（工商管理专业论文）国电双鸭山发电有限公司的报价策略研究.pdf

华北电力大学1 ：商管理硕十专业学位论文 摘要 区域电力市场初期，相关的规则不完善，网络约束严重，使得处于系统内的发 电厂商面临更激烈的市场竞争，如何制定报价策略已经成为发电厂商急需解决的问 题。文章着重解决国电双鸭山发电有限公司在区域电力市场中的报价问题。首先分 析国电双鸭山发电有限公司在合同市场报价数据，得到该公司的成本曲线；基于古 诺模型对发电厂商在竞价中的合作与非合作的收益分析得出结论：在东北区域电力 市场运行初期，该公司应采用合作方式竞标，才能避免因网络约束带来的高风险。 其次在东北区域电力市场运行中长期框架下，建立了考虑合同市场和现货市场的发 电厂商组合报价模型。从避免网络约束的角度，通过建立求解最低风险率的数学模 型来确定发电厂商在不同电力销售市场中的投标发电量。 关键词：区域电力市场，报价策略，现货市场，合同市场 a b s i r a c i i nt h er e g i o ne l e c t r i cp o w e rm a r k e ti n i t i a lp e r i o d ，t h eg e n e r a t i o nm a n u f a c t u r e rf a c e d w i t ht h em o r ei n t e n s em a r k e tc o m p e t i t i o nb e c a u s et h ec o r r e l a t i o nr u l ei si m p e r f e c ta n dt h e n e t w o r kr e s t r a i n ti ss e r i o u s t h eg e n e r a t i o nm a n u f a c t u r e rn e e ds o l u t i o nt h eq u e s t i o nh o w f o r m u l a t e dt h eq u o t e dp r i c es t r a t e g y t h i sp a p e rr e s e a r c h e st h eq u e s t i o nw h i c hi sb i d d i n g s t r a t e g yo fg u o d i a ns h u a n g y a s h a ng e n e r a t e sl i m i t e dc o m p a n yi nr e g i o ne l e c t r i cm a r k e t t h e f i r s t ，w ea n a l y z eb i d d i n gd a t ao ft h i sc o m p a n yi nc o n t r a c tm a r k e t ，o b t a i n e dt h i sc o m p a n y s c o s tc u r v e t h ep a p e ru s e st h ec o u r n o tm o d e li ng a m et h e o r yt oa n a l y z et h ei n c o m eo f g e n e r a t i o nm a n u f a c t u r e ri nc o o p e r a t i o na n dn o n c o o p e r a t i o n i ti st h ec o n c l u s i o nt h a to n l y w h e nt h i sc o m p a n yu s e dt h ec o o p e r a t i o nw a yt oc o m p e t i t i v ec a na v o i dr i s ko nw h i c ht h e n e t w o r kr e s t r a i n tb r i n g si nt h en o r t h e a s tr e g i o ne l e c t r i cm a r k e ti n i t i a lp e r i o d t h es e c o n d ，t h e c o m b i n a t i o nq u o t e dp r i c em o d e lo fg e n e r a t i o nm a n u f a c t u r e rw h i c hc o n s i d e r a t e dt h ec o n t r a c t m a r k e ta n ds p o tm a r k e th a se s t a