考虑农村正式组织的生物质发电原料供应链博弈模型

论文摘要

在能源革命和节能减排的大背景之下,我国大力发展包括生物质发电在内的可再生能源产业。然而近年来生物质发电产业发展并不顺利,其中原料供应不足是制约其发展的重要因素,因而生物质发电原料供应问题是一个值得研究的科学问题。我国现行体制下,基层农村正式组织在农村经济活动中扮演着重要角色,在调研中发现以村委会为主的基层农村正式组织对农户的行为有着重要影响。现有研究鲜有对基层农村正式组织在生物质原料供应链中介入方式的考查和研究。本文提出了引入农村正式组织的生物质发电原料供应模式,由农村正式组织牵头和农户组成生物质原料供应合作社,组织引导农户进行生物质收集和供应,生物质原料收益用于当地公共福利的改善。在这种新的模式下,基于博弈论模型和Multi-agent建模仿真方法,论文构建了四个生物质原料供应博弈模型,研究分析了引入农村正式组织的生物质发电原料供应模式的效果、适用性和相应实施策略。为了比较在农村正式组织模式和两种现有模式下生物质的供应均衡,本文首先在非合作博弈论框架下,建立了结合斯塔克博格（Stackelberg）博弈模型和Multi-agent建模仿真方法的完全信息博弈模型。斯塔克博格博弈模型平行构建了三种供应模式下供应链参与方的相互作用关系,以柯布-道格拉斯函数综合考虑农户和农村正式组织的货币和非货币效用。基于斯塔克博格博弈模型得到的反应函数,Multi-agent建模仿真构建了电厂、经纪人、农户和农村正式组织四类agent,探究了均衡的变化趋势。结果表明,相较传统模式,该模式能够提高农户的总体效用,从而增加生物质供应量和电厂利润。敏感性分析探究了生物质上网电价、运输距离和效用偏好对均衡的影响。在前一个模型的基础之上,论文加入对供应链横向竞争的考虑,构建了包括斯塔克博格博弈和进化博弈（Evolutionary game）两阶段的完全信息博弈模型。第一阶段模型建立了供应链参与方在竞争、合作和竞合三种不同情景之下的相互作用过程和得益函数,得到了三种情景下均衡的生物质供应量和供应链总利润。第二阶段模型则在第一阶段均衡分析基础上,构建了农户群体和农村正式组织群体的复制动态方程,分析了二者的均衡稳定策略。对应于模型的两个阶段,分别采用蒙特卡洛模拟和Multi-agent建模仿真对均衡的变化趋势和参数的不确定性进行了分析。其中,Multi-agent 建模仿真重点考查了非货币效用和“搭便车”行为的影响。结果表明,经纪人模式和农村正式组织模式的横向竞争使得生物质供应市场均衡达到较高水平,电厂利润和整条供应链的总利润得以增加。论文据此提出了生物质发电原料收购竞合策略。敏感性分析得到了收购半径、村委会积极性和防止“搭便车”行为的相关结论。成本是生物质原料收购管理中的关键因素,然而电厂对生物质供应者成本具有不完全信息。本文引入成本信息的不对称性,设计了包含价格契约和数量契约的原料收购双契约策略,构建了生物质发电原料供应链的不完全信息博弈模型,结合Multi-agent 建模仿真比较分析了不同契约情景下的贝叶斯纳什均衡。研究结果说明,成本信息的不对称性将影响供应市场的均衡,在均衡状态下成本较低的生物质提供者供应量较高,高成本供应者比例的增加会降低总供应量。论文提出的双契约策略,能够进一步提高生物质总供应量、筛选出成本较低的优秀供应者。通过敏感性分析,论文给出了双契约策略实施的合理建议。利益分配问题是农村正式组织模式是否具有契约约束力的核心,论文在合作博弈范畴内构建了包含两人讨价还价博弈和联盟博弈的两阶段合作博弈模型。第一阶段模型建立了农户和农村正式组织的谈判破裂点和考虑非货币效用的效用配置函数。第二阶段模型则构建了多农户合作联盟博弈的特征函数和可行分配集,提出了基于纳什讨价还价解和改进均等利润法的利益分配策略。结果表明,该利益分配策略具有更好的稳定性、公平性和可操作性,能够满足农户参与生物质供应链的个体理性和群体理性约束,收益分配较为公平。农户收益会随着合作社规模的扩大而提高,但当规模达到一定上限时,农村正式组织模式的相对优势将趋于稳定。敏感性分析说明,该利益分配策略能够在一个较低的生物质上网电价水平下实现农户收益的增加,对不同机会成本的地区适用性较强。最后,基于研究结论论文提炼并提出了促进生物质发电产业、生物质供应链高效可持续运行的政策建议。

论文目录

文章来源

类型: 博士论文

作者: 罗开颜

导师: 张兴平

关键词: 生物质发电原料,农村正式组织,非合作博弈,联盟博弈,建模仿真

来源: 华北电力大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,农业科技,经济与管理科学

专业: 数学,电力工业,农业基础科学,宏观经济管理与可持续发展,农业经济,工业经济

单位: 华北电力大学(北京)

基金: 国家自然科学基金项目(71373077)

分类号: F426.61;F323.214;F224.32

DOI: 10.27140/d.cnki.ghbbu.2019.000132

总页数: 131

文件大小: 12542K

下载量: 250

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标签：生物质发电原料论文;  农村正式组织论文;  非合作博弈论文;  联盟博弈论文;  建模仿真论文;