CN108596452A - 一种碳排放权交易委托代理模型的利润增加额的分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳排放权交易委托代理模型的利润增加额的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：建立碳排放权交易市场中委托代理模型；S2：计算买方与代理方在非合作博弈过程中达到动态均衡时的利润；S3：计算买方与代理方在合作博弈过程中达到均衡时的利润；S4：分析双方合作博弈产生的利润增加额。本发明能深入电力行业碳排放权交易过程，利用博弈理论中的合作博弈与非合作博弈，分析合作博弈情况下的利润增加额，为企业在碳排放权交易博弈过程中提供优选决策的建议，为双方的长期稳定合作建立良好的基础。
Description
技术领域
本发明涉及数学计算领域，更具体地，涉及一种碳排放权交易委托代理模型的利润增加额的分析方法。
背景技术
目前，碳排放权交易是一种基于市场调节机制实现环境保护的经济手段，其交易过程一般是先由政府管理部门根据区域内的环境容量、资源情况和二氧化碳的总量控制目标确定碳排放总额，向该地区内核准有减排义务的碳排放交易市场主体(控排企业)分配，各参与主体根据自身排放情况参与交易。如果其所分配到的排放配额大于实际的排放量，则选择出售多余的碳排放权以获得经济回报。反之，则需要从市场上购买碳排放权缺额或通过自行减排以避免高额的罚金。现在缺少一种分析买方合作博弈产生的利润增加额的方式。
发明内容
本发明为克服现有技术的不足之处，为企业在碳排放权交易博弈过程中提供优选决策的建议，为双方的长期稳定合作建立良好的基础，提供一种碳排放权交易委托代理模型的利润增加额的分析方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种碳排放权交易委托代理模型的利润增加额的分析方法，包括以下步骤：
S1：建立碳排放权交易市场中委托代理模型；
S2：计算买方与代理方在非合作博弈过程中达到动态均衡时的利润；
S3：计算买方与代理方在合作博弈过程中达到均衡时的利润；
S4：分析双方合作博弈产生的利润增加额。
上述方法的具体思路如下：首先计算买方与代理方在非合作博弈过程中达到动态均衡时的利润，其次计算买方与代理方在合作博弈过程中达到均衡时的利润，最后分析与非合作博弈对比下，双方合作博弈产生的利润增加额。
优选地，所述步骤S1的具体过程还包括以下步骤：
S11：模型参数具体设定如下：
P1：买方支付给代理方的单位碳排放权价格；
P2：代理方支付给卖方的单位碳排放权价格，为代理方的决策变量，满足P2＝(1-λ)P1，其中，λ为代理方的边际利润率；
P0：买方企业的单位碳排放权边际减排成本，其中P0＞P1；
C2：为代理方的单位边际运营成本，包括进行代理活动产生的管理费等；
Q：代理支付给卖方价格定价为P2时，卖方同意卖给代理方的碳排放权量，其中，α是换算常数，α＞0，β是价格弹性，β＞1，α和β值通过历史数据拟合得到；
π1：买方的利润；
π2：代理方的利润；
π：买方与代理方的整体利润；
P1 *：非合作博弈达到动态均衡时买方制定的价格策略；
λ*：非合作博弈达到动态均衡时代理方制定的边际利润率策略；
π1 *：非合作博弈达到动态均衡时买方的利润；
π2 *：非合作博弈达到动态均衡时代理方的利润；
π*：非合作博弈达到动态均衡时买方与代理方的整体利润；
P1 **：合作博弈达到均衡时买方制定的价格策略；
λ**：合作博弈达到均衡时代理方制定的边际利润率策略；
π**：合作博弈达到均衡时买方与代理方的整体利润；
Δπ：与非合作博弈相比，合作博弈产生的新增利润，Δπ＝π**-π*；
k：买方与代理方应分配的新增利润比例系数；
Δπ1：新增利润中买方应分得的利润；
Δπ2：新增利润中代理方应分得的利润。
优选地，所述步骤S2的具体过程还包括以下步骤：
S21：买方的利润为：
π1＝(P0-P1)Q＝(P0-P1)*α[(1-λ)P1]β
代理方的利润为：
π2＝(P1-C2-P2)Q＝[P1-C2-(1-λ)P1]*α[(1-λ)P1]β
买方根据自身企业的边际减排成本P0制定支付给代理方的单位碳排放权价格P1，代理方对P1做出价格策略回应；
令即
求得会代理方的边际利润率λ：
将λ的公式代入买房利润计算的公式并令得到：
求得买方的定价策略为：
将代理方利润计算的公式代入买房利润计算的公式逆向求解得到：
在非合作博弈过程中达到动态均衡时的解为：
求得此时买方与代理方的整体利润为
优选地，所述步骤S3的具体过程还包括以下步骤：
S31：买方和代理方的整体利润计算公式为：
π＝[P0-(1-λ)P1-C2]*α[(1-λ)P1]β
令和
得到：
即为合作博弈的均衡策略集，此时的整体利润为
优选地，所述步骤S4的具体过程还包括以下步骤：
S41：与非合作博弈对比，合作博弈产生的利润增加额为：
Δπ＝Δπ1+Δπ2＝π**-π*
买方与代理方对合作博弈增加的总利润贡献分别为和因此可按双方对合作增加的总体利润贡献进行分配，分配比例系数为：
