（技术经济及管理专业论文）发电企业组合定价策略研究.pdf

一 兰j ! 皇查盔堂堂堡望壅塑墨 摘要 本文针对电力工业改革环境下发电企业面临的市场组合定价策略问题进行 了深入细致地研究，指出发电企业制定不同市场组合定价策略的关键。在于建 立起符合企业内外部实际环境的多市场组合定价模型。 围绕此中心内容，论文全面阐述了我国电力市场尤其是发电侧电力市场的 特点，以及电力市场交易模式与类型，并系统地分析了影响发电企业组合定价 策略的内、外部因素。在此基础上，着重论述了企业实时发电过程中发电成本 特性，通过对发电成本特性的研究，进而对发电企业的总发电成本及报价曲线 进行了分析。最后，综合前面的分析结果，论文建立了结合旋转备用的合同市 场与日前市场组合定价模型，对其求解即得到发电企业的多市场组合定价策略。 关键词：发电企业，市场组合，定价策略，成本特性 a b s t r a c t t h i sp a p e rh a st h o r o u g h l ys t u d i e do nc o o r d i n a t e db i d d i n gs t r a t e g i e sf o rp o w e r g e n e r a t o r si nv i e wo ft h ee l e c t r i cp o w e ri n d u s t r yr e f o r m ，a n di n d i c a t e st h ek e yt h a tp o w e r g e n e r a t o r sf o r m u l a t et h es t r a t e g i e sl i e si ne s t a b l i s h i n gm u l t i m a r k e tb i d d i n gm o d e la c c o r d i n g t ot h ee n t e r p r i s e s e x t e r i o ra n di n t e r i o re n v i r o n m e n t r e v o l v e dt h i sp o i n t ，t h ep a p e rh a sc o m p r e h e n s i v e l ye l a b o r a t e do u rp o w e r m a r k e ti np a r t i c u l a rg e n e r a t i o n - s i d ep o w e rm a r k e tc h a r a c t e r i s t i c s ，a sw e l la st h e p o w e rm a r k e tt r a n s a c t i o nm o d ea n dp a t t e r n ，a n ds y s t e m a t i c a l l ya n a l y z e st h ef a c t o r s t h a ti n f l u e n c ef o r m u l a t i o no fc o o r d i n a t e db i d d i n gs t r a t e g y b a s e do nt h ea b o v e a n a l y s i s ，t h ep a p e re m p h a t i c a l l ys t u d i e sg e n e r a t i o nc o s tc h a r a c t e r i s t i ci nt h ec o u r s e o fa l le n t e r p r i s e sr e a l t i m eg e n e r a t i o n ，a n dt h eg e n e r a t i o ne n t e r p r i s e st o t a lc o s ta n d t h eb i d d i n gc u r v ea r eo b t a i n e dt h r o u g ht ot h er e s e a r c h f i n a l l y , s y n t h e s i z e dt h ea n a l y s i s r e s u l t ，t h ep a p e re s t a b l i s h e sc o o r d i n a t e db i d d i n gm o d e lc o m b i n i n gr e s e r v em a r k e tw i t h c o n t r a c tm a r k e ta n dd a y - a h e a dm a r k e t ，t h e nt h ee n t e r p r i s e sc o o r d i n a t e db i d d i n gs t r a t e g yi s d r a w na f t e ri t ss o l u t i o n z h o uj u n h u a ( t e c h n o l o g ye c o n o m ya n dm a n a g e m e n t ) d i r e c t e db yp r o f h u a u gy u a n s h e n g k e yw o r d s ：p o w e rg e n e r a t o r s ，c o o r d i n a t e dm a r k e t s ，b i d d i n gs t r a t e g i e s ，c o s tc h a r a c t e r i s t i c s 华北电力大学学位论文摘要 摘要 本文针对电力工业改革环境下发电企业面临的市场组合定价策略问题进行 了深入细致地研究，指出发电企业制定不同市场组合定价策略的关键，在于建 立起符合企业内外部实际环境的多市场组合定价模型。 