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電力市場力形成因素及特征
市場力(Market Power)是經(jīng)濟學(xué)中描述企業(yè)或市場主體在不完全競爭環(huán)境下影響市場價格或排除競爭對手的能力。其核心定義指的是企業(yè)將商品價格維持在競爭水平以上并長期獲利的能力。在完全競爭市場中,企業(yè)是價格接受者;但當(dāng)市場集中度過高時,具備市場力的企業(yè)可通過限制產(chǎn)量(如減產(chǎn)提價)或操縱投標(biāo)策略(在拍賣市場中)抬高價格,損害市場效率和社會福利。因此,商品價格維持在競爭水平以上、長期獲利兩個因素是判斷企業(yè)操縱市場力的重要標(biāo)準。
在電力市場中,市場力的形成受到多種因素的綜合作用,總體而言,進入壁壘、成本優(yōu)勢、信息不對稱以及需求剛性共同促成了電力市場中市場力的形成。
進入壁壘是市場力形成的重要基礎(chǔ)因素之一。電力行業(yè)的高資本投入特性構(gòu)成了一道天然的進入屏障。建設(shè)一座大型發(fā)電廠,從場地規(guī)劃、設(shè)備采購、安裝調(diào)試到后期運營維護,都需要巨額資金,這使得許多潛在進入者因缺乏雄厚的資金實力而被拒之門外,在位企業(yè)得以穩(wěn)固自身市場地位。同時,政策限制進一步減少了新企業(yè)進入市場的機會,嚴格的牌照發(fā)放制度(例如核電牌照)和專利保護政策均造成了準入門檻。技術(shù)壟斷也發(fā)揮著關(guān)鍵作用,以電網(wǎng)支撐點機組發(fā)電能力為例,掌握核心技術(shù)的企業(yè)能夠憑借技術(shù)優(yōu)勢維持市場領(lǐng)先地位,鞏固其市場力。
成本優(yōu)勢為企業(yè)獲取市場力提供了有力支撐。部分企業(yè)借助規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng),通過擴大生產(chǎn)規(guī)模降低單位成本,從而在市場競爭中占據(jù)有利地位。以大型發(fā)電集團為例,其在設(shè)備采購、原材料供應(yīng)等方面能夠憑借大規(guī)模采購獲得更優(yōu)惠的價格,降低運營成本,擠壓了競爭對手的生存空間,進而增強了自身的市場力。
信息不對稱在市場力形成過程中扮演著關(guān)鍵角色。主導(dǎo)企業(yè)憑借在市場中的優(yōu)勢地位,往往能夠獲取更全面、準確的市場需求信息以及對手的成本信息,這種信息優(yōu)勢使得企業(yè)能夠制定出更具策略性的報價。例如,企業(yè)在掌握充分信息的情況下,報高價也不會影響自身發(fā)電量分配,通過這種方式實現(xiàn)利潤最大化,進一步鞏固和提升了市場力。
需求剛性則為市場力存在提供特殊的市場環(huán)境。電力作為生活和生產(chǎn)必需品,具有顯著的需求剛性特征。在這種無彈性市場中,即便企業(yè)提高電價,消費者由于難以在短期內(nèi)找到替代能源,也無法減少對電力的購買。這使得企業(yè)在一定程度上可以憑借需求剛性的特點,通過提高價格獲取更高利潤。
發(fā)電企業(yè)市場力來源與表現(xiàn)
在電力市場中,發(fā)電企業(yè)市場力的來源與表現(xiàn)主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)性市場力和策略性市場力兩個方面。結(jié)構(gòu)性市場力是發(fā)電企業(yè)基于資源、裝機、電源位置等因素具備的先天優(yōu)勢,可以體現(xiàn)在以下三方面。
裝機集中度控制:在區(qū)域電力市場中,若前三家發(fā)電集團(CR3)控制超過60%的可用容量(國家能源局2023年數(shù)據(jù)顯示,內(nèi)蒙古、山西等煤電富集地CR3分別達到68%和72%),則這三家企業(yè)具備通過策略性報價影響出清電價的能力。
