第 34卷第 9期
2014年 9月
系统工程理论与实践
Systems Engineering Theory ＆ Practice
Vo1．34．NO．9
Sept．，2014
文章编号：1000 6788(2014)09—2220—08 中图分类号：F830．59 文献标志码：A
考虑价格限制与差价合约的发电容量投资分析
张新华，叶 泽
(长沙理工大学 经济与管理学院，长沙410114)
摘 要 论文针对差价合约电力市场，在考虑价格上下限条件下构建期权博弈模型，探讨寡头发电
商的容量投资策略；然后运用数值仿真方法，考察不同差价合约和价格上限条件下的发电容量投资
阈值和最优容量选择，并在此基础上，基于发电机组负荷率和电力市场勒拉指数讨论有效差价合约．
研究表明：1)差价合约电量比重较少时，差价合约电价对投资策略几乎没影响，而差价合约电价较
高时，随差价合约电量比重的递增，投资阈值和最优容量会出现跳跃式下降；2)存在 “既能保障有
效的电力供给，又能确保实现较高市场效率”的有效差价合约．
关键词 差价合约；价格上限；容量投资；期权博弈；电力市场
Study on power generation capacity investm ent with price lim it
and contracts for di rences
ZHANG Xin—hua．YE Ze
(School of Economics and Management，Changsha University of Science and Technology，Changsha 410114，China)
Abstract With price limit and contracts for difference(CFD)，this paper presents an oligopoly capacity
investment model to explore power producers’investment strategy．、ve simulate the model and investigate
the investment threshold and optimal capacity choice under different CFDs and price cap conditionsj and
effective CFD is discussed with the criterion of power unit 1oad ratio and Lerner index．The analysis result
indicates，1)the impact of CFD price to investment strategy is little when the proportion of power in
CFD is small，but the investment threshold and optimal capacity will jump downward with CFD power
increasing when CFD price is higher．21 There is an effective CFD in some power market which ensures
adequate power supply and higher market efficiency．
Keywords contracts for difference(CFD)；price cap；capacity investment；option game；power market
1 引言
1997年以前，我国一直处于电力短缺状态中，发电商的容量投资严格地按国家的有关计划执行，因此发
电企业几乎不存在投资决策问题．1997年至2002年，随着电力产业市场化改革的深入，我国出现了电力富裕
与短缺并存的局面，容量投资问题开始被发电企业所重视，尤其是 2002年末我国实施 “厂网分开”改革以来，
