（工商管理专业论文）南方电力市场发电企业竞价上网策略研究.pdf

摘要 随着我国电力体制改革的推进和区域电力市场建设的进行，实行“竞价上网”已迫 在眉睫。南方电力市场已于2 0 0 5 年1 1 月2 1 日正式启动模拟运行，至今已模拟运行了3 年多时间。尽快研究一套针对南方电力市场竟价规则和特点的竞价策略，既是南方电力 市场各发电企业的迫切需要，也是本论文的写作初衷和主要工作。 本文从研究南方电力市场的特点及竞价规则出发，分析了南方电力市场的社会经济 特点、竞争模式特点、竞价规则本质，并着重分析了竞价规则对竞价策略的影响，为针 对南方电力市场竞价规则的竞价策略研究打下基础。南方电力市场已经模拟运行了3 年 多，积累了大量的模拟运行数据，本文对3 年的模拟运行数据进行了综合分析整理，从 申报情况、成交情况、跨省( 区) 交易情况等三方面对南方电力市场3 年来的模拟运行 结果进行剖析，为制定针对南方电力市场竞价规则的竞价策略提供历史数据的支持和参 考。在此基础上，用基于成本分析、基于市场电价预测等构造发电公司最优报价策略的 综合方法来分析研究南方电力市场发电企业的竞价策略，探索出适用于南方电力市场发 电企业的竞价策略构造方法，为南方电力市场发电企业制定竞价策略提供理论依据和操 作参考。 最后对发电公司报价策略进行了简要的总结，并指出了这一领域有待进一步研究的 问题。 。 关键词：南方电力市场，竞价策略，竞价规则，发电成本分析，电价预测 a b s t r a c t w i t h 也ea d v a n c eo fc h i n a se l e c t r i cp o w e rs y s t e mr e f o r n la n dt h ec o n s t r u c t i o no f r e g i o n a le l e c t r i c i t ym a r k e t ，t h ep r i c ec o m p e t i t i o nt os u p p l yp o w e rt og r i di su s e d s o u t hc h i n a e l e c t r i c i t ym a r k e th a sl a u n c h e ds i m u l a t i o nr u ns i n c en o v e m b e r2 12 0 0 5 ，a n di th a sb e e nr u n m o r et h a n3y e a r s i ti su r g e n tt og e tas e to fe l e c t r i c i t ym a r k e tr u l e sa n dt h ec h a r a c t e r i s t i c so f c o m p e t i t i v eb i d d i n gs t r a t e g yf o rp o w e rg e n e r a t i o ne n t e r p r i s e si nt h es o u t hc h i n a se l e c t r i c i t y m a r k e t t 1 1 i si st h eo r i g i n a li n t e n t i o no ft h i st h e s i sa n dt h em a i nw o r ko fw r i t i n go ft h i sp a p e r t t l ec h a r a c t e r i s t i c so fs o u t hc h i n a se l e c t r i c i t ym a r k e t , t h eb i d d i n gr u l e sb a s e do nt h e s o c i o e c o n o m i cc h a r a c t e r i s t i c so ft h ee l e c t r i c i t ym a r k e t ，t h ec o m p e t i t i v em o d e lo ft h eb i d d i n g r u l e sa r es t u d i e d t h ei m p a c to ft h eb i d d i n gr u l e sa g a i n s tt h es 仃m e g yi ss t u d i e d s i m u l a t i o no f t h ee l e c t r i c i t ym a r k e ti nt h es o u t hh a sb e e ni no p e r a t i o nf o r3y e a r s ，a n dal a r g en u m b e ro f s i m u l a t e do p e r a t i n gd a t aa r ea c c u m u l a t e d i nt h i sp a p e r , ac o m p r e h e n s i v ea n a l y s i so fd a t a c o l l a t e df r o mt h