更全的杂志信息网

基于Stackelberg策略的节能方案优选方法

更新时间:2016-07-05

企业节能受到自身资源的限制导致节能成本提高,尤其是中小企业节能积极性不高[1]. 合同能源管理模式可以有效解决上述企业节能困境,效益分享型合同能源管理为发展中国家的企业平衡环境效益和经济效益提供了良好的解决办法[2]. Shang等[3]利用鲁宾斯坦讨价还价博弈模型对节能收益进行合理分配;Qian等[2]分析得出外部环境不确定性越大,用能公司较节能服务公司获得更多节能收益;Deng[4]提出一个框架模型决策效益分享比例. 中国大部分节能服务公司处于发展阶段,当用能公司外包节能时,用能公司为主导者决定效益分享比例,节能服务公司根据分享比例确定投资成本和节能量.

由于节能服务公司分享部分节能收益,研究企业优选节能方案具有重要意义,赵道致等[5]学者研究减排研发供应链得出节能服务公司的定价策略和存续条件;Ouyang等[6]考虑非节能收益因素研究用能公司最优节能量的决策和节能方式的选择. 上述文献并没有考虑政府政策因素,然而为应对能源问题,政府一方面规定企业节能配额[7-8],另一方面采取补贴政策 [9],在2010年和2011年相继推出了效益分享型合同税收削减和财政补贴政策,李碧浩[10]将政府补贴分为节能技改补贴和合同能源管理补贴,粗略地描述政府补贴的作用. 因此本文设定节能配额并将政府补贴细分为3个情景:只补贴外包节能方式、只补贴自己投资节能方式、两种节能方式都补贴,运用博弈论方法研究不同情景下的节能方式选择.

1 模型建立及分析

1.1 问题描述

假设市场上存在一个用能公司和节能服务公司组成的完全信息下的节能服务供应链,政府规定某时间段内用能公司节能配额q0,通常为初始能源消耗e的百分比量,即q0=(1/m)e. 假设m≥2,用节能率s(实际节能量q与初始能源消耗量e之比)表示一个企业的节能贡献,而且用能公司实际节能量不低于节能配额,即ms-1≥0. 节能优势比例α为节能服务公司的成本敏感系数与用能公司的成本敏感系数的比值,pe为市场能源价格.

活体水蚤获取及养殖:本实验采用的是“青翔圆水蚤”,体型较大,适应力强,使用泡沫箱培养,培养用水是暴晒2 d后的自来水。饲养过程中必须保证基本日晒,夜晚无需加灯,培养温度尽量控制在18~25°C之间。10~15 d更换一次培养水,日常轻易不要搅动水面,保持静水状态。用酵母水或者绿藻水喂养,保证少食多餐原则,初期喂养尽量少喂。水蚤在生长过程中会脱壳,建议放养几个苹果螺帮助清理。

1.2 模型建立

1.2.1 政府不提供补贴

用能公司选择自己节能时,需要付出节能投资成本c=ks2/2,并且获得节能收益T=peq=peq 0ms,用能公司决定节能率s使得利润最大化,模型1为

πm(s)=peq0ms-ks2/2,

(1)

用能公司选择外包节能时,节能服务公司付出一定节能成本c=(αks2)/2,α(0<α≤1)为节能服务公司较用能公司的节能优势比例,节能任务完成后分享比例φ的节能收益,用能公司不做任何投资,获得1-φ比例的节能收益. 假设两者决策为斯坦伯格博弈,用能公司首先决策分享比例,节能服务公司根据分享比例决策节能率,模型2为

πm(φ)=peq0ms(1-φ),

s.t.{0≤φ≤1}.

m(A+B)2/(mA+2B)<k<m(A+B)2/(A+2B),

(2)

πe(s)=peq0msφ-αks2/2,

事有凑巧,不久,《中国作家》杂志举办全国散文奖。评委包括中国散文学会会长林非先生在内有19位之多。评奖会由刊物副主编杨匡满先生主持。会上我看了参评的篇目,对匡满说:“据我看来,胡冬林写水獭的《拍溅》,比这次列出的所有参评作品精彩得多。”匡满说:“既然你认为好,那请你把《拍溅》复印19份,让评委们审读。”我立即复印了19份,请全体评委审阅。结果一致称赞,全票通过,又获了奖。这事不知被谁告诉了胡冬林,导致他进京领奖时特地到我家拜访。这是我和冬林认识的开始。

