基于博弈论的能源市场反垄断监管方法

例如，如果 独立于, 即。，  ,  如果   对一些人来说 ,  然后  ,     也是最大化的  类似地，多个不同的出价可能会产生相同的价格最大化. 因此，投标书的提交 这是一种弱主导战略。然而，为了组成另一个最优报价，该公司 可能需要一些其他市场参与者的出价信息，但该公司无法获得这些信息。因此，投标 这是公司的自然选择，因为不需要对未知信息进行预测就可以合成它。四、 描述由VCG机制激励的拟议反垄断监管方法，我们为监管机构提出以下算法，以缓解公司的市场力量. a、 在递交标书的闸门关闭时间之后，使用标准程序计算大坝。这导致了大坝的后果  , （2）的最大值，对于所有市场参与者（包括). 由此产生的（提升前）区位边际价格也是最终价格，适用于所有市场参与者，不包括受反垄断监管的参与者。b、 监管者估计公司发电机组的功率输出成本和技术参数值，我们称之为  和具有 , 分别地监管机构估计的公司真实报价表示为： . 因为监管机构可能没有撰写报告所需的全部信息, 在一般情况下 不同于.

新的大坝计算是在公司的大坝投标被替换为 并使用其他市场参与者的原始出价。13.让我们用  （2）的最大值对于这个大坝计算，我们有  . 还有，让我们  收入 从交付 以相应的位置边际价格（在新的大坝计算中获得）在大坝中，以及与大坝解决方案相关的所有适用的坝侧付款和抬升付款. c、 监管机构决定该公司是否应遵守DAM的反垄断法规。如果适用该规定，大坝的收入 表示为   ,      （11） 对应于（5）和   . 所述算法应为公司所知 在编制大坝投标书时，应提前考虑。因此，如果 受拟议的反垄断监管方法约束，其利润为  是由     . （12） 如果公司自愿参与集中市场,  然后，它可能会发现，退出集中市场以避免受制于定价方法（11），并通过双边合同出售其产出是有益的。由于具有市场力量的市场参与者具有议价能力，因此合同数量和合同价格可能与真实投标中获得的数量和价格不同。因此，我们建议在定价算法“a”–“c”中，具有市场力量的生产商必须参与。在这种情况下，监管机构需要确保收入（11）涵盖企业的相应成本。

如果步骤“a”和/或步骤“b”中（2）的最大值不是唯一的，则监管机构必须选择其认为合适的“b”中的最大值。如果公司提交, 然后是利润函数的最大值  独立于“a”中最大化者的选择。相反，最大值  如果不是唯一的，通常取决于在“b”中选择最大化器。这反映了一个事实，即（2）的各种最佳点可能会导致给定市场参与者获得不同的利润。此外，如果监管机构估计 是准确的，即。， , 公司提交了真实的报价，然后 和 是（2）的最大化者吗   ,  , 我们有   .14因此，在监管机构对, 如果（2）有多个最佳点，则’s利润是在监管机构在步骤“b”中选择的最佳点获得的。提出的算法涉及监管机构的以下行动：对公司真实报价的估计以及是否实施反垄断措施的决定。由于监管机构无法获得准确估算所需的完整信息，公司监管不足或监管过度的情况不可避免。在这种情况下，该公司的大坝利润可能与  向DAM提交其真实投标书，且未对该公司采取任何反垄断行动。对于许多其他反垄断措施来说，这种不确定性会导致交货量和相应价格的扭曲。

然而，如果该公司行为合理，则建议的方法产生的大坝计划与该公司提交真实标书时获得的计划相同.  因此，电力系统所有节点的节点输出/消耗量都不受市场力量的影响. 自然的问题是，区位边际价格是否也得到了保护。如果该公司的报价在该公司发电机组的任何位置都不是边际价格，则电力系统所有节点的位置边际价格受该公司市场力量的保护（前提是该公司提交了利润最大化的报价）。如果企业的出价在任何一个节点上都是边际的，那么位置边际价格可能会因企业的出价不同于其他节点而扭曲 但仍然会导致利润最大化的节点输出。然而，如果该公司因大坝而面临节点输出量值的不确定性，如果该公司提交了不同的投标书，则该公司的最佳投标是：. 我们还注意到，任何公司的出价都不同于 无法产生额外利润，但可能会降低利润。因此，该公司无法从故意扭曲的区位边际价格中获利（除非它与其他市场参与者串通）。因此，如果企业的出价不是边际价格，或者企业面临市场结果的不确定性（前提是企业不与其他参与者串通），那么所有的区位边际价格也都会受到市场力量的保护. 由于公司估值的不确定性 真实投标是客观存在的，其结果是公司以不同于步骤“a”计算的相应位置边际价格（以及适用的侧付款）的价格出售节点电量。

这种差异有助于总体提升，可以在其他市场参与者之间进行分配，以保持市场产生的价格信号和经济激励。RHS（12）中的第一项与公司  递送  其他市场参与者调整其生产/消费量，以最大限度地实现社会福利总功能 固定不变。因此，（12）（不超过独立于公司投标的条款）与公司在一天中所有时间内剩余需求完全价格歧视的情况下收到的大坝利润一致。（12）中RHS的最后两个15项独立于 不要改变最大化  但是需要剥夺  其他市场参与者的市场盈余份额（如监管机构预测）。VCG机制有一个明确的经济含义：它模拟市场环境，使  完全区分剩余需求的价格，并为公司向DAM提交真实报价提供经济激励。这使企业的经济利益与市场的经济利益相一致，即社会福利的总体最大化。与克拉克的功能相反, 建议的选择 对那些拥有更大市场力量的市场参与者的真实投标没有内在的回报，但要求监管机构评估市场参与者的私人信息。我们还注意到，为生产者制定的反垄断监管方法可以直接适用于具有市场力量的消费者，用消费者支出函数的类似表达式取代生产者的收入函数（11）。