調(diào)峰資源壟斷:燃氣機組、抽水蓄能等靈活調(diào)節(jié)電源的稀缺性,導(dǎo)致其特殊市場地位。江蘇省燃機發(fā)電占比18%,但其對晚高峰電價的溢價貢獻度達45%。
網(wǎng)絡(luò)阻塞效應(yīng):電網(wǎng)輸電瓶頸可能將局部市場變?yōu)椤岸▋r孤島”。上海某電廠因500千伏通道約束條件,連續(xù)三年保持對中心城區(qū)的電量控制優(yōu)勢。初步測算,該廠計劃性檢修期間,本地節(jié)點電價上漲幅度超過其他區(qū)域32%。
策略性市場力是企業(yè)通過主動操控市場行為而獲得的影響市場價格、產(chǎn)量及其他市場條件,進而增加自身利潤的后天能力。在電力市場中,策略性市場力主要有以下表現(xiàn)。
物理持留(Physical Withholding):2023年迎峰度冬期間,華北區(qū)域,因6臺主力機組提前安排“計劃檢修”,導(dǎo)致區(qū)域備用容量率降至9%(正常需要至少15%)。假如某集團將15%的可用裝機申報為“檢修狀態(tài)”,系統(tǒng)將被迫調(diào)用其高價備用機組。
時間套利模型:抽蓄等儲能電站通過優(yōu)化儲能循環(huán),在現(xiàn)貨市場低價時段(0.15元/千瓦時)購入電量,于高價時段(1.2元/千瓦時)釋放,單日套利空間達0.85元/千瓦時。這種基于市場時移特性的套利,本質(zhì)上屬于市場力的合理利用。
又如,機組在分時競價中故意壓低午間光伏大發(fā)時段報價(0.1元/千瓦時),抬升晚高峰報價至0.6元/千瓦時,利用價差套利。
電網(wǎng)企業(yè)隱性市場力
在電力市場中,發(fā)電企業(yè)的市場力表現(xiàn)備受關(guān)注,然而電網(wǎng)企業(yè)所擁有的“隱性市場力”同樣不可小覷。電網(wǎng)企業(yè)憑借其在電力傳輸、分配以及信息掌握等方面的特殊地位,同樣具有影響市場運行和資源配置的能力。
比如,網(wǎng)絡(luò)控制權(quán)帶來的市場支配,體現(xiàn)在一是輸電通道分配權(quán)。假如受端電網(wǎng)優(yōu)先調(diào)用本地高價煤電,特高壓直流工程實際利用率將低于設(shè)計輸電能力。二是調(diào)度優(yōu)先權(quán)設(shè)置。假如調(diào)度將本地新能源電站棄電率控制目標(biāo)與火電機組開機方式掛鉤,能夠間接控制可交易電量空間。
再如,信息不對稱議價優(yōu)勢。一是負荷預(yù)測偏差套利。負荷預(yù)測偏差達8%及以上,會引導(dǎo)發(fā)電企業(yè)預(yù)留更多備用容量,再以較低實際負荷壓低出清價,形成市場套利空間。二是輸配電成本轉(zhuǎn)嫁。將非公允關(guān)聯(lián)交易成本計入輸配電價核定依據(jù),最終通過市場化交易傳導(dǎo)至終端的度電價格。
電力市場力存在的客觀必然性
在當(dāng)今世界各國,電力市場力均客觀存在。
一是電力實時平衡、剛性供需關(guān)系,導(dǎo)致市場力客觀存在。原因有二。需求缺乏彈性:用戶對電價波動的響應(yīng)閾值高達1∶50(美國聯(lián)邦能源署數(shù)據(jù)),1%的供應(yīng)短缺可引發(fā)50%的價格飆升。供給剛性:火電機組啟停成本達20~50萬元/次(中國電科院測算),將抑制靈活調(diào)節(jié)能力。
二是電力市場的實時平衡要求與儲能技術(shù)的局限性,使擁有靈活調(diào)節(jié)能力的機組天然具有議價權(quán)。美國得州電力可靠性委員會(ERCOT)市場數(shù)據(jù)顯示,天然氣機組的Lerner指數(shù)是煤電的2.3倍。
三是輸電網(wǎng)絡(luò)阻塞時,這種技術(shù)限制客觀上分割市場并產(chǎn)生局部壟斷。局部地區(qū)發(fā)電商成為唯一供電源,存在對本地電價擁有更大話語權(quán)的可能性。
四是現(xiàn)行電改仍需保留部分政府定價(居民、農(nóng)業(yè)電量),這種雙軌制在轉(zhuǎn)型期存在價差套利空間。
