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跳跃扩散过程下的实物期权及在电力投资中的应用

蒋贤锋  
【摘要】: 电力作为现代经济的主要能源,不仅影响着人们的日常生活,而且对一国整体经济发展也起着至关重要的作用,电力供应不足或过剩都会导致严重问题。加强电力投资和管理则是解决电力问题的主要手段。 近来,实物期权在电力决策领域的应用日益凸现并受到重视,它对解决各种电力问题提供了一种崭新思路。实物期权将期权思想引入一般的投资、管理等领域,为相关决策者提供更多可供选择的方案,体现出“柔性”特征,显示出相对于传统决策方法的优点(Smit and Trigeorgis,2004)。因此,研究实物期权决策理论及其在电力市场中的应用有着广泛的现实和理论意义,实际需求也很明显。不仅如此,实物期权方面的研究对一般非电力领域的决策也有重要启示作用,可以促进不确定性下的决策理论研究的深化。 本文以包含不连续变化因素的电力价格为对象,系统研究跳跃扩散过程下的实物期权决策理论,从理论和现实关系考察不连续变化因素对诱发投资最优时刻触发价值的影响,尝试在结合市场条件动态变化及投资者投资行为的基础上对传统实物期权理论进行扩展,最后分析了实物期权的数值计算方法。本文的主要内容和贡献如下: 第一,从电力市场参与者及其相互关系角度讨论了发电公司、电力公司、电网公司、用户各自拥有的实物期权,全面系统地整理和评述了相关文献,梳理了发电侧、需求侧、输电侧、辅助服务领域的相关研究发展脉络及内在联系。 第二,从均衡角度分析了资产定价特征,在Schroder(1999)基础上细化了跳跃扩散过程下期权平价的研究,发现测度变换中期权平价的跳跃幅度密度函数簇不变性及交换期权中相同跳跃因素影响的消失。 第三,系统建立了跳跃扩散过程下实物期权决策一般模型,发现一些有意义的结论:(1)实物期权基本方法,动态规划和或有权分析,在完全市场下的等价性可以推广到跳跃扩散过程下的不完全市场,但等价条件依赖于复制资产的特征。(2)在对诱发投资最优时刻触发价值影响方面,跳跃方向是重要的,但跳跃的可分散性才是决定性的,从而缩小了理论触发价值与实际触发价值间的距离,统一了McDonald and Siegel(1986)、Dixit and Pindyck (1994)、Boyarchenko(2004)的研究。 第四,针对传统实物期权隐含假设投资前后市场条件不变的静态缺陷,引入动态实物期权的思路,并以实物期权的持有成本为例建立了相应的模型,发现持有成本和跳跃因素共同影响触发价值,甚至可能使触发价值下降到低于传统NPV原则下的触发价值。 第五,针对传统实物期权隐含假设投资者采取静悄悄、消极等待策略的不足,引入主动实物期权的思路,建立了带干预框架下的实物期权模型,发现干预加速投资。主动实物期权中的干预对行贿行为有很好的解释能力,这是本文无意中的一个重大发现。 第六,针对实物期权数值计算的LSM方法在估计最有执行时刻的非正常自由边界现象,提出了CMM方法。电力投资的数值分析表明CMM方法可以和CMM一样在项目价值估计上达到同样精度,但在触发价值估计上优于LSM。同时,受到LSM缺陷的启发,本文证明Armin方法的单调性和凸性。 最后,在总结全文结论基础上,本文指出了跳跃扩散过程下实物期权及在电力市场及其他领域应用研究的可能方向,希望能对相关研究起到抛砖引玉的作用。


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