（技术经济及管理专业论文）电力市场力评价与发电竞标策略研究.pdf

华北电力大学硕士学位论文摘要 摘要 随着电力市 场化改革的深入及其市场力评价 深层次问 题的提出， 对发电 侧电 力市场 中发电 厂商市场力及其对发电 厂商竞标策略的 影响研究具有重要的研究价值和实践意 义。 策略性竟标通常通过市场力来实 现， 但市 场力如何影响竞标策略尚需进一步系统分 析。 本文应用层次模糊综合评价 方法重点对发电 厂商市场力进行了 评价， 并且对电力市 场力影响发电 竞标策略进行了定 性分 析和定量分析， 最后提出了 基于发电 市场力实现利 润最大化的发电竞标模型。 关 键词:电力市 场力，发电 竞标策略， 层次模糊综合评价，指 标体系 abs tr act ， 而 t b the d 比 讲 面 血 g of e l ec 苗 c pow ern 韭 甘 k etr e fo rm an d脉 p r o po蛆 ofd e e plevel q u e sti ons a bout m ar k e t d int e v a 毯 吐 1 叽 it sof i 侧 po rt 助t 比 se ax c bvalue andp r a c t l c ai si g n i 五 c a n c e tos t u d y the m ar k c t d in t ofg e n e r at e el ec tri c ity 石 n 刀inge n eration si ds，s elec 颐 c 卯 w . r n 址 柱 k e t and itsl n fl ue o c e s onthc b i d s tr at e gyofth e g e n e r at e e 1 “ 苗 c i ty6 m 、 . u s ua】 l y， th es tr at e gi chi d d i n gre ai i 即 sti 廿 o u g hm ar k et d l 城 b u titne e d s加rther s y s t e m at ic alana l y si s fo to d y howthe m ar k etd i nil n fl u e n 沈s the 玩 d s 奴 习 t e gy. t 五 l s thesis 即 p l ies level血zyq 加 1 1 tys y nthe t i c e v al 让 时 i onm ethodtoe v al u al 比g e n e r at e el e ctri ci ty石 rm、 m 出 火 。 t d 诚 助d m ak e q uall ta t i ve助d q uan t l 以i v e . 拍 i vsis fo r the in n ue nce ofe l e c 幼 c power m 班 k e t d 加 t ong e n e r a 扬e l e c tri c ity b i d 沈 a t e gy. at l 砚 斌比 e g e n e r a tee l ec 州 c l tybi d m o d e l t hat is b as e d ong e n e r 翻 比 el e c t ri c ity 山 ar k e t d l n t ino r ds r toac hi e ve幻 。 a x u n 切 m p t o fitis邵 v e n . m 白 n g 兀an g y a n g 价 c hao lo gyecono 而c and m ana g e ln e nt ) d ir 七 c t ed妙 p rof ，he yon g 卵 k 卫 ywo r d s: e k c 川cpow e 了 加 石 卿 q 坤l ity mark e ld 有 t， t . e l e c tri c ity bi ds tr at e gy，l e v e l s y n t h e t ic lt， 卜 9 切改a t eelec e v a l 田t i o n，运d e x sys t e m 刽匕.口口 j 刀f 月 本人郑重声明:此处所提交的 硕士学位论文 电力市场力评价与发电 竞标策略研 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 二 里 鱼 丝 一日期 : 三 丝 二三 二 少 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 : 二 鱼竺二 日期 : 色 些 二 旦:竺 导 师 签 名 : 猛丛 日 期 : 望立鱼匆 华北电力大学硕士学位论文 第一章绪 论 论文的研究背景及意义 自 2 0 世纪8 0 年代以来，世界上有不少国家开始重建其电 力工业，以打破垄断， 引 入公平竞争和改善经济效率，最终目 标是实现社会资源的 合理分配和社会效益最 大化，这些努力导致了电力工业特别是发电方的市场化， 促进了电力市场的形成。 