为获取市场势力，各发电企业集团在全国范围内 “跑马圈地”，以前所未有的规模新建大量发电机组：2002年
底我国总的装机容量约 3．57亿千瓦，而 2011年底全国总装机容量约为 10．5亿千瓦，年均增速约为 12．73％．
随着发电机组容量的迅猛增加，我国电力供给得到了保障，但却给发电企业，尤其是火力发电企业 (机组容量
占70％以上)带来了机组负荷率低 (部分机组年运行时间不到 3000小时)，经营成本递增等困境，出现了火
力发电机组 “越发越亏”的局面，导致这种现状的原因虽然是多方面的，但一般认为近几年盲目的发电容量
投资是主要原因之一．与前几年的扩张性投资策略不一样，目前几乎所有的火力发电集团都采取收缩性策略，
主要表现为不再投资新建发电机组、出售部分现有发电机组等，若有关规制部门不能有效改变这种局面的话，
可以预计在不久的将来可能又会出现电力短缺的状况．这种电力供给过剩与电力短缺交替出现的现象，与电
收稿日期：2012—12—17
资助项目：国家自然科学基金 (71271033，70971012)；教育部新世纪优秀人才支持计划 (NCET一11—0978)；湖南省高校创新平台
开放基金 (13K057)
作者简介：张新华 (1973一)，男，汉，湖南双峰人，教授，博士，研究方向：能源经济管理，E—mail：xyu7302@163．corn．
第 9期 张新华，等：考虑价格限制与差价合约的发电容量投资分析 2221
力产业的技术经济特征是相适应的，但作为基础产业，发电容量投资不足导致的电力供给短缺，无疑将带来
巨大的经济与社会损失，而发电容量投资过剩也将因其资产的闲置而导致巨额的经济损失．因此，对寡头发
电企业而言，选择合适的容量投资策略 (投资时点与投资容量大小选择)，以确保企业的投资利益最大化是非
常现实的问题；而电力规制部门则需要在发电容量投资不足与投资过剩之间权衡，选择最优的上网电价或容
量投资政策，以确保稳定可靠的电力供给．
文 [1]对近年有关容量投资的文献做了整理，大体可以分为以下三类：一是基于数学规划方法，将投资问
题看成一个优化问题求解，如文 [2】j该类方法的核心思想是投资净现值大于零，即NPV>0，但文 『3]认为
基于NPV>0原理得到的投资决策不是最优的；二是运用实物期权方法，将容量投资决策看作一种美国式
期权，在投资 “等待”与立即 “投资”之间做选择，如文 [4 7]，该类研究得到的结论相对于 NPV>0方法更
具有说服力；第三类文献运用期权博弈方法来研究投资策略，相对于实物期权文献而言，其最大的特点是运
用博弈论方法刻画投资者之间的竞争对投资策略的影响．文 [8]在文 [1]的基础上，针对市场化环境下价格上
限对电力竞价市场的影响，综合运用文 [9 11]的研究方法，构建寡头发电商容量投资期权博弈模型，在对模
型数值分析基础上，从规制政策角度考察了最优价格上限、最优发电商数量等问题，得到的结论与部分竞争
性电力市场实践 (如美国加州电力市场)较为吻合．然而，我国目前的电力产业并不完全是竞争性的：发电企
业在一定程度内通过竞争获取上网电量 (将电量卖出去)，但大部分电量则按照有关规制部门制定的计划 (电
量和价格)卖给电网公司，因此发电公司的赢利不但受电力需求大小、竞争对手行为等的影响，更受计划性合
约的制约．这种影响在短期内体现为发电公司利润的多寡，而在长期则影响其容量投资策略，因此以竞争性
市场为基础的发电容量投资分析 (如文 [8])文献，显然不能解释我国电力产业容量投资的问题．
针对目前我国电力产业的上述实际情况，在文 『81的基础上，本文在充分考察价格上下限、差价合约电量
及其合约电价对寡头发电商短期利润的影响基础上，构建同时考虑价格上下限与差价合约的寡头发电容量投
资模型，在数值仿真分析基础上，重点考察价格上限与差价合约 (合约电量及其价格)对投资阈值与最优容量
的影响，并从发电机组负荷率和勒拉指数两方面考察最优的投资政策，分析结果表明：1)合约电量比重较少
时，合约电价对发电商投资策略几乎没影响；而差价合约电价较高时，随差价合约电量比重的递增，投资阈值