五是新能源發(fā)電商市場運營能力不足(某區(qū)域風(fēng)電場日前預(yù)測偏差率高達25%),客觀上推動了傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)的市場控制力。
市場力操縱行為識別方法與判定體系
電力市場力的行使具有隱蔽性與技術(shù)復(fù)雜性。判斷發(fā)電與電網(wǎng)企業(yè)是否存在市場力操縱,需要構(gòu)建結(jié)構(gòu)性分析、行為模式檢測與經(jīng)濟效應(yīng)驗證“三位一體”的識別體系:
結(jié)構(gòu)性市場力的前置識別
赫芬達爾—赫希曼指數(shù)(HHI)
其中,Si為第i個企業(yè)的市場占有率以百分比表示,例如40%需轉(zhuǎn)化為40。
赫芬達爾—赫希曼指數(shù)簡稱赫芬達爾指數(shù),它是指一個行業(yè)中各市場競爭主體所占行業(yè)總收入或總資產(chǎn)百分比的平方和,用來計量市場份額的變化,即市場中企業(yè)規(guī)模的離散度。區(qū)域市場HHI<1500處于競爭狀態(tài);HHI∈1500-2500存在操縱風(fēng)險;HHI>2500處于高度集中狀態(tài)。
中國各省電力市場的HHI指數(shù)(赫芬達爾指數(shù))呈現(xiàn)高度分化特征:以山東電力現(xiàn)貨市場為例,2023年HHI達2740,觸發(fā)黃色預(yù)警,煤炭資源大?。ㄈ鐑?nèi)蒙古)發(fā)電集團集中度HHI>3000,而沿海開放省份(如廣東)市場因多元化投資引入,HHI降至1800以下。
Lerner指數(shù):價格與邊際成本的偏離度,其值在0到1之間變動,數(shù)值越大,表明壟斷勢力越大。
其中,L為Lerner指數(shù),P為價格,MC為邊際成本。
2022年基于Lerner指數(shù)的實證研究表明,西北地區(qū)每提高1%的市場集中度,Lerner指數(shù)上升0.017;高比例可再生能源接入并未自動削弱市場力,反而因調(diào)峰資源稀缺提高了市場力(見表1)。
調(diào)峰資源控制度(FRCR指數(shù))
可用調(diào)峰資源總量包括火電機組深度調(diào)峰容量、啟停調(diào)峰容量、儲能調(diào)節(jié)容量等;調(diào)峰需求容量等于負荷最大峰谷差減去新能源不可調(diào)出力。
FRCR≥120%,調(diào)峰資源充足,不存在缺口;100%≤FRCR<120%,調(diào)峰資源臨界緊張;FRCR<100存在調(diào)峰缺口。
輸電通道支配力(TCC指數(shù))
用于衡量特定輸電通道對區(qū)域市場價格的控制能力,其公式為:
其中:ΔP:通道兩端節(jié)點邊際電價差(如送端與受端LMP差值);Tmax:通道最大可用輸電容量;Y:通道可用系數(shù)(0~1);Lavg:系統(tǒng)平均負荷水平。
TCC≥5%:通道具備顯著價格控制力;2%≤TCC<5%:通道存在潛在市場力風(fēng)險;TCC<2%:通道對市場價格影響較小。
關(guān)鍵供給指數(shù)(PSI)
PSI>1,則表示單一企業(yè)具備出清定價權(quán)。
剩余供應(yīng)率(RSI)
RSI<100%,則表示該企業(yè)若退出有效容量則會導(dǎo)致供應(yīng)短缺,其存在容量持留空間。
行為模式的反常性檢測
報價行為異常分析
離散度檢驗:計算企業(yè)報價與邊際成本的離散程度,標(biāo)準差超過同類型機組均值2倍時觸發(fā)預(yù)警。如某企業(yè)在日前市場申報均價0.84元/千瓦時,而其實際邊際成本僅0.32元/千瓦時,離散度達162%(全省均值為35%)。
峰谷異動檢驗:監(jiān)測峰段報價較常規(guī)時段的波動率,異常閾值設(shè)為平均波動率的3倍。如上海某電廠晚高峰報價突增至1.2元/千瓦時(平時報價0.45元/千瓦時),波動率達167%(行業(yè)標(biāo)準<50%)。