ed e c l a r a t i o n ，t h et r a n s a c t i o n ，t h ep r o v i n c e s ( r e g i o n s ) a n do t h e rt r a n s a c t i o n si n 3 - y e a rs i m u l a t i o nr u no f t h ee l e c t r i c i t ym a r k e ti ns o u t hc h i n a a r ea n a l y z e da sw e l l t h i sw i l l p r o v i d et h es u p p o r to f h i s t o r i c a ld a t aa n dr e f e r e n c eb a s e do nt h ed e v e l o p m e n to ft h e e l e c t r i c i t ym a r k e tf o r t h es o u t h sb i d d i n gs t r a t e g yb i d d i n gr u l e s b a s e do nt h i s ，b yu s i n gt h e c o s t b a s e da n a l y s i s ，m a r k e t b a s e de l e c t r i c i t yg e n e r a t i o np r e d i c t i o n ，o p t i m a lp r i c i n gs t r a t e g y f o ra ni n t e g r a t e da p p r o a c ha r es t u d i e df o rt h eb i d d i n gs t r a t e g yg e n e r a t i o ne n t e r p r i s e si ns o u t h c h i n a t h ea p p l i c a t i o no ft h ee l e c t r i c i t ym a r k e ti ns o u t hp o w e rp l a n tc o n s t r u c t i o nm e t h o do f b i d d i n gs t r a t e g i e sa r ee x p l o r e df o rt h es o u t ht od e v e l o pt h ep o w e rm a r k e tc o m p e t i t i v ep o w e r g e n e r a t i o nb u s i n e s ss t r a t e g ya n d t h i sw i l lp r o v i d eat h e o r e t i c a lb a s i sa n do p e r a t i o no ft h e r e f e r e n c e f i n a l l y ，t h es t r a t e g yo f p o w e rg e n e r a t i o nc o m p a n i e si so f f e r e da sab r i e fs u m m a r y ，a n d f u r t h e rr e s e a r c hi sd e s c r i b e da sw e l l k e y w o r d s ：s o u t he l e c t r i c i t ym a r k e t ，b i d d i n gs t r a t e g i e s ，b i d d i n gr u l e s ，p o w e rg e n e r a t i o nc o s t a n a l y s i s ，p r i c ef o r e c a s t i n g 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，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，也不包含为获得墨盗盘堂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。 学位敝储签名：【葫砺签字日期舻7 年r 月厂日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解苤鲞盘堂 有关保留、使用学位论文的规定。 特授权苤鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：f 稚尕 导师签名： 签字同期：妒7 年f 月2 r 日 七云 签字日期： 口p 年r 月r 日 第l 章绪论 1 1 电力市场改革的一些背景 第1 章绪论 由于电力的特殊性质，多年以来世界各国的电力行业都是传统的垄断性行业，无一 例外的实行发、输、配、售垂直一体化的垄断型结构。随着现代科技和经济理论的发展， 自2 0 世纪8 0 年代末以来，为了增加电力工业的活力，提高效益、降低电价，世界上许 多国家开始改革电力工业体制。