（技术经济及管理专业论文）电力市场下供电企业售电风险分析及对策研究.pdf

华北电力大学硕士学位论文摘要 摘要 在我国发电侧电力市场建立以后，供电企业与发电企业变成市场上的交易 双方，供电企业所面临的风险更加多样化。文章在分析电力市场交易模式和供 电企业面临的售电风险的基础上，重点研究售电前购电量市场分配风险和售电 后电费回收风险的对策。以负荷预测和电价预测为基础，按照现代投资组合理 论，在考虑费用因素条件下，建立最优购电组合决策模型，并用遗传算法进行 最优化求解，确定各个市场的最优购电量以规避购电量市场分配不合理的风险。 运用遗传算法优化神经网络，建立用电客户信用评价模型，根据信用评价结果 采取不同的管理方法来规避电费回收困难风险，并用实例验证两模型的有效性。 关键词：电力市场，供电企业，购电决策，用电客户，信用评价 a b s t r a c t a f t e rt h ee s t a b l i s h m e n to fe l e c t r i cp o w e rg e n e r a t i o ns i d ep o w e rm a r k e t , t h ep o w e r s u p p l ye n t e r p r i s ea n dt h ee l e c t r i c i t yg e n e r a t i o ne n t e r l x i s et u r nt ot w ot r a n s a c t i o ns i d e s , t h e p o w e rs u p p l ye n t e r p r i s ef a c e sv a r i o u sr i s k o nt h eb a s i so fa n a l y z i n ge l e c t r i cp o w e rm a r k e t t r a n s a c t i o np a t t e r na n dt h es e l l i n ge l e c t r i c i t yr i s ko ft h ep o w e rs u p p l ye n t e r p r i s e , t h i st h e s i s r e s e a r c h e st h ec o u n t e r m e a s u r eo fe l e c t r i c i t yp u r c h a s eq u a n t i t ym a r k e ta l l o t m e n tr i s kb e f o r e t h ee l e c t r i c i t y ss e l la n dm e a s u r eo ft h ee l e c t r i c i t yc h a r g ew i t h d r a w a lr i s k o nt h eb a s i so ft h e l o a da n dp r i c ef o r e c a s t , a c c o r d i n gt ot h em o d e r ni n v e s t m e n tc o m b i n a t i o nt h e o r y , u n d e rt h e c o n s i d e r a t i o no fe x p e n s ef a c t o r , i te s t a b l i s h e st h eb e s te l e c t r i c i t yp u r c h a s ec o m b i n a t i o n d e c i s i o n - m a k i n gm o d e l ，a n dc a r r i e s0 1 3t h eo p t i m i z a t i o ne v a l u a t i o nb yi n h e r i t sa l g o r i t h m ，t h e n i td e t e r m i n e sam a r k e to p t i m i z a t i o ne l e c t r i cp o w e rq u a n t i t yi no r d e rt od o d g et h er i s ko f m a r k e t su n r e a s o n a b l ed i s t r i b u t et ot h eb u y i n ge l e c t r i c i t yq u a n t i t y o p t i m i z et h en e r v e 、n e t w o r kb yi n h e r i t sa l g o r i t h m ，a n de s t a b l i s hae l e c t r i c i t yu s e rc r e d i ta p p r a i s a lm o d e l ，a n d a d o p td i f f e r e n tm a n a g e m e n tm e t h o d st od o d g et h er i s ko ft a k i n gb a c kt