b l i s h e du n d e rt h em e d i u ma n dl o n g t e r mf l a m eo ft h e n o r t h e a s tr e g i o ne l e c t r i cm a r k e t f r o ma v o i d i n gt h er i s ko nw h i c ht h en e t w o r kr e s t r a i n tb r i n g s ， t h ep a p e re s t a b l i s h e st h em o d e lt om i n i m i z et h er i s kr a t et os o l v et h eb i d d i n gq u a n t i t yi nt h e d i f f e r e n tm a r k e t l i x i a n z h a n g ( m a s t e ri o fb u s i n e s sa d m i n i s t r a t i o n ) d i r e c t e db yp r o f y a nf uz h a n g k e y w o r d ：r e g i o ne 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 y , s p o tm a r k e t ，c o n t r a c tm a r k e t 华北电力大学1 ：商管理硕十专业学位论文 摘要 区域电力市场初期，相关的规则不完善，网络约束严重，使得处于系统内的发 电厂商面临更激烈的市场竞争，如何制定报价策略已经成为发电厂商急需解决的问 题。文章着重解决国电双鸭山发电有限公司在区域电力市场中的报价问题。首先分 析国电双鸭山发电有限公司在合同市场报价数据，得到该公司的成本曲线；基于古 诺模型对发电厂商在竞价中的合作与非合作的收益分析得出结论：在东北区域电力 市场运行初期，该公司应采用合作方式竞标，才能避免因网络约束带来的高风险。 其次在东北区域电力市场运行中长期框架下，建立了考虑合同市场和现货市场的发 电厂商组合报价模型。从避免网络约束的角度，通过建立求解最低风险率的数学模 型来确定发电厂商在不同电力销售市场中的投标发电量。 关键词：区域电力市场，报价策略，现货市场，合同市场 a b s i r a c i i nt h er e g i o ne l e c t r i cp o w e rm a r k e ti n i t i a lp e r i o d ，t h eg e n e r a t i o nm a n u f a c t u r e rf a c e d w i t ht h em o r ei n t e n s em a r k e tc o m p e t i t i o nb e c a u s et h ec o r r e l a t i o nr u l ei si m p e r f e c ta n dt h e n e t w o r kr e s t r a i n ti ss e r i o u s t h eg e n e r a t i o nm a n u f a c t u r e rn e e ds o l u t i o nt h eq u e s t i o nh o w f o r m u l a t e dt h eq u o t e dp r i c es t r a t e g y t h i sp a p e rr e s e a r c h e st h eq u e s t i o nw h i c hi sb i d d i n g s t r a t e g yo fg u o d i a ns h u a n g y a s h a ng e n e r a t e sl i m i t e dc o m p a n yi nr e g i o ne l e c t r i cm a r k e t t h e f i r s t ，w ea n a l y z eb i d d i n gd a t ao ft h i sc o m p a n yi nc o n t r a c tm a r k e t ，o b t a i n e dt h i sc o m p a n y s c o s tc u r v e t h ep a p e ru s e st h ec o u r n o tm o d e li ng a m et h e o r yt oa n a l y z et h ei n c o m