求得买方和代理方分配的额外利润分别为：
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提出的一种碳排放权交易委托代理模型的利润增加额的分析方法，其特点和效果是，本发明能深入电力行业碳排放权交易过程，利用博弈理论中的合作博弈与非合作博弈，分析合作博弈情况下的利润增加额，为企业在碳排放权交易博弈过程中提供优选决策的建议，为双方的长期稳定合作建立良好的基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是碳排放权交易委托代理模型的合作博弈利润增加额的分析方法的流程图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
一种碳排放权交易委托代理模型的利润增加额的分析方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：建立碳排放权交易市场中委托代理模型；
S2：计算买方与代理方在非合作博弈过程中达到动态均衡时的利润；
S3：计算买方与代理方在合作博弈过程中达到均衡时的利润；
S4：分析双方合作博弈产生的利润增加额。
在本实施例中，步骤S1的具体过程还包括以下步骤：
S11：模型参数具体设定如下：
P1：买方支付给代理方的单位碳排放权价格；
P2：代理方支付给卖方的单位碳排放权价格，为代理方的决策变量，满足P2＝(1-λ)P1，其中，λ为代理方的边际利润率；
P0：买方企业的单位碳排放权边际减排成本，其中P0＞P1；
C2：为代理方的单位边际运营成本，包括进行代理活动产生的管理费等；
Q：代理支付给卖方价格定价为P2时，卖方同意卖给代理方的碳排放权量，其中，α是换算常数，α＞0，β是价格弹性，β＞1，α和β值通过历史数据拟合得到；
π1：买方的利润；
π2：代理方的利润；
π：买方与代理方的整体利润；
P1 *：非合作博弈达到动态均衡时买方制定的价格策略；
λ*：非合作博弈达到动态均衡时代理方制定的边际利润率策略；
π1 *：非合作博弈达到动态均衡时买方的利润；
π2 *：非合作博弈达到动态均衡时代理方的利润；
π*：非合作博弈达到动态均衡时买方与代理方的整体利润；
P1 **：合作博弈达到均衡时买方制定的价格策略；
λ**：合作博弈达到均衡时代理方制定的边际利润率策略；
π**：合作博弈达到均衡时买方与代理方的整体利润；
Δπ：与非合作博弈相比，合作博弈产生的新增利润，Δπ＝π**-π*；
k：买方与代理方应分配的新增利润比例系数；
Δπ1：新增利润中买方应分得的利润；
Δπ2：新增利润中代理方应分得的利润。
在本实施例中，步骤S2的具体过程还包括以下步骤：
S21：买方的利润为：
π1＝(P0-P1)Q＝(P0-P1)*α[(1-λ)P1]β
代理方的利润为：
π2＝(P1-C2-P2)Q＝[P1-C2-(1-λ)P1]*α[(1-λ)P1]β
买方根据自身企业的边际减排成本P0制定支付给代理方的单位碳排放权价格P1，代理方对P1做出价格策略回应；
令即
求得会代理方的边际利润率λ：
将λ的公式代入买房利润计算的公式并令得到：
求得买方的定价策略为：
将代理方利润计算的公式代入买房利润计算的公式逆向求解得到：
在非合作博弈过程中达到动态均衡时的解为：
求得此时买方与代理方的整体利润为
在本实施例中，步骤S3的具体过程还包括以下步骤：
S31：买方和代理方的整体利润计算公式为：
π＝[P0-(1-λ)P1-C2]*α[(1-λ)P1]β
令和
得到：
即为合作博弈的均衡策略集，此时的整体利润为
在本实施例中，步骤S4的具体过程还包括以下步骤：
S41：与非合作博弈对比，合作博弈产生的利润增加额为：
Δπ＝Δπ1+Δπ2＝π**-π*
买方与代理方对合作博弈增加的总利润贡献分别为和因此可按双方对合作增加的总体利润贡献进行分配，分配比例系数为：
求得买方和代理方分配的额外利润分别为：
下面通过一个实际的算例来说明本发明方案：
假设代理支付给卖方价格定价为P2时，卖方同意卖给代理方的碳排放权量，即参数：α＝2，β＝3。买方企业的单位碳排放权边际减排成本为16元/吨，即P0＝16(元/吨)；代理方的单位边际运营成本为2.5元/吨，即C2＝2.5(元/吨)。
求得：
(1)非合作博弈达到动态均衡时，
此时买方的利润为
π1 *＝(P0-P1)Q＝(P0-P1)*α[(1-λ)P1]β＝2932.875(元)
代理方的利润为
π2 *＝(P1-C2-P2)Q＝[P1-C2-(1-λ)P1]*α[(1-λ)P1]β＝2202.915(元)
买方与代理方的整体利润为
π*＝π1 *+π2 *＝5135.79(元)
(2)合作博弈的均衡策略集为，
合作博弈利润为
(3)与非合作博弈对比，合作博弈产生的利润增加额为
Δπ＝π**-π*＝1870.51
求得买方和代理方分配的额外利润分别为：