此外，如果所述算法适用于一组市场参与者中的每家公司 （无论是生产者还是消费者，或者两者兼而有之），而监管机构掌握的信息表明，这些公司在市场上有共谋策略   功能 应独立于集团所有市场参与者的出价.  例如，当应用于每个市场参与者时，可以通过修改所述算法中的步骤“b”来实现 来自团体 得到所有公司的出价（不仅仅是市场参与者的出价。）)  由监管机构估计的投标取代，从而产生新的大坝结果  ,    ,  具有        . V.由于社会福利总额的减少，以及公司与其他市场参与者之间的盈余再分配（考虑到社会福利总额的这个（减少的）价值），一家公司真实行使市场权力的错误估计会导致该公司和其他市场参与者获得的市场盈余失真。由于该公司有能力通过改变其出价来扭曲市场价格，因此，当该公司受到反垄断监管时，也会发生同样的分解，因为这些评估中存在误差，监管机构对该公司电力生产的经济和技术方面进行了估计。为了进行比较，我们还考虑了替代性的反垄断监管方法，该方法根据监管机构的估计，将公司的投标替换为监管机构的投标，,  -  我们将这种算法称为“标准”调节方法。

因此，如果采用“标准”方法，则上述两个因素都会起作用，而如果采用拟议的调节方法，则仅会出现盈余，而不会对最佳大坝计划造成扭曲。让我们比较一下 这两种方法都适用。从（12）可知    ,  （13） 在哪里  是市场参与者的总利润，以及   是采用“标准”监管方法时公司的利润。从（9）到   我们的结论是 ,  这意味着  .  因此，在建议的反垄断监管方法下，公司的利润至少与“标准”监管方法下的利润一样高。同时，如（13）所示，其他市场参与者的总利润在两种监管方法中是相同的：    . 因此，拟议中的反垄断监管方法导致其他市场参与者的总利润与“标准”监管方法相同的扭曲，并为受监管的公司产生潜在的更高利润。这意味着，在建议的监管方法中，市场参与者的总利润（等于社会福利总额）不低于“标准”监管方法中的利润。此外，所提出的方法会激励公司在市场上进行真实的投标。因此，如果企业不与其他参与者串通，并且行为合理，那么所有市场参与者的产出/消费量以及所有节点的区位边际价格都不会因企业的市场力量而改变。六、

让我们举例说明建议的反垄断监管方法在具有固定机组组合的单节点单周期能源大坝上的应用。考虑一个只有一个生产者的电力系统 使用成本函数运行一台发电机组 , 哪里 是一个正常数  机组的输出是否满足发电机组的私有约束      }, 哪里 是装置最大输出限制的真实值。总消费者利益函数由下式给出：    为消耗量定义,      ,  具有 ,  哪里  和  是一些正常数。假设模型参数满足 , 这也意味着   和 . 因此，我们有         . 自从  独立于,  该电力系统满足假设（9）。如果没有实施反垄断法规，公司的利润由    . 如果该公司如实提交了对大坝的投标，那么最大输出限制是有约束力的。因此，我们有   具有    . 在这种情况下，公司将获得利润. 然而，如果公司行使其市场权力，那么其利润最大化的产出由. 为了实现这一市场结果，公司可能会扭曲其最大产量限制，即 ,  和/或提交夸大的成本函数，以确保供应和需求在, 产生最优解   具有 .  这导致了社会福利总额的增加, 这就满足了 .

让监管者评估公司的业绩 真实的出价   具有 , 哪里 和 假设一些正常数满足   ,  这意味着   和 .  在这种情况下，  ,  相应的边际价格等于  . 我们也有    , 和 . 我们注意到     如果     和  , 否则而且    ,      .  自从 ,  我们有 ,   . 因此，（12）意味着       对于  ,   .  因此，如果企业受到反垄断监管，它将面临以下利润优化问题：   .  （14） 很容易验证输出量  最大化（14）。因此，如果将所提出的反垄断方法应用于企业，那么企业利润最大化的产出量也会使总社会福利函数最大化。在这种情况下，大坝产量/消耗计划和边际价格  , 不受生产商市场力量的影响。监管机构对生产商报价的估计存在误差，这一误差体现在价格上涨（可能有任何迹象）中. 七、结论电力市场容易由发电商行使市场权力，这会降低市场的生产效率和配置效率，扭曲价格信号，并导致相关的无谓损失。

市场力量的行使会导致节点力量18产出/消费量和区位边际价格的扭曲。VCG机制是一种通用的真实披露机制，用于实现有效分配，这促使将这种定价方法用作反垄断措施。然而，如果VCG机制适用于所有自愿参与集中市场的市场参与者，则通常不会实现预算平衡。我们研究了VCG机制作为反垄断监管方法在两结算电力市场中的适用性，并考虑了具有市场实力的发电商不仅可以操纵成本函数，还可以操纵其发电机组的技术参数的情况。（在这种情况下，VCG方法仅适用于受反垄断法规约束的市场参与者，这样就可以绕过预算平衡问题，但代价是增加对总增长的额外贡献。）我们表明，如果这些技术参数进入系统范围的约束，则需要对集中调度优化问题的可行集进行额外的假设，以确保VCG方法的适用性。在一般VCG算法的框架下，我们提出了一种反垄断措施，该措施通过总社会福利和不受给定生产者影响的条件的总和来获得生产者的利润。这些条款取决于其他市场参与者提交的报价，以及监管机构对生产商真实报价的估计。如果监管机构的估计是准确的，则生产商的利润等于其提交真实投标时收到的利润，且该公司不适用反垄断法规。