然而，电力市场不是完全竞争的市场，而是更接近于寡头垄断市场，这是由电 力工 业的特殊性所决定的，如有限数目 的发电厂商、大的投资规模、输电约束( 在一定 程度或范围上限制了某些大用户选择发电厂商) 和输电损耗( 打击大用户远距离购 电的积极性) ，这些因素决定了在电力市场中， 某些地区可能只有少数发电厂商提 供电力，这样发电厂商可以通过策略性的竞标来达到利润最大化的目 标。在电力市 场环境下，一方面发电厂商可通过采用策略性的竞标来取得最大利润;另一方面， 市场调节或监管机构需要评估发电厂商的策略性竞标行为，考察滥用市场力的可能 性，以确定适当的市场结构和管理规则，确保市场竞争。这样，研究发电竟标策略 成了发电厂商和市场调节机构都极为感兴趣的课题。 随着新的电力工业体系的形成，发电厂商或大用户所拥有的影响市场价格的能 力成为影响市场公平竞争的主要因素，并引起广泛关注。英国、澳大利亚，以及美 国加州和新英格兰电力市场的实际运行经验都表明，电力市场确实存在较为严重的 发电厂商滥用市场力的情况 ，特别是在系统负荷高峰期间，发电厂商通过采取报出 比 其边际成本高出很多的竟标价格的 手段，哄抬市场价格，以牟取高额利润。市场 力的存在不仅会导致市场价格扭曲， 还会对系统安全造成不利影响，不利于市场的 自由 竞争和市场效率的提高， 甚至可能导致整个电力市场的失败，如美国加州电力 市场的失败， 其主要原因就是独立发电厂商趁燃料涨价电 力供应紧张之际，利用市 场 力 特权 不约而 同 地采 用持 有电 量 和改 变竞 标曲 线 各段 的 斜率 来抬 升电 价llj 。 可 见， 市场力的存在对电 力市场的良 好运行具有重要影响。因此，在国际上电力市场化改 革的国家中，电力市场研究领域的重点己经从初期的市场模式的设计、运行规则的 制定等基础问题， 转移到市场力评价这一较深层次的问题上来. 在我国，随着社会主义市场经济体制改革的深入，电力工业以增强活力、提高 效益、改善服务为目 的的市场化改革已经成为发展的必然趋势。从1 9 9 8 年开始，我 国电力行业实行 “ 厂网分开、竞价上网”的改革;并确定山东、上海、浙江、辽宁 等为首批 “ 厂网分开” 试点省市。在发电侧电力市场环境下，发电厂商作为市场的 参与者其电量通过竞价上网，但是电力系统和作为一种特殊的商品的电力其自 身固 有的特点， 使得部分发电厂商易于利用输电阻塞、持留电量等条件和方法获得市场 华北电力大学硕士学位论文 力从而操纵市场提高电价，以 谋取不合理的超额利润。由于在电力市场中，用电户 是处于被动的地位，因此电力市场中的市场力研究主要是集 中在发电侧市场。 电力市场是一个近似于寡头垄断的市场， 发电厂商市场力的研究，从发电厂商 角度来说，可以最大限度地利用其市场力，从而更好地采用策略性竞标来达到利润 最大化;对于政府监管部门来说， 可以识别和限制发电厂商市场力，促进高效、公 平的市场运营，并为政府监管部门制定政策提供理论依据。我国的电 力市场化改革 仍处于起步阶段，区域电力市场也在逐步建立，因此发电厂商市场力的研究对于我 国电力市场化改革具有重要的理论及现实意义。 1 . 2 国内夕 卜 的研 空现状 电力工业市场化改革中倍受关注的、热点研究的重要问题之一就是市场力问 题。电力工业重组后的市场力问题，不仅为电力市场监管机构所关注，同样为发电 厂商和 电网经营者所普遍关注。 文 献川 从 经济 学的 角 度详 尽的 对电 力市 场 中的 市 场力 加以 定 义， 对市 场力 的 成 因加以 分析，并研究了发电厂商实施市场力的表现形式、市场力的度量、抑制及预 测与 监测 原理. 文 献13.4 月 对电 力 市场中 市场 力 相关问 题 进行了综 合研究 。文 献脚 月 分别从电力市场的经营模式、交易模式、定价原则及竞价方式等能够诱发市场力的 缺陷方面对市场力的成因进行了 研究。 电力产业寡头垄断的市场结构决定了电力市场竞争中发电厂商操纵市场现象 的 广 泛存 在。 文 献阳 01对英、 美 及澳 大利亚 等国 家 放松管 制电 力市 场中出 现 的 市场 力问 题的成因、表现形式以及抑制策略等进行了研究。 度量发电厂商的市场力有不少指标，最基本的有h hi指数和l erner 指数. h hi指 数由 已 知的 市 场份 额 来确 定， l erne r 则是 基 于已 知的 边际 成 本、 市 场价 格. 文 献11 j 对 不同 情 况下 l er ne r 指数的 各种 变 形 进行了 研 究， 针 对静态 h hi指数的 缺陷， 文 献l2l 研究了动态hhi 指数。当然还有其它的一些电力市场力度量指标，如市场竞争度指 数、 市场 供需比 指 数、 市场 价格 可控 指数、 申 报最 高限 价中 标率 等， 文 献ilaj将各 种 指标加以分类后形成电力市场监管指标. 电力市场寡头垄断的特征促成了 博弈论在市场力问题研究中的应用.一方面， 发电厂商作为市场参与者为了在激烈的竞争中获得最大利益，会尽量运用策略进行 决策选择:另一方面， 市场的监管机构为预测和判断发电厂商不合理的竞争现象也 需要运用博弈论的分析方法。 