电力改革的重点是建立竞争性的电力市场，打破传统的 垂直一体化的行业垄断组织结构，引入竞争机制。国际上已经有数十个电力市场处于运 行之中，智利、阿根廷、英国、美国、澳大利亚等国的电力市场改革给其电力工业带来 了活力，并激励了世界上其他各国的市场化发展过程，尽管有美国加州电力市场失败的 教训，但更多的是成功的经验。 我国的电力改革在世界改革大潮的推动下也在逐步深化。2 0 0 2 年初国务院颁发了关 于电力体制改革方案的国发 2 0 0 2 5 号文件【l2 1 ，拉开了新一轮电力改革的序幕。 本轮电力工业改革的主要内容是在发电环节引入竞争机制，文件提出要在“十五”期间 实行厂网分开、竞价上网，“初步建立竞争、开放区域电力市场，实行新的电价机制”。 2 0 0 2 年1 2 月2 9 日，中国电力工业进行了重组，新成立了1 1 家电力公司，包括：国家 电网公司、中国南方电网有限公司两家电网公司；中国华能集团公司、中国人唐集团公 司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、中国电力投资集团公司等五家发电公司， 以及中国电力工程顾问集团公司、中国水电工程顾问集团公司、中国水利水电建设集团 公司、中国葛洲坝集团公司等四家辅业公司。l l 家电力公司的成立实现了厂网分开，引 入了竞争机制，这是我国电力体制改革的重要成果，标志着中国的电力工业由此进入了 一个崭新的发展时期，是我国电力体制改革的重要里程碑之一。2 0 0 3 年3 月2 0 日经国 务院批准国家电力监管委员会( 简称电监会) 正式挂牌成立，标志着新一轮电力体制改 革进入实质启动阶段。 2 0 0 3 年7 月2 4 日电监会印发的关于区域电力市场建设的指导意见明确指出： 电力市场建设的任务是“到十五末期，初步形成华北、东北、西北、华东、华中、南方 六大电力市场，基本建立电力市场运营的法规体系和电力监管组织体系，全国大部分地 区大部分发电企业实行竟价上网”。区域电力市场建设是当前电力改革的一项重要任务。 选择区域市场建设主要是由我国区域电力资源和负荷分布的实际，以及电网发展的现状 决定的。经过多年的规划建设，区域电网的框架已经形成。其规模和结构已经初步具备 建立竞争性区域电力市场的基本条件。2 0 0 4 年1 月1 5 日和2 0 0 4 年5 月1 8 日，东北电 力市场和华东电力市场先后开始模拟运行。 2 0 0 2 】5 号文件发布后，电力体制改革各项工作有序推进，取得了重大进展，给 第1 章绪论 传统电力工业运行体制带来了深刻变化：垂直一体化经营的体制发生转变，发电侧竞争 格局基本形成，新型电力工业监管体制已具雏形。改革促进了发展，深化改革的积极效 应逐步显现。但是，也应看到，电力体制改革取得的成果只是阶段性的。当前还存在着 诸如厂网分开尚不彻底、电网企业“主辅”、“主多”尚未分离、电网企业的激励与约束 机制缺乏、大用户直接购电和输配电价试点工作进展缓慢、农村电力管理体制改革尚待 深化和电力法制建设滞后等一系列问题。中国电力体制改革工作小组于2 0 0 7 年4 月1 2 日下发了备受关注的关于“十一五”深化电力体制改革的实施意见，坚持了2 0 0 2 年 以来电力市场化的改革方向。国务院办公厅转发了电力体制改革工作小组关于“十一 五”深化电力体制改革实施意见回应了舆论对于改革的期盼，解答了人们对于改革的 疑虑，指明了电力体制改革的方向，明确了“十一五”改革的路径。“十一五”电力体 制改革正试图建立“放开两头，管住中间”的电价机制。即最终发电侧上网电价与售电 侧销售电价形成竞争格局，而输配环节电价由政府制定。改革将以放开购售电主体为切 入点，鼓励多个配电企业与大用户直接向发电商购电，并结合农村电力投资多元化改革， 最终形成多个购售电主体竞争的格局。 1 2 电力市场改革对发电企业的冲击、挑战 与垄断时期相比，发电公司在电力市场环境下的运营方式和经济策略有了很大的不 同，面临着前所未有的机会和挑战。电力市场模式下的发电公司在完成原来的发电成本 管理、设备运行管理、设备检修和维护等工作外，还要参与“竞价上网”工作，通过竞 价获取上网电量，实现经营目标。与垄断模式下的不自主的计划发电不同，发电公司上 网电量不再由计划确定，需要自己决定在电力市场中上报的发电出力和电价，通过竞价 能影响出力计划的安排，这使生产计划有了一定主动权，也使考核目标能实现从电量考 核向效益考核的转变。所以，发电公司面临的最关键的问题是如何确定最优的报价策略 以获取最大的利润。 电力市场对发电企业来讲是一个新的环境，在这个环境中，企业存在那些机遇，面 临那些挑战，企业在市场中的竞争力如何，采用何种方式进行经营，如何有效控制成本， 是否与其他企业结盟等，这些都需要进行深层次的分析和评估。 1 3 本文研究的意义 随着南方区域电力市场的正式启动，对于南方区域参加竞价的发电企业而言，如何 确定最优的报价策略以获取最大的利润，如何合理竞价以有效控制风险，已成为各发电 企业迫切需要解决的问题。 目前理论学术界对竞价策略的研究论文很多，从各种不同的角度，运用各种不同的 方法从理论上对竞价策略进行了研究。