非完全信息下煤炭企业竞价博弈研究
高丽芝，刘金平**
作者简介：高丽芝，（1988-），女，硕士研究生，方向：产业经济
通信联系人：刘金平，（1962-），男，教授，研究方向：国土资源经济与管理，资源管理信息系统，产业
经济学. E-mail: gt3885919@tom.com
（中国矿业大学管理学院，江苏 徐州 221116）
5 摘要：近年来，我国煤、电的“纵向价格双轨制”导致煤、电产业激烈的利益博弈格局，所
以深入研究煤、电产业的纵向关系问题，对解决煤、电冲突，提高煤、电企业生产效率，具
有现实的经济意义。利用贝叶斯博弈模型对双寡头和多个煤炭企业进行竞价博弈，分析煤炭
企业的最优报价及影响煤炭企业报价的相关因素。最后，提出了相关的政策建议。
关键词：煤电企业；贝叶斯博弈模型；双寡头；最优报价
 25 0 引言
煤炭产业和电力产业都属于基础性能源产业，对国民经济的发展具有重要的支撑作用，
其经济地位可想而知。国家采取了各种措施，以促进煤炭产业和电力产业的发展，但在我国
经济发展的过程中，多次出现了由于“煤荒”、“电荒”制约经济发展的情况，国家也因此不得
不采取临时非经济措施干预煤炭产业和电力产业的发展。相比较而言，煤炭产业的市场化改
30 革速度较快，煤炭价格基本上实现了市场化定价，而电力产业由于国家出于各种考虑，迟迟
没有采取市场化定价方法，形成了现实中“市场煤、计划电”的价格现状，即实际意义上的“纵
向价格双轨制”，进而导致多年来煤、电产业激烈的利益博弈格局。
中国煤、电产业纵向关系的现实状况需要我们深入地研究煤、电产业的纵向关系问题，
从理论的角度弄清楚煤、电纵向理论的内涵；从现实的角度理清煤、电产业纵向关系现状，
35 明确改革思路，以利于解决上述煤电冲突等问题，提高煤、电产业纵向关系效率，为我国经
济发展打下坚实的工业基础。
 1 文献综述
1.1 博弈论在发电企业竞价中的应用
1.1.1 发电公司的合作竞价博弈
40 目前的文献主要从以下四个方面研究发电公司之间的合作竞价：
（1）部分发电公司在报价时勾结起来，抬高报价。林济铿，倪以信(2002)[1]对电力市场
中的市场力研究成果进行了评述，认为市场参与者之间显式或隐式的产量共谋和价格共谋是
形成市场力的主要原因。（2）发电公司在报价时进行竞争，在发电时合作。赖菲，瞿桥柱
(2000)[2]认为如果发电公司相互之间采取非完全合作关系，则既不会减少各自的利益，也可
45 以在某种程度上减少多余发电现象。（3）部分发电公司联盟，与其他发电公司竞争报价。
郭家春(2002)[3]利用博弈论中N 人对策理论，对独自竞价和联盟竞价情况下发电公司的行为
和市场状况进行了研究，结果表明联盟未必获得更大的利润，产权不同是防止市场完全垄断
的根本。（4）所有发电公司组成全体联盟。赵学顺(2000)[4]讨论了所有发电公司和配电公司
共同组成全体联盟(grand coalition)进行电力交易，交易的参与者能够通过这种交易获得合理
50 的利益，并使整个系统的运行达到最优。
1.1.2 发电公司的非合作竞价博弈
王锡凡(2000)[5]分析了发电厂公司在电能用户电价未开放的情况下的竞价策略。指出目
前我国只开放发电侧电力市场，可能会使电力市场上网电价上升到不合理的程度，从而论证
了政府对电力市场调控的必要性。张娟（2005）[6]分析了多个发电机组竞价上网的价格博弈
55 过程,分析表明联盟的形成会使购电方付出更多的代价,而联盟内采用竞争的方式分配电量,
只会给组织者获取更多利润,而联盟的参与者的利润与不结盟时相比反而有所下降。张荣，
黄学祥(2009)[7]假定在双寡头电力竞价博弈中，发电厂商1 与2 具有不对称的策略选择方式。
利用最优控制理论来分析成本与需求约束对厂商1 超额盈利能力的影响，得出如果发电厂商
的边际成本上升速度快、用户的电力需求价格弹性高，那么厂商l 与2 在稳态时的均衡策略
60 将趋于静态古诺模型的均衡策略的结论。
综上所述，目前大多数文献是基于发、输、配完全分开这种成熟的电力市场结构进行分
析的，同时文献中所构造的模型并不完全适用于我国，只能起到借鉴作用，所以有必要针对
我国的实际情况，对电力市场化进程中发电公司的竞价博弈进行比较深入的研究。
1.2 煤电纵向关系研究
65 于立、刘劲松（2005）[8]]从煤、电产业的技术经济关系，煤、电的价格关系，煤、电产
业的市场结构特征入手，分析我国煤、电产业之间的依存性以及它们之间的矛盾。得出煤、
电紧张关系产生的根源在于煤、电企业之间所形成的纵向价格双轨制的结论。钟哲（2005）
[9]认为，“电荒”的表面原因是电煤短缺，从根源上来讲是煤、电两者之间市场势力不对等造
成的。玉立宏、郁义鸿（2006）[10]认为，我国煤、电关系受外部性和外生需求强波动的影
70 响，提出在评价规制政策时要考虑产业链的整体效率。张爱培（2006）[11]建议电力企业应
该和煤炭企业形成互保体系。互保体系既保证了煤炭的供应又减缓了燃料价格上涨压力，煤、