eo f g e n e r a t i o nm a n u f a c t u r e ri nc o o p e r a t i o na n dn o n c o o p e r a t i o n i ti st h ec o n c l u s i o nt h a to n l y w h e nt h i sc o m p a n yu s e dt h ec o o p e r a t i o nw a yt oc o m p e t i t i v ec a na v o i dr i s ko nw h i c ht h e n e t w o r kr e s t r a i n tb r i n g si nt h en o r t h e a s tr e g i o ne l e c t r i cm a r k e ti n i t i a lp e r i o d t h es e c o n d ，t h e c o m b i n a t i o nq u o t e dp r i c em o d e lo fg e n e r a t i o nm a n u f a c t u r e rw h i c hc o n s i d e r a t e dt h ec o n t r a c t m a r k e ta n ds p o tm a r k e th a se s t a b l i s h e du n d e rt h em e d i u ma n dl o n g t e r mf l a m eo ft h e n o r t h e a s tr e g i o ne l e c t r i cm a r k e t f r o ma v o i d i n gt h er i s ko nw h i c ht h en e t w o r kr e s t r a i n tb r i n g s ， t h ep a p e re s t a b l i s h e st h em o d e lt om i n i m i z et h er i s kr a t et os o l v et h eb i d d i n gq u a n t i t yi nt h e d i f f e r e n tm a r k e t l i x i a n z h a n g ( m a s t e ri o fb u s i n e s sa d m i n i s t r a t i o n ) d i r e c t e db yp r o f y a nf uz h a n g k e y w o r d ：r e g i o ne 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 y , s p o tm a r k e t ，c o n t r a c tm a r k e t 声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的工商管理硕士学位论文国电双鸭山发电有限公司的 报价策略研究，是本人在华北电力大学攻读工商管理硕士学位期间，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 献均己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：主堡垒竖日期：鲨z ：! 兰：! ! 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：拯兰望导师签名：望丝缝 日期：型王! 三：竺日期：幽：! 兰：! ： 华北电力人学j 丁= 商管理硕十专业学侮论文 第一章绪论 1 1 论文选题背景及意义 自2 0 世纪8 0 年代以来，为了增强电力工业的活力，提高效益，降低电价，世 界上有很多国家开始重组其电力工业，以打破垄断，建立有利于公平竞争的电力市 场1 1 1 。世界各国电力工业改革的趋势是：将电力工业的所有权和经营权分离，并在 政府宏观调控和监管下进行充分竞争。将电力工业的所有权和经营权分离是电力工 业实现政企分开和引入竞争机制的前提条件。和原先垄断体制下不同，政府仅进行 宏观层面的调控与管制，在微观层面引入竞争机制来提高效率。也就是说，政府对 电力工业尽量减少不必要的干预，放松对电力工业的经济管制，增加有序竞争，使 市场机制的作用得以发挥。可以说在电力工业市场化改革中，宏观层面政府调控管 制与微观层面的市场充分竞争，是相辅相成的两个方面，缺一不可，在改革中片面 强调自由竞争和政府管制都是不正确的。