围绕此中心内容，论文全面阐述了我国电力市场尤其是发电侧电力市场的 特点，以及电力市场交易模式与类型，并系统地分析了影响发电企业组合定价 策略的内、外部因素。在此基础上，着重论述了企业实时发电过程中发电成本 特性，通过对发电成本特性的研究，进而对发电企业的总发电成本及报价曲线 进行了分析。最后，综合前面的分析结果，论文建立了结合旋转备用的合同市 场与日前市场组合定价模型，对其求解即得到发电企业的多市场组合定价策略。 关键词：发电企业，市场组合，定价策略，成本特性 a b s t r a c t t h i sp a p e rh a st h o r o u g h l ys t u d i e do nc o o r d i n a t e db i d d i n gs t r a t e g i e sf o rp o w e r g e n e r a t o r si nv i e wo ft h ee l e c t r i cp o w e ri n d u s t r yr e f o r m ，a n di n d i c a t e st h ek e yt h a tp o w e r g e n e r a t o r sf o r m u l a t et h es t r a t e g i e sl i e si ne s t a b l i s h i n gm u l t i m a r k e tb i d d i n gm o d e la c c o r d i n g t ot h ee n t e r p r i s e s e x t e r i o ra n di n t e r i o re n v i r o n m e n t r e v o l v e dt h i s p o i n t ，t h ep a p e rh a sc o m p r e h e n s i v e l ye l a b o r a t e do u rp o w e r m a r k e ti np a r t i c u l a rg e n e r a t i o n s i d ep o w e rm a r k e tc h a r a c t e r i s t i c s ，a sw e l la st h e p o w e rm a r k e tt r a n s a c t i o nm o d ea n dp a t t e r n ，a n ds y s t e m a t i c a l l ya n a l y z e st h ef a c t o r s t h a ti n f l u e n e ef o r m u l a t i o no fc o o r d i n a t e db i d d i n gs t r a t e g y b a s e do nt h ea b o v e a n a l y s i s ，t h ep a p e re m p h a t i c a l l ys t u d i e sg e n e r a t i o nc o s tc h a r a c t e r i s t i ci nt h ec o u r s e o fa ne n t e r p r i s e sr e a l - t i m eg e n e r a t i o n ，a n dt h eg e n e r a t i o ne n t e r p r i s e st o t a lc o s ta n d t h eb i d d i n gc u r v ea r eo b t a i n e dt h r o u g ht ot h er e s e a r c h f i n a l l y , s y n t h e s i z e dt h ea n a l y s i s r e s u l t ，t h ep a p e re s t a b l i s h e sc o o r d i n a t e db i d d i n gm o d e lc o m b i n i n gr e s e r v em a r k e tw i t h c o n t r a c tm a r k e ta n dd a y a h e a dm a r k e t ，t h e nt h ee n t e r p r i s e