然而影响竞价策略的因素有很多，其中市场规则 第1 章绪论 是最主要的影响因素，随着市场规则的变化，竞价策略也必须作出调整来与其相适应。 由于南方电力市场2 0 0 5 年1 1 月2 1 日才正式启动模拟运行，至今也只是模拟运行了3 年多时间，期间市场运营规则还进行了多次的修改，因此目前还少有具体针对南方电力 市场运营规则的竞价策略研究成果。因此为处在南方电力市场环境下的发电企业研究一 套针对南方电力市场运营规则的竞价策略，具有实际的现实意义，也是本论文的创新之 处。 1 4 本文的主要工作 本文从研究南方电力市场的特点及竞价规则出发，在综合分析了南方电力市场3 年 来的模拟交易结果数据的基础上，用基于成本分析、基于预测市场电价等构造发电公司 最优报价策略的综合方法来分析研究南方电力市场环境下发电企业的竞价上网策略，以 期得到适用于南方电力市场发电企业的竞价上网策略构造方法，为南方电力市场环境下 的发电企业制定竞价上网策略提供理论依据和操作参考。 本文将对以上工作分章展开论述，最后对全文进行总结并指出有待进一步研究的课 题。 第2 章电力市场理论及竞价策略研究现状 第2 章电力市场理论及竞价策略研究现状 2 1 电力市场概念 电力市场的定义：从经济学角度看，电力市场就是电力商品交换的场所，是电力商 品交换关系的总和。电力市场是电价、电力系统运行、负荷管理、供电用电合作、通信 和计算机系统的总和，是电力工业经营管理与技术的综合体。电力市场具有交换和买卖 电力，提供信息，融通资金的功能。 电力市场首先是一种管理机制。这种机制与传统的行政命令的机制不同，它主要是 采用经济的手段进行管理，从而达到资源优化配置的目的。所以电力市场的基本原则是 公平竞争、自愿互利。同时，电力市场还是体现这种管理机制的执行系统，包括交易场 所、计量系统、计算机系统、通讯系统等。 电力市场按照空间可以分为：跨国、国家、大区级、省级、地区级电力市场。 按类型可以分为：发电市场、输电市场、配电市场和供电市场。 按照时间可以分为：合约市场、现货市场( 包括日前市场、实时平衡市场、辅助服 务市场等) 2 2 电力市场模式 从国际上现有的电力市场外部的和总体的特征出发，可以对电力市场进行两种最基 本的、外观的模式划分：按照市场开放程度划分和按照市场集中程度划分。 2 2 1 按市场开放程度划分 按发电、输电、配电和售电四个环节的开放程度，可将电力市场模式划分为以下四 种： 1 、垄断模式 这是一百多年来世界各国普遍采用的模式。这种模式按地域建立起垄断性的集发电、 输电、配电和售电为一体的资产体系和垂直管理体系。这种模式通常由一家“电力公司” 垄断一个或数个地域的电力的生产、输送、分配和销售，然后通过公共电价体系，用一 个包括所有服务成本的集总式电价销售给用户。 2 、单一买方模式 在这种模式下，发电厂产权多元化，允许在垄断经营的电网企业之外存在独立的发 电企业，由其独立承担建设和运营的风险。市场机制初步引入到发电领域，创造了发电 平等竞争的环境。但在这种模式的电力市场中，输、配电和售电系统仍然为垄断经营， 拥有输配电网的电网公司是市场中唯一的电能购买者和销售者，称为单一买方；单一买 第2 章电力市场理论及竞价策略研究现状 方有选择发电商的权力，但发电商和用户并无选择交易对象的权力。 3 、批发竞争模式 批发竞争模式的特征是允许配电公司及大用户与发电商同时参与电力市场的竞争。 在批发竞争电力市场模式下，输电网仅对于配电公司和大用户开放，有偿提供输电服务， 并向交易双方或一方收取输电费；但中小用户没有选择权。 4 、零售竞争模式 在这种模式的电力市场中，发电环节、输配电环节和售电环节在财务上、甚至产权 关系上完全独立，出现了电力零售商，这不仅使输电网、也使配电网向发电商和所有用 户开放，所有用户都可以直接选择发电公司供电，也可以选择零售商供电。输配电公司 提供输配电服务，并收取相应的服务费。此时，交易中心实际上变成了拍卖商或经纪人， 他们不再负责确定电价，但负责供需双方的平衡匹配。 2 2 2 按市场集中的程度划分 按市场交易的集中程度，可将电力市场模式划分为以下三种： 1 、电力联营模式 这种模式也配称为“总市场模式”或“强制性电力库模式”，是指在一个区域，只有 一个强制市场成员参与的、集中的、竞争的市场，有时也被称为“电力库”。电力供需 各方交易的全部电量及其电价都必须经由现货市场竞争确定，发电商竞争获取发电的权 力，但并不为特定的用户发电；同理，配电商也仅能在电力库，而不是从特定的发电商 那里购电。在电力联营模式下的市场中，电力市场运营、系统的条度运行及输电网的管 理等工作由统一的系统运行者或几个分离的机构负责。 2 、双边交易模式 这种模式属于“非强制电力市场”的一种形式。与电力联营模式明显不同的是：在 这种模式下，不再强制电力供购双方参与的电力库，绝大部分的电力实物交易都是由供 购双方协商完成的，交易量和交易价格不再由几种的市场统一确定。在双边交易模式下， 系统运营者仅负责双边交易匹配外的系统平衡、调度运行和输电网管理等工作。 3 、混合模式 这种模式也称为“净市场模式”，也属于“非强制电力市场”的一种形式。这种模式 综合了上述两种模式的特征，存在电力库的同时也允许供购双方进行电力金融交易和直 接双边交易，供购电的各方可以自主地而非强制地选择参与电力库交易或进行其他方式 地交易。 