应用博弈论方法有两种思路: 一种是以寻找寡头市场 的纳什均衡点为研究重点，评估潜在的滥用市场力行为。比如: 计算不同策略组合 下的得益矩阵，或利用古诺( c our n ot) 模型、伯特( b ert r a nd) 模型等博弈模型，确 定市场博弈均衡点;另一种是结合微观经济学分析， 利用供给函数平衡模型，求出 华北电力大学硕士学位论文 发电 厂商的价格控制范围，根据报价曲线的陡度以 及高度来分析市场力。 供给函数 模型比较符合实际电力市场的运行情况，但是其均衡点的多解使得用其分析电力市 场 特 性比 较困 难. 文 献队 15) 介绍 了 供给函 数 模型。 文献i6. 17) 分别 介绍了 博 弈论的 基 本原理以及古诺模型、伯特兰德模型等博弈模型在市场力问题研究中的应用。 从上面可 以看 出，研究电力市场力的文献很多，但这些文献大多单就市场力问 题的某个方面或针对国外电力市场进行研究。 而发电 竞标策略的研究也己 经有了大量的理论成果。从发电竞标的目的上来说 有以 下成果: 文献lsl研究了如何使发电利润最大化的发电厂商竞标策略。 文献阴提 出了以最小的机组输出来获取最大的发电收益的竞标策略，并构造了一个数学模 型。 文献120 】 提出了发电厂商生产成本最小化的竞标策略与数学模型，等等。 从掌握电力市场的信息量和信息准确程度上来说，基本的竞标策略有: ( 1) 基于预测其它发电厂商竞标策略的方法。 如文献1211在市场采用分段报价规 则的 前提下，通过估计所有竞争对手的段容量和段价概率分布， 将竞标问 题描述成 随 机优化问题， 并用蒙特卡罗方法进行求解。 文献1 221中发电厂商通过猜测其竟争对 手的 微增响应制订最优竞标策略。 ( 2) 基于预测电力市场成交电 价的竞标策略。 文献f圳将竞标问题描述成发电厂 商与市场二人零和博弈，通过预测次日 市场出清价 ( 最后被选入的机组成为边际机 组， 其报价则为市场出清价)并假定其符合正态分布， 来确定发电 厂商的竞标电量 和电价。 这种方法不能反映市场中发电厂商的数量以及其它厂商的竞标行为对本企 业竞标策略的影响。 以上文献给出的竞标策略，各有优缺 点。有的是提出基于过多简化条件和假设 的模型: 有的假设发电厂商的成本信息是公共信息，这是不可能的;有的是算法特 别复杂而不容易实现的模型策略。 1 . 3论文的研究息路与主要内容 本论文应用层次模糊综合评价方法对发电 厂商市场力进行了评价，并且对电力 市场力影响发电竞标策略进行了定性分析和定量分析，最后提出了基于发电市场力 的追求利润最大化的发电竞标模型。论文的研究重点是发电厂商市场力的评价和电 力市场力对发电厂商竞标策略的影响。 论文主要由八部分组成:文章第一部分是绪论:第二部分阐述国内外电 力市场 的 发展状况，重点是我国电 力市场的发展状况; 第三部分分析了电力市场力、产生 原因、主要影响因素及其理论方法;第四部分确定了电力市场力评价的方法并且建 立了评价指标体系:第五部分建立了电 力市场力的层次模糊综合评价模型并进行了 华北电力大学硕士学位论文 实证研究;第六部分对电力市场力影响发电竟标策略进行了定性分析和定量分析: 第七部分从发电厂商利用其市场力追求超额利润的角度来初步研究发电竞标策略; 第八部分针对前面研究过程和结论总结出了论文的研究成果和创新点并对进一步 工作进行了展望。 华北电力大学硕士学位论文 第二章 国内外 电力市场的发展状况 2 . 1电力市场的含义和特征 电力市场是相对于传统的垄断型电力工业，在实现结构性重组，引入商业竞争 机制后的新型电 力工业组织结构、经营管理和运行规划的总称，是电力商品交换关 系的 总和【川。 所谓电力市场是指采用法律、经济的手段， 本着公 平竞争、自 愿互利的原则对 电 力系统中的发电、输电、供电、用户等各成员组织协调运行的管理机制和执行系 统的 总 和圈. 其 基本 特征 与一 般 商品 市 场相比 ， 更具 有计 划 性和 协调 性， 与 传统的 电力系统相比，又具有开放性和竞争性。电力市场中的电力生产、使用、交换有其 计划性，而且电力有供、用平衡的要求，因此电力市场成员之间要互相协调 。 2 . 2国外电力市场的发展状况 2 . 2 . 1英国电力市场 英国于1 9 9 0 年4 月1 日 建立了电力联营市场模式 ( p00l)， 在历经近10年的实践 后，发现p ool 模式在运作中存在一些问 题， 如: 需求侧未引入充分的竞争;少数发 电厂商对市场有过分的操纵力等等。有鉴于此，2 0 01年3 月，英国制定了 “ 新的电 力交易协议” ( n e t a )， 来取代原有的电力联营市场模式。 n eta 的一个基本原则是希望大宗购电 和售电交易都能够通过自由 谈判、签订双 边和多边合同的形式完成，而剩余的少量电力交易通过有组织的市场px ( poor e x c h a n ge)来进行。新的交易规则有如下特点: ( 1) 期货市场、远期市场、现货市场和平衡机制并存。远期合同市场是一个 双边实物交易市场;期货市场是一个受管制的金融电 力交易市场; 远期市场和期货 市场在实物交付之前2 4h运营。 ( 2 ) 现货市场是一个在实物电力交付2 4h至3 . sh进行的短期市场;它允许市场 参与者在实物电力交付前调整他们的合同以避免失去平衡。 ( 3 )国家电网厂商 (ng c )作为系统运营员用平衡机制来平衡系统的供需;既 是在实物电力交付之前的3 . sh直到交付的时刻，与发电厂商 就增发和减少出 力签订 协议，也可以 与参与平衡机制的负荷用户就负荷的减少签订协议。 总之，采取neta模式的目 的， 是为了 在电力批发市场中引入更多的竞争，使电 力销售价格和终端用户的电 价得以降 低:同时，其平衡机制为各方的合同与实物电 华北电力大学硕士学位论文 力 交 付之 前的 不 平衡 提供 一种 结算 的机 制阴。 2 . 2 . 2美国加州电力市场 加州电 力市 场的 参 与者 包 括1 5 0( i n d e p e n d e n t s y s t e mo p e r a t o r ) 、 p x ( p o ， e r e x c h a n g e ) 、发电厂商、计划协调者 ( s c h e d u l ec o o r d i n a t o r )、原来的三大电力 厂商、新加入的电力服务提供者和用户。其中1 50主要负责系统的安全运行，并进 行实时电力交易; px则主要负责管理电 力现货交易 ( 一天前和一小时前)， 并向1 50 提交平衡的计划;计划协调者是在150 管理下的服务机构，负责为供给方和需求方 提供双边合同，并向150 提交平衡的发电计划;发电厂商则提供电能和辅助服务; 三大电力厂商和新加入市场的其他竞争者一 起为用户提供电力服务。 加州电力市场是一个批发模式的电力市场，发电侧和用户侧均开放以 进行竞 争， 允许双边交易。 在系统实际 运行的前一天， 市场参与者在日 前现货市场内 进行 投标，p x 根据发电方和用电方的 报价信息，按生产费用最小的原则，根据最后一个 排入发 电计划的发电厂商报价，确定未来48个时段不计阻塞时的各时段市场成交价 格和响应的发电计划。而1 50则负责做阻塞校核 ，如果有阻塞，通过有约束的优化 方案修正原来的发电计划以消除阻塞，并将结果送至p x 。而各发电方的机组组合约 束则通过多次提交修正发电报价予以满足，最后px 向150 提交 日前现货市场最终的 发电计划。 加州电力市场的特点: ( 1 )用户侧放开竞争，也进行投标，用户购电量是市场价格的函数。 ( 2) 150 和px相互独立，150 不拥有电厂，实现厂网彻底分离。 ( 3 )双边合同和px的现货市场同时存在，并有单独的辅助服务市场和实时平 衡市场。 2 . 3 国内电力市场的发展状况 2 . 3 . 1 目前我国电力市场结构 市场结构是指企业间 在数量、份额、产品差异程度、成本结构等方面的相互关 系，它在电力行业组织研究中处于中心地位.按照竞争程度的不同，市场结构大致 可分为完全竞争、垄断竞争、寡头垄断和完全垄断四种类型。由于电力生产的特殊 性，如发电厂商数目 有限、投资规模大 ( 市场进入壁垒)、输电约束 ( 在一定程度 上或一定范围内限制了某些大用户选择发电厂商) 和输电损耗 ( 打击大用户远距离 购电的积极性)，这些因素决定了在电力市场中，某些地区可能只有少数发电厂商 提供电力，因此电力市场不是完全竞争的市场。 经典经济学定义垄断竞争市场中的 华北电力大学硕士学位论文 商品 是异质的，由于从总体上讲电能无差异，因而电力市场中除终端交易，一般不 存 在 垄断 竞 争型 市场。 也就 是说 我国 发电 市 场是寡 头 市 场结 构川。 这样 发电 厂商 可 以通过策略性报价来达到利润最大化的目标。 2 . 32我国电力市场的运行模式 我国 现行的电力市场运行模式为发电 侧市场竞争、单一购买模式。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 市场上存在着单一购买者一 电网经营机构，电网经营机构向发电企业买电并向配电 厂 商 或 用户 供电， 用 户不能 与发电 厂 签订 购电 合同 ， 该模 式 被称 为“ 1 +n”模式四. “ 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.目 前有些市场在尝试允许少数大用户可以不通过电网经营企业就 直接与发电企业签订购、售电协议，但是用户必须交纳一定的 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。在 tl+n” 模式下， 电网 经营机构必须时时做到供需平衡，并收购所有的电力，以保证对用户供电。这 种管理方式与国外发电、输电、配电 完全分开的 模式相比，电网经营机构的责任较 大。为了防范供电不足或购电电价过高的风险，电网经营机构必须与发电厂商签订 一定数量的长期合同。与英国、澳大利亚等国家的电 力市场不同， 我国电力市场继 续保持着输电、 配电一体化的管理模式，保留 供电营业区，每个供电营业区只有一 个特定的供电机构向终端用户供电.