h ee l e c t r i c a lb i l l a c c o r d i n gt o t h ec r e d i t a p p r a i s a lr e s u l t ，a n dv a l i d a t et h et w om o d e l s v a l i d i t yb y d e m o n s t r a t i o n y a n gz h a o f e n ( t e c h n i c a le c o n o m i c sa n dm a n a g e m e n t ) d i r e c t e db yp r o f l iw e i k e yw o r d s ：p o w e rm a r k e t ，p o w e rs u p p l y e n t e r p r i s e ，e l e c t r i c i t yp u r c h a s i n g s t r a t e g y , e l e c t r i c i t yc u s t o m e r s , c r e d i te v a l u a t i o n i 华北电力大学硕士学位论文摘要 摘要 在我国发电侧电力市场建立以后，供电企业与发电企业变成市场上的交易 双方，供电企业所面临的风险更加多样化。文章在分析电力市场交易模式和供 电企业面临的售电风险的基础上，重点研究售电前购电量市场分配风险和售电 后电费回收风险的对策。以负荷预测和电价预测为基础，按照现代投资组合理 论，在考虑费用因素条件下，建立最优购电组合决策模型，并用遗传算法进行 最优化求解，确定各个市场的最优购电量以规避购电量市场分配不合理的风险。 运用遗传算法优化神经网络，建立用电客户信用评价模型，根据信用评价结果 采取不同的管理方法来规避电费回收困难风险，并用实例验证两模型的有效性。 关键词：电力市场，供电企业，购电决策，用电客户，信用评价 a b s t r a c t a r e rt h ee s t a b l i s h m e n to fe l e c t r i cp o w e rg e n e r a t i o ns i d ep o w e rm a r k e t , t h ep o w e r s u p p l ye n t e r p r i s ea n dt h ee l e c t r i c i t yg e n e r a t i o ne n t e r p r i s et u r nt ot w ot r a n s a c t i o ns i d e s , t h e p o w e rs u p p l ye n t e r p r i s ef a c e sv a r i o u sr i s k o nt h eb a s i so fa n a l y z i n gd e c t r i cp o w e rm a r k e t t r a n s a c t i o np a t t e r na n dt h es e l l i n ge l e c t r i c i t yr i s ko ft h ep o w e rs u p p l ye n t e r p r i s e , t h i st h e s i s r e s e a r c h e st h ec o u n t e r m e a s u r eo fe l e c t r i c i t yp u r c h a s eq u a n t i t ym a r k e ta l l o t m e n tr i s kb e f o r e t h ee l e c t r i c i t y ss e l la n dm e a s u r eo ft h ee l e c t r i c i t yc h a r g ew i t h d r a w a lr i s k o nt h eb a s i so ft h e l o a da n dp r i c ef o r e c a s t , a c c o r d i n gt ot h em o d e r ni n v e s t m e n tc o m b i n a t i o nt h e o r y , u n d e rt h e c o n s i d e r a t i o no fe x p e n s ef a c t o r , i te s t a b l i s h e st h eb e s te l e c t r i c i t yp u r c h a s ec o m b i n a t i o n d e c i s i o n - m a k i n gm o d e l ，a n dc a m e so nt h eo p t i m i z a t i o ne v a l u a t i o nb yi n h e r i t sa l g o r i t h m ，t h e n i td e t e r m i n e sam a r k e to p t i m i z a t i o ne