此外，需要指出的是市场竞争不是改革的 目的，只是改革的手段，对于电力部门来说，改革的目的是保证可靠、长期而充足 的能源供应，合理的价格和环境标准，提供优质服务、较低的价格和面向更广泛的 用户。 在我国，随着社会主义市场经济体制改革的深入发展，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己成为必然趋势。从1 9 9 8 年开始，我国 开始在电力行业实行“厂网分开、竞价上网”的改革，并确定山东、上海、浙江及 东北的辽宁、吉林、黑龙江6 个电网为首批“厂网分开”的试点单位。通过各试点 单位的市场化运作，以期在发电侧引入市场机制，竞价上网，并积累经验，逐步向 完善的电力市场靠近。2 0 0 2 年3 月，国务院正式批准了电力体制改革方案。2 0 0 2 年4 月1 1 同，国家计委正式公御了电力体制改革方案内容。电力体制改革的总目标 是打破垄断，引入竞争，提高效率，降低成本，健全电价机制，优化资源配置，促 进电力发展，推进全国联网，构建政府监管下的政企分开、公平竞争、开放有序、 健康发展的电力市场体系。改革的第一步是进行“厂网分开 ，实行竞价上网，其 主要内容是：在发电环节引入竞争机制，将国家电力公司管理的电力资产按照发电 和电网两类业务进行划分。发电环节按照现代企业制度要求，将国家电力公司管理 的发电资产直接改组或重组为规模大致相当的5 个全国性的独立发电公司，逐步实 行“竟价上网”，开展公平竞争。电网环节分别设立国家电网公司和中国南方电网 有限责任公司，国家电网公司下设华北、东北、华东、华中和西北5 个区域电网公 司。国家电网公司主要负责各区域电网之间的电力交易、调度，参与跨区域电网的 投资与建设；区域电网公司负责经营管理电网，保证供电安全，规划区域电网发展， 培育区域电力市场，管理电力调度交易中心，按市场规则进行电力调度。区域内的 1 华北电力人学r = 商管理硕士专业学位论文 省级电力公司可改组为区域电网公司的分公司或子公司。2 0 0 2 年1 2 月2 9 同，正式 组建了包括两大电网公司、五大发电集团以及四家辅业公司的十一家集团公司。这 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。2 0 0 4 年3 月，电监会开始修订电网调度管理条例，旨在打破电力调度中 省域之间的壁垒。2 0 0 4 年4 月，电监会和国家发改委联合印发了电力用户向发电 企业直接购电试点暂行办法，开始积极推进大用户直购电试点。2 0 0 5 年2 月1 5 同 国务院总理温家宝签署第4 3 2 号国务院令，公布了电力监管条例，并从2 0 0 5 年 5 月1 日开始实施。 电监会是我国在国民经济重要基础产业领域中设立的第一家政府监管机构。 电力监管条例第1 7 条中明确规定：“电力监管机构对电力企业、电力调度交易 机构执行电力市场运行规则的情况以及电力调度交易机构执行电力调度规则的情 况实施监管。”电监会的f 式成立，表明我国电力工业体制向适应市场经济要求的 依法监管的方向转变，是电力工业市场化改革的必然结果，也是进一步转换政府职 能、构建适应市场经济要求的政府监管体制的重要步骤，将对促进我国电力工业结 构调整和优化发挥重要作用。 而以国务院关于印发电力体制改革方案的通知( 国发( 2 0 0 2 ) 5 号) 文件为 指导，按照我国建立电力市场的总体要求，总结和借鉴国内外电力市场改革的经验 教训，遵循市场经济的一般规律和电力工业发展的特殊规律，首先建立统一的东北 区域电力市场。由于东北区域电力市场不是完全竞争市场而是更接近于寡头垄断市 场，同时处于市场初期，相关的体制和规则不完善，存在着博弈行为和一些未知的、 不确定的因素，发电厂商可以通过策略化的竞价投标来达到企业利润的最大化。 本文的目的是解决在区域电力市场初期的框架下，作为典型送端系统内的发电 厂商在合同市场的报价问题，同时对区域电力市场中长期框架下，发电厂商在合同 市场和现货市场的组合报价策略问题进行研究。这一课题对发电厂商在竞标过程中 具有很高借鉴作用，还填补了国内在这方面研究的不足。 1 2 国内外研究现状 报价策略问题主要针对电力联营体( p 0 0 1 ) 结构的电力市场。在有多个买主和 卖主的同种且同质商品市场中，通常采用统一价格拍卖，以鼓励买卖双方按其边际 获利或边际成本投标，取得最大的社会效益1 2 】几乎世界上所有的以电力联营体为基 础的电力市场都采用了统一价格暗标拍卖【3 1 。发电厂商向市场操作员提交下一个交 易时段能提供的电力及其要求的价格，市场操作员根据预测的负荷和所有发电厂商 的报价，按照报价从低到高的原则确定发电调度计划和市场出清电价。