(3)

1.2.2 政府提供节能补贴

假设在节能配额基础上每提高一单位节能量给予补贴ρM(pe>ρM),并随着节能量的增加而增加,选择自己节能时用能公司获得政府补贴额,模型3为

第四,腰部屈曲时,主要是骶棘肌维持腰部姿势,浮动半椎板游离不承担载荷,L4 ~ S1黄韧带施力小,故无肥厚;腰部屈曲时L5/S1右纤维环紧张,辅助骶棘肌限制腰椎前屈,站立时L5右侧区域载荷完全由前中柱承担,致L5/S1椎间盘发生退行性变膨出,靠中央区Pfirrmann分级Ⅱ级,靠右侧为Ⅲ级,提示侧方受力更重,但Pfirrmann分级达Ⅳ~Ⅴ级才会出现腰痛,故L4/L5及L5/S1椎间盘退行性变与腰痛无关[7]。

πm(s)=peq0ms-ks2/2+ρMq0(ms-1),

(4)

用能公司选择外包节能时节能服务公司获得补贴额,模型4为

πm(φ)=peq0ms(1-φ),

s.t.{0<φ<1}.

而“人”与“民”,在先秦也是截然不同的两个概念,《说文解字》说:“人,天地之性最贵者也。”“民,众萌也。”

我们小学数学教师要有意识的提出思考题,故意不及时解答较疑难的问题,鼓励学生自己去想,能有效的促进学生独立思考能力的提高,这样可以提升学生独立思考能力,还能提升学生的数学能力,并在以后的数学学习中建立成熟的数学思维,安排新颖的教学课堂,从而教师教学模式加以改革,学生也具有创新思路,不能一味的按照书本知识进行讲解,那样过于枯燥乏味。

(5)

πe(s)=peq0msφ-αks2/2+ρMq0(ms-1),

(6)

对以上4个模型进行求解,模型1和模型3基于线性规划直接求解,模型2和模型4可利用 Stackelber动态博弈逆推法求解,结果见表1.

表1 两种节能方式下用能公司和节能服务公司的最优决策 Tab.1 Optimal decision under two kinds of energy saving modes

指标自己节能外包节能无政府补贴节能率s1=peq0m/k=A/ks'1=peq0m/2kα=A/2kα分享比例φ=1/2用能公司利润πm1=p2eq20m2/2k=A2/2kπm1=p2eq20m2/2k=A2/2k节能公司利润πe1=p2eq20m2/8kα=A2/8kα条件A

注:A=peq0mB=ρMq0m.

1.3 政府补贴对节能率和企业利润的影响

图6(a)、6(b)和6(d)阴影分别为仅补贴外包节能时补贴额超过阈值、不超过阈值和两种方式都补贴的不一致区域,依据利润最大化用能公司会选择外包节能而基于节能率最优的选择是自己投资节能. 图6(c)为仅补贴自己节能时的不一致区域,当成本敏感系数较小时依据利润最大化用能公司会选择自己节能而基于节能率最优选择外包节能,当成本敏感系数较大时依据利润最大化用能公司会选择外包节能而基于节能率最优选择自己投资节能. 利润最大和节能率最优选择的不一致性是政府补贴瓶颈出现的主要原因,长远来看政府补贴促进节能服务公司的发展,节能优势比例降低,最终突破瓶颈实现利润最大和节能率最优一致,实现经济效益和环境效益的良性循环.

证明

Δπm=πm2-πm1=(A+B)2/2k-B/m-

A2/2kB2/2mA>0,

Δπe=πe2-πe1=(A+B)2/8-

B/m-A2/8>0.

由此看出,政府补贴政策激励用能公司提高节能率,对能源节约起到了积极的作用,并且提供补贴后用能公司获得了更多利润.

结论2 当用能公司选择外包节能并且满足条件(A+B)/(2k)<αmA)/(2k),1}时,

政府提供补贴后,在某一节能优势比例取值范围内,会出现这种情况:用能公司会选择外包政策,但是节能率不是最优的,然而在这一取值范围外,利润最大化和节能率最优可以同时实现.

φ=1/2,πe1=/2,②φ′<1/2,πe1</2,③<<πe1<πe2.

