基于利益相关者博弈关系的可再生能源发电激励机制研究

It is an important guarantee to realize energy supply safety and energy production environmental ecological safety by developing renewable energy in a large scale. The great development of renewable energy needs a big change of China’s power operational system. However, the vested interests, path dependence, and lock-in effect still control strictly the current power system in China. In order to break the control from the vested interests, it is necessary to study the decision behaviors of stakeholders related with renewable energy and the game relationship across interest groups based on decision theory and game theory. And then, the incentive mechanisms for promoting renewable energy should be built. This application will study the mechanism reforms of power dispatch, pricing, and financial & tax for promoting renewable energy considering the benefit equilibrium across government, grid companies, renewable energy generators, thermal power generators, and consumers based on the static and dynamic game theory under incomplete information respectively. The key issues in this study are a game function building with considering the physical constraints of power networks, the endogenous formation of various weights on investment increase, tax growth, and environmental improvement in a government utility function, and so on. Furthermore, it will be considered that the impact of reciprocity and fairness preference on the game relationship building across stakeholders related with renewable energy development.

大力发展可再生能源是中国实现能源供应安全和能源生产环境生态安全的重要保障。可再生能源发电的大规模增长，需要电力系统管理运行制度发生重大改变，而既得利益者、路径依赖、锁定效应却对当今能源系统具有很强控制力。为打破既得利益者对能源系统的控制，需要基于决策科学理论和博弈理论对影响可再生能源发电的相关利益主体的决策行为及其之间的博弈关系进行分析，在此基础上构建促进可再生能源发电的激励机制。本课题分别基于不完全信息静态博弈和不完全信息动态博弈方法研究政府、电网、可再生能源发电企业、火电企业及消费者利益均衡情景下促进可再生能源发展的电力调度机制、电价机制、财税机制改革研究。研究中的关键问题是考虑电力网络系统物理约束的博弈模型的刻画，政府效用函数中对投资增长、税收增加和环境改善的内生性权重的设定等问题。课题研究中还将考虑互惠性与公平心理偏好对可再生能源发电激励机制博弈关系建立的影响。

可再生能源发展进程中面临着来自传统化石能源企业和原有能源系统管理体制的重重阻碍，实现可再生能源对传统化石能源的替代是一个系统性问题，其中，如何解决利害关系者利益平衡问题是关键。本项目主要研究了以下五个主要问题：第一，可再生能源优先调度对电力系统经济成本和污染排放的影响；第二，基于博弈模型的促进可再生能源发电电价机制优化问题；第三，分析了电力市场财税机制改革对可再生能源发电的影响；第四，不同的市场结构对可再生能源发电的影响，分析了垂直一体化市场模式对可再生能源发电的影响，竞价上网市场机制对可再生能源发电的影响。研究得到的主要结论是：第一，市场机制有利于促进风电机组上网电量及发电比例的增加，有效减小风电弃风量及弃风比例，社会福利的水平也能获得较大程度的提高。第二，风电优先调度有利于降低电力系统的能源强度，减少排放和降低系统运行成本。第三，减少燃煤发电机组的启停成本和深度调峰产生的投油成本的快速增加，是目前的发电结构下进一步扩大可再生能源发电比例所要解决的主要问题之一。第四，引入溢价机制的可再生能源定价机制改革以及碳税的实施，对促进可再生能源发展具有重要意义。第五，在垂直一体化的垄断情形下，可再生能源的发电比例最低；在完全竞争和垄断竞争的情形下，可再生能源发电量都可以达到最大。