容量持留行為識別
物理持留判定:可以采用容量申報偏差率來判斷是否發(fā)生物理持留:
其中,Cdeclared為申報容量;Cactual為實際容量;Crated為額定容量。當(dāng)
≥20%且無合理技術(shù)原因時,視為容量持留。
通過反事實模擬驗證:若企業(yè)按最大出力參與市場,其收益是否明顯下降。
內(nèi)蒙古某煤電企業(yè)通過縮減25%有效出力,使市場出清價從0.38元漲至0.52元/千瓦時,利潤增幅達210%。
經(jīng)濟效應(yīng)反事實驗證
反事實價格模擬
構(gòu)建無市場力影響的競爭性市場基準價格Pcompetitive :
其中ci為機組i的邊際成本;Qi為機組i的發(fā)電量;分母為市場總發(fā)電量。當(dāng)實際價格Pactual>1.3Pcompetitive,視為存在市場力操控。
案例:某省日前市場實際出清價0.68元/千瓦時,模擬競爭價為0.43元/千瓦時,溢價率達58%。
社會福利損失計算
計算消費者剩余轉(zhuǎn)移與企業(yè)超額利潤:
超額利潤=(Pactual-Pcompetitive)×Qsold
其中,Qsold為總售電量;Pactual-Pcompetitive為單位電量的溢價。
案例:西北某發(fā)電集團通過市場力操作季度獲利7.2億元,其中4.3億元源于消費者剩余轉(zhuǎn)移。
行業(yè)利潤偏差率:若某企業(yè)凈利潤率超過行業(yè)均值≥50%,則應(yīng)當(dāng)觸發(fā)利潤異常預(yù)警。
技術(shù)性監(jiān)控手段
區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存證
發(fā)電機組運行數(shù)據(jù)(發(fā)電量、煤耗)每15分鐘上鏈;電網(wǎng)調(diào)度指令與執(zhí)行結(jié)果實時比對。
機器學(xué)習(xí)監(jiān)測模型
特征工程:輸入報價序列、機組狀態(tài)、輸電阻塞等37項參數(shù)。
算法選擇:XGBoost模型對市場力行為的識別準確率達92%。
案例:云南電力市場中發(fā)現(xiàn)3家水電企業(yè)協(xié)同申報高價(模型捕獲報價相關(guān)性達0.89)。
數(shù)字孿生沙盤推演
構(gòu)建省間電力市場動態(tài)仿真系統(tǒng):模擬外送通道容量提升對市場價格的影響;預(yù)測市場主體策略調(diào)整方向。
山西外送通道利用率提升至80%,可使京津冀市場出清價下降19%。
他山之石:完善電力市場設(shè)計
美國PJM市場:制度精細化設(shè)計的典范
容量市場與資源充裕度保障
PJM作為北美最大區(qū)域輸電組織,通過容量市場提前3~5年鎖定供電資源。該機制要求購電方按預(yù)測需求購買容量信用(Capacity Credits),2023年總拍賣容量達165吉瓦,占峰值負荷的115%。其治理市場的核心邏輯在于:
容量收益封頂:發(fā)電商可通過容量拍賣獲得固定收益(2023年平均價格為140美元/兆瓦·日),降低其在能量市場行使市場力的動力;
資源差異化定價:煤電、核電等高可用率機組容量價值比天然氣機組高35%,激勵基荷電源投資;
動態(tài)退出機制:裝機運行年限超40年的機組必須通過可靠性測試才能獲得全額容量支付,抑制低效機組套利。
實證研究表明,容量市場使PJM能量市場價格波動系數(shù)降低至歐盟市場的52%。PJM市場對中國的啟示:可試點跨省容量聯(lián)合采購,例如在華東區(qū)域建立容量聯(lián)合拍賣池,覆蓋三省一市300吉瓦負荷需求。
PJM市場設(shè)計了金融輸電權(quán)(FTR)對沖輸電阻塞風(fēng)險機制,包括物理權(quán)與金融權(quán)分離,即允許市場主體基于輸電阻塞預(yù)測購買FTR合同,無需實際持有發(fā)電機組;雙結(jié)算機制,即發(fā)電商收入=能量市場結(jié)算收入+FTR對沖收益,削弱物理持留激勵。
