(rùn)函數(shù)為
(2)
基準(zhǔn)情形III發(fā)電商在市場(chǎng)中通過對(duì)高、低發(fā)電成本電量分別制定價(jià)格vLH和vLL, 銷售全部發(fā)電容量QH+QL. 實(shí)際上, 發(fā)電商是在以偏好低發(fā)電成本電量的大用戶保留價(jià)格vLH提供高發(fā)電成本電量, 同時(shí)以偏好低發(fā)電成本電量的大用戶保留價(jià)格vLL提供低發(fā)電成本電量. 這依然屈從于傳統(tǒng)的差異化產(chǎn)品線策略, 不同的是此時(shí)將其定義為“弱”差異化發(fā)電策略. 原因在于高、低發(fā)電成本電量?jī)r(jià)格差等于偏好低發(fā)電成本電量的大用戶對(duì)二者的價(jià)值判斷差, 以至于偏好低發(fā)電成本電量的大用戶并不在意購(gòu)買哪一種電量. 然而, 偏好高發(fā)電成本電量的大用戶將會(huì)選擇購(gòu)買高發(fā)電成本電量, 因?yàn)樵谶@種情況下他可以獲得更大的效用. 給定發(fā)電量供不應(yīng)求, 且電量是隨機(jī)分配的. 由于發(fā)電商的銷售利潤(rùn)與大用戶構(gòu)成相互獨(dú)立, 該基準(zhǔn)情形下的銷售價(jià)格與利潤(rùn)函數(shù)分別為
(3)
可以看出在3種基準(zhǔn)情形中, 發(fā)電商為高發(fā)電成本電量設(shè)置不同的銷售價(jià)格. 在采用“高端市場(chǎng)”發(fā)電策略時(shí), 高發(fā)電成本電量的價(jià)格為其可取的最大值, 即vHH. 因?yàn)榇藭r(shí)發(fā)電商并不提供低發(fā)電成本電量, 這使得發(fā)電商在確定高發(fā)電成本電量銷售價(jià)格時(shí)不受任何約束. 在基準(zhǔn)情形II下, 由于發(fā)電商需要兼顧供給兩種電量以及考慮到激勵(lì)相容約束, 高發(fā)電成本電量的價(jià)格降到vHH-vHL+vLL. 而當(dāng)采用“弱”差異化發(fā)電策略時(shí), 高發(fā)電成本電量的銷售價(jià)格進(jìn)一步降低至vLH. 在此, 發(fā)電商把價(jià)格降到偏好低發(fā)電成本電量的大用戶對(duì)其的感知價(jià)值水平, 以確保足夠的市場(chǎng)銷售量.
總而言之, 基準(zhǔn)情形I中高發(fā)電成本電量可以賣得一個(gè)好價(jià)格, 但是發(fā)電商的兩種發(fā)電容量均存在過剩. 而在“強(qiáng)”差異化發(fā)電策略下, 高發(fā)電成本電量定價(jià)趨于折中, 但是仍然會(huì)出現(xiàn)一部分高成本發(fā)電容量過剩. 就基準(zhǔn)情形III而言, 雖然高發(fā)電成本電量的銷售價(jià)格相對(duì)較低, 但是任一種發(fā)電容量都不會(huì)出現(xiàn)過剩. 另外, 這3種基準(zhǔn)情形之間相比并不存在孰優(yōu)孰劣, 即互不具有相對(duì)優(yōu)勢(shì).
在進(jìn)行均衡策略選擇及最優(yōu)性分析之前, 需要指出的是, 發(fā)電商或許會(huì)優(yōu)先考慮某一特定基準(zhǔn)情形. 如果高發(fā)電成本電量市場(chǎng)規(guī)模qH或者是對(duì)其偏好的大用戶感知價(jià)值vHH足夠大, 發(fā)電商就有可能要忽略低發(fā)電成本電量供給, 僅提供如基準(zhǔn)情形I所述的高發(fā)電成本電量; 但是, 如果低成本發(fā)電相比高成本發(fā)電明顯有利可圖, 那么基準(zhǔn)情形I就不再是發(fā)電商最優(yōu)選擇. 在這種情況下, 發(fā)電商需要在基準(zhǔn)情形II和基準(zhǔn)情形III之間做出某種取舍: 在基準(zhǔn)情形II中, 發(fā)電商為了獲得更高的銷售利潤(rùn)率, 將高發(fā)電成本電量定位專供給偏好高發(fā)電成本電量的大用戶, 為此付出的是要接受高成本發(fā)電容量過剩QH-qH. 與此相反, 基準(zhǔn)情形III的售電電價(jià)盡管較低, 但是有利于發(fā)電商銷售所有高發(fā)電成本電量. 以上對(duì)3種基準(zhǔn)情形的比較分析表明, 當(dāng)高發(fā)電成本電量擁有較高的大用戶估價(jià)或者QH-qH不大時(shí), 基準(zhǔn)情形II是合理可行的; 否則, 基準(zhǔn)情形III即為發(fā)電商的最優(yōu)策略選擇.