同时，根据 “ 省为实体”的方针， 我国的电力 市场以 省级电力市场为主，各省电力厂商是其省内电力市场的组织者。图2 一 1 为我 国目前的电力市场运行模式图。 用户 图2 一 1 我国目 前电力市场运行模式 华北电力大学硕士学位论文 2 . 3 . 3 我国目前电力市场交易模式 联营交易模式是 我国目前主要的电力市场交易模式，电网运行与市场交易一体 化，电网运营者作为电力市场的单一购买者，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稳定电网的系统电价的协调、指挥 的职能. 发电厂商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( 1 5 0) 和交易中心 ( p x) 组合体即联营中心负责管理电网，由其收集参与者的投标 ( 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2 一 2 我国电力市场交易模式图。 发电厂 大用户 发电公司 零售商/ 供电厂商 图2 一 2我国电力市场交易模式 2 . 3 . 4我国发电侧电力市场的交易类型和竞价机制 按照交易的成交时间和交易的形式，电力市场中电能交易类型包括合约交易 ( 通常称为中长期合约交易) 、 现货交易、 期货交易等。 在我国发电侧电力市场中， 各发电厂商与购电方之间是以现货交易和合约交易相结合的方式为主，而且是按照 “ 合约交易为主，现货交易为辅”的原则交易。 在电力市场建立初期， 几个试点单位采用了部分电量竟价上网的方式。一般安 排当年市场需求电量的 1 0 % eez o % 作为 竞争电量( 现货电量) ， 其余作为基本电量( 或 合约电量)。对于后一部分电量的处理， 采用了两种形式:一是必须保证这部分的 电 量完成，然后再考虑竟价电量;二是在市场中安排全部电量参与竞争，但在结算 时 考虑 对 这部分 电 量的 补 偿四. 如今，这些试点电力市场大致分为两种模式:建立在差价合同基础上的全电 量竞争模式 ( 就是指参与竞价上网机组的全部电量均在现货市场中竞价，其中 大部 分电量由 双方签订差价合同): 建立在完成计划基础上的部分电量竞争模式 ( 就 是指参与竞价上网的发电 机组按规定统一安排一定比例的电量参加现货市场竞价， 大部分电量由双方签订物理合同)。如，浙江省的模拟电力市场采取了 在差价合同 基础上的 全电量竞争模式;上海市、山 东省和东北三省都采取了在计划电量基础上 华北电力大学硕士学位论文 的 部 分电 量竟 争 模式【翔。 2 . 3 . 5现货交易上网定价方式 日 前的现货上网电价主要采取两种定价原则统一定价和差别定价.与之相对应 的是两种定价方法即基于边际成本的 统一出清价定价方法 (s淤) 和按报价支付的 定 价 方 法( p a a ) 1，1 。 我国 主要采用 s m p( s y s t e ma r g i n a lp r i c e )方法。其定 价过程是:发电 厂商 向市场交易机构报价，通常是次日24 小时共48 个时段厂商所拥有的各台机组愿意 提供的出力和响应的价格。电力市场交易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的报价作 为系统该时段的市场价格。也就是说市场出 清价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 s m p法相同，但 对竞价成功的发电机组按其报价进行支付。 2 . 4本章小结 本章给出了电力市场的定义， 研究了电 力市场的特征， 并且从电力市场的结构、 运行模式、交易模式、交易类型与竞价机制和现货交易上网定价方式五个方面重点 研究了我国目 前的电力市场。这些是我们构造适合我国国情的发电竟标函数、提出 发电竞标策略以及进行电力市场力研究所必须依赖 的基础。 华北电力大学硕士学位论文 第三章 电力市场力及其理论方法 3 . 1 电力市场 力定义及其产生 的原因 3 . 1 . 1电力市场 力的定义 电力市场力是指一个发电厂商利用其规模等优势，或者利用市场结构、市场规 则等方面的 缺陷，操纵市场，引起市场价格明显高于边际成本而额外获利的能力。 具体地讲， 在统一出清价格的电力市场中，市场力表现为发电厂商影响市场出 清价 格的能力. 根据电力工业的不同组织结构，有两种典型的市场力，即垂直市场力和水平市 场力。改革前的电力工业，阻碍发电 厂商之间竞争的主要障碍是发、输、配电 之间 的垂直一体化结构，在此环境中起主导作用的市场力即为垂直市场力。目 前世界各 国 进行的电力市场化改革， 就是要打破这种一体化结构， 实行厂网分开、 竞价上网， 并开放网络的传输权，成立专门独立的网络运行厂商，从而使垂直市场力随着对电 力工业组织结构的改革而消除. 3 . 1 . 2电力市场力产生的原因 由于电力工业具有的特点，以 及电力生产的特殊性， 使得市场参与者更容易利 用市场力操纵价格。电力市场力产生的主要原因有: ( 1) 电力行业要求发、输、配、用电同时完成，电量无法存储。 