和最优投资容量会出现跳跃式下降；2)若给定标准的发电机组负荷率和电力市场勒拉指数值，则可找到 “既
能保障有效的电力供给，又能确保实现较高市场效率”的有效差价合约．
2 模型
一 般认为影响电力需求的因素很多，因此电力需求函数很难真实地刻画出来，但对英国电力市场实证I生
分析表明[5】．如下的线性函数可在一定程度内模拟真实的电力需求情况 [9】：
p(t)=o(t)一∈·Q(t) (1)
其中，p(t)为销售电价，∈>0为需求参数，Q(t)为总的电力需求量， ( )为除销售电价以外其它因素对电力
需求的影响参数，也表示电力需求为零时的销售电价，且满足：
dO=wOdt+aOdz (2)
式中，u， >0，dz为标准维纳过程．
2．1考虑容量约束与价格上下限的寡头电量市场均衡分析
假设发电商 i(i=1，2，⋯，n)的发电成本函数 为其发电量的二次函数 [1Jg】，即有：
c(qt)=OL +／3iqt+0．5"ytq (3)
上式中，Olt， ， >0为发电商 i的发电成本参数，qt为发电商 i的发电量．
目前我国发电商的电量上网 (将电力卖给电网公司)途径主要有以下两种：一是由政府主导发电商和电
网公司签订供电合同，该合同严格地规定了发电商的上网电量及对应的上网电价，其上网电量大小主要基于
对未来电力需求预测和该发电机组占市场总机组容量比重等来确定，而上网电价则由“标杆电价”来确定，该
部分电量占发电商上网电量比重较大，一般占80％以上；二是发电商和电网公司按照市场交易原则进行电力
买卖，该部分电量占的比重相对较少．上述两部分上网电量中，前者在一定程度内体现了政府意志且带有 “计
划”性，而后者则具有 “市场 陛，即竞争性成交电量．简单地，本文将政府主导签订的供电合同称为 “差价合
约”，其对应的上网电量为差价合约电量，对应的电力价格则为差价合约电价．
2222 系 统 工 程 理 论 与 实 践 第 34卷
在差价合约市场下，发电商电量上网有两种处理方式，一种是合约电量直接上网，剩余电量则通过竞争
方式上网：另一种方式是全部电量通过竞争方式上网，但上网电量中的差价合约部分电量则按合约价格进行
结算；本文采用第二种方式．假定发电商通过报价获取上网电量，并进一步假定发电商 i的报价函数bi与其
边际成本函数的变化幅度一样 [1]．则有：
b。= +7iq (4)
其中， >0为发电商 i的报价策略参数，即理性的发电商通过调整 来调节自己的报价策略，以获得相对
较多的上网电量，从而赢得最大化的利润．记Pz为竞争性市场下发电商的电力供给价格，若暂不考虑发电容
量约束，在均衡点显然有 b =P2，其中 i=1，2，⋯ ，佗．对式 (4)求和加总，则有：
∑吼=pz∑ 1一∑ (5)
上式即为发电市场的电力供给函数，Pz即为电力供给价格．目前我国的实际销售电价是平均 (加权)上网电
价、输电费用和电网公司的合理利润之和．若合约电量比重为叼，合约电价为Pz，则有：
p(t)=(1+ )[7P]+(1—7)P2] (6)
其中，p(t)为销售电价，0< <1表示销售电价中输电成本、电网公司利润等在销售电价中的比重．由经济
学原理，在供需均衡点，有 Q=∑qi，由式 (1)(4)(5)(6)，则有：
1 I )一(1+k)Tpl+∑仁n 1。( 91 I
qi l 蒜 l’
目前我国强制地规定发电商的上网电量中须有一定比例的电量为可再生能源，不妨设 为上网电量中可
再生能源所占比重，P为购买单位可再生能源指标的费用 (考虑火力发电商)，则发电商的利润函数可表示为：
7r ( t)=(1一?7)P2q~+7Plqi— (吼)一￡p吼 (7)
将 qt代入上式，并求关于 的一阶条件，则可得到无发电容量约束条件下，寡头发电商 i的均衡发电
(上网)量 ：
i [ 一 基 s]．
其中：M=(1+ )(1一叩)+∈∑ 1 1，∑1=∑ 1 ，∑2= n：1且AIF／~，Ai1= 与 +(1+ )(1一
叩)+∈∑ J 17
，
