我国天然气分布式能源与上下游企业联动的协作与竞争机制研究

The development of natural gas distributed energy system in China is affected by the many aspects factors such as upstream and downstream enterprises and policy. Natural gas distributed energy system plays game and keeps in balance in interest with the gas company and the Power Grid Corp. Policy supports have different effects on the cooperation of all parties. It has an important practical significance that how to realize the cooperation of price linkage and the competition for a win-win situation between enterprises. Taking natural gas distributed energy users, natural gas company, Power Grid Corp and the government as the research objects, the statistical and inductive methods are applied to analyze the benefit correlation of them. By Multi-Agent theory, distributed energy system users, natural gas company, the Power Grid Corp and the government are regarded as the four kinds of intelligent agent, through the experimental economics method the paper analyses the evolution process that each agent adjusts the evolution strategy to achieve their own interests in the different conditions such as fuel costs, electricity price and electricity price subsidies and other factors. After repeated games the optimization results of the price linkage are revealed and the agents achieve win-win boundary condition. Combined with the current policy, the functions of the linkage of fuel price, electricity price and electricity price subsidies to promote the natural gas distributed energy development are discussed. The paper discusses the implications for cooperation and competition between distributed energy system and the upstream and downstream enterprises on account of win-win condition. It provides theory evidence for natural gas distributed energy system development and policy making.

我国天然气分布式能源的发展受到上下游企业及政策等多方面因素的影响，其与天然气公司及电网公司存在利益的博弈与均衡，政策支持也对各方产生不同影响。如何实现企业间以价格联动为特征的合作及以多方共赢为目的的竞争具有重要的现实意义。以天然气分布式能源用户、天然气公司、电网公司及政府为研究对象，应用统计和归纳方法分析其利益相关性。在此基础上应用多主体理论，将分布式能源用户、天然气公司、电网公司和政府作为四类智能主体，通过实验经济学方法分析在燃料成本、上网电价和电价补贴等价格的联动作用下，各主体为实现自身利益而不断调整策略的演化过程，从而揭示价格联动的优化效果，经过反复博弈后获得实现共赢的边界条件。结合现行政策，讨论燃料价格与上网电价、电价补贴联动对推动分布式能源发展的作用，围绕实现共赢的条件讨论其对分布式能源与上下游企业间的协作与竞争的启示，以此为天然气分布式能源系统的市场推广和政策制定提供理论依据。

随着能源危机、环境污染和用电紧缺等矛盾日益突出，分布式能源得到了广泛关注和发展。我国天然气分布式能源的发展受到政策及上下游企业等多方面因素的影响。研究燃料价格、上网电价、财政补贴等因素对推动我国分布式能源发展的作用具有理论和实践意义。. 围绕我国天然气分布式能源的相关因素，展开了以下研究，主要研究内容及重要结果包括：①为了最大限度地提高分布式能源系统的效率，参考已经实施的系统案例，构建综合分布式能源系统模型。应用混合整数线性规划模型，优化每个设备的安装容量来确定综合分布式能源系统的最佳技术组合。同时采用混合元启发式算法，优化混合整数非线性规划模型，实现系统经济、技术、环境等的多目标优化。建立参考系统即传统分离式供电系统，从经济、技术和环境等方面，与综合分布式能源系统相比较。最后结合实际案例，基于综合评价指标，确定系统的最佳性能。②对我国天然气能源政策进行了系统梳理，从政策数量、政策强度和政策措施方面进行了研究。结果显示，我国天然气分布式能源政策数量逐年保持着上升的趋势，政策强度也呈较快的增长速度。并以上海市为例，研究了政策强度和政策措施（包括行政措施、财税措施和环境措施三方面）对我国天然气分布式能源的激励效应。结果显示：政策强度对天然气分布式能源的激励效应具有正向影响作用，且影响系数逐年增大。三项政策措施对上海市天然气分布式能源的激励效应在不同阶段有所不同。在2001-2005年，财税措施对其的影响力最大。到了2006-2010年，仍旧是财税措施的激励效应最大，但行政措施的激励效应增幅较大，环境措施的激励效应已经由上一阶段的负向作用变成了正向作用。在2011-2015年阶段，财税措施的激励效应有所减弱，而行政措施的影响力却达到最大，同时环境措施的激励效应增幅也较大，达5倍之多。③应用多主体理论，将分布式能源用户、天然气公司、电网公司和政府作为四类智能主体，分析在燃料成本、上网电价和电价补贴等价格的联动作用下，各主体为实现自身利益而不断调整策略的演化过程，从而揭示价格联动的优化效果，获得实现共赢的边界条件。

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