上節(jié)中的3種基準(zhǔn)情形給出了發(fā)電商在不考慮概率發(fā)電下的產(chǎn)品線策略選擇. 在此基礎(chǔ)上, 接下來本節(jié)將考察發(fā)電商采用概率發(fā)電的情形. 為此, 有必要簡(jiǎn)要分析概率發(fā)電如何能改進(jìn)各個(gè)基準(zhǔn)情形. 從廣義上講, 概率發(fā)電可以通過減少基準(zhǔn)情形I和基準(zhǔn)情形II中的過剩發(fā)電容量達(dá)到對(duì)二者優(yōu)化. 相比而言, 概率發(fā)電能夠提高基準(zhǔn)情形III下發(fā)電商較低的銷售價(jià)格. 具體而言, 發(fā)電商引入概率發(fā)電后, 一方面將高發(fā)電成本電量定位在偏好高發(fā)電成本電量的大用戶, 從而為高發(fā)電成本電量獲得更高的售電電價(jià); 另一方面, 轉(zhuǎn)而將概率發(fā)電量、低發(fā)電成本電量提供給偏好低發(fā)電成本電量的大用戶. 發(fā)電商不同成本發(fā)電概率水平定義如前, 當(dāng)概率性電量供給以特定電量偏好大用戶作為目標(biāo)時(shí), 該大用戶賦予概率發(fā)電量的顧客感知價(jià)值表示為其對(duì)高、低發(fā)電成本電量?jī)r(jià)值判斷的線性組合, 即
(4)
此外, 發(fā)電商必須要自我考慮如何制定電量銷售價(jià)格, 這一點(diǎn)在Moorthy[37]中有過類似強(qiáng)調(diào)說明. 也就是說, 大用戶將會(huì)逐一計(jì)算購(gòu)買由發(fā)電商提供的每一種發(fā)電量的效用, 進(jìn)而在其中選擇效用最大化的電量類型.
扼要介紹下概率發(fā)電可能產(chǎn)生的方式. 通常來說, 當(dāng)發(fā)電商選擇供給概率發(fā)電量時(shí), 其總是定位在對(duì)低發(fā)電成本電量偏好的大用戶需求上. 在此情形下, 發(fā)電商進(jìn)行概率發(fā)電只能采取以下兩種形式:
1)雙成本層次的概率發(fā)電. 發(fā)電商對(duì)偏好高發(fā)電成本電量的大用戶提供qH的高發(fā)電成本電量, 同時(shí)將高成本發(fā)電容量?jī)?nèi)剩余的高發(fā)電成本電量QH-qH和全部低成本發(fā)電容量QL以概率性電量供給的形式提供給偏好低發(fā)電成本電量的大用戶. 而另一種雙成本層次概率發(fā)電情形將在下一部分中被證明為相對(duì)劣勢(shì)策略, 故在此不再重復(fù).
2)三成本層次的概率發(fā)電. 發(fā)電商同樣對(duì)偏好高發(fā)電成本電量的大用戶提供qH的高發(fā)電成本電量, 不同的是將高成本發(fā)電容量?jī)?nèi)余下的高發(fā)電成本電量QH-qH和低成本發(fā)電容量QL中的一部分以概率性供給的形式提供給偏好低發(fā)電成本電量的大用戶, 最后剩余的低發(fā)電成本電量則被發(fā)電商單獨(dú)銷售給偏好低發(fā)電成本電量的大用戶.
基于以上考慮, 可得
pλ=vLλ=λvLH+(1-λ)vLL
(5)
此外, 為了保證偏好高發(fā)電成本電量的大用戶購(gòu)買高發(fā)電成本電量, 需要滿足
vHH-pH≥max(vHλ-pλ,vHL-pL)
(6)
將式(4)和式(5)代入式(6), 結(jié)合假設(shè)Δv>0實(shí)現(xiàn)求解, 進(jìn)而得
pH=vHH-vHL+vLL-λΔv
(7)
上式與式(2)比較發(fā)現(xiàn), 發(fā)電商向偏好低發(fā)電成本電量的大用戶提供概率發(fā)電量的行為會(huì)降低偏好高發(fā)電成本電量的大用戶在購(gòu)買高發(fā)電成本電量時(shí)愿意支付的銷售價(jià)格pH. 受此影響, 引入概率性電量供給可以削減發(fā)電商從銷售高發(fā)電成本電量中獲得的邊際利潤(rùn). 更有意思的是, 在概率發(fā)電中, 如果發(fā)電商進(jìn)行高成本發(fā)電的概率水平λ越大, 即概率發(fā)電量更接近替代高發(fā)電成本電量, 上述銷售價(jià)格pH的降低幅度就更為明顯了.
此時(shí), 將發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)結(jié)構(gòu)與Fay和Xie[16]所分析的水平市場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較也是非常有必要的. 二者局部靜態(tài)的差異在于, 本文設(shè)vHL>vLL, 而Fay和Xie[16]是基于vLL>vHL的假設(shè). 由式(7)可以看出, 當(dāng)vHL>vLL時(shí)的高發(fā)電成本電量銷售價(jià)格要比vLL>vHL情形下的高發(fā)電成本電量銷售價(jià)格低. 這種看似不合理的侵蝕效應(yīng)加重了筆者對(duì)發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)中是否會(huì)出現(xiàn)概率發(fā)電產(chǎn)生懷疑, 并被激發(fā)為此展開更深入的正式解釋和討論.
需要重申的是, 發(fā)電商一旦采取概率發(fā)電, 就意味著始終提供高發(fā)電成本電量以滿足偏好高發(fā)電成本電量大用戶的市場(chǎng)需求qH, 并將未售出的高成本發(fā)電容量QH-qH連同部分低成本發(fā)電容量(設(shè)為ξL)一起構(gòu)成概率性電量供給. 這樣, 雖然偏好低發(fā)電成本電量的大用戶在購(gòu)買概率發(fā)電量時(shí), 并不能確定最終獲得的是哪一種類型的電量. 但是, 可以計(jì)算出他買到高、低發(fā)電成本電量的概率, 且
(8)
由此可見, 在下文的分析中,ξL是發(fā)電商的一個(gè)關(guān)鍵性決策變量, 且該部分低發(fā)電成本電量必須與余下的高成本發(fā)電容量QH-qH混合成為概率性電量供給. 另外, 這時(shí)概率發(fā)電量的邊際供給成本可表示為
sλ=λcH+(1-λ)cL+t
(9)
其中既包括發(fā)電成本又涉及到前述的附加交易成本. 于是問題轉(zhuǎn)化為發(fā)電商單方最優(yōu)控制問題, 確定ξL以使其利潤(rùn)函數(shù)最大化, 即
(10)
約束條件為式(5)和式(7)~式(9).