，Am=(1一叩)[(1+ )(1一叼)+∈ n 匀 ]，Am=( 1一 一 p)[(1+ )(1一叩)+∈∑ J 】．
显然，寡头发电商的发电量须满足其容量约束，记 0 q。≤m{(m。为最大的发电量)，则发电商 i的均
衡发电量应满足：
f 0， if 0 1 { [ + Ai3]jif z( (8) 吼 1 l— 一十 J n 娩 n J
【?Tti， if( 2(mi)<0
其中， 1：(1+ )卯1+∈∑2一(M一∈∑1)Ai3／A~2，~i2(?Tti)=(1+k)Tpl+∈∑2+(M一∈∑1)(Ail"y~mi—
Ai3)／Ai2．若记销售电价下限 (price floor) 与销售电价上限(price cap) ，由式 (1)(6)，则有：
， -二
l if 0一 ：qi (0) (1+ )(1—7F+(1+k)Tpl I
{黑 一 )if(1螂 n <(1 _+(1 卯 l
三 一
l ， if 0一∈>：q ( ) (1+ )(1一叩) +(1+k)TPl L —
i= 1
(9)
显然，发电商的均衡发电量与竞争性成交电价函数是关于变量 0的分段函数，将其代入式 (7)可知，寡
头发电商的利润函数也是关于 0的分段函数，记为丌(
2．2 考虑寡头发电容量投资模型
由实物期权理论，发电商 i投资最大发电量为 m。机组的价值函数 满足下式 [8-。
。．5 。 2—O~
—
Vi (0 ,ra)+
—
ov
—
a( o,厂m一~)
一 r ( ，mi)+ ( ，m )：。，
第9期 张新华，等：考虑价格限制与差价合约的发电容量投资分析 2223
式中， 厂为无风险利率．求解上述偏微分方程，则有：
( ，Tni)=AJ(mi)O +A~(mi)O 。+ (0，m ) (10)
其中：A1，2=0．5一 ／ 土、／／ ／ 。一0．5)。+2r／a ，J=l，2，⋯， ， 表示仉( ，m )函数按0划分的子区间
数． (0，mi)表示发电商i在第J子区间上的价值函数．Ai(m )，A~(mi)为待求的函数，是最大发电量m
的函数． (0，?Tb≤)为区间J上的一个特解，且可表示为：
( ，m )=E I／7r ( ，mi)e-rtdtl (11)
将式 (11)代入式 (10)，可得到发电商 i的投资价值函数 的解析表达式．显然 是分段的，在分界点
价值函数 (0，mi)应该是连续与平滑的，若记分界点为 (i=1，2，⋯，n，J=1，2，⋯， )，则有：
f ( ，m )= ( ，mi)，
【ova( ，．~i)lOO=ova( ，m )／a ．
将式 (10)代入上式，并化简，则有：
“
【Aj+1(mi)=A~( 一 、
其中：△ = ( ，mi)一 (白，m )，△ =[a ／oo—a ／a 日： ．此外，当0=0时，显然有
(0，mt)=0；而当0一+∞ 时，有 ( ，m )= ，其中 表示 0被分界点 划分的最右边的区间 [8】|
由式 (10)，则有：
A =0，Af=0 (13)
运用式 (12)(13)，则可求得 A31(mi)， ( rnt)，从而得到式 (10)表示的分段 (连续且光滑)投资价值函数．
对发电商而言，其容量投资决策实际上是在 “投资”与 “等待”之间做选择．按照经典的实物期权分析方法，
基于古诺博弈思想，假定发电商 i是短视的，即发电商 i在做容量决策时，认为在时间出一 0内竞争对手不
会投资，则其 “等待”的价值 ( ，m )满足：
。．5 02 02Fi(O,mi)+
一 r ( ，m{)=。．
上式的解可表示为：
( ，m )=D (mi) ．
上式中，Di(mi)与 {(m )， (m )一样是mi的函数．在投资阈值点，需满足以下的价值匹配与光滑粘
贴条件：
f ( ，Trbi)= ( ，mi)一 (m )，
I ( ，m,)／oo=a ( ，mt)／ ．
上式中，i(mt)为发电商的投资额，是其最大发电量 mi的函数．化简上式，则有：
1【 ( ，mi)一1(mi)]=0 -ov(o ，m~)／oo．
将式 (10)代入上式，则有：
( 1一A2) (m ) +A1[ 一x(mt)】= (14)