sc o o r d i n a t e db i d d i n gs t r a t e g yi s d r a w na f t e ri t ss o l u t i o n z h o uj u n h u a ( t e c h n o l o g ye c o n o m ya n dm a n a g e m e n t ) d i r e c t e db yp r o f h u a n gy u a n s h e n g k e yw o r d s ：p o w e rg e n e r a t o r s ，c o o r d i n a t e dm a r k e t s ，b i d d i n gs t r a t e g i e s ，c o s tc h a r a c t e r i s t i c s 一一 望! ! 垒查查堂堂垡笙苎 第一耄绪论 t 1 电力工业改革浪潮 2 0 世纪8 0 年代后期，世界范围内的电力工业开始了一场改革的浪潮，这股浪 潮最先出现在英国与美国，后来进一步扩散到全世界。尤其是上个世纪9 0 年代后， 基于对电力工业的自然垄断特性以及天然垄断范围的重新认识和重新界定，世界各 国纷纷制定适合本国国情的电力工业改革框架与模式。目前，已有许多困家和地区 打破了电力工业传统的发、输、配、售垂直一体化的自然垄断经营模式，建立了电 力市场，在电力工业中引入了市场竞争要素。 1 1 1 英国电力工业改革 英国的电力工业经历了两次重大改革。第一次改革始于2 0 世纪8 0 年代末9 0 年代初，当时英国电力工业中的发电部分被分割为3 个发电公司，并对除核电部分 外的两家发电企业实施了私有化改造。另外成立了1 2 个地区供电公司( r e c ) ，以 及国家电网公司( n g c ) 。n g c 主要负责全国高压输电网的运营，同时负责电力市 场交易机构电力联营体( p o w e rp 0 0 1 ) 的运营。考虑到输电业务具有强自然垄 断的特点，国家电网公司仍然维持垄断经营，并接受政府的管制。最初英国的电力 市场模式是典型的发电竞争模式，即发电商竟价上网、输电网和配电网垄断经营的 电力库模式。 正当许多国家纷纷效仿英国率先推行的电力库模式时，英国却又率先抛弃了这 一模式，2 0 0 1 年3 月宣布实施新的电力改革，取消强制性电力库，实行新电力交易 规则( n e t a ) 。新的电力市场模式在短期双边市场基础上，引入远期合同市场，同 时依据电力商品的特殊性。实旌平衡市场。新的市场交易以双边合同为主导，发电、 供电、用户和交易商可一对一地自由签订双边合同，自行决定交易的合同价格和时 间。此外，n g c 的职能发生了部分变化，新的市场模式将其远期合同市场和短期双 边市场的市场操作员职能分离出去。同时，由于给予了电力需求方更多的参与市场 竞争机会，n g c 进行安全实时调度、维持系统平衡的方式也相应地产生变化。总的 说来，英国新建立起来的电力市场灵活透明，为交易双方提供了一个公平、公正、 竞争充分的有序环境。同时，其运行方式有效地防止市场参与方的市场投机行为， 有力地保证电力系统安全稳定运行。英国电力市场改革经验已经成为各国政府、研 究机构与学者长期以来关注的焦点。 华北电力大学学位论文 1 1 2 美国电力工业改革 2 0 世纪8 0 年代末，美国电力工业也开始进行改革。其改革的核心是放松管甑 引入竞争，提供效率，降低电价。美国电力体制改革有多种模式，其中，加州电力 市场改革就非常典型。 美国加卅f 电力市场于1 9 9 8 年4 月1 曰正式运营，参加者包括独立系统调度员 ( i s o ) 、交易所( p x ) 、发电商、计划协调者( s c ) 、原来的三大电力公司、新加 入的电力服务提供者和用户。其为一个批发模式的电力市场。但市场运营至2 0 0 0 年夏季，加州却出现了严重的缺电现象，电价急剧上涨，直至2 0 0 1 年最终酿成电 力危机，政府不得不自二战以来首次实行电力管制。此次电力危机的直接导火索是 1 9 9 6 年开始试行的解除能源管制政策，该政策取消了电力批发价格的上限，导致购 电价失控，与此同时，电力公司的售电价却被限制在原来的价格。结果，加州两大 主要电力供应商“南加州爱迪生”( s c e ) 与“太平洋天然气及电力”( p g & e ) 不得 不高价买进电能而低价卖出，由此造成公司巨大财务缺口，最终不堪重负向法院申 请破产保护。这场电力危机使得加州电力市场完全崩溃，恶劣局面发展到电力系统 连续定期停电。目前，众多研究结果表明，改革后的加州电力市场机制、竞价模式 与价格机制所存在的问题是产生这次危机的深层次原因。 相比之下，加州电力市场虽然失败了，但美国的东部p j m 、新英格兰和纽约州 电力市场却取得了成功。其中，最大的东部p j m 电力市场根据实际情况选择了纵向 整合电力改革模式，其经验值得借鉴。 1 1 3 我国电力工业的改革 我国电力工业的发展与改革大致经历了四个阶段：独家办电阶段、集资办电阶 段、内部模拟电力市场阶段、电力市场改革试点和发展阶段。 在计划经济时代，我国电力工业实行的是“国家投资、独家办电”的政策，这 在当时社会资源有限的情况下促进国民经济迅速恢复取得过很好的效果。