l e c t r i cp o w e rq u a n t i t yi no r d e rt od o d g et h er i s ko f m a r k e t su n r e a s o n a b l ed i s t r i b u t et ot h eb u y i n ge l e c t r i c i t y q u a n t i t y o p t i m i z et h en e r v e 、n e t w o r kb yi n h e r i t sa l g o r i t h m ，a n de s t a b l i s hae l e c t r i c i t yu s u a l c r e d i ta p p r a i s a lm o d e l ，a n d a d o p td i f f e r e n tm a n a g e m e n tm e t h o d st od o d g et h er i s ko ft a k i n gb a c kt h ee l e c t r i c a lb i l l a c c o r d i n gt o t h ec r e d i t a p p r a i s a lr e s u l t ，a n dv a l i d a t e t h et w om o d e l s v a l i d i t yb y d e m o n s t r a t i o n y a n gz h a o f e n ( t e c h n i c a le c o n o m i c sa n dm a n a g e m e n t ) d i r e c t e db yp r o f l iw e i k e yw o r d s ：p o w e rm a r k e t ，p o w e rs u p p l y e n t e r p r i s e ，e l e c t r i c i t yp u r c h a s i n g s t r a t e g y , e l e c t r i c i t yc u s t o m e r s , c r e d i te v a l u a t i o n i 声明户q州 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文电力市场下供电企业售电风险分析及 对策研究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作 和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的 学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：日期： 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为 目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播 学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名： 日期： 导师签名： 华北电力大学硕士学位论文 1 1 选题的背景及意义 第一章绪论 从2 0 世纪8 0 年代开始，世界上许多国家陆续进行了电力工业的市场化改革， 当前，电力工业在全世界范围内发生了深刻的变化。美国、澳大利亚、新西兰、挪 威、瑞典、德国、日本、新加坡、泰国等相继开展了不同程度的电力市场改革，取 得了很好的效果，也激励其他国家进行市场化改革。厂网分开，开放电网，解除垄 断，引入竞争机制，增强电力工业活力、优化资源配置、提高效益，已经成为现代 电力工业发展的必然趋势n 】。1 9 8 0 年以来，我国也逐步推进了电力市场化改革n 1 电力工业由传统的发、输、配垂直一体化的垄断运行逐步向竞争运营转变，将电力 运行模式分解为多个发电实体、独立输电系统和多个配电服务实体。这一改革就是 要将电力工业纳入市场经济框架，充分引入竞争，通过市场竞争来实现资源的优化 配置，提高效率，降低成本，优质服务，合理规划，促进我国电力工业的长期持续 健康稳定的发展。从国际、国内的发展形式来看，电力走向市场是历史的必然。电 力走向市场，就是要将电力工业纳入到市场经济的框架中，通过市场竞争资源，达 到资源的最优配置。但是电力的生产、运输又有其独特的特点。首先，电能不能大 量储存，生产、运输、消费过程必须同时实现；其次，电力系统作为统一的、不可 分割的系统，需要维持电压、频率的稳定并保证在各种扰动下满足系统的安全性要 求。所以电力市场建设又具有其独特性和复杂性。有许多问题世界各国都还没有很 好的解决，都正处在一个探索完善的过程中。 随着电力工业改革的深化，供电企业正逐渐转变为独立的经营实体，如何在市 场完全开放的情况下实现自身的收益最大化是供电企业即将面临的重要问题。通 常，供电公司从一个开放的电力市场中购买电量，该电力市场一般存在着一个类似 于期货交易的远期市场和一个类似于现货交易的实时市场和日前市场口1 。