具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明的基于动态演化视角的电网企业拓展综合能源服务市场的辅助决策方法在选取电网企业作为研究对象的基础上，以综合能源服务市场另一大主体发电企业为博弈方，通过建立基于演化视角的竞合博弈模型，分析在外部环境因素影响下电网企业参与综合能源服务市场的策略选择与竞合行为演化过程。本发明的基于动态演化视角的电网企业拓展综合能源服务市场的辅助决策方法为：首先，分析电网企业与发电企业在综合能源服务市场可能采取的策略。其次，建立以电网企业和发电企业为代表的竞合博弈模型，分析电网企业与发电企业的复制动态方程，得到双方博弈的演化图和相位图，进而分析外部环境变化对电网企业和发电企业的竞合行为演化路径。最后，通过数值仿真对竞合博弈模型进行算例分析，验证了模型的有效性及科学性。

本发明具体实施方法如下：

(一)分析分析电网企业与发电企业在综合能源服务市场可能采取的策略

在综合能源服务市场中，为占据较高的市场份额，市场主体将会考虑采取竞争策略。在选择竞争策略时，电网企业和发电企业将依托和发挥自身绝对竞争优势，表现行为如下：一是体现在价格制定方面，发电企业拥有丰富的生产资料，能以较低的价格满足用户的电力需求等，电网企业拥有大量输配电有效资产，可通过零售电价优惠、需求响应等形式降低用户的用能成本等；二是体现在差异化产品提供方面，发电企业针对不同用户提供差异化供能套餐等，电网企业根据用户能源数据提供用能优化方案等；三是体现在营销产品方面，电网企业凭借品牌和用户优势获取市场份额，发电企业根据已具备的市场竞争意识和发电运行经验占据市场地位。

为长期占据市场份额巩固市场地位，市场主体将会考虑合作策略。在选择合作策略时，电网企业和发电企业通常以实现优势互补为目的，表现行为如下：第一种是形成资本合作，如共同出资成立综合能源服务公司，充分发挥双方优势开展某一综合能源项目迅速占据市场份额；另一种是形成产业链合作，以形成产业互联平台为其合作的依据，电网企业充分发挥其市场、用户优势和投资运营优势，发电企业充分发挥其设备成套优势，在同一项目内通过平台数据分享实现深度合作。

(二)建立以电网企业和发电企业为代表的竞合博弈模型

1)基本假设

基于电网企业和发电企业转型综合能源服务商的特点，对模型做出如下基本假设：

假设1：电网企业和发电企业无法有效的共享信息，且彼此之间的信息是不完全公开透明的，双方在博弈的过程中遵循有限理性的原则。

假设2：如果电网企业和发电企业选择合作策略共同开发某一综合能源服务项目，该项目高效利用能源，保护环境，那么双方企业不仅会获得良好的社会舆论，还会获得政府的额外财政奖励。

假设3：如果电网企业和发电企业在合作某一项目的过程中产生分歧导致合作失败，为此展开竞争，在此提出终止合作想要开展竞争的一方需要向另一方缴纳合作合同规定的违约金。

假设4：发电企业选择合作的概率为x，选择竞争的概率为1-x；电网企业选择合作的概率为y，选择竞争的概率为1-y。x、y均为时间t的函数。

2)模型建立

发电企业(参与主体a)与电网企业(参与主体b)在合作之前都有自己的常规稳定收益，设常规收益为双方通过合作开发综合能源服务项目而获得的额外收益设为政府为发电企业与电网企业合作开发的综合能源服务项目发放的财政奖励设为Bⁱ(i＝a,b)，双方在合作开发综合能源服务项目时付出的成本设为由于双方可能在合作过程中终止合作关系展开竞争，在此废弃的综合能源服务项目所产生的成本设为这部分成本包括为终止合作关系产生的时间及相关费用等成本，其中，因终止合作关系需支付的违约金设为D。由以上参数设定可得发电企业与电网企业合作开发综合能源服务项目的收益矩阵，见表1所示。由表1所描述的收益矩阵4种局势，可知：发电企业选择合作的收益为：

发电企业选择竞争的收益为：

发电企业的平均收益为：

电网企业选择合作的收益为：

电网企业选择竞争的收益为：

电网企业的平均收益为：

发电企业的复制子动态方程为：

当F'(x)＝0，可得x^a＝0、x^b＝1、

电网企业的复制子动态方程为：

当F'(y)＝0，可得y^a＝0、y^b＝1、联立方程(7)(8)可得该系统有5个均衡点，分别为：(0，0)(0，1)(1，0)(1，1)(x^*，y^*)。假设Jacobian矩阵的行列式和迹分别为D和T，那么当D＞0,T＜0时，该点为演化稳定策略(Evolutionary stable strategypoints，简称ESS)，当D＞0,T＞0时，该点为不稳定策略，当D＜0时，为鞍点。本文竞合博弈的Jacobian矩阵如下所示，系统均衡点稳定性分析如表2所示：