分別求解以上兩種概率發(fā)電形式下發(fā)電商的電量供給均衡并與基準(zhǔn)情形進(jìn)行比較分析, 所得到的相關(guān)結(jié)論在命題1中列出. 該命題是關(guān)于發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)中概率發(fā)電出現(xiàn)及其最優(yōu)策略選擇的. 內(nèi)容表述如下:
命題1發(fā)電商在面對(duì)發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)存在發(fā)電容量過剩時(shí), 總會(huì)發(fā)現(xiàn)采用概率發(fā)電是有利可圖的. 基于此, 發(fā)電商會(huì)在雙、三成本層次的概率發(fā)電形式中二選一, 且表1列出了相應(yīng)的電量?jī)r(jià)格(含高、低發(fā)電成本電量和概率發(fā)電量)、低成本發(fā)電容量概率性供給量、高成本發(fā)電概率水平以及總銷售利潤(rùn). 另外, 發(fā)電商產(chǎn)品線策略選擇由其概率發(fā)電的交易成本決定, 如雙成本層次的概率發(fā)電適合于相對(duì)較低的交易成本情形使用; 反之, 則應(yīng)該選擇三成本層次的概率發(fā)電(6)與發(fā)電商概率發(fā)電的最優(yōu)解對(duì)應(yīng)的邊際交易成本臨界值如式(17)所示..
表 1 概率發(fā)電的成本外生選擇與銷售利潤(rùn)
證明 步驟1概率發(fā)電出現(xiàn)方式及其特征描述. 引理1已經(jīng)證明了在qH≥QH情形下, 發(fā)電商對(duì)偏好高、低發(fā)電成本電量的大用戶都不會(huì)提供概率發(fā)電量, 因而在此只專注于qH 首先, 分析向偏好高發(fā)電成本電量的大用戶提供概率發(fā)電量并無好處. 對(duì)比基準(zhǔn)情形II與概率發(fā)電, 由于qH 相比之下, 發(fā)電商對(duì)偏好低發(fā)電成本電量的大用戶提供概率發(fā)電量的實(shí)現(xiàn)可能有: 1)通過向基準(zhǔn)情形I中被忽略的偏好低發(fā)電成本電量的大用戶提供電量, 增大單位銷售電量; 2)利用基準(zhǔn)情形II的過剩高成本發(fā)電容量; 3)提高基準(zhǔn)情形III中對(duì)偏好高發(fā)電成本電量的大用戶銷售高發(fā)電成本電量的價(jià)格. 因此, 對(duì)偏好低發(fā)電成本電量的大用戶執(zhí)行概率發(fā)電具有提高發(fā)電商銷售利潤(rùn)的潛力. (11) 與基準(zhǔn)情形III對(duì)比, 可見發(fā)電商采用上述雙成本層次的概率發(fā)電后的利潤(rùn)不升反降低, 從而說明這樣的概率發(fā)電是相對(duì)劣勢(shì)策略. 其次, 分析三成本層次的概率發(fā)電均衡解. 此時(shí), 對(duì)偏好高發(fā)電成本電量的大用戶提供高發(fā)電成本電量qH; 而由部分低成本發(fā)電容量ξL和高成本發(fā)電容量?jī)?nèi)余下的高發(fā)電成本電量QH-qH構(gòu)成的概率發(fā)電量, 以及剩余的低發(fā)電成本電量QL-ξL都被銷售給偏好低發(fā)電成本電量的大用戶. 當(dāng)發(fā)電量供不應(yīng)求時(shí), 將式(5)和式(7)~式(9)代入式(10), 化簡(jiǎn)整理得 (12) (13) 將上式分別代入式(5)、式(8)和式(12), 得到如下發(fā)電商進(jìn)行高成本發(fā)電的概率水平、概率性電量供給價(jià)格以及銷售利潤(rùn) (14) (15) t(QH+QL-qH) (16) (17) 綜上所述, 命題1揭示了發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)概率發(fā)電的最優(yōu)性及其出現(xiàn)的方式. 從推導(dǎo)過程可以看出, 概率發(fā)電的出現(xiàn)是有條件的, 取決于發(fā)電商的交易成本大小. 一旦參數(shù)取值過大, 概率發(fā)電就不再是最優(yōu)策略選擇. 此外, 該命題還強(qiáng)調(diào)當(dāng)存在發(fā)電容量過剩時(shí), 發(fā)電商在發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)中提供概率性電量供給是非常有必要的. 接下來筆者依次給出直觀分析, 說明概率發(fā)電是如何達(dá)到優(yōu)勝于3種基準(zhǔn)情形的. 首先, 相對(duì)基準(zhǔn)情形I而言, 隨著引入概率發(fā)電, 品牌替換會(huì)使得發(fā)電商對(duì)高發(fā)電成本電量的定價(jià)下降. 與之相反, 在概率發(fā)電下, 通過將基準(zhǔn)情形I中并未使用的高、低成本發(fā)電容量提供給偏好低發(fā)電成本電量的大用戶, 從而提高發(fā)電商的銷售利潤(rùn). 在此, 值得一提的是概率發(fā)電的概率水平隱式控制上述侵蝕效應(yīng)的影響程度. 一方面, 當(dāng)發(fā)電商進(jìn)行高成本發(fā)電概率λ較大時(shí), 概率發(fā)電量中高發(fā)電成本電量的占比更高, 即概率性電量供給更接近替代高發(fā)電成本電量. 