一般情况下， 市场出清电价由边际机组的报价决定，即统一出清电价机制。在不允许用户参与投 2 华北电力人学：i ：商管理硕+ 专业学何论文 标的电力市场中，电力联营体应采取使用户支付的电价最低的方法来确定市场出清 价，以保护消费者的利益，因为用户在这种市场中的角色是被动的。当用户可以参 与投标时，电力联营体应采用使社会效益最大的方法来确定市场出清价，因为在这 样的市场中发电厂商和用户的角色都是主动的。尽管有些电力市场中允许用户参与 报价，但由于目前电力市场的竞争主要是在发电侧，输电系统大多仍处于垄断，因 而报价策略的研究主要针对发电厂商。 不同于垄断体制，发电厂商作为电力市场竞争的主体，将采用某种竞价策略， 通过调整报价参数，来实现其自身利益最大化的目的。通常认为在理想的完全竞争 的电力市场中，发电厂商的最优竞价策略是按边际成本报价。然而，实际的电力市 场往往是一个不完全竞争的市场，这样发电厂商就可以利用市场结构的不完美性， 通过策略性报价获取超额利润。如果一个发电厂商没有以边际成本作为报价策略， 而试图通过利用市场结构的不完美来增加利润，这种行为就是策略性的报价1 4 】。 最近几年，国内外在研究发电厂商最优报价策略方面作了相当多的工作，发表 了不少研究论文。文献【5 】首次针对英格兰和威尔士电力市场提出了竞争性发电企业 投标策略的问题，构造了一个概念化的投标模型，提出了以动念规划为基础的方法， 采用概率方法来模拟其他发电厂商的投标行为，并计及负荷变化、机组启停成本等 因素。文献f 6 1 针对英国初期电力市场，首次研究了在双寡头情况下，发电公司行使 市场力的情况。 本文从构造最优报价策略的方法出发，对有关文献进行分类综述。从大的方面 讲，构造发电厂商最优报价策略的方法有5 种：第1 是基于成本分析的报价策略： 第2 是基于电价预测的报价策略；第3 是基于最优化方法的报价策略；第4 是基于 博弈论的报价策略；第5 是基于人工智能方法的报价策略。此外，市场仿真和经验 分析也可以用于构造最优报价策略【7 】1 8 1 1 9 l1 1 叭。 ( 1 ) 于成本分析的发电厂商报价策略 基于成本分析的方法是目前国内电力市场中发电厂商参与竞价上网应用最普 遍的一种竞价策略。其核心思想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。此方法具有原理简单、操作方便、易于掌握，并可与发电厂现 有m i s 系统结合使用等特点。但由于该方法没有考虑其他发电厂商的报价情况及系 统中负荷的实时波动，因而很难达到利润最大化的目的，根据该方法制定的报价只 是一个可接受的报价而不是最优报价。 文献 1 1 】以实时成本为基础制定发电厂商的报价策略，其报价为在实时成本的 基础上加上利润和税金作为其报价；并考虑在不同负荷时段设置不同的利润率。文 献1 1 2 1 将发电厂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，就要尽可能多的争取上网容量；并给出了能快速制定报价的利润曲线图。 文献 1 3 1 提出了一种不同于传统的产品成本模型( p c m ) 的基于竞价策略的产品成 3 华北电力人学j r 商管理硕十专业学位论文 本模型( s p c m ) ，并将之应用于实际的批发市场。文献 1 4 1 提出了一种在竞争环境 下计算和分解中期边际成本的方法，该方法基于市场均衡模型，其目标是为发电厂 提供一种管理其资源的有效方法，以帮助电厂优化运行、报价决策、资产评估和合 同管理。 ( 2 ) 于电价预测的发电厂商报价策略 在统一出清电力市场中，预测市场出清电价也是一种常用的手段，常见的方法 是采用神经网络【1 5 邯】、时间序列方法【18 1 、m a r k o v 模型【19 1 、基于数据挖掘中的相似 搜索技术和加权回归技术的短期电价预测方法1 2 0 l 预测下一个交易时段的市场出清 电价。一旦能较为准确预测出市场出清电价，对于作为价格接受者的发电厂商只需 报一个比出清电价略低的电力报价即可确保竞价成功。 文献 2 1 1 研究了电力市场中作为价格接受者的发电厂商的报价策略，其核心思 想是根据预测的市场出清电价，合理安排机组的运行计划，以获得最大利润。 ( 3 ) 基于最优化方法的发电厂商报价策略 文献f 2 2 1 假设其他发电厂商的报价服从连续正态分布，然后通过m o t ec a r l o 模 拟的方法求解自身的最优报价策略。文献【2 3 1 将该方法扩展为考虑大用户报价、同 时考虑主市场和辅助服务市场竞价和发电厂商分段报价的竞价策略。文献【2 4 】以发 电厂商利润最大化为目标，根据厂商之间供需互补的关系，在满足运行约束的条件 下，得到机组报价曲线的最优调整策略。