电力网络中市场力的结构性表征

我们考虑这样一个市场：容量受限的发电商通过标量参数化的供给函数竞争，以服务于遍布受输电约束电力网络的无弹性需求。市场根据节点边际定价机制出清，其中独立系统运营商（ISO）确定发电商的生产数量以最小化满足需求的揭示成本，同时确保满足网络输电和发电机容量约束。在ISO和发电商同时选择其策略的简化假设下，我们确立了该市场Nash均衡的存在性，并推导出了Nash均衡下相对于社会最优水平的配置效率损失上界。我们还刻画了Nash均衡下节点边际价格高于其完全竞争水平的加价上界。对于事前市场力监测尤为相关的是，这些界限揭示了特定市场结构——具体而言，即生产商的市场份额和剩余供给指数——在预测该生产商能够在多大程度上行使市场力以使市场结果有利于自身方面的作用。最后，我们将注意力限制在更简单的双节点电力网络设置下，提供了由于行使市场力而导致类似Braess悖论发生的市场结构表征——也就是说，我们提供了市场结构的充分必要条件，在该条件下增强网络输电线路容量会导致Nash均衡下总发电成本出现（反直觉的）增加。