因此, 品牌替換越嚴(yán)重; 另一方面, 當(dāng)參數(shù)λ取值較小時(shí)(可由發(fā)電商選擇較大的ξL得到), 這使得大部分的發(fā)電量是通過概率性電量供給的形式銷售給大用戶. 但是對(duì)發(fā)電商而言, 不間斷地為概率發(fā)電支付的附加交易成本t肯定會(huì)削弱其銷售利潤(rùn), 所以過多地進(jìn)行概率發(fā)電也是有問題的. 基于此分析, 就可以理解為什么選擇三、雙成本層次的概率發(fā)電策略要受到該交易成本大小的影響了. 進(jìn)一步, 當(dāng)交易成本t不存在或相對(duì)較低時(shí), 發(fā)電商對(duì)由交易成本引起銷售利潤(rùn)損失的擔(dān)憂并不特別顯著. 于是, 用盡所有低發(fā)電成本電量QL以構(gòu)造出雙成本層次的概率發(fā)電形式, 是發(fā)電商最大限度減小侵蝕效應(yīng)的最佳辦法; 與此相反, 隨著交易成本t的增大, 由其造成發(fā)電商對(duì)削減銷售利潤(rùn)的顧慮變得越來越顯著. 因此, 為了減小該價(jià)格侵蝕, 發(fā)電商也不能不加選擇地增加大量低發(fā)電成本電量以實(shí)現(xiàn)概率性電量供給. 既然是這樣, 發(fā)電商并不會(huì)用完所有低發(fā)電成本電量來構(gòu)成概率發(fā)電量, 而是對(duì)其保留一部分單獨(dú)提供給偏好低發(fā)電成本電量的大用戶, 即實(shí)施三成本層次的概率發(fā)電. 作為發(fā)電成本外生選擇模型的對(duì)立面, 本部分考慮發(fā)電商對(duì)其發(fā)電成本水平進(jìn)行內(nèi)生選擇, 分析的主要目的是考察在發(fā)電容量過剩時(shí), 發(fā)電商自由選擇成本水平是否就免去了概率發(fā)電的必要. 由于本質(zhì)上容量決策通常是一個(gè)更長(zhǎng)期的行為, 所以下文將考慮一個(gè)高、低成本發(fā)電容量繼續(xù)確定在QH和QL的情景. 此外, 還進(jìn)一步設(shè)發(fā)電商不可能在發(fā)電成本上混淆一個(gè)既定的發(fā)電容量. 也就是說, 盡管可以改變每一種發(fā)電容量類型對(duì)應(yīng)的成本水平, 但是基礎(chǔ)設(shè)施(即固定投資)排除了發(fā)電商針對(duì)每一種發(fā)電容量類型給出不止一種成本水平的可能性. 在此背景下, 后文將在證明內(nèi)生發(fā)電成本決策并不排除必要的概率發(fā)電的同時(shí), 分析發(fā)電商引入概率發(fā)電后該怎樣進(jìn)行發(fā)電成本水平選擇; 最后, 討論在發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)中采用概率發(fā)電對(duì)大用戶消費(fèi)者剩余的影響. 證明在基準(zhǔn)情形I下, 發(fā)電商為高發(fā)電成本電量制定的價(jià)格及其銷售利潤(rùn)分別為 (18) 求解πI對(duì)χH的一階偏導(dǎo)數(shù)并令其等于零, 解之可得 (19) 將上式代入式(18), 得到 (20) 而在基準(zhǔn)情形II下, 發(fā)電商將以pL=κLχL出售低發(fā)電成本電量. 此時(shí), 激勵(lì)相容約束使得偏好高發(fā)電成本電量的大用戶并不在乎購(gòu)買哪一種類型的電量, 因而有 (21) 顯然,πII是關(guān)于χi的凹函數(shù). 由上式的一階條件得 (22) 最后, 在基準(zhǔn)情形III下, 不論發(fā)電成本如何, 發(fā)電商都以偏好低發(fā)電成本電量的大用戶保留價(jià)格來銷售高、發(fā)電成本電量. 其中, 將高發(fā)電成本電量同時(shí)向兩種電量偏好大用戶提供, 而低發(fā)電成本電量?jī)H被定位在對(duì)其偏好的大用戶, 則 (24) 為使πIII等式右邊最大化, 分別對(duì)χH和χL求一階條件, 得到 (25) 將上式代入式(24), 得 (26) (27) 相應(yīng)地, 最優(yōu)電量?jī)r(jià)格與總銷售利潤(rùn)分別為 (28) (29) 如前所述, 命題2和命題3已經(jīng)給出了與不同發(fā)電情形對(duì)應(yīng)的發(fā)電成本內(nèi)生選擇、總銷售利潤(rùn)及其參數(shù)約束條件. 其中, 發(fā)電成本內(nèi)生選擇包括兩種電量成本水平、3種電量銷售價(jià)格、低成本發(fā)電容量概率性供給量以及高成本發(fā)電概率, 且解析表達(dá)見表2所示. 接下來, 本節(jié)通過對(duì)概率發(fā)電與3種基準(zhǔn)情形下均衡解的比較分析, 從而給出概率發(fā)電策略的最優(yōu)性條件. 推論1 如果偏好低發(fā)電成本電量的大用戶對(duì)發(fā)電商單位成本的估價(jià)較小, 需分兩種情況討論. 若κL滿足 (30) 2)低發(fā)電成本電量?jī)H限于提供給偏好低發(fā)電成本電量的大用戶, 所以購(gòu)買該類型電量的大用戶群保持不變. 在基準(zhǔn)情形下, 之所以低發(fā)電成本電量的成本被壓低至其有效水平之下, 究其原因在于為了減小侵蝕效應(yīng). 更確切地說, 此時(shí)發(fā)電商對(duì)高發(fā)電成本電量的定價(jià)為κHχH-(κH-κL)χL, 其中(κH-κL)χL是由低發(fā)電成本電量引起的品牌替換造成的價(jià)格下降量. 