CC BY
28
МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ ПОСЛЕДСТВИЙ ИЗМЕНЕНИЯ МОДЕЛИ РЫНКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В РОССИИ
Аннотация. В статье анализируются результаты функционирования российского оптового рынка электроэнергии и мощности - выделены его недостатки, продемонстрирована необходимость реформирования действующей модели рынка. Подчеркивается необходимость комплексного научного обоснования эффективности различных вариантов реформирования с проведением количественных оценок, сформулированы основные требования к методическому и модельному инструментарию. С позиций этих требований проведен анализ известных методических подходов и выявлена наиболее адекватная для имитации конкуренции независимых экономических субъектов концепция - агентно-ориентированный подход.
Ключевые слова: инвестиционная деятельность, генерирующие компании, конкурентный рынок электроэнергии, реформирование модели рынка, методы моделирования, агентно-ориентированный подход.
AMrey Solyanik a METHODICAL APPROACH FOR EVALUATION
OF THE RUSSIAN ELECTRICITY MARKET MODEL REFORMING
Annotation. The article is devoted to the analysis of the Russian wholesale electricity market performance - its disadvantages are focused, the necessity of the actual market model reforming is shown. The article deals with the necessity of complex economic evaluation of the alternative market restructure conceptions and the main requirements to the methodical and modeling tools for such an assessment. The article contains the analysis of well-known methodical concepts in the light of these requirements. The results show that the most suitable approach for imitation of the competition between independent economic players is agent-based approach. Keywords: investment activity, generating companies, competitive electricity market, market model reforming, modeling approaches, agent-based modeling.
Прошедшее десятилетие в отечественной электроэнергетике было ознаменовано ее либерализацией: формированием на базе активов бывшего «РАО ЕЭС России» и зависимых обществ ряда самостоятельных экономических субъектов - конкурирующих компаний в сфере генерации электроэнергии, формальным созданием конкурентных механизмов торговли электроэнергией и мощностью, формированием необходимой рыночной инфраструктуры. Однако, несмотря на все позитивные ожидания, фактический опыт работы российского оптового рынка электроэнергии и мощности (ОРЭМ) обнажил множество его принципиальных изъянов [2]. Прежде всего, рыночные механизмы не обеспечивают достаточных стимулов для инвестирования в отрасль. Основной объем инвестиций в настоящее время осуществляется по нерыночному механизму (в рамках т.н. договоров о предоставлении мощности), который предполагает оплату построенных мощностей с гарантированной доходностью, что делает его единственным коммерчески эффективным способом реализации инвестиционных проектов в сфере генерации электроэнергии. Вследствие либерализации резко выросла отпускная цена электроэнергии, однако соответствующий эффект крайне неравномерно распределился между субъектами отрасли. Анализ, выполненный в [1], демонстрирует кратное расслоение игроков рынка по ключевым финансовым показателям (себестоимость производства, рентабельность, долговая нагрузка). Государственные компании («Русгидро», «Росэнергоатом») имеют необоснованные ценовые преференции. На противоположном полюсе находятся компании, сформированные на базе теплоэлектроцентралей, ввиду их убыточности по производству тепла.
© СоляникА.И., 2015
УДК 338.24.021.8:621.31 А.И. Соляник
Вестник Университетам» 8, 2015
Отмеченные недостатки ОРЭМ привели к активному обсуждению целесообразности его реформирования. Спектр конкретных предложений весьма широк:
а) замена краткосрочного рынка мощности долгосрочным (по образцу североамериканских рынков PJM и ISO-NE); при этом возможно как раздельное, так и единое ценообразование для действующих и новых мощностей;
б) замена краткосрочного централизованного рынка мощности системой двусторонних кон -трактов на поставку мощности;
в) переход к однопродуктовой модели рынка (например, к системе двусторонних контрактов на поставку электроэнергии и мощности);
г) возврат к модели рынка с единым закупщиком и регулируемым ценообразованием (фактически - модификация старой версии российского оптового рынка, функционировавшего в 19922003 гг.).