供电公司 要从这三个市场中和组合购买用户所需的电量，但这三个市场的价格及其变化情况 通常是不相同的，而且电力作为一种特殊的商品，电能难以储存，负荷需求变化大， 供求关系必须时刻保持平衡，各个市场中购电量的多少，电价的高低直接影响着供 电企业的成本，也给供电企业带来巨大的风险。因此，分析从购电到售电的风险， 找到使风险最小化利益最大化的解决方案就至关重要了，这就取决于供电企业的购 电优化问题，即如何确定三个市场的购电量，以达到购电费用和风险最小，利益最 大化。 电力体制改革后，供电企业从原来的“发一输一配 一体化中独立出来，成为具 有独立法人资格，自主经营的市场经济主体。随着电力市场化的进一步推进，电力 l 华北电力大学硕士学位论文 客户成为供电企业的战略中心，供电企业必须以电力客户为中心推动企业发展，给 电力客户提供更好、更方便、更人性化的服务。同时，电能是一种非常特殊的产品， 具有无形性、产供销过程同时性和不可存储性等特点，这就决定了电力产品的销售 以“先用电、后付费 的赊销方式为主，用电后逃避交费或无力交费的现象大量存 在，社会上普遍存在的信用缺失现象在电费回收上得到了反映，给供电企业带来了 很大的风险，截至2 0 0 6 年底，南方电网公司营销口径累计欠费3 1 7 2 亿元，比上 年减少3 8 亿元其中，三年以上欠费占8 3 ，两年以内欠费占1 7 。当年电费 回收结零，旧欠电费回收1 0 7 。大工业和趸售用电欠费比重较大，占欠费总数的 8 5 。电费收缴困难目前对其他电力公司来说也是屡见不鲜的，严重影响了电力企 业的正常经营和发展“】。所以，供电企业面临的信用风险始终存在。分析评价电力 客户信用，对信用差的客户采取规避风险的对策，对供电企业经营来说已十分迫切。 1 2 国内外研究现状 随着我国电力工业改革的不断深化，人们对风险管理的认识也逐步的加深，特 别是在“网厂分开一，发电侧电力市场初步形成之后，电网企业的的风险研究受到 越来越多人的重视，己经成为了电网企业管理和发展的一个重要的课题。电力市场 中，供电企业面临的风险是多种多样的，风险的应对策略也是多种多样，本文着重 研究供电企业在售电前面临的购电风险和售电后面临的电费回收风险，对于售电前 的购电风险，文章主要通过制定合理的购电策略进行解决；对于售电后的电费回收 风险，文章主要研究对用电客户的信用进行评价，对于不同信用的客户采取不同的 管理策略。目前，关于这两方面的研究综述如下： ( 1 ) 购电策略问题研究现状 目前有关这方面的研究还处于刚刚起步阶段，文献较少，对于这个问题的研究 还有很多的工作要做。电力市场运行以后，在系统安全稳定运行条件下，电力市场 参与者在市场中的利益最大化一直是电力行业研究的热点之一。在电力市场中，一 般存在多种交易市场，如合约交易市场、发电权交易市场、日前市场、实时市场等。 市场参与者不仅要进行竞标策略优化，在进行各市场交易前，还需要先决策各市场 的交易量，即决策在哪些市场进行交易，以及如何分配不同市场的交易量。目前解 决这类问题的目标函数都是购电费用最小，下面是对本课题目前研究现状的简单总 仕 ；日。 文献 5 讨论了购电商在长期市场和短期市场中的购电分配阀题，分别对确定 性总需求和随机总需求两种情形进行了分析和研究。文献 6 采用m a r k o w i t z 投资理 论，基于对供电公司购电分配所要达到的两个目标“期望收益最大”和“风险最小 的全盘考虑来寻求这个双目标优化问题的解。并且，针对确定性需求和随机需求两 2 华北电力大学硕士学位论文 种情况，分别对供电公司的购电分配进行了建模和求解分析。文献 8 考虑了电力 市场环境下电能在长期合同市场、现货市场及自备电厂闻的分配，以及备用需求在 备用市场和自备电厂之间的分配计划，讨论了购电商在长期市场和短期市场中的购 电分配问题，分别对确定性总需求和随机总需求两种情形进行了分析和研究。根据 现代投资学理论提出了以购买费用和风险最小的优化模型，得到在长期市场中的最 优购电量解析解，以及最优购电分配率与风险因子之间的关系文献 1 1 运用投资 风险理论研究了供电公司在长期市场和现货市场上的最优购电组合问题。文献 1 2 】 分析了电能购买分配决策中涉及到的不确定因素：套利和风险规避，以三个连续市 场：期货市场、日前市场和现货市场为例，建立了一个使电力企业购买费用和风险 都最小的目标函数，并讨论了解决方法。 本文在上面这些研究的基础上，进一步进行探讨，在负荷预测和电价预测研究 工作的基础上，采用投资组合的理论，用统计分析方法对各个市场的电价进行处理， 求出电价均值和方差，在充分考虑风险因素条件下，研究供电公司在合约市场与现 货市场的电量最优分配策略。 ( 2 ) 用电客户信用问题研究现状 商业银行对客户的信用等级评定及信用风险的管理比较成熟，国内外都己经有 了大量的成果。世界最早的信用评级活动始于2 0 世纪初，1 9 0 9 年美国出现了世界 上第一家资信评级机构一一穆迪公司。目前世界上主要的国际性信用评级机构有标 准普尔公司( s t a n d a r d & p o o r s ) 、穆迪公司( m o o d y s ) 以及总部设在英国的惠誉评级 公司( f i t c h 一一i b c a ) 。中国的信用评估活动始于2 0 世纪8 0 年代后期。