然而, 發(fā)電商實(shí)施概率發(fā)電后, 以上高發(fā)電成本電量的銷售價(jià)格變?yōu)棣蔋χH-(1-λ)(κH-κL)χL-λ(κH-κL)χH, 且(1-λ)(κH-κL)χL表示相應(yīng)的電價(jià)減小量. 盡管概率發(fā)電時(shí)的總侵蝕效應(yīng)更高, 但是可以直觀地看出, 因低發(fā)電成本電量所致的侵蝕效應(yīng)反而比基準(zhǔn)情形時(shí)的要小. 除此之外, 概率發(fā)電下購(gòu)得電量的偏好低發(fā)電成本電量的大用戶為QH+QL-qH, 顯然大于基準(zhǔn)情形II下的QL, 使得扭曲該種電量偏好大用戶對(duì)單位發(fā)電成本的估價(jià)κL代價(jià)增高. 這兩方面考慮都將促使發(fā)電商提升低發(fā)電成本電量的最優(yōu)成本水平, 為的是從電量銷售中獲得更大的利潤(rùn). 推論2 與推論1相反, 當(dāng)偏好低發(fā)電成本電量的大用戶對(duì)發(fā)電商單位成本的估價(jià)較大時(shí), 如κL滿足 (31) 那么對(duì)發(fā)電商而言, 概率發(fā)電始終是最優(yōu)策略選擇; 與基準(zhǔn)情形III相比, 采用概率發(fā)電使得發(fā)電商增大對(duì)高發(fā)電成本電量的均衡成本水平及其最優(yōu)銷售價(jià)格, 而減小低發(fā)電成本電量的均衡成本水平. 考慮到該推論相對(duì)簡(jiǎn)單, 在此僅作一個(gè)簡(jiǎn)要說明: 在式(31)成立下, 基準(zhǔn)情形II是相對(duì)基準(zhǔn)情形III的劣勢(shì)策略, 對(duì)比基準(zhǔn)情形III和概率發(fā)電下的均衡銷售利潤(rùn), 即可得到上述結(jié)論. 基準(zhǔn)情形III屬于“弱”差異化發(fā)電策略, 且在其中高、低發(fā)電成本電量之間的成本差別為零. 但是, 概率發(fā)電通過在發(fā)電成本方面對(duì)此兩種類型電量供給進(jìn)行有益地分離, 從而改善了發(fā)電成本的極端缺乏差異. 具體表現(xiàn)為, 高發(fā)電成本電量的成本上升為的是提高邊際盈利能力; 而低發(fā)電成本電量的成本水平下降在于避免品牌替換. 前文已經(jīng)證明了即使在發(fā)電商對(duì)其發(fā)電成本進(jìn)行內(nèi)生選擇下, 概率發(fā)電仍然可以作為一種行之有效的處置過剩發(fā)電容量的方法. 但是, 引入概率發(fā)電對(duì)成本選擇的影響除了本身值得研究外, 市場(chǎng)上是否只有發(fā)電商唯一獨(dú)自從中獲益. 為了理解與這新生的定價(jià)方式和發(fā)電成本選擇相關(guān)的政策含義, 接下來將分析概率發(fā)電對(duì)發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)上兩種電量偏好大用戶消費(fèi)者剩余總量的影響及其正負(fù)性, 所得結(jié)果在命題4中列出. 命題4當(dāng)發(fā)電商的發(fā)電成本為內(nèi)生變量且概率發(fā)電為其可行的策略選擇時(shí), 與基準(zhǔn)情形II對(duì)比, 概率發(fā)電提高了大用戶總的消費(fèi)者剩余; 但是相對(duì)基準(zhǔn)情形III而言, 概率發(fā)電下的大用戶消費(fèi)者剩余卻是不升反降. 證明在基準(zhǔn)情形II中, 偏好低發(fā)電成本電量的大用戶無法享受到任何消費(fèi)者剩余, 即消費(fèi)者剩余只能來自偏好高發(fā)電成本電量的大用戶. 此時(shí), 后者的邊際消費(fèi)者剩余為vHL-vLL, 則大用戶的消費(fèi)者剩余總量可表示為 (32) 而基準(zhǔn)情形III下, 偏好低發(fā)電成本電量的大用戶同樣不享受消費(fèi)者剩余, 僅偏好高發(fā)電成本電量的大用戶擁有消費(fèi)者剩余, 且其邊際消費(fèi)者剩余可表示為vHH-vLH. 這樣, 大用戶總的消費(fèi)者剩余為 (33) 當(dāng)發(fā)電商實(shí)施概率發(fā)電時(shí), 偏好低發(fā)電成本電量的大用戶仍然無法擁有任何消費(fèi)者剩余, 但是對(duì)偏好高發(fā)電成本電量的大用戶而言, 其存在消費(fèi)者剩余. 相應(yīng)地, 這時(shí)后者的邊際消費(fèi)者剩余為λ(vHH-vLH)+(1-λ)(vHL-vLL), 由此大用戶的消費(fèi)者剩余總量可表示為 (34) 不難看出, 由于基準(zhǔn)情形II中低發(fā)電成本電量的均衡成本水平低于概率發(fā)電下的最優(yōu)值, 所以相比基準(zhǔn)情形II而言, 概率發(fā)電時(shí)大用戶的消費(fèi)者剩余總量更大. 但是基準(zhǔn)情形III下總的消費(fèi)者剩余又顯然比概率發(fā)電時(shí)的還要大, 即為此三者中的最大值. (35) 概率發(fā)電就是發(fā)電商的最優(yōu)策略選擇, 相關(guān)結(jié)論如表3所示. 在這種情況下, 發(fā)電商為了實(shí)現(xiàn)概率發(fā)電, 會(huì)保留部分高成本發(fā)電容量, 并將其和一定的低成本發(fā)電容量混合構(gòu)成概率性電量供給. 