电企业易于形成良性的战略合作关系。袁媛（2009）[12]对煤电纵向关系模式的分类进行归
纳，分析了煤电纵向关系模式选择的决定因素。
通过阅读和分析文献，发现对煤电纵向关系研究的文献大致上都给出了煤、电企业矛盾
 75 的解决方法以及政策建议，但是鲜有文献对我国的煤、电企业信息不对称环境下的煤炭价格
博弈进行分析。
2 煤电竞价贝叶斯博弈
煤电竞价是关于煤炭价格的不完全信息的博弈过程，基于煤炭生产企业的视角，并假设
煤电企业之间煤炭的定价过程是一个竞价博弈的过程，对煤电博弈经济困局进行了分析，分
80 别对双寡头市场和多个煤炭企业市场进行了模型化分析，在不同的市场需求量条件下得出了
煤炭企业的最优报价及影响因素。
2.1 贝叶斯博弈
在博弈论中，贝叶斯博弈所指的是：博弈参与者对于对手的收益函数，无法获得完全信
息；因此贝叶斯博弈也被称为不完全信息博弈。在贝叶斯博弈中，不完全信息所指的是，至
85 少存在一个参与者，他（她）不能确定其他某个参与者的类型，从而也不能确定其收益函数。
在约翰·海萨尼的研究框架下，将自然（Nature）作为一个参与者引入到贝叶斯博弈中。海萨
尼的这一方法将贝叶斯博弈从不完全信息转化为不完美信息,参与者的类型决定了该参与者
的收益函数。
2.2 煤电博弈经济困局分析
90 根据供求原理，价格是引起供给和需求变动的主要因素。煤炭价格是煤电市场的一个重
要因素，煤炭价格调节着供需双方的资源配置和生产经营活动，并取决于煤电市场煤炭供求
关系的变化。
煤炭和电力行业分别处于同一个产业链的上、下游，前者的煤炭是后者发电的投入品，
作为最终产品，火电经历了煤炭的生产和燃烧发电两个互相关联的不同阶段。煤电矛盾的直
95 接表现就是难以形成满足双方的合理价格，合理的煤电市场煤炭价格是解决煤电矛盾的关
键。下面分析了寡头市场煤电博弈的最优报价，并在寡头市场煤电博弈基础上求解出多家煤
企博弈的最优报价。
2.2.1 寡头市场博弈分析
假设市场上有2 个质量相同，但是成本不同的煤炭生产供应企业i ， j ，其成本分别是
i1 i2 c +c ， j1 j2 c +c ，其中， i1 c ， j1 c 表示采掘成本， i2 c 和j 2 100 c 表示运输和税收成本等附加
成本，其参与竞价的煤炭供给量都为1。同时，假设发电商市场的煤炭的需求量为q ，并记
煤炭企业i ， j 的报价分别为i b 和j b 。
当i b 大于i1 i2 c +c 时，煤企i 才会获得收益。当发电市场的煤炭需求量0< q <1时，市
场竞争尤其激烈，煤企i 和煤企j 此时会变得非理性，试图通过降低报价来获取市场份额，
105 往往会产生恶性竞争导致市场混乱。当电力市场的煤炭需求量1< q <2时，市场竞争相对缓
和，此时非理性的煤企会降低竞价从而得到1 的市场份额，但是较低的竞价必然导致较低的
收益， 若由于i b 过低从而导致1 2 1 2 ( )( 1) i i i j j j b−c −c < b −c −c q− ， 即
1 2
1 2
( )
1
i i i
j j j
b b c c c c
q
− −
> + +
−
时，煤企的报价i b 没有带来相应的规模收益，继而会提高价格，
煤炭价格的反复变动造成市场的混乱。当q ≥ 2 时，煤炭供不应求，理性的煤炭生产供应商
 110 为获得高的收益会尽可能选择高的报价，本文不考虑。
2.2.2 多家煤企市场博弈经济分析
假设市场上有数量为n 的煤企，其煤炭供给量相同并且质量无异，供应量为1，市场需
求量为q ，煤企i 的成本为1 2( 1,2, , ) i i c +c i= ln 。
当市场的需求量0< q ≤1时，即电力市场的煤炭需求量不大于单个煤企的供给量，此时
115 竞争异常激烈，市场尤其混乱。这种情况显然是不符合社会经济常识的，本文不予考虑。当
q≥n时，和寡头市场的分析类似，不考虑此种情况。
当0 <q<n时，假设k 为不小于q 的最小整数，k−1<q≤k，如果煤企i 的报价是所
有煤企报价中的前k −1个低报价，则煤企i 可获得市场份额为1 的需求量；如果煤企i 的报
价是所有煤企报价中的第k 个低报价，则可以获得市场份额为(q−k+1)的煤炭需求量，理
120 性的煤企自然会通过降价来获得为1 的市场份额。其他情况下煤企i 获得的市场需求量为0。
如果煤企i 的成本i1 i2 c +c 较高，导致其报价是第k +1个低报价，则煤企i 不能获得市场份
额，此时煤企往往会降低报价以换回市场份额以减少损失，此时煤电市场的煤炭价格混乱由
少数成本较高的煤企造成。同时，如果煤企的生产量不同，具有规模效益的煤企为了将不具
有规模效益的煤企挤出煤炭供应市场从而获得垄断效益，往往采取高于成本的最低报价打击
125 其他煤企。在饱和的市场条件下，采取降低价格的措施而产生的恶性竞争普遍存在，往往造
成“多败俱伤”的局面。
3 煤电竞价贝叶斯博弈模型分析
3.1 双寡头市场竞价博弈
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