2 3 电价制度 电价是指电力商品所对应地价格的总称。一般情况下，按照电力生产环节可以划分 为：上网电价、输电电价、配电电价和销售电价。电价制度是指从电力成本回收的角度， 第2 章 电力市场理论及竞价策略研究现状 采取的不同的电价计费形式和方法。发、输、配、售电各环节的电价都存在选择什么样 的电价制度的问题。目前，基本的电价制度主要有单一制电价和两部制电价，还有一些 在此基础上发展起来的其他电价制度，如峰谷分时电价等。 l 、单一制上网电价 单一制上网电价是仅按上网电量计价的电价。它是根据发电总成本( 包括固定成本 和变动成本) 形成的一个综合上网电量电价。因此，发电成本全部通过按上网电量和上 网电价结算的电费来回收。 2 、两部制上网电价 电力是不能储存的，这就要求不论用户是否用电，发电方都需要按照用户最大可能 的电力需求来准备足够的容量，投资建电厂和电网。这样，即使用户不用电，发电方也 要做好发电的准备，从而产生相应的成本( 固定成本) ，而且由于发电厂的投资和运行 维护费用巨大，其固定成本很高，无法保证在其发电收入中回收；况且还有一些调峰机 组的变动成本高、年发电量低，在这些情况下，无法仅仅通过电量电费回收其全部发电 成本。因此，需要按照用户所占用的电源和电网资源的成本向用户收取固定的费用 容量电费。 两部制上网电价是指，将上网电价分为两部分发电容量电价和电量电价。容量 电价根据固定成本和部分资本收益，按照社会平均成本来确定，主要反映以投资成本为 主的固定成本，按政府核准的电价执行；电量电价根据生产电量的变动成本和分摊到电 量中的资本收益，按照其平均变动成本来确定，主要反映以燃料成本为主以及与管理水 平有关系的变动成本，按现货市场竞争形成的电价执行。 3 、峰谷分时电价 峰谷分时电价即在一天中对于用电高峰和用电低谷时段分别计费的一种电价制度， 就是将一天负荷划分为峰荷、腰荷和低谷时段，峰荷电价高，低谷电价低。峰谷分时电 价拉大峰谷价差，降低低谷时段电价，从而鼓励用户在低谷时段多用电，高峰时段少用 电，降低用电成本，促进用户合理安排用电，最终达到削峰填谷，优化电力资源配置的 作用。 2 4 电力市场的竞价规则 竞价上网规则的设计是以现代经济学中的拍卖理论为基础，以不同的拍卖体制为基 础，世界上各个国家的电力市场中采用了各种不同的竞价规则，在竞价方式、报价内容、 结算方式等方面都有所不同。 2 4 1 静态竞价与动态竞价 电力市场的竞价可以分为静态竞价和动态竞价( 也称迭代竞价) 。静态竞价时发电公 司只有一次投标机会，而动态竞价时允许发电公司根据上一轮的投标结果修改其报价。 第2 章电力市场理论及竞价策略研究现状 目前世界上大部分电力市场都采用了静态竞价方式，但已有很多学者对迭代竞价进行了 研究 6 1 。严格来讲，浙江省电力市场目前采用的竞价方法可归类于动态竞价之列。 2 4 2 单部分报价与多部分报价 根据报价内容的不同，发电公司在电力市场中的报价可分为单部分报价和多部分报 价。单部分报价是指发电公司只需申报将来某一时段的曲线，系统调度中心不负责机组 启停安排，发电公司在构造报价策略时要计及所有的相关费用和机组运行约束。这种报 价方法不能保证发电机组运行的可行性，所以当列入调度计划中的发电机组受到运行约 束限制时，需要一种调度机制来修改调度计划，例如设立短期平衡市场。加利福尼亚、 澳大利亚和挪威瑞典等电力市场采用这种报价方法。西班牙基本上也采用这种方法，但 报价时允许附加少量运行约束。 多部分报价要求发电公司除了申报报价曲线以外，还要报机组爬坡速率、启停机费 用和最小开停机时间等约束，这种方法可以保证系统调度中心所得到的发电调度计划在 技术上是可行的。多部分报价的典型例子是英格兰一威尔士电力市场，该市场的竞价规 则要求发电公司的报价包括很多分量。 2 4 3m c p 结算方式与p a b 结算方式 m c p ( m a r k e tc l e a r i n gp r i c i n g ) 即统一市场清除价，该方法是发电厂商向电力交易 中心申报发电容量和报价，交易中心按发电厂商的报价从低到高将所有容量进行排序， 直到与该时段预测负荷平衡，确定该交易时段发电机组的加载顺序，最后加载的机组为 为该时段的边际机组，其报价即为系统的边际电价，而所有发电机组均按此电价结算。 p a b ( p a y a sb i d ) 即按报价结算，其竞价过程与m c p 相同，但对竞价成功的发电机 组按其实际报价进行结算。 现在世界上大部分电力市场都采取m c p 结算方式。新英格兰一威尔士电力市场中 的平衡市场采用的是p a b 结算方式。文献 7 】介绍了m c p 与p a b 结算方式的区别，文 献 8 】针对两种典型的报价曲线比较了m c p 与p a b 两种结算方式的优劣，认为目前电 力市场按p a b 结算有一定的优势。文献 9 】分析了m c p 、p a b 与当量电价3 种结算定价 方法对发电厂商报价策略的诱导机理。文献 1 0 用博弈论的方法，研究了p a b 竞价机制 下发电商报价的策略。显然，结算方式不同，发电公司的报价策略也不同。 2 5 竞价策略的研究现状 最近几年，国内外在研究发电公司最优报价策略方面做了相当多的工作，发表了不 少的研究论文。