证明

由此看出,不论是自己投资节能还是外包节能,政府提供补贴激励用能公司和节能服务公司提高节能率,而且用能公司和节能服务公司利润都增加,这意味着政府补贴措施既提高了能源利用率又促进经济发展,环境效益和经济效益实现共赢.

2 不同补贴政策下节能方式选择的对比研究

2.1 具体补贴政策下节能方式的选择

情景1:政府不提供补贴且满足条件A<k<mAA/2k<αmA/2k,1}时,节能优势比例作为唯一影响因素影响节能方式选择:

A/2k<α<1/2时,s1<πm1<

α=1/2时,s1=πm1=

当1/2<αmA/2k,1}时,s1>πm1>.

人们对物质生活的追求给生产力提出了更高的需求,要想使人们日益扩大的物质需要得到满足,必须不断提升生产能力,企业对智能化技术进行应用就是提升生产力的一种有效方法。电气工程有着较强的专业性以及技术性,智能化技术的应用,就是要让自动化系统的控制水平得到提高,在对电气需要满足的同时,对效益以及安全方面也要与所提升,这样智能化技术才能体现其意义。

情景2:政府仅补贴外包节能且满足条件A<k<mA,(A+B)/2k<αm(A+B))/2k,1}时,用能公司依赖于单位补贴额、成本敏感系数和节能优势比例选择节能方式.

mA2/(A+B)<k<mA时,>πm1

A<k<mA2/(A+B)时,(A+B)/2k<α<(A+B)2/2A2>πm1.

A+B<k<m(A+B)2/(A+3B):

(A+B)2/2A2<αm(A+B)/2k,1},<πm1.

情景3:政府仅补贴自己节能且满足条件A+B<k<m(A+B),A/2k<αmA/2k,1}时,成本敏感系数和节能优势比例共同影响用能公司节能方式选择:

A+B<k<m(A+B)2/(mA+2B),<πm2

古生物学家在南美洲发现了大量巨型蜥脚类恐龙,其中包括阿根廷龙、普尔塔龙、巴塔哥巨龙等。在自然界中,哪里有巨型蜥脚类恐龙,哪里就会有以它们为食的巨型兽脚类恐龙,而马普龙就是这些食肉恐龙中的佼佼者。

2014年,经过半年试点,住院患者的B超、CT检查集中预约运行比较顺利。预约中心助理完全能够胜任检查的宣教、预约工作;患者也没有不习惯,反而觉得更方便。

A/2k<α<mA2/(2m(A+B)2-4kB)时,>πm2

α=mA2/(2m(A+B)2-4kB)时,=πm2

mA2/(2m(A+B)2-4kB)<αmA/2k,1}时,<πm2

m(A+B)2/(A+2B)<k<m(A+B),>πm2.

当成本敏感系数较小时选择自己投资节能;成本敏感系数处于中间水平时考虑节能优势比例,当节能优势比例较小时,选择外包节能;当节能优势比例较大时,选择自己投资节能. 当成本敏感系数较大时选择外包节能,避免了自己投资节能的不经济性.

情景4:政府两种节能方式都补贴且满足条件:

A+B<k<m(A+B),(A+B)/2k<αm(A+B)/2k,1}时,用能公司依赖于成本敏感系数和节能优势比例选择节能方式.

α=(A+B)2/2A2=πm1

成本敏感系数处于较小时考虑节能优势比例,当节能优势比例较小时,选择外包节能;当节能优势比例较大时,选择自己投资节能. 当成本敏感系数较大时选择外包节能.

当(A+B)/2k<α<m(A+B)2/(2m(A+B)2-4kB)时,>πm2

α=m(A+B)2/(2m(A+B)2-4kB)时,=πm2

m(A+B)2/(2m(A+B)2-4kB)<αm(A+B)/2k,1}时,<πm2

m(A+B)2/(A+3B)<k<m(A+B),>πm2.

每个作业现场派驻一个专职安全监督员,负责每天早晨组织班前安全会,监督开展STA(安全工作分配),签字确认STA(安全工作分配)、PTW(作业许可)、车辆设备日检日查,并对风险预防措施落实情况、现场安全施工情况等进行全时段监督,确保生产作业过程安全受控。

综上所述:先根据政府政策确定具体场景,在情景1下直接考虑节能优势比例,情景3、情景4下依次考虑成本敏感系数和节能优势比例,情景2下依次考虑单位补贴额、成本敏感系数和节能优势比例,如图1和图2所示.