这样一些小 型机组，由于启动速度快，能够及时跟踪负荷的变化情况， 特别在峰期，它就有条 件实施市场力获取高额利润。而对于大型机组，由于占 有较大的市场份额，就更有 条件操纵市场力。 ( 2) 需求的 价格弹性小。 在我国当前的电力市场中，用户侧还不能参与报价， 只能接受给定的价格，也不能选择配电 商。因此， 用户对电价的变化并不敏感. ( 3) 某些发电厂商与其它发电厂商相比，其所占的市场份额太大，这些发电 厂商往往可以通过策略性的竞标来操纵市场。比如英国电力市场，它基本上是寡头 垄 断 市场四。 ( 4 ) 参与发电竞争的发电 厂商数目 太少，使其有合谋控制市场的可能.发电 厂商在日复一日的相同的竞标活动中，很容易达成不成文的默契，实施市场力。 ( 5 ) 受电网规模和输电 容量限制的影响， 某些地区内发电厂商上网电价很高。 在输电容量不充裕的电网中，某些地区存在功率输入阻塞，使得区域外的廉价电能 不能输送进来。这样，阻塞区域内的发电厂商可以把其竞标价格定的很高， 而又不 华北电 力大学硕士学 位论文 会失去中标机会。甚至有些发电厂商可以利用其电厂所在的独特的地理位置而故意 引 起输电阻 塞，进而利用市场力来操纵价格。 (6 ) 发电厂商利用自己机组在调峰或调频方面的优势，知道系统必须使用自己 的 机组参与调节实时供需平衡，就可从辅助市场和实时市场中 获得高 额电 价。 应当 指出，在市场环境下，发电厂商之间通过合理竞争， 如技术改进、提高生 产效率等办法降低发电成本，提高自己 在市场中的竞争力，是受保护和提倡的。但 有些厂商利用市场力来垄断或操控电价， 从而获得高额利润， 违反公平竟争的原则， 损害 了电 力 消 费 者的利 益， 是违 规 行为， 要受 到限 制 甚至 惩罚1331. 3 . 2电力市场力的主要影响因素 影响电力市场力的因素有很多， 但是主要有以 下几个: ( 1 )机组的装机容量。装机容量大，所占的市场份额大，市场力影响大. ( 2 )电力供需关系。当负荷高，电力供应紧张，市场电价增高， 各机组市场 力增大。尤其是当最大供给量与负荷需求出现缺额时，市场份额大的 机组可以 将市 场电 价无限制地抬高。 ( 3 )合约电量。存在中、长期合约的电力市场，现货市场负荷需求减少，同 时发电厂商的可调电量减少，从而降 低发电 厂商的市场力。 ( 4 )市场成员的报价策略。 竞争对手报价高低和报价曲 线陡度，对发电厂商 来说，即为价格高低和供给曲线弹性大小。竞争对手的报价越陡，发电厂商的市场 力越大:竞争对手报价越高，发电厂商的市场力也越大。 ( 5 ) 输电堵塞。电力商品需通过电网输送，有的电力市 场的电网有缺陷， 存 在 “ 瓶颈”现象，或有的发电厂商利用所处的有利位置，人为设立障碍，使网络发 生堵塞，这些现象都会造成发电厂商的市场力增大。 3 . 3电力市场力的分析方法 常用的电力市场力分析方法有三种:历史数据后验法、 基于博弈均衡理论的市 场力分析法、试验仿真法。 历史数据后验法，这种方法是在市场稳定运行一段时间后，根据历史数据对照 机组 报 价， 用 统计学 方法分 析哪 些机 组 有 滥用市 场力 的 行为. 而lf ra 耐 川对英国 电 力 市场的历史数据进行分析，先估算两个发电 企业在各种负荷下的边际成本，然后 将市场实际成交价格与相对应的估算价对应.比较计算表明， 在高负荷时，大量的 成交价高于边际成本。而当市场发生变化时，比如新增市场成员、电网结构变化、 新增负荷时， 该方法都不能准确分析市场力行为。 华北电 力大 学硕士学位论文 试验仿真法是一种传统的既直观又实用的方法. 在假定市场参与者的生产成本 已 知的前提下， 通过模拟市场参与者在市场中的 可能行为来发现市场结构中的各种 因素与市场力的关系。仿真试验法有两类方式: 一是有实际人员代表市场参与者参 与模拟的试验;二是设计智能化仿真器，进行无人参与的仿真试验。 文献 3 ”仿真 研究了在差别定价模式下，发电厂商的数目、 容量的变化与其所拥有的市场力的关 系，以及市场效率问题。 基于博 弈均 衡理 论的 市场 力分 析法1“ .37 j sl 。 用 此方 法研究电 力 市场中 各发电 厂 商的 分散决策及相互作用，其目 的是最大化发电厂商的自身利益。这类方法有两种 思路:一种是以寻找寡头博弈市场的纳什均衡点为研究重点， 评估潜在的滥用市场 力 行为 。比 如: 计算 不同 策 略组 合 下的 损益 矩阵 或 基于c ourn ot模型、 b et r an d 模 型 等寡头博弈模型，确定市场博弈均衡点。另一种是结合微观经济学分析，利用供 给函数平衡理论 s f e ( s u p p l yf u n c t i o ne q u i l i b r i a ) ，求出 发电 厂商的价格控制范 围，根据报价曲线的陡度以及高度来分析市场力。这类方法通常用于市场模型的分 析论证，无法用于监管。其优点是市场力的研究结合了行使市场力后的利润，缺点 是 无法完整地描述市场各参与主体.而且必须假定市场参与者的报价策略都是公共 信息。 3 . 