基于演化博弈的电力需求侧管理监管分析
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一、 引言
电力需求侧管理（Power Demand Sade Management，简称DSM）是通过对电力用户进行科学合理的管理和规划的基础上，结合有效的激励手段，旨在从根本上改变电力用户的用电方式，进行资源合理配置以期达到最优，进而改变用户终端用电效率，同时实现改善环境的目的，最终实现经济与社会双重效益，是改善民生、实现社会可持续发展的重要举措。
电力需求侧管理20世纪90年代初传入我国，在政府的大力倡导下，电力公司及电力用户做了大量工作，取得了巨大的成绩，在实施过程中也发现了一些问题[2]。目前，我国电力行业一直居于垄断地位，其单一的产权结构未能及时适应当今风云变化的市场经济，一方面政府要独立承担电力行业发电、配电、输电过程中所需的大量资金，而另一方面计划用电与计划限电则由供电企业全权负责，这种计划经济下的产权结构导致电力生产无法完全适应日益增长的民众生活需求和瞬息万变的市场经济的快速发展，引发电力供需矛盾的产生，而电力稳固是国家发展的基石，关系到国家综合国力的提升与发展，故缓解日益凸显的电力供需矛盾势在必行且更是迫在眉睫，因此为切实加强DSM在我国的实施和发展，迫切需要政府对供电企业进行有效监督管理，旨在政府部门的监管下，供电企业和电力用户能顺利实现电力需求侧管理的目的，创造预期的社会效益与经济效益[1-3]。
二、政府对DSM实施监管的必要性
（一）政府对供电企业实施DSM监管的重要意义
实施电力需求侧管理即DSM对政府、供电企业、电力用户都是十分有益的，不仅通过资源的合理配置达到了节约与环保的可持续发展目的，更是通过引导电力用户科学合理使用电能为电力系统健康稳定运行提供了强有力的保障，在节约了电力成本的同时创造了巨大了经济效益和社会效益，达到节能减排的目的，为打造绿色电网、智能电网做好准备。
对政府而言，DSM的顺利实现不仅关系百姓能否安居乐业同时也影响着我国的国际地位和国际形象。一方面，加强监管DSM，保障DSM在我国的切实落实，可大大提高用电效率、改善电压质量，使百姓善于用电并乐于用电，同时实施DSM，政府可节约一笔用于电力设施改善与建设的成本并收获更大的经济效益。另一方面，我国DSM的实施程度如何直接关系到中国在国际社会中的地位，电力是一国发展的基石，是国家各项经济建设和发展的命脉，若我国政府加大对供电企业实施DSM的监管力度，确保DSM在国内落实到位，不仅可使自身综合国力日益强大，更为我国在风云变化的世界民族之林长久稳定的立足提供了强有力的筹码。
对供电企业而言，其一方面注重所提供电能的质量，另一方面更关心在发电、输电、配电各个环节所带来的经济效益，而实施DSM对电力行业来说无异于是一举两得的有效举措。首先DSM本身就是旨在通过用户科学、合理的用电达到资源的最优配置，进而达到提高用电效率、改善电压质量的目的。其次，在DSM的实施过程中，用户对电力资源的使用更为合理科学，大大降低了各类电力设备的损耗，减少了设备维护和更换的费用，同时日趋改善的电压质量更可为供电企业带来可观的经济收益。
对电力用户而言，在同等的电价水平上，其期望电压质量日益提高，更期望拉闸限电、停电少有发生，而DSM则能满足用户对电能的各项要求，其不但可以指导用户采用更为高效、健康、合理的方式使用电能，更能在最大程度上确保电能长期、稳定的供应。
可见，无论对政府、电力企业还是电力用户而言，从经济和社会双重角度看，实施DSM都具有着重要的意义，因此政府对供电企业实施DSM进行监管势在必行。
（二）政府对供电企业实施DSM监管的手段
行政手段。早期五十年代至八十年代，我国的电力需求侧管理走粗放型路线，政府对电力需求侧的管理主要是以计划手段为主，各级政府部门相应成里了“三电”办公室，旨在协调政府、供电企业、电力用户之间的关系。改革开放以来，伴随着DSM观念的引进和普及，中国政府结合当地电力供需的实际情况，制定和完善DSM相关的政策和法律法规，一方面为供电企业实施DSM提供了法律保障，另一方面也通过国家强制手段督促各供电企业切实落实DSM的各项需求，旨在及早实现电力资源优化配置、用电效率大大提高、电压质量极大改善，经济效益和社会效益双丰收的目的。
激励手段。早在九十年代，DSM就被引进我国，但是由于国内客观因素的限制，诸如奖惩机制不完整、专业人才匮乏、对DSM的认识存在误区等，中国目前的电力需求侧管理发展并未达到理想期望水平，供电企业在过去及当下较长一段时间稳定的电力生产下，较习惯目前的电力管理方式，尽管这种方式存在很多弊端，但也带来了一定程度的社会和经济收益，故其宁愿墨守陈规不愿意率先采取DSM方式对未来的用电方式进行科学合理规划。因此急需政府部门出台相应的激励手段和奖惩机制，一方面对积极实施DSM的供电企业给予精神和物质上的双重奖励，旨在激励其在今后的DSM推广普及中再创新高，另一方面对DSM持躲避、拖延、观望态度的部分供电企业进行一定程度的惩罚，引导其正确认识DSM的实施宗旨，将DSM列入到目前和今后长期的工作计划中去。