具體概述如下: 表3 不確定性市場(chǎng)需求下的發(fā)電成本內(nèi)生選擇及銷售利潤(rùn) 證明以下沿用推論1中給出的分析邏輯. 當(dāng)采用基準(zhǔn)情形I時(shí), 發(fā)電商僅以價(jià)格vHH對(duì)偏好高發(fā)電成本電量的大用戶提供服務(wù), 且其最優(yōu)成本水平和均衡銷售利潤(rùn)分別為 (36) 而在基準(zhǔn)情形II下, 發(fā)電商將會(huì)分別向偏好高、低發(fā)電成本電量的大用戶供給相應(yīng)的類型電量. 此時(shí), 發(fā)電商的均衡成本水平與最優(yōu)銷售利潤(rùn)可表示為 (37) 當(dāng)采用基準(zhǔn)情形III時(shí), 發(fā)電商對(duì)兩種電量偏好大用戶都提供高發(fā)電成本電量, 并把低發(fā)電成本電量?jī)H被銷售給偏好低發(fā)電成本電量的大用戶, 則計(jì)算可得最優(yōu)成本水平和均衡銷售利潤(rùn)為 (38) 如前所述, 給定偏好低發(fā)電成本電量的大用戶需求qL, 以下進(jìn)一步分解市場(chǎng)需求不確定性, 分別考慮高發(fā)電成本電量的需求規(guī)模qH的兩種實(shí)現(xiàn)情形: (39) (40) (41) (42) 分別求解它對(duì)χH和χL的一階偏導(dǎo)數(shù)并令其等于零, 解之可得 (43) (44) 可以看出, 這如同推論1和推論2所述, 偏好低發(fā)電成本電量的大用戶對(duì)發(fā)電成本的估價(jià)需要高于概率發(fā)電以最優(yōu)策略選擇的身份出現(xiàn)時(shí)的某一臨界值. 不過值得注意的是, 在γ=1的特定條件下, 命題5與推論1和推論2中的相關(guān)結(jié)論理所當(dāng)然地合二為一. 由于計(jì)算和證明過程都比較復(fù)雜, 很難直接利用模型對(duì)所提出的5種發(fā)電情形下的發(fā)電商電量供給均衡與大用戶消費(fèi)者剩余水平進(jìn)行比較, 為更形象地描述概率發(fā)電對(duì)發(fā)電商最優(yōu)策略選擇的影響程度, 本部分設(shè)計(jì)一個(gè)算例對(duì)結(jié)果進(jìn)行數(shù)值模擬. 在模型構(gòu)建的基本假設(shè)與符號(hào)說明下, 當(dāng)發(fā)電成本外生選擇時(shí), 表4列出了筆者給定的發(fā)電成本、需求規(guī)模與發(fā)電容量以及大用戶的顧客感知價(jià)值三方面的經(jīng)濟(jì)技術(shù)參數(shù), 而其它參數(shù)定義如前. 其中, 對(duì)單位變動(dòng)發(fā)電成本ci(i=H,L)的確定, 綜合考慮低碳經(jīng)濟(jì)下火力發(fā)電投資內(nèi)部成本、輔助服務(wù)成本和環(huán)境效益等各方面因素, 選取部分統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的中、下兩檔成本水平作為研究對(duì)象[39]. 而發(fā)電商的邊際附加交易成本t約為高成本發(fā)電時(shí)變動(dòng)發(fā)電成本的8%~12%; 此外, 需求規(guī)模與發(fā)電容量主要參見常規(guī)的日前電力市場(chǎng)每個(gè)交易時(shí)段的負(fù)荷供需情況, 不同的是本文考慮只有一個(gè)發(fā)電商的完全壟斷情形. 最后, 電力大用戶的顧客感知價(jià)值是主觀的、個(gè)性化的, 因其不同感受而有不同的判斷, 在此暫定為在對(duì)應(yīng)類型電量總發(fā)電成本的1.5倍~2.5倍范圍內(nèi)取值, 而Δv可相應(yīng)計(jì)算得到[40]. 表4 發(fā)電商發(fā)電決策的經(jīng)濟(jì)技術(shù)參數(shù) 在上述算例情景的某一交易時(shí)段, 將相關(guān)參數(shù)取值依次代入式(2)~式(10), 即可得到發(fā)電商在不同基準(zhǔn)和概率發(fā)電情形下的電量?jī)r(jià)格與銷售利潤(rùn). 考慮到該發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)存在過剩的高成本發(fā)電容量, 為了驗(yàn)證此時(shí)發(fā)電商實(shí)施概率發(fā)電對(duì)其是有利可圖的, 分別求解發(fā)電商的最優(yōu)售電價(jià)格(含高、低發(fā)電成本電量和概率發(fā)電量)、低成本發(fā)電容量概率性供給量、高成本發(fā)電概率水平以及均衡的銷售利潤(rùn), 并對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較分析. 首先, 與基準(zhǔn)情形I和基準(zhǔn)情形II相比, 引入概率發(fā)電都會(huì)降低高發(fā)電成本電量的銷售價(jià)格. 如表5中第一行的最右兩列與最左兩列數(shù)據(jù)所示, 其中基準(zhǔn)情形I下的電量?jī)r(jià)格1元·kW-1高于基準(zhǔn)情形II下的0.8元·kW-1, 而兩種概率發(fā)電形式下的售價(jià)0.794元·kW-1和0.78元·kW-1都低于基準(zhǔn)情形II下的銷售價(jià)格. 