新電改下電力服務市場雙邊匹配機制研究

吳文建　陶宇　曾令鶴

[摘要]新電改實施后，終端用戶和售電企業可以互相選擇進行電力服務交易。文章基于電力服務產品特征和服務時間，通過定義售電公司和用戶的雙邊匹配滿意度，設計供需主體可接受滿意度選取規則，構建電力產品供需主體雙邊匹配多目標優化模型，提出實現供需主體雙邊匹配的決策方法。

[關鍵詞]電力；雙邊匹配；新電改

[DOI]1013939/jcnkizgsc201734079

1雙邊匹配理論解決售電市場匹配問題的可行性

文章嘗試將雙邊匹配理論應用于解決電力終端市場供需合作伙伴選擇的問題，為客觀反映匹配主體的偏好，綜合考慮所有用戶的滿意度評價的序值確定方法，引入穩定匹配概念；構建在穩定匹配約束條件下實現是協調雙邊主體利益最大化的模型，并對模型進行算例仿真，以提出電能供需雙方合作提供可行的解決方案。

2售電側開放后的雙邊匹配問題描述

用戶按照用電規模大小可分為大用戶和小用戶。大用戶主要是指用電量大且負荷較穩定的用戶。本文重點對大用戶市場的匹配問題進行研究。在電力交易市場平臺中，涉及三方主體：用戶、售電企業和交易中介。售電企業作為電力服務供方，期望選擇合適用戶售電；用戶則是需求方，選擇售電企業購電。雙邊匹配涉及的雙方關系可概括為：

（1）售電企業對用戶的匹配要求。為獲取高額利潤，在零售競爭背景下，企業期望尋求負荷需求穩定、信譽良好和管理水平高等的用戶售電。

（2）用戶對售電企業的匹配要求。用戶發希望獲取價格低廉、供給穩定的電能，新電改方案下用戶期望尋求滿意的售電企業來提供服務。

交易中介根據電力供需信息進行必要的決策分析，撮合雙方進行匹配，使雙方盡量達到滿意的結果。

3雙邊匹配決策模型構建

一般情況下，一個售電公司可以為多個用戶提供電力產品，一個電力用戶在合約期內只能選擇一家售電公司，因此問題基本屬于一對多的雙邊匹配問題。

假設1售電企業和用戶的選擇并非是隨機的；且各主體對潛在交易伙伴有不同的偏好。基于偏好，相應的用戶匹配給售電企業。當用戶匹配給其本身時，即選擇“生產，而非購買”，并將“生產或購買”的決定內生化。

假設2對于售電企業而言，所有的用戶均有可能成為合作伙伴；售電企業沒有其他選擇方案，只能向用戶提供電力，且不能留存電力產品。

4電力市場雙邊多目標優化模型構建

41目標函數

以電力供需雙方滿意度最大化建立優化模型，設xij為0-1 型決策變量，如果售電公司Si與電力用戶Dj形成匹配，則xij=1；否則xij=0。

售電公司目標函數是一周之內滿意度最大；用戶目標函數是一周之內滿意度最高。

設xij為0-1型決策變量，xij=1表示售電公司Si與電力用戶Dj形成匹配；否則xij=0。則依據售電公司對電力用戶的滿意度αij和電力用戶對售電公司的滿意度βij，可構建如下的以售電公司滿意度最大和電力用戶滿意度最大為目標的雙邊匹配優化模型：

這里，ω1和ω2分別表示目標函數Z1和Z2的重要性，且0≤ω1，ω2≤1，ω1+ω2=1。為同時協調售電公司和電力用戶匹配的積極性，令ω1=ω2=05。ω1、ω2值可由相關市場規制等情形做出調整。轉換后的優化模型（12）是一個單目標的0-1整數規劃模型，采用優化軟件如LINGO等求解結果xij。

綜上所述，決策方法步驟可歸納為：根據供需雙方的產品以及時間需求信息，給出考慮多個指標下的序值向量；計算各方滿意度矩陣；建立多目標優化模型，使用隸屬函數法將多目標優化模型轉化為單目標優化模型，求解優化模型，獲得匹配結果。

5算例分析

某電力市場交易平臺有多家售電公司和電力用戶，現在收到3個售電公司{S1，S2，S3}的公司基本信息和5個電力用戶{D1，D2，D3，D4，D5}的電力產品需要信息，即m=3，n=5。售電公司提供的電力產品服務集合為H={H1，H2，H3，H4，H5}，分別代表五種不同主要特征的電力產品服務，分別為 {穩定、價格、環保、供給優先、靈活性}，0表示不具有明顯的特征。售電公司分別從用電規模（E1）、供電便利性（E2）、負荷需求穩定（E3）、以及可中斷性（E4）等4個指標對可選擇的5個用戶進行綜合評價，即售電公司選擇用戶所考慮的指標集為E={E1，E2，E3，E4}；在各指標下，售電公司給出的用戶的偏好信息，用戶D在選擇售電公司S時考慮的指標集為U={U1，U2，U3}，其中U1代表售電價、U2代表信譽度、U3代表服務水平，根據該指標集，用戶給出的偏好序列信息，然后根據售電企業和用戶的滿意度，構建多目標優化模型（5）～（11），根據并將其轉換為單目標模型（12）后，采用LINGO軟件求解，解得x11=1，x13=1，x25=1，x34=1，其對應的匹配決策含義為：S1D1，S1D3，S2D5，S3D4。D2沒有能完成匹配，意味著用戶2沒有選擇到適合自己的售電企業。用戶2可以選擇電力直購，也可以選擇從其他企業購電。

相反，如果不采用匹配機制，供需各方需要花較高搜尋成本去尋找交易對象，最終總效益也不一定是令各交易主體最滿意的。其次，還應該關注次滿意度下的匹配機制，這一問題有待今后進一步研究。

6結論

本文針對售電企業與用戶的雙邊匹配決策問題，考慮售電企業和用戶的電能產品供需特征、服務時間和其他多指標評價等方面的信息，為確定雙方都滿意的匹配方案，構建了雙方滿意度最大化為目標匹配優化決策模型。該模型不僅可以獲得匹配雙方都滿意的匹配結果，而且有助于匹配效率的提高，減少了雙方交易的搜尋成本，有助于提高電力供需匹配度，有利于推進未來電力市場改革。

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