上式即为发电商 i的投资阈值 0 与最优投资容量 Tn 的关系表达式．进一步地，对理性的发电容量投资商
而言，有：
a ( ，mi)／Omi=dI(m~)／dmi (15)
联立式 (14)(15)，则可得到发电商 i的投资阈值 0 与最优的投资容量 仇 ．显然，发电商的投资策略由
价格上下限、合约电量比重等政策性参数决定，因此考察相关政策性参数的选择，对发电容量投资市场的均
衡同样重要．
3 模型分析与数值仿真
不妨考虑以下的发电商投资函数
2224 系 统 工 程 理 论 与 实 践 第 34卷
I(mi)=bm；
上式中0<<≤1，b>0为参数．为直观地考察差价合约与价格上限对发电商容量投资策略的影响，简单地，
下文的数值分析中仅考虑寡头发电商完全相同的对和隋况，因此可忽略相关变量的下标．
3．1 对称情况下的寡头发电容量投资模型
吼 ：
q
一 叼J
if 一n∈q ≤(1+ )[(1一叩) +T／p1】
otherwise，
if 一n∈q ≥(1+k)[(1一叼) +叼p1】
由 算^，有：1一n∈ 1>0，k2／kl=一(1+ )( + 户)．当(1一卵) +卯1> +sp且(1一叩) +叩p1> + p
时 (由电力产业的基础性，加权上网电价须满足上述条件，否则发电商可能巨额亏损，从而导致电力短缺)，将
上述两式代入式 (11)，则寡头发电商的容量投资价值函数的特解，需考虑以下三种情况：
情况 1：当 盟
(0，m)=
H [ kxO+了k2]_0．5 l 厂一 r l I
H1m 一0．5"ym2一OL
[
时，有：
<
+
r一 2 一 2 。
n∈_rr +Ep
+ )(r— ) (1+k)r r
2klkeO
r —
+ 百-k2< Tm--k2
r I r 1 1
卜 0．5-ym一2+
【(1一叼) +叩p1一 一￡ m一0．52／m 一
其中：H1=(1一叼) + rjp1
情况 2：当 <
(0，m)=
其中：H2=
情况 3
( ，m)=
1／kl
r
一 一 ￡p，L1=(1+ )【(1一卵) +研p1]4-n∈m，L2
盟 盟 <-p时，有：
1一 " ’ 一
『klO H
1 l
H20
+了k2]
_r一 2 一 0-2
[
o．s
一 —
Hn
—
k2
～ 0．5
r — r
礼毫m 8+￡p
u) (1+k)r r
+ —
2 klk20
+等卜詈． r— r I r
} ．2klk20
二二_ 十
．
0．57m 2+
rn 一 一
r
【(1一叩) +77p1一 一￡p】m一0．57" 一
，风 = 一 ( +
当 < 盟 时
，
[ kl0+了k2]_l0_5
+印)，
有：
2
+
·L
if L2< 0< +o。
(1+ )[(1一叩) +?7p1]+n m
if 0< 0< --k2
1
if < 0 L3
1
， if L3< 0
f 1
if—m -
_
k2
< 0 L2
if Lz< 0< +。。
(18)
= + +￡P，L3= 鬻 ．
2kl 2
r —
羔 + 一 -o．5 r一2 一 2。 — r ⋯ r一2 一 2
凰[ + k2]-0．5 +
[(1一，厂7) + 1一 一￡p]m一0．5一y仃 。一
+
+
2 1k20
— —
r
r — U
嬲]
+一兰I一一，
r J ?’
]
<
ir鲁<
，
if L3<0 L4
r
ifL4<
i Tm-k2<
(
~
1
O
9
C
)
< <一 一
r●●●●●L 1●●●●●J
第 9期 张新华，等：考虑价格限制与差价合约的发电容量投资分析 2225
其中：珏；=(1一叩) + 1一 一cp，L4= } 丝．将式(17)(18)(19)代入式 (12)，则可得到
三种情况下寡头发电投资商的容量投资价值函数，然后代入式 (14)(15)，则可得到寡头发电投资的阈值与最
优投资容量．
3．2 对称情况下的寡头发电容量投资策略数值仿真
在下文的数值分析中，不妨取市场基本参数：_r=0．06， = 0．02，盯= 0．05 ∈= 0．02， = 0．O0， ：