文福拴和d a v i d ak 对截至2 0 0 0 年以前国内外在电力市场投标策略方面 的研究工作做了比较全面的综述【1 4 】。目前构造发电公司的最优报价策略所用的方法大体 可归为以下四大类： 第2 章电力市场理论及竞价策略研究现状 1 、基于成本分析的方法 基于成本分析方法是首先明确本厂的实际发电成本，然后加上一定的利润率作为其 报价。李涛介绍了一种适合电厂报价的成本报价模型，以实时成本为基础，加上利润作 为报价【l5 1 。周建平将发电商的成本分为固定成本和变动成本两部分，指出只要上网电价 高于变动成本，就要尽可能多争取上网容量，并给出了能快速制定报价的利润曲线图【l6 1 。 张少华基于边际成本的定义和随机生产模拟技术，提出了一种短期发电边际成本的概率 学预测方法，不仅能给出发电边际成本的均值，而且能得到其概率分布函数，同时还考 虑了预测提前时间对发电单元强迫停运率的影响以及负荷预测不确定性的计入方法【l7 1 。 2 、基于预测市场电价的方法 这类方法的基本原理是首先对电力市场中相应的电价进行预测，发电公司只要报一 个比预测电价略低的的价格即可。这种方法原理上很简单，但要准确预测市场电价却是 一件非常困难的事情。因为电价预测要对系统负荷需求、其他发电公司的投标行为、输 电网络的拥挤状况、电力市场的运行状况等有全面的了解，需要有充分的历史数据。但 目前国内电力市场普遍运行时间短，参与者竞价随机性和投机性大，电价变化起伏性大， 电价规律不易掌握。 这一方法的核心关键是能否准确预测市场电价。目前用来预测电价方法的有很多 【2 1 。2 4 】，例如时间序列预测法、灰色系统预测方法、回归分析、人工神经元网络预测方法、 小波分析方法等。尚金成指出电价的预测准确程度是影响竞价决策的一个非常关键的因 素，并提出了几种提高系统电价预测精度的措施【2 们。谢培元用人工神经元网络对澳大利 亚的电价进行了预测，指出神经网络模型较好的映射了电价与各影响因素之间的非线性 关系【4 引。宋超则认为小波分析和神经元网络在电价预测中都各有优缺点，并提出一种将 小波分析和神经元网络结合起来进行电价预测的新方法【2 4 】。 3 、基于估计其他发电公司投标行为的方法 这类方法的原理是首先用概率的方法或者模糊集的方法来估计竞争对手的报价行 为，然后在此基础上建立发电商自己的最优竞价模型，求解此优化问题得到最优报价策 略。该方法的困难在于能否准确地估计竞争对手的报价行为。因为准确的估计竞争对手 的报价行为需要掌握充分的竞争对手的历史报价数据，然而竞争对手的历史报价数据一 般不太充分，而且在有些电力市场中历史报价数据是保密的，只能通过估计竞争对手的 成本再加上对竞争对手市场力的分析来估计其报价行为。因此在近似于暗标拍卖的电力 市场中，对手信息的获取变得极为困难，估计的精度没有保证，而且对于规模相对庞大 的电力市场，需要估计的值很多，误差的积累使得最终结果的可信度更低。到目前为止， 该方法的研究工作仍然非常初步。 目前研究者大都首先假设已经估计到竞争对手的报价行为，然后再构造自己的最优 报价策略【2 1 1 。描述竞争对手报价行为的形式有很多种，如假设竞争对手的报价服从概 第2 章电力市场理论及竞价策略研究现状 率分布，如离散概率分布、均匀分布和正态分布，或者将其看作一个模糊集合。d a v i d a k 构造了适于英格兰一威尔士类型的电力市场的解析投标模型，首先假设竞争对手服从 某一概率分布，然后用概率的方法构造出以发电公司期望利润为目标函数的优化模型， 最后用动态规划的方法来求解 2 。7 1 。马莉和文福拴假设对手的报价行为服从正态分布，然 后根据其概率密度函数进行蒙特卡罗随机模拟，并用黄金分割或遗传算法求解发电公司 的利润最大化问题，从而得出发电公司的最优投标策略【2 9 1 。 采用概率分布的方法来描述竞争对手的报价行为，适用于运行比较成熟、可用历史 数据够充分的电力市场，而对于运行不久的电力市场，因为竞争对手报价的历史数据不 够充分，不能应用概率模型。在此情况下，只能采用非统计技术来定性估计其他发电公 司的报价行为。杨莉等在文献 3 0 1 中提出了一种基于可能性理论构造最优报价策略的方 法。马莉、文福拴和徐楠采用模糊集描述了发电市场中竞争对手的报价行为，并建立了 报价策略的模糊优化模型，然后采用遗传算法求解得到发电公司的最优报价策略 3 h 。 4 、基于博弈论的方法 博弈论就是专门研究2 个或2 个以上有冲突的个体在利益相互影响的局势中的策略 选择问题的理论，可以应用到发电公司报价策略的研究中。它的原理是根据电力交易先 构造一个博弈模型，主要包括古诺( c o u m o t ) 模型、伯特兰德( b e r t r a n d ) 模型和供应 函数模型( s u p p l yf u n c t i o nm o d e l ) ，然后寻找这些模型的平衡点，这些平衡点就对应发 电公司的最优报价策略。 目前很多学者对博弈论应用于竞价策略展开研究，并发表了很多相关的论文【3 2 - 4 6 。 文献 3 2 介绍了博弈论的建模以及求解过程，并简要阐述了博弈论在电力市场中的应用。 