综上所述，对于碳排放权交易委托代理模型的合作博弈问题，使用本发明提出的一种合作博弈利润增加额的分析方法，能深入电力行业碳排放权交易过程，利用博弈理论中的合作博弈与非合作博弈，分析合作博弈情况下的利润增加额，为企业在碳排放权交易博弈过程中提供优选决策的建议，为双方的长期稳定合作建立良好的基础。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种碳排放权交易委托代理模型的利润增加额的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：建立碳排放权交易市场中委托代理模型；
S2：计算买方与代理方在非合作博弈过程中达到动态均衡时的利润；
S3：计算买方与代理方在合作博弈过程中达到均衡时的利润；
S4：分析双方合作博弈产生的利润增加额。
2.根据权利要求1所述的碳排放权交易委托代理模型的利润增加额的分析方法，其特征在于，所述步骤S1的具体过程还包括以下步骤：
S11：模型参数具体设定如下：
P1：买方支付给代理方的单位碳排放权价格；
P2：代理方支付给卖方的单位碳排放权价格，为代理方的决策变量，满足P2＝(1-λ)P1，其中，λ为代理方的边际利润率；
P0：买方企业的单位碳排放权边际减排成本，其中P0＞P1；
C2：为代理方的单位边际运营成本，包括进行代理活动产生的管理费等；
Q：代理支付给卖方价格定价为P2时，卖方同意卖给代理方的碳排放权量，其中，α是换算常数，α＞0，β是价格弹性，β＞1，α和β值通过历史数据拟合得到；
π1：买方的利润；
π2：代理方的利润；
π：买方与代理方的整体利润；
P1 *：非合作博弈达到动态均衡时买方制定的价格策略；
λ*：非合作博弈达到动态均衡时代理方制定的边际利润率策略；
π1 *：非合作博弈达到动态均衡时买方的利润；
π2 *：非合作博弈达到动态均衡时代理方的利润；
π*：非合作博弈达到动态均衡时买方与代理方的整体利润；
P1 **：合作博弈达到均衡时买方制定的价格策略；
λ**：合作博弈达到均衡时代理方制定的边际利润率策略；
π**：合作博弈达到均衡时买方与代理方的整体利润；
Δπ：与非合作博弈相比，合作博弈产生的新增利润，Δπ＝π**-π*；
k：买方与代理方应分配的新增利润比例系数；
Δπ1：新增利润中买方应分得的利润；
Δπ2：新增利润中代理方应分得的利润。
3.根据权利要求2所述的碳排放权交易委托代理模型的利润增加额的分析方法，其特征在于，所述步骤S2的具体过程还包括以下步骤：
S21：买方的利润为：
π1＝(P0-P1)Q＝(P0-P1)*α[(1-λ)P1]β
代理方的利润为：
π2＝(P1-C2-P2)Q＝[P1-C2-(1-λ)P1]*α[(1-λ)P1]β
买方根据自身企业的边际减排成本P0制定支付给代理方的单位碳排放权价格P1，代理方对P1做出价格策略回应；
令即
求得会代理方的边际利润率λ：
将λ的公式代入买房利润计算的公式并令得到：
求得买方的定价策略为：
将代理方利润计算的公式代入买房利润计算的公式逆向求解得到：
在非合作博弈过程中达到动态均衡时的解为：
求得此时买方与代理方的整体利润为
4.根据权利要求3所述的碳排放权交易委托代理模型的利润增加额的分析方法，其特征在于，所述步骤S3的具体过程还包括以下步骤：
S31：买方和代理方的整体利润计算公式为：
π＝[P0-(1-λ)P1-C2]*α[(1-λ)P1]β
令和
得到：
即为合作博弈的均衡策略集，此时的整体利润为
5.根据权利要求4所述的碳排放权交易委托代理模型的利润增加额的分析方法，其特征在于，所述步骤S4的具体过程还包括以下步骤：
S41：与非合作博弈对比，合作博弈产生的利润增加额为：
Δπ＝Δπ1+Δπ2＝π**-π*
买方与代理方对合作博弈增加的总利润贡献分别为和因此可按双方对合作增加的总体利润贡献进行分配，分配比例系数为：
求得买方和代理方分配的额外利润分别为：
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111680394A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-09-18 | 中国科学技术大学 | 一种基于博弈模型的决策方法及装置 |
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2018
- 2018-04-03 CN CN201810314007.9A patent/CN108596452A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111680394A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-09-18 | 中国科学技术大学 | 一种基于博弈模型的决策方法及装置 |
| CN111680394B (zh) * | 2020-04-26 | 2024-05-24 | 中国科学技术大学 | 一种基于博弈模型的决策方法及装置 |
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