进入八十 年代，随着改革开放的深入，国民经济快速增长，长期缺电导致电力供求矛盾尖锐， 并在一定程度上束缚了国民经济的发展。为此，国务院于1 9 8 8 年确立了“政企分 开、省为实体、联合电网、集资办电”的电力工业发展方针，充分调动社会各方面 力量集资办电，逐渐形成了发电领域投资主体多元化的局面。但在1 9 9 6 年后，电 力工业逐渐从卖方市场转向买方市场时，集资办电合同中高发电利用小时数、高上 网电价、高投资回报率、短折旧期和短还贷年限等投资回报因素开始显现出明显的 负面效应。各种类型的发电机组争发电量的现象严重，同时电价上涨速度过快。因 此，如何在调度上实现“公平、公正、公开”，在发电环节引入竞争机制，是政府 必须尽快解决的一个现实问题。1 9 9 4 年至1 9 9 7 年浙江省、安徽省和新成立的国家 2 华北电力大学学位论文 电力公司先后建立了内部模拟电力市场，以加强内部管理和核算，并为下一步建立 发电侧竞争电力市场做好准备。1 9 9 8 年，国家电力公司提出了“实行厂网分开，建 立发电侧电力市场的实施方案框架”，并确定山东、上海、浙江、辽宁、吉林、黑 龙江六省市为试点单位。它标志着建立发电侧电力市场的工作正式启动。2 0 0 2 年3 月，国务院正式批准了电力体制改革方案，随后又批复了发电资产重组划分 方案，将原国家电力公司管理的发电资产宜接改组或重组为资产规模、质量大致 相当，地域分布基本合理的五个全国性独立发电公司：在电网环节，分别成立国家 电网公司和中国南方电网有限责任公司。从此，我国电力工业改革进入实施阶段。 1 2 电力市场条件下发电企业的报价组合策略问题 电力市场建立以后，发电企业作为一个独立的市场主体参与“竟价上网”，与 过去垄断经营模式下非自主的计划发电有了很大不同。现时的发电企业需要自己决 定在不同类型的电力交易市场中的定价策略，力求使自身的综合经济效益最大。目 前，发电企业参与电力市场的交易类型主要有中长期合同市场、日前市场( 包括实 时市场) 和辅助服务市场。其中，中长期合同市场交易通过事先双方协商确定，具 有价格与需求稳定，风险较小等特点；而日前市场与辅助服务市场交易通过市场竞 价实现，由于实时市场需求波动较大，故发电企业可能获得较高的经济效益，但在 竟价过程中发电企业面临的风险也较大。具体来说，如果报价太高，企业的发电量 有可能不被选中或选中的发电量太少；而报价太低，企业的利润相应地降低。因此， 同时参与不同类型的市场交易，发电公司不能简单、盲目地进行报价，必须制定全 面的、科学的报价策略。 可见，在电力市场的竞争环境下，发电企业最为关心的问题就是如何在本企业 的机组性能与生产成本的约束，以及综合考虑其他竞争对手情况等因素的影响下， 科学合理地制定不同类型交易市场下的电力商品价格与数量及其组合策略，积极地 应对市场竞争，为企业带来最大的经济效益。尤其是我国的电力市场刚刚起步，新 组建的发电公司对市场环境还不熟悉，急需完善的、科学的报价组合策略理论作为 指导。因此，研究发电企业的多市场组合定价策略，具有非常重要的理论和现实价 值。这也正是本课题所要达到的研究目的。 1 3 国内外研究现状 关于单一市场下发电企业如何制定报价策略，国内外已经进行了大量的研究， 且研究成果主要集中在日前市场的优化报价策略与博弈分析，具体可见 1 4 1 7 等 文献。但关于组合市场下发电企业定价策略方面的研究，由于国外电力市场与我国 差异较大，国外研究成果只能加以借鉴，而国内这些领域研究较少，主要有如下一 华北电力大学学位论文 些成果：文献 4 针对有差价合约存在的电力市场，研究了具有不完全信息的发电 公司最优报价策略问题。文献 5 从投标组合的角度出发，以降低风险、保证生产 成本回收为目标，建立了求解最低发电风险率的数学模型，对发电厂的投标组合策 略进行了初步的探讨，其所得结论对发电厂决定在各个市场中的投标电量有一定的 指导意义。文献 6 分析了在解除管制的电力市场中，经济独立的发电公司面临参 与多种市场交易问题，并针对中国电力市场实际运行情况，提出了发电公司参与期 货交易市场、现货交易市场的协调报价策略。文献 7 从各个发电厂以极大化自己 的利润为目标的角度，介绍了一种能研究差价合同市场对发电厂在现货市场中报价 策略影响的市场决策模型，得出一些颇有实际意义的结论。文献 8 进一步基于旋 转备用市场与实时电能市场来研究发电商的优化交易策略。文献 9 较早研究了面 对双边合同市场和实时电能市场的发电商单一时段电能交易策略。进而文献 1 0 则 假设电力双边合同可以在一天内的2 4 个交易时段自由交易，由此建立基于双边合 同市场与实时电能市场的发电商多时段的交易模型。 总体说来，在组合市场策略研究中，大多数是将合同市场中签订的合同当作日 前市场的约束来研究实时市场或是研究实时市场与备用市场中的最优策略。本文将 针对合同市场与现货市场以及旋转备用市场等多市场下组合定价问题进行研究。 1 4 论文研究的主要内容 本课题研究的主要内容有： ( 1 ) 阐述目前我国电力市场的特点，以及电力市场上的交易模式与交易类型， 分析各类交易类型的特点，确定本文组合定价模型的研究对象及该模型研究范围： ( 2 ) 对影响发电企业定价策略的因素进行分析。