武智勇、康重庆和夏清等将发电商的竞价过程描述成一个不完全信息的非合作博弈过 程，将所有的竞争对手等效为一个虚拟竞争对手，提出了基于博弈论和概率论的电厂优 化报价模型 3 3 1 。曾次玲、张步涵和谢培元则提出进化博弈论的概念，并采用进化博弈论 的思想对电力市场发电报价过程进行了建模和求解m 】。 尽管从原理上讲，这些博弈模型的均衡点对应于发电公司的最优报价策略，但是由 于在应用这些模型时作了很多简化假设，这样得到的均衡点对构造报价策略可能没有什 么实际意义，在这种情况下理论上还不清楚电力市场是否存在这样一个平衡点。此外， 这种方法的一个重要缺陷是假设发电厂商的成本信息是公开信息，而在电力市场环境 下，要获得对手的生产成本相当困难，在目前的过渡时期可能还有可能获知，但随着市 场的进一步完善，发电厂商的成本信息将越发成为一种私有信息。因此，基于博弈论的 方法只适于分析竞价行为，指导竞价策略，不适于构造具体的报价方案。 第3 章南方电力市场特 及竞价规则研究 第3 章南方电力市场特点及竞价规则研究 3i 南方电力市场的概况 3 1 l 概述 南方电力市场是继东北、华东电力市场之后，国家电监会启动建设的第三个区域电 力市场。建设南方电力市场是贯彻国务院关于印发电力体制改革方案的通知( 同发 f 2 0 0 2 1 5 号) 精神，推进电力市场化改革的重要举措，是电力体制改革的要求，是优化 区域资源配置、促进西电东送的需要。南方电力市场建设的总体目标是：建设政府监管 下的统一开放、竞争有序、公、r 高效的南方电力市场推动南方电力上业和各省( 区) 经济持续、快速、协调、健康发展。国家电力监管委员会负责南方电力市场建设的组织 和领导：南方电力市场建设领导小组负责统筹南方电力市场的研究和建设工作，指导开 展南方电力市场建设方案、运营规则、市场监管、技术支持系统等各方面的研究和建设， 协调市场运行过程中的重大问题。 南方电力市场建设的原则是：总体设计平稳起步；确保安_ 争，可靠供电：西电东 送，优化配置：统筹兼顾，促进发展i 公开透明，公平高教。 南方电网地理接线示意图 幽3 一i南方电阿地理接线示意| 芏| 第3 章南方电力市场特点及竟价规则研究 南方电力市场的地理范围包括：广东省、广两壮族自治区、贵州省、云南省和海南 省，简称五省( 区) 。南方电力市场对区域外符合准入条件的购售电主体开放。南方电 力市场主体包括南方电网公司，南方五省( 区) 电网公司，有关发电企业，区外售电主 体和符合条件的大用户。南方电力市场的地理位置如图3 1 的南方电网地理接线示意 图所示。 南方电力市场实行统一规划、统一规则、统一管理。按照总体月标，南方电力市场 建设分三个阶段组织实施：第一阶段，按“起点适当，起步平稳”的要求，首先构建南 方电力市场统一竞争平台，从部分发电企业和部分电量竞争起步，逐步增加参与竞争的 发电企业，增加竞争电量的比例。第二阶段，按“适时过渡、积极推进”的要求，逐步扩 大在统一平台参与竞争的发电企业和购电企业，形成以发电竞争为主、市场功能较完善、 交易品种较齐全、规模较大、统一开放的电力市场。第三阶段，随着电力体制改革的深 化和电价制度的改革，在售电环节引入竞争机制，所有具备条件的发电企业和用户直接 参与市场竞争；全面开展长期、年度、月度、日前、实时平衡等竞争交易，开展电能金 融交易，建立完善的辅助服务竞争市场，形成政府监管下的统一开放、竞争有序、公平 高效、健康发展的南方电力市场。 南方电力市场针对区域内部“西电东送”的特点，实行“单一电价、部分电量竞争” 的市场模式，选择了部分电厂、电网公司参与，开展了部分电量单边市场模拟运行。南 方电力市场模拟运行达到了单边市场运行的目标，市场成交的结果与当初的设想基本相 符。市场主体基本适应南方电力市场竞价和交易机制。由省市电力公司与区域内大机组 在市场交易平台上进行集中竞价交易，采用双向报价、撮合成交的方式，探索了区域资 源优化的交易机制。 3 1 2 南方电力市场的建设历程 2 0 0 2 年2 月1 0 日，国务院印发了电力体制改革方案( 5 号文件) ，标志着中 国电力工业市场化改革的全面启动。 2 0 0 2 年1 2 月2 9 日，原国家电力公司按“厂网分开”原则组建了两大电网公司、 五大发电集团和四大辅业公司，中国南方电网公司随之成立。 一2 0 0 3 年3 月2 0 日，国家电力监管委员会( 简称电监会) 成立。 _ 2 0 0 3 年7 月，国家电监会委托中国南方电网公司开展南方电力市场建设的研究 工作。 2 0 0 4 年3 月1 5 日，国家电监会印发开展南方电力市场建设工作的通知，南 方电力市场建设工作正式启动。 一2 0 0 4 年4 月9 日，南方电力市场建设领导小组第一次会议在广东广州召开，柴 松岳主席出席会议并做重要讲话。会议明确了南方电力市场建设的指导思想、 建设目标、建设原则，同时成立了以史玉波副主席为组长，国家部委相关部门、 第3 章南方电力市场特点及竟价规则研究 南方五省( 区) 政府、中国南方电网公司和各发电集团公司以及各省( 区) 电 网公司参与的南方电力市场建设工作领导小组。 2 0 0 4 年6 月一1 1 月，中国南方电网公司提出南方电力市场建设方案( 初稿) ， 国家电监会组织专家对其进行两轮研讨，形成南方电力市场建设方案( 建议 稿) ，广泛征求意见。 