在R＝{(x,y)|0≤x≤1,0≤y≤1}平面内分析系统方程的均衡点和稳定性，根据和可得约束条件为 在该约束条件下对系统的5个均衡点分别进行分析，结果如表3所示。由表3所列出的局部稳定性分析结果可知，存在两个ESS，即O(0，0)——电网企业和发电企业都选择合作和M(1，1)——电网企业和发电企业都选择竞争，L(0，1)和N(1，0)为不稳定点，Q(x^*,y^*)为鞍点。

3)模型分析

根据电网企业与发电企业的复制动态方程，可得双方博弈的演化图，如图1(a)所示，由演化图可画出双方博弈的相位图，如图1(b)所示，从演化图和相位图可以看出，经过多次博弈后有3种可能的结果：

(1)电网企业与发电企业都选择合作，此时M(1，1)是均衡点；

(2)双方选择竞争，该状态下O(0，0)是均衡点；

(3)维持在鞍点Q(x^*,y^*)。如果处于区域ONQL中，系统会逐渐向O(0，0)靠近，即电网企业和发电企业都选择竞争关系；如果处于区域MNQL中，系统会逐渐向M(1，1)靠近，即双方都选择合作。

双方博弈演化的方向取决于区域ONQL和区域MNQL面积大小，如果S_ONQL>S_MNQL，则双方选择竞争策略的概率大于选择合作的概率，如果S_ONQL<S_MNQL，则双方选择合作的概率大于选择竞争策略的概率，因此，可通过分析区域ONQL和区域MNQL的面积，分析发电企业和电网企业策略选择的影响因素。由于S_ONQL+S_MNQL＝l，因此，同一个影响因素对坚持合作和选择竞争的影响是相反的。

根据(10)可得：

结论1：政府财政奖励Bⁱ数额越大，电网企业与发电企业选择坚持合作的概率越大。

由可知S_ONQL是Bⁱ的单调递减函数，随着Bⁱ增大，S_ONQL逐渐减小、S_MNQL逐渐增大，系统向M(1，1)靠近的概率越来越大，说明在政府财政奖励数额增加的情况下，电网企业与发电企业选择合作的概率也会增大。

结论2：电网企业与发电企业通过合作开发综合能源服务项目获得的额外收益越大，双方选择坚持合的概率越大。

由可知S_ONQL是的单调递减函数，随着增大，S_ONQL逐渐减小、S_MNQL逐渐增大，系统向M(1，1)靠近的概率越来越大，说明如果共同开发综合能源项目的收益越大，电网企业和发电企业会倾向于选择合作。

结论3：电网企业与发电企业因终止合作关系而产生的时间以及相关费用等成本越大，双方选择竞争的概率越小。

由可知S_ONQL是的单调递减函数，随着增大，S_ONQL逐渐减小、S_MNQL逐渐增大，系统向M(1，1)靠近的概率越来越大，即如果电网企业与发电企业为终止合作关系而付出的时间和相关费用等成本越大，则双方选择合作的意愿会逐渐增强。

结论4：电网企业与发电企业合作开发综合能源服务项目时付出的成本越大，双方选择竞争关系的概率越大。

由可知S_ONQL是的单调递增函数，随着增大，S_ONQL逐渐增大、S_MNQL逐渐减小，系统向O(0，0)靠近的概率越来越大，因此，随着合作开发综合能源服务项目的成本越来越大，电网企业与发电企业选择竞争的概率增大。

结论5：随着违约金D数额的增大，电网企业与发电企业选择合作开发综合能源服务项目的概率逐渐增大。

由可知S_ONQL是D的单调递减函数，随着D增大，S_ONQL逐渐减小、S_MNQL逐渐增大，系统向M(1，1)靠近的概率越来越大，即为规避支付数额较大的违约金，电网企业与发电企业越来越倾向于选择合作开发综合能源服务项目。

4)算例分析

通过前文五个结论可知政府财政奖励、综合能源服务项目的额外收益及开发成本、双方终止合作关系产生的相关费用以及违约金等都会影响双方合作的意愿，为验证前文的结论，该部分假设两种情景。