主要分为两类因素：外部因 素，包括电力负荷预测，电力负荷中心，竞争对手的竞价策略，其他外部因素等； 内部因素，包括发电成本，机组技术经济特性，机组检修计划其他内部因素等； ( 3 ) 对发电机组技术与经济特性进行分析，以研究实时发电过程中发电企业 发电成本的组成，以及报价曲线的生成； ( 4 ) 综合前面分析，建立发电企业不同电力市场的组合定价模型，构建组合 策略，以实现企业综合效益的最大化。 1 5 论文的研究意义 我国电力改革还处于电力市场建设的初期，这一阶段电力市场的竞争中要体现 在发电侧，其市场竞争的强度也较有限，认真做好这个阶段的发电企业组合定价策 略研究具有十分重要的意义： ( 1 ) 有助于完善我国电力市场改革理论，为今后电力市场深化改革提供科学 4 华北电力火学学位论文 的理论依据； ( 2 ) 有利于整个发电环节的结构调整和资源配置，实现从计划经济向市场经 济、粗放型经营向集约型经营的转变；促进发电企业节能降耗，加强内部成本管理， 以提高效益为中心，强化企业的市场竞争意识； ( 3 ) 使发电企业在不同类型的电力交易市场中科学合理地制定各种电力商品 价格，实现企业综合效益最大化。 华北电力大学学位论文 2 1 电力市场的内涵 第二章我国电力市场概况 2 1 1 电力市场的定义 电力市场是电力的买方和卖方相互作用以决定其电价和电量的过程。具体的 讲，电力市场是指运用法律、经济等手段，本着公平竞争、自愿互利的原则，对电 力系统中各环节进行组织协调运行的管理机制和执行系统的总和。 不难看出，电力市场包含两层含义。首先它是一种管理机制，其次它还是体现 这种管理机制的执行系统，如贸易场所、计量系统、计算机系统、通讯系统等。 2 1 2 电力市场的基本特征 电力市场的基本特征是开放性、竞争性、网络性和协调性。与传统垄断经营的 电力系统相比，电力市场具有开放性和竞争性；与普通的商品市场相比，电力市场 具有网络性和协调性。 2 1 3 电力市场的实质 传统的电力系统运行模式是垂直一体化结构，即电力系统中发、输、配、供所 有环节由一家企业专营，其间不存在市场竞争。建立电力市场的目的就是要在电力 系统中引入竞争机制，以取代以往纵向一体化的垄断管理体制，并使电价形成机制 合理化，优化资源配置，提供优质服务，促进电力工业可持续发展。对发电公司来 说，电力市场的实质是要通过市场竞争努力促使发电企业降低成本提高效益：对电 网公司来说，电力市场的实质是按照公平、公正、公开的原则在政府管制政策允许 下进行经济调度和运营：对广大用户来说，电力市场的实质是为他们提供了选择电 力供用商的权力，使他们能够获得优质低价的电能。由此可见，广大电力消费者是 电力市场化的最终受益者，这也是各国进行电力体制改革的最终目的。 2 2 电力市场构成要素 广义上，电力市场是指电力商品交易的总和。它包括市场主体、市场客体、市 场载体、市场价格、市场运行规则和市场监管等要素。这些要素相辅相成，缺一不 可。 ( 1 ) 电力市场主体。按在社会再生产中的作用不同，市场主体可分为商品生 产者、商品消费者、商品经营者和市场管理者。对电力市场而言，商品生产者即是 各类发电公司、输电公司、配电公司，它们为用户提供电力和相应的服务；商品消 6 华北电力大学学位论文 费者则是各类电力用户，它们是电力商品的购买者；商品经营者是电力商品交换的 中介者，如交易中心、电力零售商等，起着联系电力生产者与电力消费者的媒介作 用；电力市场管理者是市场中从事电力商品交换活动的一种特殊的当事人，以国家 和各级政府的有关管理机构的身份出现，起着组织协调、管理监督等方面作用。 ( 2 ) 电力市场客体。就电力市场而言，其客体是电力商品。电力商品具有一 般商品的属性，电力价格是电力商品价值的货币表现形式，而电力商品是品种( 有 功、无功) 、数量( k w h 、m i r h ) 和价格的载体。电力商品还具有多种自然属性， 因而具有多种使用价值。 ( 3 ) 市场载体。市场载体是市场活动得以顺利进行的物资基础。对电力市场 来说，由于电力生产、运送、消费是同时完成的，因此电力市场的载体主要是电力 网络和通信设施。 ( 4 ) 电力市场价格。电价对电力商品的生产、供应、消费各方面都有重要的 作用，是电力企业获取资金维持简单再生产或扩大再生产的手段。 ( 5 ) 市场运营规则。市场运营规则是使市场机制正常运行，规范市场主体经 济行为的基本准则。电力市场运营规则主要可分为两大类：体制性规则和运营性规 则。前者包含在确认和维护财产所有权的有关法律之中，后者则包含在政府制定的 有关市场运营的法规和条例之中。 ( 6 ) 电力市场监管。对电力市场而言，各级电力市场都必须有专门的监管部 门。其主要职能是监管电力市场的交易行为和竞争行为，处理不公平竞争和违反法 律、法规的行为，并对电力市场运行中发生的纠纷、争议和投诉进行调解与仲裁。 2 3 电力市场运营模式 从世界各国电力工业发展的历程来看，电力管理体制在不断变革，但有一个共 同的变革趋势，就是朝着“打破垄断、公平竞争”的方向发展的。同时，由于各国 自身的国情和市场特点差异，以及电力市场中的垄断竞争程度不同，因此，形成了 多样的电力市场模式，但基本的模式有以下四种： ( 1 ) 垄断经营模式：电力系统中发、输、配、售所有环节由一家企业垄断专 营。