1 9 8 8 年， 中国人民银行有关部门召开信用评级问题研讨会，随后国内陆续出现了一些信用评 级机构，最高时曾达到4 0 家左右。目前为止，实际从事评级业务的知名资信评级 机构有5 家左右。 用电客户信用为电力用户交纳电费能力和交纳电费意愿的综合。目前关于电力 客户信用评价的研究相对较少，评价指标体系的建立相对也不健全。对用电客户信 用评价的研究方法目前主要有定性评价和定量评价两大类。文献 1 3 从电力客户失 信的原因方面进行分析；文献 1 4 首先建立电力客户信用风险评价指标体系，运用 层次分析法求出各指标的权重；文献 1 5 以三角模糊数的形式给出指标值和评价者 的主观感觉值，将基于期望值的模糊多属性决策法引入用电客户的信用评价中。文 献 1 6 1 在建立用电客户信用评价指标体系的基础上，首先采用基于语言评价信息的 逼近理想点的排序方法( t o p s i s ) 对用电客户信用进行主观评价，继而采用熵权法对 用电客户信用进行客观评价，将两者结合。 3 华北电力大学硕士学位论文 1 3 本文的主要工作 电力市场下i 供电企业将面临企业经营的各方风险，同时，由于电力商品的特 殊性，使得供电企业将面临一些特殊的风险，本文主要研究供电企业在售电前厦临 的购电风险和售电后面临的电费回收风险对于售电前的购电风险，文章主要通过 制定合理的购电策略进行解决，对于售电后的电费回收风险，文章主要研究对电力 客户的信用进行评价，对于不同信用的客户采取不同的管理策略。本文在已有研究 的基础上，进行进一步的探讨涉及到的主要工作有：负荷预测和电价预测、供电 企业最优购电决策的确定、电力客户信用评估等。 本文所做的主要工作如下： ( 1 ) 首先阐述了本文所需要的基础理论知识，即风险的相关理论知识和电力 市场的相关理论知识，接着分析了电力销售的特点，在此基础上阐述了电力市场下 供电企业售电存在的风险，同时指出，本文主要研究电力市场中供电企业售电前的 购电风险和售电后的电费回收风险的对策。 ( 2 ) 针对电力市场中供电企业售电前的购电风险，本文采取的对策是对购电 进行优化。负荷预测和电价预测是购电优化的基础工作，本文分析了电力市场环境 下负荷预测和电价预测的意义，然后提出了电力负荷预测的最优分段校正模型对中 长期电力负荷进行预测，将几个单一电价预测模型有机地结合起来，综合各个预测 模型的优点，建立了电价的组合预测模型，运用算例验证模型的有效性。 ( 3 ) 通过分析电力市场中供电企业中长期购电特点，按照现代投资组合理论， 在负荷预测的基础上，建立了考虑风险因素条件下，以供电企业期望效用最大为目 标的一般购电模型，并以遗传算法进行最优化求解。就目前普遍存在的长期合同和 现货( 日前市场和实时市场) 三个市场间的购电分配问题进行了具体分析，探寻长 期合同电量、日前市场购电量、企业期望收益与企业风险厌恶系数m 之间的关系， 并以算例验证模型的有效性和合理性。 ( 4 ) 针对电力市场中供电企业售电后电费回收所面临的风险，通过对电力客 户的信用评价来采用不同的管理策略，建立了一套用电客户信用评价指标体系。采 用遗传算法来优化b p 神经网络的权重和阀值来建立模型对用电客户信用进行评价， 并以算例验证之。 4 华北电力大学硕士学位论文 第二章电力市场下供电企业的售电风险分析 2 1 电力市场概述 2 1 1 电力市场的发展状况与目标模式 2 1 i 1 国内外电力市场的发展状况 电力市场化改革在国外已经历了2 0 多年的实践，目前仍处在不断研究探索和 完善之中英国的电力市场在运行了8 年之后，针对因发电公司市场控制力太强而 出现的投机报价问题，已经进行了第二阶段的改革，新的电力市场规则于2 0 0 1 年 制定实施；美国加州电力市场因为不恰当地管死了销售电价而放开发电批发电价， 从而导致供不应求，电价急剧上升，造成了两个电网公司破产，出现了第二次世界 大战后的第一次分区停电，发生了严重危机。美国联邦政府正在研究补救措施，并 修改竟价模式和规则。我国的电力市场竞价规则必须立足于自身特点，而不能照搬 照抄。电力市场不仅是一个体制与技术相结合的课题，也是电力企业与整个国家受 益的必然趋势阻_ 们。 ( 1 ) 国外电力市场发展简况 实行电力市场最早的国家是智利，起步于2 0 世纪7 0 年代末。其目的在于消除 国有企业的腐败、低效和缺乏资金的情况。1 9 8 2 年智利正式颁布了新电力法，以法 律的形式确立了输电系统向所有发电厂及用户开放的原则，打破了地区垄断，正式 启动了合同电力交易及实时电力交易的方式，把电力企业推向了竞争市场。 英国的电力市场化开始于1 9 8 7 年7 月撒切尔夫人政府颁布的电力法，并于 1 9 9 0 年4 月撤销了垄断经营的中央发展局，把发电、输电、配售电的功能分开，按 国家电网公司、3 个发电公司和1 2 个地区售电公司的模式运作。同时成立的相应机 构有：国家电力公司、国家发电公司、国家核电公司和国家电网公司。 澳大利亚自1 9 9 0 年开始对电力工业进行改革，于1 9 9 1 年5 月成立了国家电网 管理委员会。原则是在发电和电力供应中引进竞争机制，开放国家电网，允许私营 发电厂、国有公司及公有、私有用户在电力市场中进行公开交易。澳大利亚电力市 场的管理机构由国家电力市场管理公司、系统运行部门和国家运行规约管理协会组 成。