數(shù)據(jù)顯示持有FTR的發(fā)電商,市場力行使頻率降低46%。中國可考慮在跨省交易中引入FTR,發(fā)電企業(yè)出售跨區(qū)輸送權(quán)給售電公司,實現(xiàn)市場力收益轉(zhuǎn)移。
全流程市場監(jiān)管體系
PJM市場力的監(jiān)管包含三個層次:
前置篩查:采用Must-Offer規(guī)則,要求可用機組必須參加競價,未履約者支付200美元/兆瓦時罰款;
實時監(jiān)測:應(yīng)用VSA(Vertical Market Power)模型,動態(tài)計算每個節(jié)點市場力指數(shù),當(dāng)Lerner指數(shù)>0.15時觸發(fā)調(diào)查;
事后追責(zé):2018~2022年共查處市場操縱案件31起,累計罰金達8.7億美元,單筆最高處罰2.3億美元(Calpine公司案)。
歐盟統(tǒng)一電力市場:區(qū)域協(xié)同的治理方案
市場耦合機制
歐盟通過Flow-Based Market Coupling(FBMC)實現(xiàn)28國市場整合:
跨國優(yōu)化算法:每15分鐘基于網(wǎng)絡(luò)傳輸容量重新計算價格耦合區(qū)域,2022年跨境交易量占總交易量的33%;
價格平滑效應(yīng):德國與法國價差從2015年的22歐元/兆瓦時降至2023年的8歐元/兆瓦時,抑制局部市場力;
統(tǒng)一清算規(guī)則:建立歐洲統(tǒng)一電網(wǎng)模型(CGM),要求各國電網(wǎng)運營商實時共享拓撲數(shù)據(jù)。
中國可借鑒該模式,在長三角電力市場試點跨省調(diào)度模型,采用“潮流量-時間耦合”算法優(yōu)化輸電走廊利用率。
監(jiān)管制度的雙層架構(gòu)
歐盟市場力治理呈現(xiàn)超國家與國別監(jiān)管相結(jié)合的特點:
ACER(歐洲能源監(jiān)管機構(gòu)):制定統(tǒng)一市場力監(jiān)測指標(biāo),要求各國使用CONE(Cost of New Entry)指標(biāo)評估市場集中度;
成員國監(jiān)管機構(gòu):德國BNetzA要求市場占有率超10%的企業(yè)每日報送機組可用率數(shù)據(jù),對異常停機開征20%容量占用費。
其監(jiān)管強度數(shù)據(jù):2023年ACER發(fā)布市場力預(yù)警217次,罰款總額達12億歐元,其中針對法國EDF的市場分割行為處罰4.5億歐元。
新能源穿透性設(shè)計
針對高比例可再生能源特點,歐盟開創(chuàng)特殊治理工具:
平衡責(zé)任制度:發(fā)電企業(yè)需承擔(dān)發(fā)用電預(yù)測偏差超過5%的平衡成本,以抑制虛報發(fā)電能力行為;
綠電溢價豁免:德國允許風(fēng)電企業(yè)參與日前市場但不受報價限制,以激勵清潔能源消納。
虛擬電廠認證:丹麥要求虛擬電廠聚合容量超過100兆瓦須取得TSO認證,避免負荷側(cè)市場力濫用。
中國治理電力市場力的建議
完善政策,推動改革,從制度上治理
完善市場煤與煤電價格聯(lián)動機制的銜接。當(dāng)煤炭長協(xié)覆蓋率超80%時,燃料成本與電價的非對稱傳導(dǎo)擠壓電廠利潤(2021年煤電企業(yè)虧損面達80%),刺激發(fā)電企業(yè)通過市場力補償損失。
推動國有發(fā)電集團股權(quán)多元化。五大發(fā)電集團占全國發(fā)電裝機總量45%,可通過引入社?;?、民營資本等長期投資者,稀釋傳統(tǒng)發(fā)電集團控制權(quán)。
打破省間壁壘。按照2022年《加快建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場體系》文件要求,打破省間交易壁壘。