其为传统电力工业模式。 ( 2 ) 发电竞争模式( 发电侧有限竞争和完全竞争) ：发电侧电力市场有限竞争 或完全竞争，输电与配电系统仍垄断经营。在这种模式下，电力系统各发电厂与电 网分开，成为具有独立法人资格的发电企业( i p p ) ；发电市场存在唯一的买电机构， 各独立发电企业相互竞争提供电力商品，电网经营机构向发电企业买电并向配电公 司或用户供电；输配电环节保持垄断。该模式为电力工业引入竞争的初级模式，也 7 华北电力大学学位论文 被称为电力库模式。 ( 3 ) 输电网开放模式：这种模式是将发电、输电与配电相互分离，各发电_ f 根据“平等竞争、实力均衡”的原则组建成数家发电企业竞价上网：输电网络成为 电力交易的载体，对发电公司、配电公司和大用户开放；允许配电公司、大用户直 接从发电企业购买低价的电力，通过输电网络予以输送或互联电网予以转运。与发 电竞争模式相比，输电网开放模式在发电领域继续引入了竞争机制的同时，允许配 电公司、大用户选择供电伙伴。其为电力市场改革的成长模式。 ( 4 ) 零售竞争模式：该模式下，发、输、配、售四个环节均实行全面竞争， 买方选择范围加大，卖方之间的竞争更为激烈，电力用户可根据电价及服务质量选 择供电公司，与供电公司签订供用电合同。这里的供电公司可以是配电公司，也可 以是不拥有配电网的电力零售商。此模式是电力市场最为成熟的阶段，也可以说是 最理想的电力市场模式。 2 4 我国电力市场的现状 2 4 1 多层次的电力市场格局 我国现行的电力市场是在现有电力调度体制和组织结构体系下，受电力市场形 成发展的历史、地域条件、经济发展和电力企业资本结构多元化等诸多因素影响下 形成的。目前，这个市场分为五个层次。图2 - i 为我国电力市场格局图。 跨网电厂| i 国家级电力市场 网级电厂1 叫网级电力市场 与网级电力市场交换下向省售电 省级电厂k 一省级电力市场。 y 嗣闻交换 与省级电力市场交换t 向地区售电 酮面f 百j 面_ 1 。一4 蕊甄老j j 硐。厂j 丽 与地区级电力市场交换 小水电用户发电k 一县市级电力市场l 一用户 图2 - 1 我国电力市场多层次格局 ( 1 ) 国家级电力市场 负责全国电力市场研究与监督。制定市场法规，交易规则、实行交易仲裁等； 负责国家级电力市场操作；进行大区电网间交易和结算。 ( 2 ) 网级电力市场 华北电力大学学位论文 一一一- - - _ _ _ - _ - - _ _ _ _ - - _ _ _ _ _ _ _ - - _ - - _ - - - - - - _ _ _ _ _ - _ - 一 监督区域内备省级电力市场；负责区域级电力市场操作；进行区域内、省阃电 力市场交易和结算。 ( 3 ) 省级电力市场 监督地区级电力市场；负责省级电力市场操作；进行地区问电力交易和结算。 ( 4 ) 地区级电力市场 监督县级电力市场：负责地区级电力市场操作；进行县级间电力市场的交易和 结算。 ( 5 ) 县级电力市场 从地区级电力市场购电，从小水电及用户自备电厂购电，向用户售电；进行购 售电交易和结算。 2 4 2 现行的电力市场模式及发展方向 我国现行的电力市场模式为发电侧市场竞争、单一购买者模式。即电网经营企 业拥有的发电厂与电网分开，建立规范的、具有独立法人地位的发电企业，电力市 场上存在单一购电者电网经营机构，电网经营机构向发电企业买电并向配电公 司或用户供电，用户不能与发电厂签订购电合同，只能由电网经营企业采用趸售或 零售的方式供电。目前有些电力市场正在尝试，允许少数大用户可以不通过电网经 营企业，直接与发电企业签订购、售电协议，但用户需交纳定的过网费用。现行 的市场模式有一个显著特征，就是在发电侧引入市场竞争，配售电环节依然垄断。 当然，我国目前的发电侧电力市场竞争是有限的，也并不是完全竞争。今后，我国 电力市场将朝着引入更多竞争的方向发展，待市场较为成熟盾，减少合同电量占总 电量的比值，增加竞争电量，将放开电厂与大用户直接签订供电协议的限制，最后 在售电端引入竞争机制，实现所有市场主体参与的全面竞争。图2 - 2 为我国现行的 电力市场模式图。 图2 - 2 我国现行电力市场模式 9 华北电力火学学位论文 2 4 3 我国发电侧电力市场 2 4 3 1 我国发电侧电力市场的特点 ( 1 ) 调度与交易一体化 当前，国际上电力市场的运行主要有两种方式：一种是电网运行调度与市场交 易分离，另一种是大多数国家电力市场所采用的调度与交易一体化的形式。由于我 国电力市场本身的特点，现在各试点单位基本上采用了后一种市场运作形式。 ( 2 ) 交易的方式 电力市场的交易，一般分为中长期合同交易、现货交易、电力期货交易、辅助 服务交易四种形式。目前，我国电力市场四个试点单位主要采用了前两种交易方式， 电力期货交易与辅助服务交易还未真正开展。 ( 3 ) 部分电量竞价上网 在电力市场建立的初期，我国采用了部分电量竟价上网的方式，一般安排当年 市场用电需求的1 0 2 0 作为竞争电量( 现货电量) ，其余的作为基本电量( 合同 电量) 。 ( 4 ) 双轨制竞争体系 对于市场竞争，采用了“差价合约”( c f d ) 的结算方式，即基本电量部分按国 家批准的合同电价结算，竞争电量部分按竟价电价结算，未完成的原合同电量部分 给予一定的经济补偿，这一体系基本上解决了原有的合同问题。