В этом же контексте следует рассматривать и различные предложения в части реформирования рынка тепла, что необходимо для повышения конкурентоспособности теплофикации. Очевидно, что окончательный выбор концепции реформирования рынка должен основываться на глубокой количественной оценке эффективности каждого из предложенных вариантов (именно недостаточный анализ последствий внедрения действующей модели ОРЭМ на стадии обсуждения ее концепции во многом обусловил отмеченные негативные результаты). Главным «белым пятном» данной задачи является выбор подходящего методического подхода для проведения подобной оценки. Основные принципы формирования такого рода инструментария сформулированы в [3]:
1) анализ последствий введения тех или иных рыночных механизмов должен проводиться не только в целом для отрасли, но и для ее ключевых игроков (в частности, для всех крупных генерирующих компаний);
2) схема модельных расчетов должна строиться по принципу децентрализованного принятия инвестиционных решений участниками рынка и их «мягкой» координации в рамках централизованного планирования развития энергосистемы; искомая система управления развитием отрасли должна обеспечивать баланс коммерческих и общественных интересов (иначе говоря - интересов производителей и потребителей энергии);
3) в обязательном порядке должна учитываться индивидуальность инвестиционной стратегии каждой энергокомпании (в частности, различная степень склонности к высокорисковым решениям), а также адаптивность этой стратегии на каждом временном шаге с учетом меняющейся конъюнктуры рынка и накопленного положительного или отрицательного опыта следования тем или иным инвестиционным решениям.
Ниже на предмет соответствия этим требованиям анализируются известные методические подходы. Традиционные для централизованного управления методы оптимизации [4; 5] не удовлетворяют данным требованиям в силу своей ориентации на общественные критерии эффективности (единые для всех участников рынка). В такой постановке отсутствует возможность имитации конкурентных отношений между различными участниками рынка. Не учитывается индивидуальность хозяйствующих субъектов: различия в стиле менеджмента, склонности к риску и т.д.
Другим распространенным методом анализа является системная динамика - разновидность имитационного моделирования с высокой степенью агрегирования показателей. Данный подход предполагает прогнозирование долгосрочной динамики развития объекта исследования через моделирование его ключевых внутренних связей, построение системы дифференциальных уравнений, образующих замкнутые циклы. Системная динамика применяется в некоторых энергетических исследованиях [8; 9], однако, подобно «классической» линейной оптимизации, охватывает лишь макро-
уровень исследуемого объекта, что не позволяет имитировать поведение (а главное, взаимодействие) множества независимых игроков рынка.
Антагонистом системной динамики выступает моделирование на базе теории реальных опционов [6]. Этот подход предполагает проведение всесторонней оценки инвестиционных возможностей с точки зрения отдельно взятой компании. Математически данный подход, как правило, реализуется через стохастическую оптимизацию. Метод позволяет корректно учесть неопределенность при принятии решений, соотнести потенциальный доход с рисками. Однако использование метода реальных опционов для решения задачи развития энергетического рынка в целом не имеет реальной ценности ввиду «навязывания» всем участникам рынка единой модели поведения.
В гораздо большей степени сформулированным выше принципам отвечают теоретико-игровые методы, поскольку сама сущность теории игр предполагает анализ взаимодействия нескольких игроков (участников рынка). Однако традиционный теоретико-игровой подход также не лишен ряда недостатков. Во-первых, имеющиеся методы решения игровых задач предполагают их сведение к задаче линейного программирования. Следовательно, точное и удобное с вычислительной точки зрения решение может быть получено лишь для игр с двумя участниками. Второй важный недостаток заключается в том, что в традиционной матричной игре предполагается достижение участниками равновесия, в то время как реальные рынки длительные периоды времени могут функционировать в неравновесном состоянии. Кроме того, классическая постановка игры не учитывает неопределенность будущей рыночной конъюнктуры, не предполагается и возможность выхода из игры ее участников, так же как и входа на рынок новых игроков. Отмеченные недостатки пока не позволяют рассчитывать на практическое использование теоретико-игровых моделей в реальных расчетах эффективности различных рыночных механизмов, хотя имеются примеры моделирования условных электроэнергетических рынков, как правило, с двумя участниками [7; 10].
