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Dynamic pricing and strategic retailers in the energy sector: A multi-leader-follower approach
European Journal of Operational Research ( IF 6.0 ) Pub Date : 2023-06-02 , DOI: 10.1016/j.ejor.2023.05.036
Giorgia Oggioni , Alexandra Schwartz , Ann-Kathrin Wiertz , Gregor Zöttl

We consider strategic retail pricing in markets, where retail companies buy commodities at fluctuating wholesale prices and resell them to final consumers by applying dynamic retail tariffs. This is of especially large relevance in the context of energy markets where substantial wholesale price fluctuations are observed. Policy makers currently foster the introduction of such dynamic tariff schemes. From a modelling point of view, we propose a multi-leader-follower problem to investigate the implications of strategic retail pricing and we compare the impacts of implementing dynamic tariffs on retailers and final consumers. Our analysis tackles different aspects: first, we formulate the model and provide theoretical results. Second, we develop algorithms, which solve the multi-leader-follower problem and allow us to characterize the resulting market equilibria. Third, we calibrate and solve our framework based on data of the German retail electricity market for the years 2020 and 2021. This allows us to quantitatively assess the impact of introducing real time prices on retailers’ profits and customers’ benefits. As our results show, dynamic real-time pricing on the one hand typically increases market efficiency, which confirms previous results obtained without the explicit consideration of strategic behavior. On the other hand, however, as a novel aspect, dynamic real-time pricing turns out to significantly reduce equilibrium profits in case of strategic firms. This effect is especially large in environments with strongly fluctuating wholesale prices.



中文翻译:

能源领域的动态定价和战略零售商:多领导者-追随者方法

我们考虑市场中的战略零售定价,零售公司以波动的批发价格购买商品,并通过应用动态零售关税将其转售给最终消费者。这在批发价格大幅波动的能源市场背景下尤其重要。政策制定者目前正在推动引入此类动态关税计划。从建模的角度来看,我们提出了一个多领导者-追随者问题来研究战略零售定价的影响,并比较了实施动态关税对零售商和最终消费者的影响。我们的分析涉及不同的方面:首先,我们制定模型并提供理论结果。第二,我们开发算法,它解决了多领导者-追随者问题,并使我们能够描述由此产生的市场均衡。第三,我们根据2020年和2021年德国零售电力市场的数据校准和求解我们的框架。这使我们能够定量评估引入实时价格对零售商利润和客户利益的影响。正如我们的结果所示,动态实时定价一方面通常会提高市场效率,这证实了之前在没有明确考虑战略行为的情况下获得的结果。然而,另一方面,作为一个新颖的方面,动态实时定价会显着降低战略公司的均衡利润。在批发价格剧烈波动的环境中,这种影响尤其大。我们根据2020年和2021年德国零售电力市场的数据校准和求解我们的框架。这使我们能够定量评估引入实时价格对零售商利润和客户利益的影响。正如我们的结果所示,动态实时定价一方面通常会提高市场效率,这证实了之前在没有明确考虑战略行为的情况下获得的结果。然而,另一方面,作为一个新颖的方面,动态实时定价会显着降低战略公司的均衡利润。在批发价格剧烈波动的环境中,这种影响尤其大。我们根据2020年和2021年德国零售电力市场的数据校准和求解我们的框架。这使我们能够定量评估引入实时价格对零售商利润和客户利益的影响。正如我们的结果所示,动态实时定价一方面通常会提高市场效率,这证实了之前在没有明确考虑战略行为的情况下获得的结果。然而,另一方面,作为一个新颖的方面,动态实时定价会显着降低战略公司的均衡利润。在批发价格剧烈波动的环境中,这种影响尤其大。这使我们能够定量评估引入实时价格对零售商利润和客户利益的影响。正如我们的结果所示,动态实时定价一方面通常会提高市场效率,这证实了之前在没有明确考虑战略行为的情况下获得的结果。然而,另一方面,作为一个新颖的方面,动态实时定价会显着降低战略公司的均衡利润。在批发价格剧烈波动的环境中,这种影响尤其大。这使我们能够定量评估引入实时价格对零售商利润和客户利益的影响。正如我们的结果所示,动态实时定价一方面通常会提高市场效率,这证实了之前在没有明确考虑战略行为的情况下获得的结果。然而,另一方面,作为一个新颖的方面,动态实时定价会显着降低战略公司的均衡利润。在批发价格剧烈波动的环境中,这种影响尤其大。然而,作为一个新颖的方面,动态实时定价会显着降低战略公司的均衡利润。在批发价格剧烈波动的环境中,这种影响尤其大。然而,作为一个新颖的方面,动态实时定价会显着降低战略公司的均衡利润。在批发价格剧烈波动的环境中,这种影响尤其大。

更新日期:2023-06-02
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