究其原因在于, 在概率性電量供給下, 發(fā)電商選擇高成本發(fā)電的概率水平隱式控制上述侵蝕效應(yīng)的影響程度. 直觀表現(xiàn)為: 三成本層次概率發(fā)電下的λ*=0.4較大, 這時(shí)概率性電量供給相對(duì)更接近替代高發(fā)電成本電量, 因此品牌替換更嚴(yán)重; 而雙成本層次概率發(fā)電下的λ*=0.111較小, 則大部分的低發(fā)電成本電量就得以概率性電量供給的形式提供給偏好低發(fā)電成本電量的大用戶. 與此同時(shí), 為概率發(fā)電支付的附加交易成本削弱了發(fā)電商的銷售利潤(rùn), 所以該參數(shù)取值大小將決定哪種概率發(fā)電形式會(huì)被最終采用. 相對(duì)式(17)給出的臨界值, 當(dāng)t=0.04元·kW-1, 即取值較大時(shí), 由其造成發(fā)電商對(duì)削減銷售利潤(rùn)的顧慮變得顯著. 因此, 為了減小侵蝕效應(yīng), 發(fā)電商并不會(huì)用盡所有低發(fā)電成本電量來構(gòu)成概率發(fā)電量, 而是對(duì)其保留270.557MW單獨(dú)提供給偏好低發(fā)電成本電量的大用戶, 即實(shí)施三成本層次的概率發(fā)電形式. 這可從表5中最后一行的最右兩列數(shù)據(jù)看出, 即雙成本層次概率發(fā)電下的銷售利潤(rùn)142.489千元小于三成本層次概率發(fā)電下的銷售利潤(rùn)150千元. 表5 發(fā)電成本外生選擇模型的最優(yōu)策略選擇 以上為發(fā)電商成本外生選擇下的均衡策略選擇及最優(yōu)性分析, 接下來驗(yàn)證當(dāng)發(fā)電成本內(nèi)生選擇時(shí), 與發(fā)電模型構(gòu)建、均衡求解以及發(fā)電情形對(duì)比相關(guān)的研究結(jié)論. 在表4所列的經(jīng)濟(jì)技術(shù)參數(shù)基礎(chǔ)上, 給定κH=1.1、κL=0.9以及α=1.5kW·元-1, 將其代入命題2和命題3, 可得不同發(fā)電情形下發(fā)電成本內(nèi)生選擇模型的均衡解與大用戶的消費(fèi)者剩余. 其次, 對(duì)比基準(zhǔn)情形III和雙成本層次概率發(fā)電的均衡解, 可得后者的銷售利潤(rùn)154.273千元更大, 這表明概率發(fā)電是發(fā)電商的最優(yōu)策略選擇. 此外, 實(shí)施概率發(fā)電后, 發(fā)電商在增大對(duì)高發(fā)電成本電量的均衡成本水平及其最優(yōu)銷售價(jià)格的同時(shí), 減小低發(fā)電成本電量的均衡成本水平. 如表6中最右兩列的前三行數(shù)據(jù)所示, 其中基準(zhǔn)情形III下高發(fā)電成本電量的成本水平0.6元·kW-1及其銷售價(jià)格0.54元·kW-1分別小于雙成本層次概率發(fā)電下的對(duì)應(yīng)值0.699元·kW-1、0.907元·kW-1, 而雙成本層次概率發(fā)電下發(fā)電商對(duì)低發(fā)電成本電量的最優(yōu)成本水平選擇0.526元·kW-1低于基準(zhǔn)情形III下的成本水平選擇0.6元·kW-1. 最后, 就發(fā)電成本內(nèi)生選擇下的大用戶消費(fèi)者剩余而言, 其中偏好低發(fā)電成本電量的大用戶始終不享受消費(fèi)者剩余. 如前所述, 與基準(zhǔn)情形II中提供“強(qiáng)”差異化的發(fā)電量相比, 雙成本層次概率發(fā)電下高發(fā)電成本電量的成本水平降低了, 而低發(fā)電成本電量的成本水平提高了. 這使得當(dāng)發(fā)電商采用概率發(fā)電時(shí), 偏好高發(fā)電成本電量的大用戶從中獲得的消費(fèi)者剩余增加, 這與表6最后一行中23.561千元大于20.667千元相一致; 但是, 相比于基準(zhǔn)情形III中采用“強(qiáng)”差異化發(fā)電策略, 發(fā)電商的成本水平選擇與實(shí)施概率發(fā)電都有利于其從偏好高發(fā)電成本電量的大用戶中掠取更多的消費(fèi)者剩余, 以致雙成本層次概率發(fā)電下的大用戶消費(fèi)者剩余不升反降, 進(jìn)而表現(xiàn)為23.561千元介于最大值24千元和最小值20.667千元之間. 表6 發(fā)電成本內(nèi)生選擇模型的均衡解與大用戶的消費(fèi)者剩余 表7 拓展模型的發(fā)電成本內(nèi)生選擇及其銷售利潤(rùn) 市場(chǎng)化電價(jià)機(jī)制是調(diào)控發(fā)電商低碳發(fā)電尤其高發(fā)電成本發(fā)電機(jī)會(huì)與供給效能不足的關(guān)鍵, 基于此本文考慮獨(dú)立發(fā)電商引入低碳技術(shù)后, 普遍存在的發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)及其顯著的大用戶電量偏好差異, 提出概率性電量供給以及與之對(duì)應(yīng)的概率發(fā)電. 先后考察了發(fā)電成本內(nèi)、外生選擇下的概率發(fā)電模型, 求解發(fā)電商的電量供給均衡并分析概率發(fā)電策略的最優(yōu)性. 最后, 將模型拓展到分解市場(chǎng)需求不確定性的概率發(fā)電模型. 