运行规约是电力市场管理的核心和依据，所有参加电力市场交易的成员在电力 市场中一视同仁，必须服从运行规约。澳大利亚电力市场管理部门与系统运行部门 是相互独立、相互制约的两套系统，系统运行部门不参与市场的交易和结算，但是 为了维持系统的安全，有权否决市场管理部门制定的交易计划。 5 华北电力大学硕士学位论文 日本首先部分放开发电市场的竞争，对于用户仍由各电力公司负责营业区域的 供电，用户无权选择供电方，日本任意电力公司需要新建发电厂时，必须投标若 中标公司是独立发电厂或其他不相邻的电力公司，需要使用某公司的输电设备，该 电力公司必须提供转运业务。 从以上几个国家的电力市场模式来看，除美国佛罗里达电力联合集团属于区域 性的电力交易以外，其他几个国家的电力企业均是明确划分出发电、输电和供电三 个环节，并形成相应的发电市场、输电市场和供电市场，鼓励发电市场及供电市场 开展竞争，促进电力工业的发展，电网公司是电力市场交易的中心，受市场监督机 构的约束。 ( 2 ) 国内电力市场发展简况 随着我国社会主义市场经济体制的建立，电力工业要引进竞争机制，走向市场 化，已成为大势所趋。近几年来，我国已经开始了电力市场的准备工作，例如，建 立电费计量系统、实行峰谷分时电价和建立模拟电力市场，积极开展“厂网分开， 竞争上网一改革试点工作，在浙江、上海、山东、黑龙江、吉林、辽宁六个省开展 了试点工作。实践表明，试点工作成绩显著，对进一步深化改革起了积极的推动作 用。南方电力联营公司根据所属电网产权独立的特征，采用经济手段开展了省网间 交易的协调管理并提出转运业务，同时在联网的各省和地区之间进行备用分配，为 开展电力公司间的电力交易及转运业务积累了经验。 浙江电力市场：浙江省于1 9 9 4 年7 月建立了模拟电力市场，1 9 9 5 年1 月开始 进入模拟市场运行，于2 0 0 1 年1 月发电市场开始了运作。省电力公司分为发电、 供电、中心调度3 个环节。由省电力公司授权中心调度所代表省电力公司向发电厂 购电，向供电局售电。中心调度所依据日负荷预测数据及各发电厂的上网电价，编 制各发电厂的发电计划和各供电局的用电计划，事后根据实际运行情况，对各发电 厂和供电局进行考核结算。各发电厂的上网电价及上网峰谷电价是由省财务处根据 各发电厂的具体情况制定的，因此，各发电厂的上网电价是不一样的。对于供电局 是实行统一购网电价，并根据各供电地区用电结构的不同，分别核定各地区购网峰 谷电价卜1 们。 我国电力体制改革的总体目标是建立全国统一、竞争开放、规范有序的电力市 场。我国能源资源分布的不平衡性，决定了必须在全国范围内优化电力资源配置， 加快电网建设，推进全国联网，我国正在经历大电网的互联过程，随着西电东送南 北互供形式的发展，2 0 0 5 年末基本形成全国联网，西电东送、南北互供，这是我国 电网发展的方向。这既是世界电力发展的共同规律，更是我国能源资源和负荷中心 分布的特点所决定的。同时，我国幅员辽阔，为了使电网的管理、市场的管理与电 网的调度更为有效，因此，必须实行统一调度下的分级管理，各负其责。既有整体 6 华北电力大学硕士学位论文 的统一性，又有管理上的分层性，这就是我国发电、电网调度和电力市场的管理格 局。 自从国家电力公司建立开始，就非常重视引进电力市场机制，国内一些电力公 司的模拟电力市场已开展了数年，在实行模拟电力市场时，发电厂通过投标竟价上 网，供电公司根据内部价目表结算，从模拟电力市场得到的经验已经被证明对实施 真正的电力市场有用，按照计划，到2 0 1 0 年以前，全国电网都要实现商业化运营归q 们。 2 i 1 2 电力市场改革的目标模式 电力工业从一体化垄断模式向竞争的市场模式转交是一项艰巨复杂的任务，必 须根据本国电力发展已形成的特点选择适当的模式，经过研究论证，制定目标明确 的计划，并在法律法规的支持下，逐步有序地实施电力工业市场改革的最终目标 是最大限度地利用市场手段来提高电力工业生产效率，降低电力生产和供应成本， 实现资源的优化配置。而就目前电力工业发展程度和相关社会经济环节来看，这一 目标需要分阶段逐步来实现。要通过在电力生产的不同环节逐步引入竞争，充分考 虑已形成的电力供应特性和电力网络结构，结合电网未来发展格局，分级构筑市场 结构，选择并制定适当的市场运行机制，建立健全市场管制体系，使电力市场改革 平稳地向前发展。综合各方面研究的成果，可提出电力市场改革的阶段性目标，见 表2 1 。 表2 - i 实现电力市场的三个阶段 从竞争角度来看，在产品市场中，有四种基本模型( 尽管每一种都有各种可能 的变种) ，分别对应于工业中垄断、竞争的不同程度h 1 。 模型一：所有阶段的垄断。发电不竞争，没有人可以选择供应者。单一公司有 发电、输电和配电的垄断权。这是传统电力工业的模型。 模型z - 发电侧竞争的电力市场、单一购买者模型。单一购买者从许多不同的 华北电力大学硕士学位论文 发电商中选择，以鼓励发电阶段的竞争。不允许直接进入输电网络卖电给最终用户 购买中介在输电网和与最终用户的交易上有垄断权。 这是将竞争引入到电力工业的最初级模式，在这种模式下，电力系统各发电厂 与电网分开，成为独立的法人；发电市场存在唯一的买电机构，各个发电公司相互 竞争，向这个机构提供电力，电网经营机构向发电公司买电并向配电公司或用户供 电；输电网、配电网仍然垄断经营。 