引导手段。目前部分供电企业和电力用户对电力需求侧管理的认识存在一定误区，甚至将其等同于计划限电和拉闸限电，直接导致了供电企业普及推广DSM策略的热情，更可能引发电力用户对DSM的抵触情绪。鉴于此，政府部门应通过传媒、广播等多种宣传手段帮助民众树立正确的DSM意识，引导民众深入了解DSM为政府、供电企业、电力用户所各自带来的丰厚收益。
目前，为缓解能源紧张和改善环境污染的问题，在DSM的实施过程中，我国逐步拟在国内全面实行居民阶梯电价。政府部门应通过有效的引导和督促，通过阶梯电价的实施，促进节能减排机制，引导居民尤其是用电量较大的电力用户科学合理调整用电行为，促进合理、节约用电，打造资源节约型和环境友好型社会。
三）政府对供电企业实施DSM监管的博弈分析
电作为一种商品其既有普通商品的供需特性，又有其独特的属性，诸如无形性、不可储存、不可或缺等特性。正式由于电所具备的特殊属性，导致其在供电企业和电力用户之间往往存在信息不对等、电价偏离平衡点等问题。针对以上种种问题并考虑目前DSM在国内发展存在的阻滞，迫切需要政府部门对供电企业进行监管，以博弈角度来分析，政府监管部门与实施DSM的供电企业存在一定的相互联系、相互制约、相互约束的动态博弈关系，本文从博弈角度，研究在政府监管部门不同的监管力度下，供电企业实施DSM过程中的各种行为变化，旨在发现其中存在的问题，寻找博弈的最优解，为DSM的顺利实施提供有效的指导建议。
三、 DSM监管的博弈模型
（一） 演化博弈理论
博弈是分析、描述多人决策行为的一种决策理论，是多个独立的经济主体在彼此决策行为影响下的多元决策。参与博弈的经济主体是博弈的参与者，而参与者可供选择的策略的全体构成了博弈的策略空间。博弈可分为静态博弈与动态博弈。静态博弈中，参与博弈的博弈方在做出各自决策的同时，因不清楚其余参与者的策略选择， 故其行为未受到影响，各方做出战略选择后，唯有静待博弈结果，而不能随博弈过程随时更改对自己有利的战略选择。此为静态博弈。
本文所研究的动态博弈，是指在博弈过程中，参与博弈过程中，博弈各个参与方在整个博弈的过程中均能看到其他参与方的行为选择，其在选择自己的博弈策略时会收到其他参与者的影响，并且可以根据所掌握的博弈信息的不断变化，随时修正、更改自己的博弈策略，以期达到博弈最优策略。显然动态博弈更符合本文的研究对象，因为在现实社会中，政府监管部门与供电企业均会参考对方的战略选择，在长期的博弈过程中，选择最优策略，以期实现最大的经济和社会效益。
在传统博弈论中，不仅要求博弈各方具有完全理性，更要求博弈过程中满足完全信息的条件，显然面对复杂多变的社会环境与经济市场，作为独立的经济人，要求参与博弈的各方具备完全理性显然是不现实也不存在的，而完全信息的条件也难以满足，尤其是面对电这种特殊商品本身具备的信息不对称的问题时，因此本文采用西蒙（Simon.f.A.）在研究决策问题时提出的演化博弈理论来分析在实施DSM过程中，政府监管部门与供电企业之间的动态博弈关系。演化博弈理论否定了传统博弈理论成立的基础，结合社会学、心理学、生态学和经济学等多类学科，从有限理性的角度研究博弈各方的博弈行为，其关注点是一种动态的均衡，旨在通过参与方经过多次博弈、相互学习、相互促进、模仿优势战略，最终达到一种稳定的均衡状态。
演化博弈理论较传统博弈论有了很大的发展和完善，不在局限于博弈方完全理性、满足完全信息的条件，而是结合实际，以博弈方有限理性为前提，研究随着时间的推移，各方作出的不同的状态选择原因，及通过动态博弈预测各方未来的发展趋势，为参与博弈的各方能更好的解决当下问题提供提供更真实、更有效的建议。
（二）构建DSM监管的演化博弈模型[4]
纵观当今电力市场的风云变化，结合政府监管部门与供电企业的实际情况，显然演化博弈理论更能代表政府与供电企业在实施DSM过程中的动态博弈行为，能客观实际的模拟二者相互影响、相互制约、各自优化最终达到最优解的博弈过程，通过演化博弈理论得到的结论更具有真实性与可行性，对未来的电力行业发展更具战略指导意义。
依据演化博弈模型的条件，首先假设参与博弈的政府监管部门与实施DSM的供电企业均为有限理性，供电企业选择实施DSM和不实施DSM的概率分别为a和1-a，政府监管部门对供电企业实施DSM进行监管和不监管的概率分别为b和1-b，其战略空间及效用矩阵如表1所示。
四、 DSM监管的演化博弈分析
（一） 供电企业演化博弈动态分析
在演化博弈理论中，作为博弈双方的政府监管部门与供电企业其在不断变化的博弈过程中，每种博弈状态的选择均期望在主观和客观上得到更大的心理满足程度，而随着时间、地点、环境的变换同一战略选择所带来的效用却不尽相同，这就是博弈论中效用的概念。博弈各方通过各种博弈手段不断修改完善战略选择，旨在实现更大的效用。
期望效用指的是博弈方在不确定条件下可能得到的全部结果各自所带来的效用的加权平均数。基于前文所构建的政府监管部门与供电企业在实施DSM过程中的演化博弈模型，a和1-a分别表示供电企业作为博弈方其选择实施DSM和不实施DSM两种不同的战略的概率，其期望效用可记作EU=aU（W）+（1-a）U（Q），某个结果发生的概率与其期望效用值的大小成正比，对于演化博弈中的一方供电企业来说，其基于实施DSM和不实施DSM两种战略所得到的期望效用与群体平均效用如下所示：