Из всех рассмотренных методических подходов к решению задачи оценки эффективности рыночных механизмов наилучшим следует признать агентно-ориентированную методологию исследования. Данный подход был предложен в 1990-х гг. американским ученым И. Шохамом, который в работе [11] ввел понятие «агент», отличительной чертой которого является самостоятельная модель поведения, и определил его как основной объект моделирования. Тем самым область моделирования перестает быть единым целым, трансформируясь в систему логико-математических моделей, каждая из которых описывает поведение своего агента. Отличительными свойствами агентов являются:
1) автономность - агенты действуют по собственным правилам, независимо друг от друга;
2) неоднородность - агенты, даже относящиеся к одному классу могут существенно разли-чаться по ряду важнейших параметров, определяющих их поведение;
3) адаптивность - свойство, характеризующее способность агента корректировать свою стратегию поведения, исходя из накопленного опыта.
В рассматриваемой нами задаче выбора оптимальной конфигурации ОРЭМ агентами являются генерирующие компании и Системный оператор как координатор развития отрасли, а средой их взаимодействия - рынок в том или ином варианте организации. Таким образом, агентно-ориентированный подход является многообещающим инструментом решения рассмотренной экономической проблемы. Однако его практическое применение в целях проведения сравнительной оценки эффективности разных вариантов реформирования ОРЭМ и сферы теплоснабжения требует разработки специальных методов и моделей поведения отраслевых агентов - крупных генерирующих компаний (поименно), сетевой компании, Системного оператора и, возможно, наиболее значимых групп потребителей.
Вестник Университета№ 8, 2015
Библиографический список
1. Веселов, Ф. В. Изменение экономической и финансовой ситуации в секторе генерации после его реформирования. Итоги первой пятилетки / Ф. В. Веселов, А. И. Соляник // Энергорынок. - 2013. - № 9. -С. 18 - 22.
2. Веселов, Ф. В. Состояние и перспективы инвестиционной деятельности в постреформенной электроэнергетике / Ф. В. Веселов, А. И. Соляник // Известия Академии наук. Энергетика. - 2015. - № 1. - С. 105-112.
3. Исследование роли централизованного управления в развитии больших систем энергетики. Этап 1. Разработка принципов построения и методов исследования агентских моделей развития систем энергетики : отчет о НИР / ИНЭИ РАН ; рук. А. А. Макаров. - М., 2012. - 68 с. - Инв. № 7.
4. Макаров, А. А. Методы исследования и оптимизации энергетического хозяйства / А. А. Макаров, Л. А. Мелентьев - Новосибирск : Наука, 1973. - 376 с.
5. Математические модели для оптимизации развития электроэнергетических систем / Под ред. Л. А. Ме-лентьева. - Иркутск : СЭИ СО АН СССР, 1971. - 140 с.
6. Botterud, A. Optimal Investments in Power Generation under Centralized and Decentralized Decision Making / A. Botterud, M. D. Ilic, I. Wangensteen // IEEE Transactions on Power Systems. - 2005. - Vol. 20. - P. 254-263.
7. Chuang, A. S. A game-theoretic model for generation expansion planning: problem formulation and numerical comparisons / A. S. Chuang, F. Wu, P. Varaiya // IEEE Transactions on Power Systems. - 2001. - Vol. 16. -No. 4. - P. 885-891.
8. Ford, A. Cycles in competitive electricity markets: a simulation study of the Western US / A. Ford // Energy Policy - 1999. - Vol. 27. - P. 627-658.
9. Larsen, E. R. Deregulation in electricity: understanding strategic and regulatory risk / E. R. Larsen, D. W. Bunn // Journal of Operational Research Society. - 1999. - Vol. 50. - P. 337-344.
10. Murphy, F. Generation capacity expansion in imperfectly competitive restructured electricity markets / F. Murphy, Y. Smeers // Annals of Operations Research. - 2005. - Vol. 53. - P. 646-661.
11. Shoham, Y. Agent-oriented programming / Y. Shoham // Artificial Intelligence. - 1993. - Vol. 60. - P. 51-92.