随着市场的发展和 完善，合同电量比例将逐渐减小，并最终由市场决定的长期交易合同所取代。 ( 5 ) 基于s m p 的竞价电价 目前，现货市场上网电价主要采取两种定价方法：基于边际成本的统一出清价 定价方法( s m p ) 和按报价支付的定价方法( p a b ) 。s m p ( s y s t e m m a r g i n a lp r i c e ) 定价 过程是：发电商向电力市场调度机构提交次日2 4 小时4 8 个时段的出力计划和相应 的价格。电力市场调度机构按厂商的报价进行排序，根据系统的用电负荷需求依序 从低价到高价调用发电机组的出力，以最后调用的机组( 边际机组) 的报价作为系 统该时段的市场价格，也就是说市场出清价格决定于最后进入市场的机组的边际成 本。系统所调用的其他机组无论其报价如何，在该时段均接受同样的市场价格。 p a b ( p a ya sb i d ) 定价方法，即按报价支付，其竞价过程与统一出清电价方法相同， 但对竞价成功的发电机组按其报价进行支付。 我国各试点单位对于竞争电量的电价大多数采用s m p 定价方法，这种方法具有 简便易行、促进竞争、提供信息清晰的特点，比较适合刚刚起步的中国电力市场。 同时，为了规范市场行为，防止购电费用过高和恶性竞争，对发电公司的报价进行 最高与最低报价限制。 1 0 华北电力大学学位论文 2 4 3 2 发电企业定价策略 随着电力市场的建立，电力工业“厂网分开”的实施，电厂开始作为一个独立 的市场主体参与到竞争供电的行列中。事实上，当经营利益与经营效果直接挂钩后， 电厂将追求其自身的利润最大化。而利润等于收益减去成本，其中，电厂成本在长 期生产中可以看作是一定的，收益却由其在发电市场中竞价结果所决定。同时，在 实际的电力市场中，报价是电力市场中电厂的基本行为。电厂的报价反映了电厂的 运行成本、市场供求和市场竞争的状况，决定着机组能否上网发电及其上网电量。 可见，电力市场环境下发电企业的定价策略至关重要，直接影响其获利情况。此外， 由于我国电力市场建立较晚，历史资料不多，研究发电厂的定价策略尤其是组合市 场定价策略成为迫切的需要。 发电企业制订组合报价策略最为核心的问题，就是建立符合企业外部环境与内 部约束的组合报价模型。而企业外部环境的阐述，市场交易特点的分析以及机组约 束条件的确立是建模时不可缺少的必要准备。本章重点论述了我国发电侧电力市场 特点即发电企业所处的外部环境，在下面的第三、四章中，重点分析本文所涉及的 电力市场交易类型以及影响发电企业报价策略制定的因素，第五章研究发电机组经 济与技术特性，最后在第六章建立不同市场组合下的定价模型，并采用合适的数学 工具来求解模型，最终确定发电企业在电力市场中组合报价策略。 坐些璺垄奎堂堂垡堡苎 第三章电力市场交易及其类型 3 1 电力市场交易系统 个完整的电力市场，一般划分为中长期合约交易市场、期货与期权交易市场、 现货交易市场( 包括日前交易市场与实时交易市场) 、辅助服务交易市场几种。相 应地，电力市场中的交易包括中长期合约市场交易、期货与期权市场交易、现货市 场交易( 包括日前市场交易与实时市场交易) 、辅助服务市场交易。这几类发挥着 不同功能的市场交易，共同构成了电力市场的交易系统。 3 2 电力市场交易模式 在世界各国的电力市场中，交易模式主要有联营交易、双边合同交易这两类基 本模式，其他类型的交易模式一般可视为是这两类模式的扩展。不同的交易模式对 应着不同的交易管理的内容和方法，及其各自的运营规则。 3 2 1 联营交易模式 联营模式的电力市场，在发电企业和用户之间引入竞争。在此模式下，电网运 行调度与市场交易一体化，电网运营者作为电力市场的单购买者，电网调度机构 起着组织电力市场的主要作用，具有在电力市场交易中协调价格和处理确定电网的 系统电价等的协调、指导、指挥的职能。发电企业作为市场参与者向电网申报报价 曲线进行投标，独立运行员( i s o ) 和交易中，t l , ( p x ) 组合体即联营体负责集中管 理输电网，由其收集各参与者的投标( 价格和电量等信息) ，然后按照统一原则评 标，并确定系统电价和实现输电交易。图3 1 为联营交易模式图。 i 独立发电厂i l 独立发电厂ji 发电公司1 了j k 。罗笊 f 零售商填电公司 零售商供电公司大用户 山上 用户 ll 用户 i 图3 - 1 电力市场联营交易模式 我国现行的p o w e r p o o l 交易方式主要是“1 + n ”模式。“1 ”是指电力市场的单 一购买者，即电网经营企业； “n ”是指参与市场竞争的各个独立发电企业。例如 1 2 一 一些j ! 皇垄盔堂堂垡笙茎 山东、浙江、上海等电力市场，电网经营企业是发电侧电力市场的单一购买者，负 责经营所有发电企业的上网电力电量，并保证用户用电。大多数用户不能与发电方 签订购电合同，只能由电网经营企业采用趸售或零售的方式供电。有些电力市场， 允许少数大用户可以不通过电网经营企业，直接与发电企业签订购、售电协议。 3 2 2 双边合同交易模式 双边交易模式将电网运行调度与市场交易分立，由发电公司与用户之间直接进 行交易，双方签订双边协议，然后将有关交易信息递交给交易中心。