文献【z s 用随机优化技术处理了发电厂商 长期报价策略问题。 根据最优化方法制定发电厂商报价策略时，难点之一是如何估计对手的报价情 况，文献f 2 6 根据边际成本的定义和随机生产模拟技术，提出了一种短期边际发电 成本的概率学预测方法，但由于需要知道每个发电单元的具体情况，在实际电力市 场中很难直接应用。由于精确预测每一发电单元的报价情况很困难，文献1 2 7 $ 1 1 1 2 8 】 分别用模糊理论和可能性理论来描述对手的报价情况。 ( 4 ) 基于博弈论的发电厂商报价策略 有很多文献研究了博弈论在发电厂商投标策略中的应用。文献f 2 9 1 提出了发电 厂商投标策略的不确定型模型，在考虑市场信息不完全的条件下，通过估计竞争对 手的最低投标建立发电厂商的收益矩阵。该模型采用最大最小决策准则从收益矩阵 中直接选取单时段优化的投标策略，减少了状态数。文献【3 0 】提出了一种包含了三 个步骤的方法来求解发电厂商投标的n a s h 均衡解。文献【3 1 】提出了电厂优化报价问 题的数学模型，并给出了基于博弈论和概率论的求解方法。该解法通过引入虚拟对 手的概念和参数估计的方法解决了通常难以处理的多人博弈和不完全信息问题。文 献 3 2 1 运用博弈论中的级密封价格拍卖原理，研究了在“单一购买者+ 差价合约 的电力市场中，当各发电厂商的报价电量不同时，发电厂商的不完全信息动态竞价 博弈模型。该模型考虑了发电厂商的单位成本、竞价成功的两种可能性的概率、差 4 华北电力人学：r ：商管理硕十专业。学位论文 价合约电量、合约价格以及其预期的市场出清价格等因素。文献 3 3 1 利用博弈论方 法在比较宽泛的假设条件下建立了发电厂商的竟价策略模型。研究结果表明，当电 量市场需求小于等于每个发电厂商的申报上网电量时，发电厂商的最优报价将围绕 其单位发电成本与电力市场最高限价之问的平均值小幅波动。文献【3 4 】分析了机组 利润、出清电量与报价策略系数之间的相互关系，从而得出了单机机组的最优报价 策略和在报价越界时的优化调整方法；并提出了同一电厂不同机组间的策略组合报 价模型。该文采用博弈论的方法来求解机组的报价策略系数。 另一些文献的研究基于寡头博弈模型( o l i g o p o l yg a m e ) ，主要包括c o u r n o t 模型 3 5 - 3 7 】、s t a c k e l b e r g 模型【3 8 1 和供给函数模型1 3 9 l ( s u p p l yf u n c t i o nm o d e l ) 。 ( 5 ) 基于人工智能方法的发电厂商报价策略 随着人工智能技术的发展，人工神经网络与专家系统和模糊逻辑的综合对电力 市场这样一个复杂的动态大系统来说，将大有用武之地。人工神经网络的形象思维 能力、专家系统的逻辑思维能力和模糊逻辑这三者的结合，可体现出各自的优势， 互相弥补各自的不足，这无疑能更有效地模拟智能的实现。针对发电厂商报价策略 这一具体问题，人工智能的应用有很多工作可作。人工智能在报价策略方面的研究 己有不少论文发表，如神经网络预测电价【1 5 哪】、遗传算法【4 0 1 、q 学习【4 、自适应方 法【4 2 l 等。 这些报价策略用于研究国电双鸭山发电有限公司在区域电力市场中的报价问 题存在如下不足：对同时考虑合同市场以及现货市场的组合报价模型研究较少；缺 乏对处于送端系统内的发电厂商的报价策略研究；在区域电力市场中考虑网络阻塞 下的报价策略；对在同一节点或断面上各发电公司韵合作策略的研究。 1 3 本文主要研究内容 由于我国目前电力市场是发电侧的电力市场，区域电力市场采用“1 + n ”交易 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 的各个发电企业。而本文立足于研究国电双鸭山发电有限公司在区域电力市场中的 报价问题，因此本文只讨论在“i + n ”交易模式下的报价策略。 借鉴国内外电力市场及发电侧报价策略研究成果，结合我国区域电力市场发展 现状，本文的主要研究内容是： ( 1 ) 通过对国电双鸭山发电有限公司所在的东北电网基本概况，网络约束情 况以及龙江电网的网络约束及负荷增长情况的阐述，明确其所在电力市场客观环 境。在当前的市场情况下，对国电双鸭山发电有限公司在2 0 0 5 年的竞价情况进行 分析，提出该公司在区域电力市场运行初期报价需要解决的问题。 ( 2 ) 在东北区域电力市场运行初期框架下，利用成本曲线，对国电双鸭山发 电有限公司在合同市场竞价数据回归分析，得到该公司的成本曲线；进而获得其报 5 华北电力人学j 1 ：商管理硕十专业学位论文 价曲线；利用古诺( c u r n o t ) 模型对发电厂商在竞价中的合作与非合作的收益进行 分析；通过上述方法来解决国电双鸭山发电有限公司初期在合同市场的报价问题。 ( 3 ) 在东北区域电力市场运行中长期框架下，市场规则和市场机制更加完善， 发电厂商可以在多个市场下投标发电。发电厂商为了获得较多的利润或降低市场风 险，应合理地安排在各个市场中的投标发电量。发电厂商可以在利润较高、电价波 动水平也较高的现货( 实时) 市场销售电力产品，也可以选择电价波动风险较低、 利润较少的合同市场，本文将从利益最大化角度出发，讨论国电双鸭山发电有限公 司在合同市场和现货市场投标电量分配问题；从避免网络约束的角度，以降低风险、 保证生产成本的回收为目标，对发电厂商的组合报价策略进行了探讨，通过建立求 解最低风险率的数学模型来确定发电厂商在不同电力销售市场中的投标发电量。 6 华北电力大学j r 商管理硕十专业学位论文 第二章发电厂商报价策略理论 2 1 引言 随着区域电力市场的建立和发展，发电厂商将采取各种策略来获得收益，但无 论哪种策略，都首先要对自身的情况进行分析，而电厂的生产成本是发电厂商上网 电价的主要组成部分，是进行报价数据分析的最基础数据，因此是必须要进行研究 的。同时由于电力工业的特殊性，如有限数目的发电厂商、大的投资规模( 市场进 入壁垒) 、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) ，以及市场初期相关体制和规则的不完善等， 以上这些因素决定了电力市场不是完全竞争市场而是更接近于寡头垄断市场，存在 着博弈行为和一些未知的、不确定的因素，给发电企业带来了风险和获取额外收益 的机会，决定了发电厂商在挖掘潜力、降低成本的同时还可以通过竞价投标策略来 达到企业利润最大化。 2 2 发电厂成本的组成 发电厂成本是指发电厂为生产一定数量的电能所发生费用的总和。而费用是指 企业从事生产经营活动所发生的各种耗费的总和。前面已经提到，企业的费用包括 直接费用、间接费用和期间费用。按其经济用途不同又可分为应记入成本的费用和 不记入成本的费用。直接费用是指企业直接为生产经营活动所发生的各项费用，应 当直接记入企业生产经营成本之中。间接费用是指企业内部生产经营单位为了组织 和管理生产经营活动而发生的各种i 剐接费用或者共同费用。间接费用根据企业生产 特点的不同和费用发生归集的特征及具体情况，采用不同的分摊方法和标准进行分 摊，然后记入生产经营成本之中。期间费用是指企业行政管理部门为了组织和管理 生产经营活动以及产品销售所发生的各种费用。包括管理费用、财务费用、销售费 用。期间费用直接记入损益。 根据企业管理的需要，成本可分为计划成本、实际成本、目标成本、生产成本、 总成本等多种。按生产类型和生产过程的不同特点，成本计算的方法主要有品种法、 分批法、分布法、定额法等几种。制造成本法是目前世界各国普遍采用的一种方法， 其特点是把企业全部成本费用划分为制造费用和当期费用两大类。按制造成本要 求，企业产品成本核算到制造费用为止。企业发生的管理费用、财务费用和销售费 用不摊入产品成本，作为期间费用直接记入当期损益。非独立核算的电力企业成本 核算如何采用制造成本法，目前尚无具体明确的规定。发电企业由于产品单一，生 产过程不问断，且大量重复生产一种产品电能，生产周期较短，期末没有在产品和 产成品等特点，所以成本费用核算方法和其他行业、企业相比有一定的差异，如间 7 华北电力人学一：商管理硕十专业学何论文 接费用不需要进行分摊，且不发生销售费用等。 在发电成本的各项费用中，有的费用随产品产量的增减而发生明显变动，而有 的费用并不随产品产量的增减而变动，或只随产品的产量的变动发生微小的变动。 为了便于分析和控制成本费用，在会计核算中，一般将直接随产品产量增减变动的 费用称为变动成本；将不随产品产量增减变动或变动很小的那部分费用称为固定费 用。 电能的固定成本包括按照电厂建成移交生产时形成的固定资产与总投资的比 值百分数( 固定资产形成率) 所确定的固定资产每年的推销额，即折旧费，还有大修 基金；若发供电是一个电力企业统一核算，则投资成本当然还要包括输配电系统的 投资，除了这些费用之外，其他如管理费、计时工资、保险费当然也是固定成本。 电能的运行成本包括燃料购买费、水费、为生产付出的计件工资、润滑油费等 这些为连续、平稳、安全供电而付出的费用。运行成本是与发电量有关的。若运行 成本正比于发电量，则得到线性成本关系，而固定成本与发电量无关，这是两类成 本最本质的区别。 电力工业企业的固定成本费包括：( 1 ) 只决定于电力企业设备容量的费用；( 2 ) 那些与电能产生量大小无关的费用。