差異化定價(jià)是本文一個(gè)重要的研究新維度, 因?yàn)樵诘吞辑h(huán)境下若干市場(chǎng)中發(fā)電成本垂直差異概念是合理且真實(shí)存在的. 此外, 在水平電力市場(chǎng)發(fā)電商通常可以借助概率性電量供給獲得更高的售電電價(jià). 與此相反, 在發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)中, 發(fā)電商卻要面臨品牌替換帶來的價(jià)格下降. 這使得在后一種電力市場(chǎng)是否會(huì)出現(xiàn)概率發(fā)電存在疑問, 然而, 本文首先就給出概率發(fā)電在發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)中確實(shí)有必要存在的證明, 且可以作為一種有利可圖的發(fā)電容量過剩的解決方法. 研究結(jié)果還表明, 增加發(fā)電商的附加交易成本會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品線策略由雙成本層次的概率發(fā)電變?yōu)槿杀緦哟蔚母怕拾l(fā)電. 其次, 分析發(fā)電商的成本水平內(nèi)生決策過程. 一個(gè)有趣的結(jié)論是, 即使在發(fā)電商有自由選擇發(fā)電成本水平權(quán)力下概率發(fā)電也是可行的. 原以為可以確切地推測(cè)出, 合適的產(chǎn)品線設(shè)計(jì)可以消除對(duì)概率發(fā)電的需要. 但是, 事實(shí)并非如此: 如果偏好低發(fā)電成本電量的大用戶對(duì)單位發(fā)電成本有相當(dāng)高的估價(jià), 概率發(fā)電也會(huì)出現(xiàn), 即使發(fā)電商擁有選擇成本水平的自由. 另外, 當(dāng)發(fā)電商采用“強(qiáng)”差異化發(fā)電策略時(shí), 引入概率發(fā)電對(duì)其成本選擇的影響是促進(jìn)成本水平相互更接近, 盡管這時(shí)概率發(fā)電量是一種折中的、概率性電量供給. 這也與直覺上期望在高、低發(fā)電成本的兩種極端電量之間產(chǎn)生更大的成本分離不一致. 在此情形下, 概率發(fā)電可以提高大用戶的消費(fèi)者剩余, 即使偏好高發(fā)電成本電量的大用戶轉(zhuǎn)為購(gòu)買低發(fā)電成本電量. 與之相反, 當(dāng)發(fā)電商采用“弱”差異化發(fā)電策略時(shí), 引入概率發(fā)電會(huì)使得產(chǎn)品線上成本水平向外遠(yuǎn)離, 以達(dá)到利用差異化獲益的目的. 同時(shí), 成本區(qū)分和利用概率性電量供給的能力為發(fā)電商提供多種工具, 以掠取更大的大用戶消費(fèi)者剩余. 因此, 概率發(fā)電降低了這時(shí)的大用戶消費(fèi)者剩余. 總的來說, 關(guān)于大用戶消費(fèi)者剩余的結(jié)果仿效了Jiang[41]的研究結(jié)論——水平市場(chǎng)上的福利不見得總是在改進(jìn). 最后, 討論在面臨不確定性市場(chǎng)需求情況下發(fā)電商是否會(huì)采用概率發(fā)電. 其中, 筆者論證當(dāng)偏好低發(fā)電成本電量的大用戶對(duì)發(fā)電成本的估價(jià)相對(duì)足夠高時(shí), 概率發(fā)電可以繼續(xù)增加發(fā)電商的銷售利潤(rùn). 基于此, 概率發(fā)電可以以一種管理不利需求狀況工具的身份出現(xiàn). 誠(chéng)然, 作為初步的研究工作, 本文并非不存在研究局限與不足. 比如, 全篇明確集中在分析發(fā)電成本垂直差異背景下的概率發(fā)電策略并證明其可行性, 以至于忽略了某些值得進(jìn)一步關(guān)注的研究維度與細(xì)節(jié). 究其根本原因, 主要在于受客觀研究的水平與難度所限. 第一, 盡管本文暫時(shí)不考慮概率發(fā)電下低碳技術(shù)的減排效果, 但這并不意味著該因素對(duì)發(fā)電商或大用戶的決策不重要, 而是由于這樣做可能會(huì)卷入十分復(fù)雜的分析, 很難找到雙方互動(dòng)的理性均衡策略; 第二, 即使在給定概率發(fā)電的可行性條件下, 壟斷發(fā)電商還是有可能實(shí)施不同成本層次的概率發(fā)電策略, 這樣大用戶獲得高發(fā)電成本電量的概率水平也就會(huì)不同. 然而, 確定上述概率發(fā)電的不同成本層次和對(duì)應(yīng)的概率并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的工作, 所以超出了當(dāng)前的研究范圍; 第三, 不同電量偏好大用戶的支付意愿在時(shí)間上的變化(可參見相關(guān)文獻(xiàn), 例如文獻(xiàn)[42])以及檢驗(yàn)發(fā)電成本垂直差異電力市場(chǎng)上縱、橫向競(jìng)爭(zhēng)對(duì)發(fā)電商概率發(fā)電及其最優(yōu)策略選擇的影響等, 都同樣是值得筆者連同其他學(xué)者今后進(jìn)行更深入研究的問題.3.2 最優(yōu)性分析
4 發(fā)電成本內(nèi)生選擇模型
4.1 模型構(gòu)建與求解
4.2 發(fā)電情形對(duì)比
4.3 對(duì)大用戶消費(fèi)者剩余的討論
5 模型拓展研究
6 數(shù)值模擬
7 結(jié)束語(yǔ)