模型三：批发竞争、输电网开放、多个购买者模型。配电和零售公司从电力生 产者直接购买电力并通过输电网传送。但配电零售公司对最终用户仍然有垄断权 在发电与电网分离后，输电与配电分开经营：发电竞争；输电网放开，并提供有偿 服务；配电公司仍然对用户垄断经营( 专营区) ，但售电公司获得了购电的选择权： 大的电力用户获得了购电选择权。这一阶段中市场更多地允许发电商与售电公司 通过合同方式来实现交易，是电力市场的成长阶段。 ， 模型四：零售竞争模式。随着市场的发育和完善，应使所有用户都获得购电选 择权，这就是零售竞争阶段。在这一阶段，零售商向用户发出告示，用户根据电价 及服务质量选择零售商，与零售商签订供用电合同。对输电和配电网是开放的，这 个功能可以通过一个叫做独立系统运行者( i s o ) 的实体来实现。配电被从完全竞争的 零售活动中分离出来。这个模型很有可能是未来世界电力工业的模型。零售竞争通 过将所有用户都带入市场来产生非常强大的竞争力。这一阶段，不仅在发电环节， 而且在零售环节，都展开较完全的竞争。 这种经营模式，选择和竞争范围加大，市场竞争更为激烈，竞争各方承担风险， 因而更注重效益的发挥，对采用新技术、降低生产成本形成良好的激励机制。但这 种模式的运作，需要建立十分完备的法律法规和功能完善的技术支持系统。这个阶 段是各级电力市场的成熟阶段。 2 1 2 电力市场的交易模式与交易类型 2 1 2 1 电力市场的交易模式 当前世界各国的市场交易模式大致分为两个基本类型：联营( p 0 0 1 ) 模式和双 边交易模式( b i l a t e r a lt r a d e sm o d e l ) 。从这两个基本模式可以派生出p + b 模式( 即： 联营模式和双边交易模式的有机结合模式) 、多边交易模式h 1 。 ( 1 ) 电力联营体( p 0 0 1 ) 模式 电力联营体( p 0 0 1 ) 模型也叫总量市场化模型。在这种模式下，一切电力交易 必须在p o o l 内进行，允许用户签订纯金融性差价合同，以降低市场风险。 正如同p o o l 的本意( 池，潭) ，p o o l 模式最大的特点是将电网看作电能交易的 8 华北电力大学硕士学位论文 中心，所有发电商以及所有用户与电网运营中心发生经济关系。在p o o l 模式中，整 个电力系统被划分为发电、输电、供电环节。竞争在发电侧和供电侧分剐展开，对 于市场初期也可能只开放发电侧市场在p o o l 模式中，也可能存在双边交易，但是 很有限，自由度也很小。英国、智利、阿根廷等国以及美国p j m 电力市场、澳大利 亚的v i c t o r i a 电力市场都属于这一类市场模式。 ( 2 ) 双边交易模式 双边交易模式也叫非管制型电力联营体( p 0 0 1 ) 模型或净量市场化模型。 p 0 0 l 外：双边合同市场和期货市场； p o o l 内：小时市场、日前市场和平衡市场。 目前。挪威和瑞典、英国、美国加州等的电力市场都采用这种模式。 双边交易模式的最大特点是交易双方为发电商与最终电力用户或者双方各自 的代理或中介机构。该模式一般不单独存在，而是与p o o l 模式共存，且双边交易市 场所占的份额较大。准确地讲，当前实际应用的双边交易模式都应该称为p + b 模式。 与p o o l 模式相比，双边交易模式下的竞争更加充分。在该模式下，市场交易与调度 运行职能一般被分离。市场交易由p o w e re x c h a n g e ( p e ) 或s c h e d u l i n gc o o r d i n a t o r ( s c ) 负责，确定交易量以及交易价格。其中p e 负责p o o l 市场的运营，s c 负责 双边交易的协调。i s o 负责调度运行职能，确保全系统安全、可靠运行。美国加州 电力市场以及北欧电力市场、新西兰等国电力市场都是属于该模式。 ( 3 ) 多边交易模式 f f w u 提出了一种新的模式，称为协调多边交易模式。该模式中完全不存在p o o l 市场或p e 机构，并且考虑了经纪人( b r o k e r ) 、零售商( r e t a i l e r ) 等市场中间环节， 是在双边交易模式基础上发展起来的一种更广泛的、基于分布协调的市场模式，可 以看作双边交易模式的高级形式。传统的集中协调功能被设计到信息结构之中，市 场交易与调度运行完全分离。该模式反映了电力市场的真实特点一部分管制下的竞 争，并且能够与现有的两种基本模式共存于同一市场框架中。协调多边交易模式从 理论上讲比较完美，但是只适用于充分竞争的市场环境。 2 1 2 2 电力市场的交易类型 一个完整的电力市场，一般划分为中长期合约交易市场、期货与期权交易市场、 日前交易市场、辅助服务交易市场、实时交易( 平衡) 市场几种。相应地，电力市 场的交易包括中长期合约市场交易、期货与期权市场交易、日前市场交易、辅助服 务市场交易、实时市场交易。 ( 1 ) 中长期合约市场 9 华北电力大学硕士学位论文 中长期合约交易根据预先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，也可以双边签订。