【精彩论文】电力需求侧管理政策激励过程的动态演化博弈分析

Original 中国电力中国电力 2023-12-18

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宋宗耘

电力规划设计总院

引文信息

宋宗耘, 张健, 郑泽东, 等. 电力需求侧管理政策激励过程的动态演化博弈分析[J]. 中国电力, 2019, 52(10): 54-64.

SONG Zongyun, ZHANG Jian, ZHENG Zedong, et al. Power demand side management policy incentive process dynamic evolutionary game analysis[J]. Electric Power, 2019, 52(10): 54-64.

研究背景

电力需求侧管理（power demand side management, DSM）项目能够保证资源合理开发和有效利用，促进能源与经济、能源与环境的协调发展。2012-2018年国家电网公司、南方电网公司均完成电力需求侧管理目标任务，共节约电量1014.4亿千瓦时，节约电力2423万千瓦，电力需求侧管理工作取得巨大成效。但在当前电力市场环境下，电网公司的售电业务尚未完全剥离，DSM项目实施过程中项目成本与项目收益具有严重的“不同一性”，即电网公司投入资金，而项目收益却主要发生在其他主体上，导致电网公司售电量减少，直接影响售电收益，抑制电网公司建设DSM项目的积极性。同时，电力需求侧管理体系中的政府、电网企业、电力用户3方主体利益出发点不同，必然会存在激烈的博弈。

论文所解决的问题及意义

为了确切地分析电力需求侧管理体系各主体之间博弈行为，本文采用动态演化博弈模型，模拟政府-电网企业、政府-电力用户政策激励过程中各方博弈行为，充分考虑各主体在经济、社会、环境等方面的得失，并构建博弈支付矩阵，测算最优博弈策略组合及系统动态演化路径，剖析影响博弈主体策略选择的主要因素及作用机理，将政策激励措施与目标约束相结合，分别设置针对电网企业和电力用户的政策激励措施，为政府电力需求侧管理政策激励机制的设计提供参考。

论文重点内容

（1）本文构建了电力需求侧管理政策激励机制基本框架，如图1所示。政府是社会利益的维护者，也是电力需求侧管理激励政策的供体,在电力需求侧管理计划制定和实施中起到主导作用。电网企业和电力用户是DSM项目能够有效实施的主要主体，只有保证这2个主体的利益不减，DSM工作才能顺利开展。

图1 电力需求侧管理政策激励机制基本框架

（2）政府、电网、用户博弈行为分析

1）政府-电网企业的博弈

政府是DSM工作的推动者和监管主体，对电网企业实施DSM项目进行统领、指导、引导和调节，并在政策法规上对电网企业给予支持，目的是为了实现节约能耗、降低污染物排放等社会效益；电网企业是DSM项目实施者，既要承担DSM项目建设、改造的重任，又要保证企业效益不下降。正是因为政府和电网企业在DSM工作推动过程中利益出发点不同，必然会存在激烈的博弈，双方都会根据对方的行为调整博弈策略，在重复博弈过程中使双方效用最大化，实现纳什均衡。

2）政府-电力用户的博弈

电力用户接受DSM服务，推动DSM项目走向市场，促进DSM工作的落地，也会在DSM服务的使用中获得电费节约、便捷和清洁用电等综合效益。政府和电力用户在DSM过程中追求的目标不同，2者之间也会存在激烈的博弈。实施DSM项目的最佳策略，必然是政府和电力用户多次博弈和理性选择的结果。

（3）DSM政策激励过程动态演化博弈分析

分别测算政府与电网企业、政府与电力用户在各种策略组合下的收益，构建政府—电网企业博弈支付矩阵和政府—电力用户博弈支付矩阵。基于演化稳定策略，各主体会通过学习、调整等让自己的决策逐渐趋向于最优稳定策略，在这个过程中，各主体策略选择的概率会发生变化，需构建复制动态方程表示动态博弈路径，最后采用雅各布矩阵分析博弈系统的稳定性，得到各博弈系统的均衡点。均衡点即为博弈系统的最佳博弈策略组合。

（4）DSM政策激励机制优化设计

DSM政策激励机制是一个联动、闭环的系统，本文采用齿轮模型描述电力需求侧管理政策激励机制，如图2所示。

图2 DSM政策动态激励机制

图2中，政府政策激励属于主动力，通过采取资金扶持、财政优惠或经济奖励、合理收益空间、设置义务指标、设置DSM证书、智能需求响应、加大负荷和能效管理技术扶持等激励措施提高电网企业实施DSM项目的主观能动性。同时，政府从财政优惠、完善电价机制、提高用电享受等方面设置政策激励措施，鼓励电力用户接受使用DSM服务。

研究结论

政府政策激励属于主动力，在政府、电网企业和电力用户的协同作用下，从监管、计划、建设、实施、推广、使用等全过程闭环管理，DSM实现高效运作，充分发挥DSM潜力，带来社会和环境效益、用户效益和系统效益，从而更加促进电网企业和电力用户对DSM的支持。

主要作者介绍

第一作者：宋宗耘，女，博士后，从事电力需求侧管理、电价研究。

E-mail: songzongyun@126.com。

第二作者：张健，男，教授级高级工程工程师，从事技术经济、电力市场、电力工程造价管理研究。

E-mail: jianzhang@eppei.com。

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