2．O0，7= 0．025，b= 12，<= 0．85 IS-9J
，投资决策参数：佗=3， =0．10，印 =0．25．当 = +ep时，将上述有
关参数代入式 (14)(15)，则可得发电商的投资阈值 0 及其最优投资容量 m ，如图 1给出了不同差价合约下
发电商投资阈值及其最优容量随价格上限 (price cap)的变化．
价格上限 价格上限 价格上限 价格上限
图 1 不同差价合约下寡头发电商的投资阈值与最优容量随价格上限变化曲线
图 1中的 3个子图 (投资阈值与投资容量)从左到右依次表示 Pl：2．50，3．50，5．O0三种情况，每一子
图中的四条曲线从上至下依次表示 叩=0．O0，0．15，0．50，0．85四种情况．从图中可看出：1)相对于完全竞争
(叩=0)的电力市场而言，差价合约可降低发电商的投资阈值，但同时减少了发电商的最优容量投资；2)当合
约电量比重较低 (如 叩=0．15)时，差价合约电价 P1对发电商的投资策略影响很少，而当差价合约电量比重
很大 (如 =0．85)时，差价合约电价对投资策略的影响则非常显著，该结果是直观的；3)当合约电量比重和
合约电价足够高 (如 叩=0．85，P1=5．0)时，可能会出现 “投资阈值下降，而投资容量上升”的现象．
3．3 基于数值仿真的有效差价合约的讨论
不妨定义 r=q ／m 为发电机组的负荷率．由电力系统运行的安全性要求，发电机组的负荷率不能超过
其安全运行的标准值，另一方面，从发电机组的经济运行角度来看，机组的负荷率也不宜过低，过低的机组负
荷率意味着大量发电机组的闲置，从而导致发电资源的浪费．
同样定义 LI=(Pt—MC)／pt为电力市场的勒拉指数，其中 Pt=卯1+(1一叩)p2为发电商的加权上网
电价，而 MC= +ep+7q则为发电商的发电边际成本．勒拉指数是一种测度市场垄断程度的方法：该指数
为零时则表明市场不存在垄断，该指数越大市场垄断l生越强．直观地看，勒拉指数刻画了市场价格背离边际
成本的程度．从经济学原理来看，勒拉指数等于零 (即P=MC)时，场效率最高；但对电力产业而言，因其巨
大的容量投资，基于勒拉指数等于零的定价，无疑将导致发电企业的亏损；但过度的垄断将损失市场效率，因
此对电力产业而言，选择适度的、“既能避免发电企业的亏损，也可实现较高市场效率”的勒拉指数是必需的．
图 2考察了图 1中几种情况 (卵=0．O0，0．15，0．50，0．85)的发电机组负荷率及其投资时点对应的勒拉
指数随价格上限的变化情况，从图中可看出，当价格上限较高时 (如价格上限大于 5o)，价格上限对机组负荷
率、勒拉指数的影响不显著．进一步地，若标准的发电机组负荷率 7． ∈[0．50，0．801且标准勒拉指数 LI ∈
[0．15，0．25]，则从图 2可看出，仅情况 叩=0．85，P1=3．50满足上述条件 (严格地说与价格上限有关)；但当
叩=0．50时，显然存在 Pl∈(3．50，5．00)也满足上述条件；而卵=0．00，0．15情况下，则不能找到满足上述条
件的P1∈(2．50，5．O0)值．因此，给定合适的 7_ ，L， 标准，则可寻找到满足 7．∈7- ，LI∈LI 的 _，／，pl组
合．上述分析表明：相对于完全竞争的电力市场而言，存在 “既能保障有效的电力供给，又能确保实现较高市
场效率”的电力市场差价合约．
3．4 基于有效差价合约的投资政策讨论
与图 1对应，图3给出了 =100时寡头发电容量投资阈值与最优容量选择随差价合约电量比重 (叩)的
变化曲线．
2226 系 统 工 程 理 论 与 实 践 第 34卷
＼
= 5旺
— P1
l
一
f． 【
f2f 3 5∞
l
1
．
= 5∞
-
_j { 0
、 0 P
． = 2
一’ 一
0 10 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 7o ∞ ∞ 1∞
价格上限
及其对应的勒拉指数随价格上限的变化曲线