市场有序、规避风险、 稳定价格是中长期合约市场的作用。 ( 2 ) 期货与期权交易市场 期货交易( f u t u r e st r a d i n g ) 是按一定规章制度进行的期货合约的买卖，期货市 场就是进行期货交易的场所( 清算所) 。期货交易是期货合约的交易。场内经纪入、 投机者和套期保值者等构成了期货市场的基本要素 期权交易是一种权利的买卖。期权是指在未来一定时期可以买卖的权力，是买 方向卖方支付一定数量的金额( 指权利金) 后拥有的，在未来一段时间内( 指美式 期权) 或未来某一特定日期( 指欧式期权) 以事先规定好的价格( 指履约价格) ， 向卖方购买( 指看涨期权) 或出售( 指看跌期权) 一定数量的特定标的物( 这里的 特定标的物可以是电能这一特殊商品) 的权利，但不负有必须买进或卖出的义务。 所谓期权合约，是指期权买方向期权卖方支付了一定数额的权利金后，即获得的在 规定的期限内按事先约定的敲定价格买进或卖出一定数量相关商品期货合约权利 的一种标准化合约，期权合约的构成要素主要有以下几个：买方、卖方、权利金、 敲定价格、通知和到期日等。 ( 3 ) 日前交易市场 日前交易市场和前面的中长期合约交易市场也可称为提前电力交易市场。随着 电力市场的发展，提前电力市场可分为小时前市场、日前市场、周前市场或者更长 时间的提前市场。 1 ) 电力联营体( p 0 0 1 ) 模型下的日前交易市场 在该市场中，发电商参与发电电能的竞标，由交易中心决策最优的交易计划及 结算电价。交易日的确定和交易时段的划分：每3 0 r a i n 为一个交易时段，并且是整 点结束或0 5 h 整点结束。交易时段以其结束的时间确认，日前市场中的交易日指 每天0 ：0 0 开始的2 4 h 。市场运行部门必须按照规则规定的时间表运行日前市场，并 且将时间表公布于众。如果市场运行部门要修改时间表，必须按照规则的规定进行。 2 ) 双边交易模型下的日前交易市场 在该市场中，可以通过交易人、交易中心或日前拍卖进行电能买卖，标准化产 品交易，参与者可能更多，但多数交易量不大。每个交易时段的发电计划由发电商 自己决定，并且上报给电网运行中心。 ( 4 ) 辅助服务交易市场 辅助服务是电网的安全稳定运行所必需的，分为基本辅助服务和有偿辅助服 1 0 华北电力大学硕士学位论文 务。基本辅助服务按照有关规则的规定，是发电公司的义务，必须提供；有偿辅助 服务由市场运行部门有偿购买使用。发电辅助服务包括：有功频率控制( a g c ) ； 旋转备用；非旋转备用；替代备用；无功及电压支持；恢复及黑启动，即调峰、调 频、调压、黑启动。 ( 5 ) 实时交易( 平衡) 市场 为了保证供需平衡、维持系统稳定，电力市场运行部门可以在当天实时修改发 电厂发电计划，发布实时调度指令。 实时平衡市场在实时运行前短时间内开市，各发电商申报机组的上、下可调容 量和相应报价。当调度员需要对系统进行预防性控制或者事故后恢复控制时，就可 以利用这些申报信息，确定一个最优的调节方案。对交易计划进行实时调整。 实时平衡市场的主要功能是维持系统安全。系统操作员接受b i d s 和o f f e r s ，并 负责结算。o f f e r s 和b i d s 是市场成员在平衡市场中自愿向系统调度员申报的增减出 力( 负荷) 报价。o f f e r s 可以是机组出力水平的增加或是用户负荷的减少，b i d s 可 以是机组出力的减少或用户负荷的增加h 1 。 2 2 风险概述 2 2 1 风险的概念 “风险斗一词目前尚无统一的定义。i e e e 将。风险，定义为概率与后果的乘 积( t h e p r o d u c to f p r o b a b i l i t ya n dc o n s e q u e n c e ) 其两个要素是事故发生的概率和事故 产生的影响。风险可能源于自然、社会、政治、经济、技术等因素，而其最大特征 是损失发生的不确定性“射。 在市场经济下，经济活动中的风险是一种常态，并且集中体现在市场价格的波 动上，可以统称为市场风险。市场风险主要是由供求的不确定变化引起的，如由于 生产或消费异常情况的发生、违约情况等，也可能是由于通货膨胀、利率调整，甚 至是策略性地降价、抬价等原因。市场风险给生产和消费带来了很大的不确定性， 扰乱了正常的生产和消费秋序，因而人们通常都有规避市场风险以稳定生产和消费 的需求。 在引入竞争机制为核心的电力市场改革给市场各个成员提供了更大的自由空 间，但同时也带来了新的不确定因素，产生了新的风险，( 当然也带来了新的机会) 。 由于市场机制作用的发挥是通过价格的变化来调节供求的，而电力市场的供求变化 远较其他商品市场频繁，往往在一天内经历数次供求关系的反复，因而电力市场价 格的波动远超过其他的商品市场。市场风险的评估、对策及管理对于电力生产者和 消费者来说至关重要，迫切要求利用有关的技术和手段来进行风险的分析与管理。 l l 华北电力大学硕士学位论文 2 2 2 风险的特点 任何事物都有其自身的特征和发展规律，认识风险所具有的特征，对于风险管 理人员和涉及风险事物的任何人来说，都具有非常重大的意义。 ( 1 ) 风险的客观性 风险是由客观存在的自然现象和社会现象所引起的，而自然现象和社会现象都 有其自身的发