图1 节能方案优选过程 Fig.1 Optimization process of energy saving scheme

2.2 利润最大与节能率最优的一致性分析

假设用能公司以利润最大化选择节能方式,若是基于节能率最优,由表1可得到节能优势比例的临界值α*,小于临界值时选择外包节能,大于临界值时自己投资节能. 仅补贴外包节能下,当(A+B)/2k<α<(A+B)/2A时,s1<;当α=(A+B)/2A时,s1=;当(A+B)/2A<αm(A+B)/2k,1}时,s1>. 仅补贴自己节能时,当A/2k<α<A/2(A+B)时,s2<;当α=A/2(A+B)时,A/2(A+B)<αmA/2k,1}时,s2>.

α*与基于利润最大化的节能优势比例临界值α比较,如表2所示.

如果你实在不愿让他进监狱,彭伟民说,我不难为你,干脆,我俩把婚离了,从此后我再也不提此事,就当它从来没发生过!

图2 用能公司决策过程 Fig.2 Decision-making process of energy company

表2 节能优势比例临界值的比较 Tab.2 Comparison of Energy-saving advantage ratio threshold

临界值不提供补贴仅补贴外包节能仅补贴自己投资节能两种节能方式都补贴α1/2(A+B)2/2A2mA2/2m(A+B)2-4kBm(A+B)2/2m(A+B)2-4kBα*1/2(A+B)/(2A)A/2(A+B)[]1/2

当节能优势比例大于某上限值,政府采取补贴政策后,企业的决策和实现节能率最优的决策一致,经济效益和环境效益同时实现,节能优势比例在某范围内取值,政府补贴政策进入一个瓶颈阶段,用能公司的选择不能实现节能率最优,但是当节能优势比例小于某下限值,补贴政策又会实现经济效益和环境效益双赢. 由此看出随着节能服务行业的发展节能优势肯定会越来越明显进而突破瓶颈,实现经济利益和环境利益共赢,政府应积极采取政策引导节能服务行业的发展.

3 数值分析

将通过数值算例的方法进一步描述具体政府补贴政策下的节能方式选择结果,分析成本敏感系数和节能优势比例分别在不同补贴政策下影响节能方式选择的差异,并粗略提出适合的补贴政策,令ρM=1,m=3,q0=1,情景2-②的pe=3,其他情景pe=2,选择结果如图3所示.

图3 成本敏感系数和节能优势比例对节能方式选择的影响 Fig.3 Influence of cost sensitivity coefficient and energy-saving advantage ratio

由图3(a)看出不提供补贴时自己节能的可能性更大,由图3(b)看出仅补贴外包且补贴额超过阈值时只选择外包节能,图3(c)、3(d)和3(e)分别得出外包节能的可能性更大,而且图3(c)、3(d)和3(e)右侧区域共同的只选择外包节能,可见政府补贴政策使得用能公司倾向于选择外包节能,这与政府鼓励企业选择外包促进节能服务行业发展的初衷一致.

为解决上述问题,本文研究一种基于网络状态的能力开放方案与流程,最大程度地满足互联网应用的保障需求,减少无效或负作用的调用次数,将QoS提升效果最大化。

图4和图5分别为令ρM=1,m=3,q0=1,pe=3得到的节能优势比例及成本敏感系数影响图,由图4得出,情景2和情景4的外包取值范围大于情景1,情景3的外包取值范围小于情景1,即政府提供补贴后会改变原来的选择并倾向于选择外包节能.

图4 节能优势比例的影响 Fig.4 Influence of energy-saving

图5 成本敏感系数的影响 Fig.5 Influence of cost advantage ratio sensitive coefficient

图6解释了基于利润最大化和节能率最优的节能方式一致性问题,4种情景下基于节能率最优的节能优势比例取值分别为政府不提供补贴时利润最大化和节能率最优的选择是一致的,不再用图展示,阴影面积表示提供补贴后节能率最优与利润最大的选择不一致的区域.

图6 利润最大化和节能率最优的节能方式比较 Fig.6 Comparison of energy saving methods under maximize profits and optimize energy efficiency

结论1 当用能公司选择自己节能并且满足条件A+B<k<mA时,①s1<s2;②πm1<πm2.