情景一：假设在选定初始合作概率且B^a＝B^b、D^a＝D^b的情景下，研究不同变量的变化对双方竞合博弈的策略选择演化路径。

以发电企业数值仿真为例分析双方策略选择的演化路径。根据约束条件对相关变量赋值进行算例分析，如下所示。

(1)政府财政奖励(Bⁱ)对发电企业与电网企业策略选择演化路径的影响。假设发电企业初始合作概率为0.2，由图2可知，政府对相关综合能源服务项目提供财政奖励可以促使发电企业与电网企业选择合作策略，且对某一综合能源服务项目，政府财政奖励的数额越大，演化路径的斜率也越来越大，选择合作的速度越来越快。由此可见，如果政府加大对综合能源服务项目的财政奖励，发电企业与电网企业会在更快的时间内形成合作开发综合能源服务项目的局面。

(2)合作开发综合能源服务项目的额外收益对发电企业与电网企业策略选择演化路径的影响。假设双方初始合作概率均为为0.1，由图3可知，随着发电企业与电网企业通过合作开发综合能源服务项目获得额外收益的增加，双方的策略会逐渐向合作的方向演化，且速率越来越快。如果通过合作开发的综合能源服务项目的收益足以弥补前期的成本投入，并且可以从中获得利润，则发电企业与电网企业则会加强合作。

(3)合作开发综合能源服务项目的成本投入对发电企业与电网企业策略选择演化路径的影响。为更加直观的表示出双方的策略选择，假设双方初始合作的概率均为0.5，由图4可知，发电企业与电网企业合作开发综合能源服务项目付出的成本会对双方策略选择造成影响，随着合作投入成本的逐渐增大，双方会更加偏向选择竞争的策略，并且合作投入成本越大，变化的速率会越快。由此可知，如果合作开发综合能源服务项目的成本越来越高，甚至难以通过收益使得双方都可获利时，发电企业与电网企业会更加偏向选择竞争的策略，单独开发符合自身利益的综合能源服务项目。

(4)双方终止合作关系产生的相关费用对发电企业与电网企业策略选择演化路径的影响。假设发电企业初始合作概率为0.2，由图5可知，当发电企业与电网企业终止合作关系产生的成本越来越大时，双方会更加愿意选择合作，且选择合作的速率会加快；发电企业或电网企业为终止合作关系会付出一定的时间、费用等成本，在此类成本越来越大时，双方则会尽量避免竞争关系而产生不必要的成本。

(5)终止合作选择竞争策略所要赔付的违约金(D)对发电企业与电网企业策略选择演化路径的影响。假设发电企业初始合作概率为0.2，由图6可知，随着违约金数额的增大，发电企业与电网企业会向坚持合作的稳定点演化，并且速率在加快。因此，违约金会在一定程度上使双方避免选择终止合作、开始竞争策略，如果违约金数额越来越大，对抑制选择竞争策略的效果也越来越明显。

情景二：假设博弈双方在B、C_A、C_E、R_A、D均不相同的情景下，研究不同合作概率的变化对双方竞合博弈的策略选择演化路径。

以电网企业数值仿真为例分析双方策略选择的演化路径。根据博弈双方的复制子动态方程和约束条件将条件变量简化为C_E-D-B-C_A(前期投入成本)和R_E(后期收益)两部分进行赋值假设展开算例分析，如下所示。

(1)前期投入成本相同，后期收益(R_E)不同的情况下发电企业与电网企业策略选择演化路径分析。当博弈双方在合作过程中均能够回收成本，但是电网收益高于发电企业的收益时，如图7所示，大部分曲线随着时间的推移概率趋向于1，即电网企业将会更加愿意进行合作。当某一综合能源项目的前期收益为正值，后期随着市场竞争的激烈，收益逐渐下降，如图8所示，绝大多数曲线概率先趋向于1后出现拐点逐渐趋向于0，即电网企业开始会倾向于选择合作策略，但随着时间的推移，可能会放弃该综合能源项目，重新选择竞争策略。

(2)博弈双方后期收益相等，前期投入成本不同的情况下发电企业与电网企业策略选择演化路径分析。当博弈双方产生的后期收益均为正值，电网企业的投入成本明显比发电企业多时，如图9所示，大部分曲线概率逐渐下降至0，即电网企业会有较大的概率终止合作，选择竞争策略。当发电企业的投入成本明显比电网企业的多时，如图10所示，多数曲线随着时间的增长，概率逐渐趋向于1。此时，虽然电网企业倾向于选择合作策略，但双方能否达成合作取决于发电企业的合作意愿。

附图说明

表1政府驱动下电网企业与发电企业合作开发综合能源服务项目收益矩阵

表3政府驱动下电网企业与发电企业合作综合能源服务项目的局部稳定性分析结果

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。