優(yōu)化市場設(shè)計,從市場運行機制上治理
分步開放用戶選擇權(quán)。從10千伏及以上大用戶(占總用電量60%)逐步擴展到全量用戶,避免市場需求側(cè)議價權(quán)長期缺位。
激活需求側(cè)資源。深圳虛擬電廠已聚合1.5吉瓦可調(diào)節(jié)負荷,占城市最高負荷的3%,其參與市場報價可減少峰段發(fā)電側(cè)市場力12%。
擴大市場范圍。擴大跨省交易,減少區(qū)域壟斷。
完善容量補償機制。建立合理容量補償基金,平抑企業(yè)市場力沖動。削弱發(fā)電商在能量市場的操控能力。同時,對持留容量進行懲罰,如對故意閑置可用容量的發(fā)電商處以罰款。
建立“結(jié)構(gòu)-行為-效果”三位一體的監(jiān)控架構(gòu),從全流程上進行治理
事前預(yù)防:通過HHI、FRCR等結(jié)構(gòu)性指標(biāo)設(shè)置市場準入紅線,從源頭上限制潛在的市場力濫用。
事中干預(yù):利用區(qū)塊鏈存證和機器學(xué)習(xí)模型實現(xiàn)分鐘級行為監(jiān)測,使政府監(jiān)管部門能夠及時采取措施進行干預(yù),有效遏制市場力操縱行為的蔓延。
事后懲戒:依據(jù)反事實驗證模型量化損失,建立分級處罰機制。
中國電力市場可借鑒歐盟MARI指數(shù)框架,構(gòu)建適應(yīng)本土市場特征的市場力風(fēng)險綜合指數(shù)(CMRI),實現(xiàn)監(jiān)管手段從定性判斷到定量決策的跨越。唯有透過技術(shù)與制度的雙重革新,才能在保障市場活力與防范操縱風(fēng)險間找到最佳平衡點。
提升監(jiān)管科技,從技術(shù)進步中治理
面對每小時數(shù)萬筆交易數(shù)據(jù)的電力市場,主要依賴人工抽查與事后追溯實施監(jiān)管,難以達到監(jiān)管效率和實時效果。例如某省監(jiān)管機構(gòu)對虛報機組參數(shù)的查處耗時平均78天。
“區(qū)塊鏈+智能合約”:江蘇試點交易平臺將機組運行數(shù)據(jù)實時上鏈,自動觸發(fā)對異常報價的熔斷機制。
AI監(jiān)測模型:清華大學(xué)研發(fā)的MPDN(Market Power Detection Net)系統(tǒng),在南方區(qū)域市場識別出23%的報價異常行為,較傳統(tǒng)方法提升5倍效率。
建設(shè)國家級監(jiān)測平臺:整合發(fā)電成本數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)衛(wèi)星遙感煤場庫存監(jiān)控與電網(wǎng)調(diào)度指令追蹤,構(gòu)建市場力風(fēng)險預(yù)警指數(shù)。
引入“吹哨人制度”:對舉報市場操縱行為的內(nèi)部人員予以收益20%的獎勵。
電力行業(yè)自然壟斷屬性較強,電力市場力本質(zhì)上是資源配置權(quán)力分配的體現(xiàn)。完全消除市場力既不現(xiàn)實(將回到計劃體制),也不經(jīng)濟(喪失效率激勵)。根本出路在于構(gòu)建競爭性環(huán)節(jié)的市場力制衡機制與自然壟斷環(huán)節(jié)的透明化監(jiān)管體系。中國的電力市場化進程推進至“深水區(qū)”,既不能退回到計劃管制的舊路,也不能放任市場成為叢林競技場。
未來十年,隨著氣象驅(qū)動型發(fā)電(風(fēng)電、光伏)占比越來越高、分布式智能電網(wǎng)重構(gòu)能源流向,市場力的演變將進入新周期?;蛟S真正需要的不是徹底消滅市場力,而是鍛造一整套既能約束“壟斷暴力”、又能保護“創(chuàng)新火種”的制度體系。
(注:本文案例數(shù)據(jù)來源于PJM年度報告、ACER監(jiān)管年報及中國電力企業(yè)聯(lián)合會統(tǒng)計,模型設(shè)計參考美歐經(jīng)驗進行適應(yīng)性改良。)