浚模式下，i s o 监视和控制系统的安全和阻塞管理，p x 则主要负责期货交易和现货交易。图3 2 为双边合同交易模式图。 图3 2 电力市场双边合同交易模式 3 3 电力市场交易类型 3 3 1 中长期合约市场交易 中长期合约交易根据预选签订的合同商定付款方式买卖电量，在一定时期内进 行实物交割的交易。它可以通过竞价产生，也可以双边协商签订。在发电侧竞争的 单一购买者电力市场中，中长期合约交易市场为年度竟价或月度竞价。单购买者 从许多不同的发电商中选择，以鼓励发电阶段的竞争。年度合约交易按月分为1 2 段，即从每月1 日的0 ：0 0 开始至每月最后一天的2 4 ：0 0 为一段；月度交易按日分 段，即每个交易日为一段。 为了使合约市场能与现货市场良好衔接，交易中心在充分考虑发电公司机组检 修计划等各种因素基础上，将年度合同电最按预测的各月度需求电量占年度需求电 量的比例分配到各个月，确保不同月份的电价尽可能平稳与满足供需之间的平衡。 进一步，交易中心在充分考虑到发电公司机组开机的时间连续性和电量在网区分布 合理的基础上，在满足机组检修等条件下，根据机组的调节性能，按照月度典型日 的负荷曲线，将合同电量分配到开机日，并细化至各个时段，至此，确定了日合同 华北电力大学学位论文 电量的分配，同时完成了合约市场与现货市场协调问题。 建立中长期合约市场能够防范风险，保证电力市场运营的有序性、电力供应和 电价的稳定性。对于发电公司来说，其可以根据签订的合约电量，制订相应的燃料 采购计划，以保证燃料供应的长期稳定性，同时也有利于企业的生产计划与成本控 制的实现。 3 3 2 现货市场交易 3 3 2 1 日前市场交易 日前交易市场按交易日进行。每个交易日为一个日历日，分为4 8 个交易时段， 每个交易时段为3 0 m i n ，交易日从北京时间0 ：0 0 开始，第一个时段为o ：0 0 0 ：3 0 ， 最后一个时段为2 3 ：3 0 次日o ：0 0 。如果没有特别说明，相关负荷曲线预测的时问 间隔也均为3 0 m i n 。 在日前交易市场中，发电厂参与发电电能的竞标，交易中心根据公布的竞争负 荷预测曲线及发电公司的申报数据，在满足电网安全约束的条件下，给出最优的交 易计划和结算电价。其中，竞争负荷曲线是指电力交易中心根据负荷预测曲线，减 去不参与市场竞争机组的发电出力后的剩余负荷。即日前竞争负荷= 该时段短期负 荷预测负荷一该时段特殊机组( 必开机组) 的发电出力一该时段区外合同计划出力 一该时段合约计划出力。在我国，日前交易市场制订的交易计划称为预调度交易计 划。 预调度交易计划的制订是电力市场运营的核心功能之一，是实现日前竞价上网 的关键。它是利用市场成员申报的数据、短期负荷预测、电网输送容量、年交易计 划、月交易计划、合同、安全约束等信息，按照市场规则构成的优化目标，制订次 日的发电计划、交换计划、辅助服务计划、决策上网电价，并实现电力交易的管理 功能。 3 3 2 2 实时市场交易 与日前市场相比，实时市场将针对下一个交易时段( 1 5 m i n 、3 0 m i n 或6 0 m i n ) 负荷的波动和发电机组的非计划停运，组织发电公司竟价上网。由于电能的生产和 消费必须同时完成，实时市场的主要功能就是利用市场手段，消除电力供需出现的 瞬时不平衡。当出现大的负荷预测偏差、机组非计划停机、线路随机故障时，为了 保证电力供需平衡、维持系统稳定，调度中心实时修改各发电机组在日前市场制定 的交易计划，发布实时调度指令。 实时市场的交易包含：拥塞管理、实时竞价和过发电计划管理。 1 4 一一一 兰j ! 皇垄盔堂兰垡堡苎 3 3 3 期货市场交易 期货交易是按一定规章制度进行的期货合约的买卖。期货市场内的经纪人、投 机者和套期保值者等构成了期货市场的基本要素。电力期货市场实际上可以看作是 单纯的金融市场，期货合约的交割与现货市场在技术处理上可以是等同的。建立电 力期货市场，是为了利用这种金融市场手段为电力市场增加稳定因素，并促进电力 市场的长期稳定发展。 期权是指在未来一定时期内可以买卖的权力。买方向卖方支付一定数量的期权 权利金后，在某一特定日或一段时间内，以事先规定好的价格向卖方购买或出售一 定数量特定标的物( 可以是电能量商品本身，也可以是期货合同，甚至是期权合同 自身) 之权利，但不负有必须买进或卖出的义务，期权交易就是这种权力的交易。 期货交易与现货交易合同相比，有着如下特点：期货合约的主体与权益可以 自由转移；电力的预期价格是市场中最重要的信息，将影响期货合约的交易量和 交易价格；期货价格将随着其他一次能源如煤炭、天然气的供求状况而随机变化， 表现出很强的风险性。 鉴于我国尚未建立起真正意义上的电力期货市场，故本文研究发电企业的价格 组合时将不包括期货市场交易。 3 3 4 辅助服务市场交易 在电力系统运行中，所有发电机组的有功出力之合，任何时刻都应与实时负荷 的有功需求以及网络中各种有功损耗的总和相平衡。由于电能不能大量地储存，且 事先预测的负荷值不可能与每时每刻变化着的实际负荷值完全一致，加之存在突发 事故的可能性，因此，需要在可利用机组的容量中，有一定比例的备用容量用于调 整负