4电力市场结构与电力市场力的关系 市场结构也对电力市场力产生影响，这里的 市场结构包括市场的组织形式、 市 场的定价原则和电力市场的规则与政策等。市场结构一经确定，那么它就会持续的 起作用，直到改动或取消为止.市场结构中的每一个问题的不同决策和选择对市 场 力的作用及其影响是显著不同的。 电力市场的组织形式是指市场中买方和卖方是以何种方式交换商品。在目 前的 电 力市场中主要有两种:电力联营体方式和双边合同方式。电力联营体方式容易导 致市场参与者之间由于日复一日 的同样的竞价投标活动而达成不成文的默契，实施 市 场力 的影 响， 从而 操纵 市场 闪. 双 边合同 市 场模 式 规定了 市场 参与 者的 利 益， 因 此合同所有者无意于操纵市场，因而市场力的影响会得到很好的抑制。目前的现货 市场主要有均一价和差别定价两种市场定价原则。 若采用统一市场结清价的定价原 则， 那么它易被大厂商 ( 占 有很大市场份额的厂商) 利用来实施市场力而操纵市场. 由 于市场处于主导地位的大厂商知道自己必定会赢得 “ 拍卖竞争”而安排发电，因 此故意把大部分电 量的电价报得很低，而剩余的小部分电量却报得很高. 在这种报 价策略中，这些大厂商其实只要承担很小的不被调度发电的风险。若能获得很高的 上网电价 ( 此电价由报价很高的边际发电机组报价所决定)，他们可以获得巨 大的 利润。 文献140 】 认为， 若用差别定价取代统一定价原则， 则有助于抑制大厂商对市场 华北电 力大学硕士学 位论文 价格的操纵.可以参见本文第二章中的2 . 3 . 4 现货交易上网定价方式。 35本章小结 本章给出了电力市场力的定义，探讨了电力市场力产生的原因和主要影响因 素，总结了电力市场力的分析方法。分析电 力市场力产生的原因和影响因素，可以 为电力市场力评价指标体系的建立提供参考和借鉴，可以 初步挖掘出电力市场力评 价指标 ( 参见第四章);电力市场力的分析方法让我们可以详细的研究部分影响因 素与电力市场力的定性定量关系。 市场结构也对电力市场力产生影响，这里的市场 结构包括市场的组织形式、市场的定价原则和电 力市场的规则与政策等。 下面两章 是针对独立发电厂商的市场力进行评价。当对具体某区域市场中某个独立发电厂商 的市场力评价时，我们将不考虑市场结构的影响。 华北电力大学硕士学位论文 第四章 电力市场力评价方法的确定和评价指标体系的建立 4 . 1电力市场力评价方法的确定 电力市场力评价内容涉及面广，考察的范围大，评价指标多而复杂， 有的评价 指标可以选用一定的计算公式进行定量计算，但很多评价指标很难准确选用计算公 式进行定量计算，或者根本就不能采用定量计算的方法，只能采用定性分析的办法 进行描述评价。而且定性分析在电力市场力评价中占有十分重要的地位，所 以电力 市 场 力评 价宜 采用 定量 分析与 定 性分 析 相结 合的 方 法141. 另外， 该 评价也 涉 及了 不 同的 层次。由 于在电力市场力评价中， 很多因素对电力市场力的影响的确定往往带 有 一 定的模 糊 性， 因 此可以 在综 合 评价中 引 入 模糊 集 理论， 称之 为模 糊综 合评 价1伺 。 进行模糊综合评价有利于得出比 较客观的结论。本着简便、实用、 科学的原则，可 以 选用层次模糊综合评价同定性与定量相结合的方法来评价电力市场力。具体说明 如下: ( 1 )用定性与定量分析相结合的评价方法对单个指标进行分析。 使用这种方法进行评价，首先将一些比 较重要的定性指标进行定性分析，因为 这些定性指标往往是评价能否顺利实现和实施的关键，应该详细 的分析，对产生的 问题仔细研究。 定量分析，就是采用统一的量纲，选用一定的计算公式以及判别指标优劣的评 价标准，也称评价参数，通过一定的数学演算而获得评价结论的方法。单纯的定量 分 析方法简单而直观。 但对于一个复杂的评价指标系统， 如果采用此方法进行评价， 那么大量的评价指标都需要进行定量计算，工作量大是一方面，另外对于一些指标 进行定量计算也不现实，并且作为评判指标优劣的标准也很难精确确定。为了解决 这个难题，通常的做法是通过某些假设， 人为的 确定评价指标的权重和评价标准， 然后进行定量分析计算 。 定性分析， 定性分析的方法就是用文字描述的方式进行项目 对社会产生的 影响 与贡献的分析评价。 然而在实际工作过程中，很难将定性分析与定量分析绝对的区 分开。 在进行定性分析时，如果有可能应尽可能的使用一些数据对评价指标进行描 述， 这种做法所得的 评价结论更容易被决策者接受。 ( 2 )在重要指标定性分析基础上，用层次模糊综合评价方法将全部指标进行综 合， 产生电力市场力综合评价的结果。 其中， 对定量指标， 根据评价标准统一量纲; 对定性指标进行人为的量化， 即 根据指标的性质可以采用专家打分进行统计量化。然后对全体指标进行综合评价。 华北电力大学硕士学位论文 4 . 2电力市场力评价指标体系的建立 4 . 2 . 1 电力市场力评价指标体系建立的原则 指标体系是否合理、科学， 直接关系到评价的 质量.为此，指标体系必须科学 地、客观地、合理地、 全面地反映所有因素。 