图 3 差价合约对寡头发电容量投资策略的影响
从图 3中可看出：1)随差价合约电量比重的递增，当差价合约电价较低 (P1=2．50)时，投资阈值和最优
容量随之递减；而差价合约电价较高 1=3．50，5．O0)时，则先连续递减，然后跳跃式下降，随之再连续递减；
2)当差价合约电量比重较低 (如 叩<0．40)时，差价合约电价对寡头发电商的投资策略 (投资阈值和最优投
资容量)几乎没影响；3)在差价合约电量比重 叩一 1．00时，有 ／Op1<0，Om ／op1>0．该现象与图 1是
一 致的，即仅在差价合约电量比重足够高的情况下，才可望通过调高差价合约电价，实现 “投资阈值下降，投
资容量上升”式激励性发电容量投资．
进一步考察图3对应的机组负荷率和勒拉指数，不难发现与丁 ， 对应的叩，P1组合，都在图中跳跃式
下降阶段以后 (即合约电量比重需足够大)，若将上述跳跃式下降点对应的 叩，P 组合勾画出来，则形成可行
的差价合约集 (分析发电商数量 n=2，4，5，6—10的情况，也可得到类似的结果)．因此，电力规制机构可根
据电力系统运行的技术经济特性及规制目标确定丁 ， 标准值，并据此在上述可行的差价合约集中选择有
效的差价合约，如图 2中 叩=0．85，Pl=3．50即为满足条件的有效差价合约．
由图1可知，不同的差价合约可诱导发电商选择不同的容量投资策略 (投资阈值和投资容量)，因此电力
规制机构可通过差价合约 (合约电量、合约电价)的调整来调整发电商的投资策略，而上述有效差价合约虽
然不是经济学上效率最高的(勒拉指数等于零时市场效率最高)，但在一定程度内能确保 “有效电力供给且较
高的市场效率”，因此有效差价合约的选择与确定在一定程度内体现了规制机构的发电容量投资政策．
第 9期 张新华，等：考虑价格限制与差价合约的发电容量投资分析 2227
4 结论
论文针对差价合约电力市场，在考虑价格上下限条件下，构建期权博弈模型，探讨寡头发电商的容量投
资策略；然后运用数值仿真方法，考察不同差价合约和价格上限条件下的发电容量投资阈值和最优容量选择，
并在此基础上，基于发电机组负荷率和电力市场勒拉指数，讨论有效差价合约与投资政策．上述研究表明：1)
差价合约可降低寡头发电商投资阈值，但同时会减少其容量投资 (除非差价合约电价足够大，差价合约电量
比重足够高)；2)差价合约电量比重较少时，差价合约电价对投资策略几乎没影响，而差价合约电价较高时，
随差价合约电量比重的递增，投资阈值和最优容量会出现跳跃式下降；3)给定标准的发电机组负荷率和电力
市场勒拉指数，存在 “既能保障有效的电力供给，又能确保实现较高市场效率”的有效差价合约；4)价格上限
对投资阈值和容量选择影响显著，但当价格上限较大时(如大于50)，其对机组负荷率与勒拉指数的影响不明
显．
自美国加州电力危机以来，完全竞争型电力市场的弊端越来越凸现，但完全垄断的电力市场显然缺乏市
场活力，因此 “差价合约”电力市场应运而生．我国计划性差价合约电量一直占相当大的比重，早几年的地区
性电力市场中，差价合约或类似差价合约电量占 85％以上．本文的研究结果表明：在差价合约电量较高的情
况下，选择合适的差价合约电价，既可激励发电商进行容量投资，以保证电力有效供给，同时可保持较高的市
场效率．因此从这一角度来看，即使不改变目前我国现行的电量上网模式 (以计划性合约电量为主)，对合约
电价进行适度的调整，也可望改变目前发电容量投资 (尤其是火力发电机组)基本停滞的局面，以避免在不久
的将来出现大范围的电力短缺．
由于电力产业的基础性与资产密集性，发电容量的短缺与过剩都将导致巨大的经济与社会损失，因此相
关的投资政策诱导尤为重要，本文仅从 “有效差价合约”的角度对容量投资政策进行了简单讨论，这种投资
政策显然不是市场效率最高的 (勒拉指数不等于零)，如能从政府或全社会角度出发，考察最优或次优的 “容
量投资政策”或政策组合，预计将拓展本文的研究结果．
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