4 结 论

考虑了规定节能配额和补贴政策两种政府措施,研究用能公司节能方案的优选问题,结果表明:用能公司无论选择自己投资节能还是外包给节能服务公司,政府补贴都会促使其通过提高节能率增加企业利润,因此经济效益和环境效益双丰收,政府补贴措施是必要和有利的. 政府不提供补贴时,当节能服务公司的节能优势明显时选择外包给节能服务公司,不明显时选择自己投资节能. 政府提供补贴后,补贴额、成本敏感系数以及节能优势比例都会影响节能方式选择. 特殊地,当用能公司节能投资成本很高(成本敏感系数较大)时选择外包节能,避免投资的不经济性. 政府不提供补贴时,利润最大和节能率最优的节能方式选择是一致的,政府提供补贴后若节能服务公司的节能优势不足够明显时,利润最大和节能率最优的节能方式选择不一致,导致政府补贴遭遇瓶颈. 随着节能服务公司的发展节能优势足够明显时,利润最大和节能率最优的节能方式选择又变得一致并且共同选择外包节能,此时政府补贴突破瓶颈、实现经济效益和环境效益共赢.

参考文献:

[1] Justina J H. Motivating towards energy efficiency in small and medium enterprises[J]. Journal of Cleaner Production,2016(139):42-50.

二是重大水利项目建设推进有力。南水北调中线主体工程邯石段年内基本完工,配套工程全面开工建设,确保2014年汛后与主体工程同步建成。引黄入冀补淀工程项目建议书已批复,力争明年开工建设。承德双峰寺水库枢纽工程先后组织了监理和大坝主体工程招标投标,主体工程已全面开工建设。

[2] Qian Dong, Guo Ju’e. Research on the energy-saving and revenue sharing strategy of ESCOs under the uncertainty of the value of energy performance contracting projects[J].Energy Policy,2014(73):710-721.

[3] Shang Tiancheng, Zhang Kai. What to allocate and how to allocate? benet allocation in shared savings energy performance contracting projects[J]. Energy,2015(91):60-71.

[4] Deng Qianli, Zhang Limao, Cui Qingbin, et al. A simulation-based decision model for designing contract period inbuilding energy performance contracting[J]. Building and Environment,2014(71):71-80.

南海海洋环境日益恶化,生物资源迅速衰退的现实已摆在南海各国面前。包括南海地区在内的世界各大海域都已清醒认识到,海洋是人类的公有地和共同财富,海洋环境保护是沿岸国家的共同责任。南海周边国家也早已认识到,只有共同合作才能真正有效地应对海洋环境污染和生态退化。早在2002年的《南海各方行为宣言》中,南海各国就明确了海洋环保合作的意愿和决心,但是16年过去了,海洋环保合作的机制化建设仍未正式开启。

[5] 赵道致,史功明. 节能服务公司参与的低碳供应链减排研究[J]. 重庆理工大学学报:自然科学版,2015,29(1):115-122,143.

Zhao Daozhi,Shi Gongming.Research on emission reduction in low-carbon supply chain with energy service company’s involvement[J].Journal of Chongqing University of Technology:Natural Science ed,2015,29(1):115-122,143.(in Chinese)

[6] Ouyang Jianjun, Shen Houcai. The choice of energy saving modes for an energy-intensive manufacturer considering non-energy benefits [J].Journal of Cleaner Production,2017(141):83-98.

[7] Xie Gang. Modeling decision processes of a green supply chain with regulation on energy saving level[J].Computers & Operations Research,2015(54):266-273.

[8] Du Shaofu, Zhu Lili,Liang Liang,et al. Emission-dependent supply chain and environment-policy-making in the ‘cap-and-trade’ system[J]. Energy Policy,2013(57):61-67.

[9] Zhao Xiaofan, Li Huimin, Wu Liang,et al. Implementation of energy-saving policies in China:how local governments assisted industrial enterprises in achieving energy-saving targets [J]. Energy Policy,2014(66):170-184.

[10] 李碧浩. 用能单位的节能服务外包决策机制研究[J].上海节能,2013(4):24-27.

Li Bihao. Research on energy-utilizing units’ energy conservation service outsourcing decision-making mechanism[J].Shanghai Energy Conservation,2013(4):24-27.(in Chinese)

杨天剑,宋景秀,庞博文
《北京理工大学学报》2018年第4期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号