但是要建立一套既合理又科学的评价 指标体系却是很困 难的问题。为此，必须按照一定的原则去做，才能较好的解决这 个问题。本研究课题中指标体系的建立应该遵循以下原则: ( 1 )系统性原则。系统性原则主要包括整体性、层次性和相关性。对电力市场 力进行评价的指标体系本质上是电力市场力影响因素的集合，各个指标都应当围绕 着这个核心， 指标之间应该具有一定的联系，并且尽可能去除指标的相关和重叠， 同时指标的组合应该具有一定的层次结构。 ( 2) 科学性原则。它就是指标体系一定要建立在科学的基础上，指标概念必须 明 确，并且要求有一定的科学内 涵，能 够度量和反映电力市场力这一总体目 标。 ( 3) 重点性原则。在实际的综合评价中，并非评价指标越多越好，也不是越少 越好，关键在于评价指标在评价中所起作用的大小。考虑评价指标对电力市场力影 响的重要性，即对市场力的贡献程度，做到所选指标个数不很多，但严格区分主次， 取舍得当。 ( 4 )定性和定量相结合的原则。电力市场力的水平是一个抽象的概念，在综合 评价电力市场力的时候应该考虑定性和定量的指标。对定性的要明确其含义，并按 某种标准对其赋值，使其能够恰如其分的反映指标的性质。定性指标和定量指标都 必须有明 确的概念和确切的计算方法。在评价指标建立中，我们遵循相对指标优于 绝对指标，客观指标优于主观指标的顺序。 ( 5 )可操作性原则。这主要是指资料的 可获得性。 指标体系的建立要考虑到指 标的量化及相关数据的易得性和可靠性，尽量利用和开发现有的公开资料和有代表 性的综合指标和主要指标。 同时， 可操作性还隐含了指标的简明性。 失去了简明性， 指标的功能和可靠性就无从谈起。 需要指出的是，上述各项原则并非简单的罗列，也就是说，指标体系设立的目 的 决定了指标体系的设计必须符合科学性的 原则，而科学性原则又要通过系统性来 体现;在满足系统性原则之后，还必须满足可操作性原则。 4 . 2 . 2电力市场力详价指标体系的建立 对于电力市场这种复杂的系统， 电力市场力评价指标的选取和指标关系的确定 不是简单的事情。因此，指标体系的建立过程应该是定量研究和定性分析的结合。 华北电力 大学 硕士 学位论文 定性分析主要是从评价的目的和原则出 发，考虑评价指标的必要性、 充分性;定量 研究则是通过一系列的定量分析和检验，使指标体系更加科学和合理。建立指标体 系需要经过两个阶段， 即指标体系的初建与筛选阶段和指标体系的完善、 建立阶段。 4 . 2 . 2 . 1指标体系的初建和筛选 在电力市场力产生的原因及影响因素分析基础上， 我们初步拟定了20 项指标. 这些指标涵盖 了电力市场力的各个方面，当然这些指标有很大取舍的余地，而且有 些指标的获得也存在困难。下一步，我们将对指标进行筛选 。 首先我们将明显多余和高度相关的指标删除。 例如 : 在我国发电侧电力市场中， “ 负荷弹性系数”为零或很小，这是多余的指标。 “ 电力市场成员数量” 和 “ 市场 占 有率”高度相关，市场成员数量影响市场力最终要靠市场占有率来体现， 而且在 我国电力工业现有的情况下， 发电厂商的数量是不可能大量存在的。因此， 可以 把 “ 电力市场成员数量”指标删除。 其次，我们把一些指标值没有变化，对其它相同被评价对象的取值也变化不大 的评价指标删除，比如: “ 电力市场结构影响”，可参见第三章中的3 . 4 和 3 . 5 小 节。因此，为了减少计算量就可以 考虑删除这个评价指标。 最后，根据建立指标体系的可操作性原则，我们把指标数据无法得到，或者获 得指标数据的成本非常高而无法接受的指标从指标集中删除. 我们选用的指标尽量 能 够从官方统计数据中获得，对于无法从社会现有统计中得到指标值的指标，舍弃 它是明智的。比 如: “ 市场信息获取度”和 “ 变压器容量约束”。 4 . 2 . 2 . 2指标体系的 优化和建立 经过初步的筛选后，原有的指标集还剩下 11项指标。 对于 n项指标，经过广 泛征询各方面专家的意见，并综合运用各专家的知识、经验以及信息等对评价指标 体系进行修改，最终确定出电力 市场力的评价指标体系。 本节内容共列出了 11 个指标， 其中既有定性指标，也有定量指标，它们分别 属于企业市场规模、 输电限制影响和竞标机制影响三个方面。见表 4 一 1 。 43电力市场力评价指标含义界定和说明 4 . 3 . 1 企业市场规模 发电 厂商规模及其市场规模越大， 越容易控制市场， 抬高电价， 其市场力越大， 同时也增强了企业在市场竞争中的市场力. 表征一个发电厂商的企业市场规模可以 从不同 方面，综合发电厂商的实际和运营情况，按照评价指标体系的 确定原则， 可 以用以下五个指标来描述: 华北电力大学硕士学位论文 ( 1 )合约率。发电厂商通过合约卖出的电能越多，则其抬高现货市场的兴趣 就越小，电力市场力就越小，因为现货市场的价格不再影响其合约电量的收入。 浙 江省 2 0 01 年合约电量占总电量的 8 0 % ， 但在区域内每个发电厂商合约电量比例却不 一 样143。 表4 一 1电力市场力的指标体系 第一层第二层 第三层 电力市