2 0 0 4 年1 2 月1 0 日，南方电力市场建设领导小组第二次会议在广东深圳召开， 会议审议并原则通过南方电力市场建设方案。 一2 0 0 4 年1 2 月1 6 日，国家电监会南方监管局正式挂牌成立。 2 0 0 4 年1 2 月3 1 日，国家电监会印发了南方电力市场建设方案。 2 0 0 5 年1 月- - 6 月，南方电监局会同中国南方电网公司组织起草南方电力市 场运营规则、南方电力市场监管实施办法、南方电力市场注册管理办法、 南方电力市场技术支持系统功能规范、南方电力市场技术支持系统建设大 纲等五个文件。 2 0 0 5 年7 月1 2 日，南方电力市场建设领导小组第三次会议在云南昆明召开，会 议审议并原则通过南方电力市场运营规则等五个文件。 一2 0 0 5 年7 月2 2 日，国家电监会印发了南方电力市场运营规则等五个文件。 2 0 0 5 年1 1 月5 日，国家电监会市场部核定了南方电力市场模拟运行交易参数。 2 0 0 5 年1 1 月2 1 日，南方电力市场模拟运行正式启动。 2 0 0 7 年1 2 月2 5 日，“南方电力市场综合模拟运行启动大会”在中国南方电网公 司隆重召开，南方电力市场综合模拟运行正式启动。南方电力市场综合模拟运 行要求开展包括电量分解、报价撮合、安全校核、模拟调度和模拟考核结算等 环节在内的全过程的市场模拟，并发出模拟结算凭据。 3 2 南方电力市场的社会经济特点 1 、省( 区) 间经济发展不均衡 在南方电力市场建立之初，对南方电力市场各省( 区) 的经济状况进行了调查，调 查结果发现，东西部省( 区) 之间的经济发展非常不均衡，广东经济较为发达，西部省 ( 区) 经济欠发达。当时具体的经济状况数据见表3 1 。由表3 - 1 可以看出：2 0 0 5 年广 东的国内生产总值是广西的5 - 3 倍，贵州的1 1 倍，云南的6 2 倍，海南的2 4 倍。广东 人均国内生产总值是广西的2 7 倍，贵州的4 8 倍，云南的3 倍，海南的2 1 倍，如图3 - - 2 所示。 第3 章南方电力市场特点及竞价规则研究 表3 1南方五省( 区) 经济状况数据 省( 区)广东广西贵州云南海南 人口( 万人)9 l9 44 6 3 73 9 1 84 4 3 38 2 3 同内生产总值( 亿元) 2 1 7 0 1 4 0 6 31 9 4 23 4 7 29 0 4 人均国内生产总值( 元人) 2 3 6 0 48 7 6 24 9 5 77 8 8 31 0 9 8 0 国内生产总值排名 11 72 62 32 8 人均国内生产总值排名52 63 l2 9 1 8 图3 2 南方五省人均国内生产总值对比图 2 、省( 区) 间电价水平及电价承受能力差异较大 在南方电力市场建立之初，对南方电力市场各省( 区) 的电价水平及电价承受能力 也进行了调查，调查结果发现，东西部省( 区) 的电价水平差异也较大，广东电价承受 能力较强，电价水平相对较高，西部省( 区) 承受能力较弱，电价水平相对较低。当时 各省( 区) 电价详见表3 2 ： 表3 - 2 南方五省( 区) 电价表 省( 区)广东广西 贵州 云南海南 上网电价水平( 元兆瓦时) 4 4 3 63 0 5 62 3 7 62 1 7 33 6 1 7 销售电价水平( 元兆瓦时) 6 7 7 24 1 2 23 3 1 23 5 1 o6 1 5 8 由表3 2 看出：2 0 0 5 年广东统调电源上网电价水平是广西的1 5 倍，贵州的1 9 倍， 云南的2 0 倍；销售电价水平是广西的1 6 倍，贵州的2 倍，云南的1 9 倍。 第3 章南方电力市场特点及竟价规则研究 3 、能源资源及用电负荷分布极不均街 东西部省( 区) 的能源资源及用电负荷分布极不均衡西部有丰富的水能、煤炭资 源，但用电负荷较小；东部缺乏能源瓷源，但用电负荷量大且增长快，有巨大的电能需 求市场。由衷3 - 3 的数据显示，一次能源中，云贵两省煤炭资源占南方区域的9 6 左右， 云南、贵州、广西三省( 区) 水电资源占南方区域的9 3 左右，广东省一次能源储量不到 4 。但广东用电量占全区域用电量的6 1 ，全网统谓负荷的2 3 。 表3 - 3 南方五省( 区) 水能、煤炭资源蕴藏量 序号项目广东广西 贵州 云南海南合计 水能蕴藏量( 万千瓦) 1 0 7 32 0 2 81 0 3 6 41 8 7 41 0 01 5 4 3 9 经济可开发装机容量( 万千瓦)6 6 71 8 6 39 5 7 0 1 3 2 57 71 3 5 0 2 年发电量( 亿千瓦时) 2 4 37 9 74 5 0 06 6 52 6 6 2 3 l 煤炭保有储量( 亿吨) 76 42 182 6 9 7 5 2 38 2 2 1 平均发热量( 大卡，克) 4 5 0 03 0 0 0 3 4 0 05 0 折标煤( 亿吨) 4 9 l981 1 283 5 04 54 7 79 6 4 、西电东送特点突出，跨区跨境交易活跃 南方电力市场第4 个突出特点就是西电东送，西电东送跨度大、容量大、距离远， 超高压交直流混合运行，电阿安全和技术问题复杂，如图3 3 所示。自9 3 年南方区域 电网联弼运行以来，到2 0