而可变成本则与之相反，该费用的发生与大小 与电能产量有直接关系而与设备容量无关，所以，如设备折旧费、大修基金、工资、 某些资金、辅助材料费、债务本息等均为固定成本费用，而燃料费、厂用电、锅炉 用水及冷却水与除灰用水费等均为可变成本费。 根据电力产品成本开支范围，在生产费用按经济性质分类的基础上，结合按经 济用途分类，电力产品的成本项，目可以设置如下1 4 3 1 ： ( 1 ) 燃料费：指火电厂为生产电热产品而消耗的各种燃料，计算式如下： 燃料费= ( ( 入炉煤标煤价格供电标准煤耗) 比例+ ( 油折标煤价格 供电标准煤耗) 比例十( 气折标煤价格x 供电标准煤耗) 义比例) ) 。 ( 2 ) 购入电力费：指向外单位购入的有功电量所支付的费用。 ( 3 ) 水费：指发电供热生产用水的外购水费。 ( 4 ) 材料费：指生产运行、维修和事故处理等所耗用的材料、备品、低值易耗品 在占 守0 ( 5 ) 工资及福利费：指按规定列入电热产品成本的职工工资、奖金、津贴、补贴 等及按企业职工工资总额与规定比例提取的职工福利费。 ( 6 ) 折旧费：指企业的固定资产按规定的折旧率计提的折旧费。 ( 7 ) 修理费：指固定资产修理费。该项目可以综合列入成本项目，也可以分别列 入材料费、工资及福利费、其它费用等成本项目，修理费的计列方法一经确定，不 得随意变更。另外，预提修理费应列入成本项目。 ( 8 ) 其他费用：指不属于以上各项目而应计入产品成本的其它费用。 8 华北电力人学：商管理硕七专业学何论文 2 3 发电成本曲线 由于本文所汝及的内容基本都是年度和月度竞价，因此计算发电成本不会精确 到每个竞价时段，每一台机，而是以年度和月度平均成本，以整个发电厂为竞价单 位。在这个前提下来讨论发电成本的二次和一次曲线【1 1 0 2 3 1 发电成本为二次曲线 当发电成本c ，是发电功率只的一二次曲线，如下式 c f = 吼只2 + 6 f 只+ d f 公式( 2 1 ) 式中c f 为发电厂的平均发电成本；c 为发电厂的发电功率； 口i ，饥，d ，为发电厂 电成本二次曲线的系数。发电成本二次曲线如图2 - 1 所示。 上式两边同时除以发电功率只( 严格地 兑应该是发电量) 即得该发电厂的发电 成本单价曲线为： c 讲= 口。只+ 6 + 考 公式( 2 2 ) c 胡即为发电厂的发电成本单价，显然，c 面不是常数，它随着发电出力的变化 而变化。式( 2 1 ) 两边对发电功率p 求导，即得发电厂的微增成本曲线： c ；：i d c i ；2 口，+ 阢 担 公式( 2 - 3 ) 2 3 2 发电成本为一次曲线 发电成本表达成发电功率的二次函数通常是比较理想的，而且适用性也很好。 但对发电厂来说，考虑到计及平均发电功率，发电成本采用一次曲线来描述可能既 简单实用、又具有较高的准确度。则该式如下： c 一饥只+ d l 公式( 2 - 4 ) 发电成本一次曲线如图2 2 所示。上式两边同时除以发电功率只( 严格地说应该 是发电量) 即得该发电厂的发电成本单价曲线为： 9 华北电力人学1 ：商管理硕十专业学位论文 c 耐= 6 ，+ 鲁 式( 2 4 ) 两边对发电功率只求导，即得发电厂的微增成本曲线： c l b i c i c o l c d 。 c l c 钟 c l 。 d b l 一一 图2 - 1 c ，为二次曲线时的成本曲线 ：阢 图2 2c ，为一次曲线时的成本曲线 公式( 2 5 ) 公式( 2 6 ) 上述发电成本曲线无论是那一种都不能精确计算出发电成本，但是对于发电企 1 0 华北电力人学一i ：商管理硕+ 专业学何论文 业初期竞价来说已经够用了，我们将利用所描述的求出国电双鸭山发电有限公司的 发电成本曲线。 2 4 博弈论的基本概念 博弈论可以分为合作博弈和非合作博弈【矧。两者之间的区别主要在于人们的行 为相互作用时，当事人能否达成一个具有约束力的协议。如果有，就是合作博弈； 反之，则是非合作博弈。由此可见，博弈论就是研究在风险不确定情况下，多个( 两 个或两个以上) 在利益上有冲突的个体，如何进行各自优化决策的过程。 博弈模型的划分可以从两种不同的角度进行。从信息的角度，博弈可划分为完 全信息和不完全信息两大类。所谓完全信息是指每个局中人对于自己以及其他局中 人的策略集、支付函数等有完全准确的了解；否则，为不完全信息。另一个角度是 根据局中人行动的先后顺序，分为静态博弈和动态博弈。所谓静态博弈是指局中人 同时选择行动。这罩的同时不单是指所有局中人在同一时刻行动，通常还包括在时 间上虽有行动的先后，但在博弈结束时，局中人彼此不知道其他人采取什么具体行 动，其效果仍等价于所有局中人同时行动。若局中人行动有先后顺序，后行动者在 获得先行动者的行动决策信息后，再采取行动的博弈称为动态博弈。交叉结合上述 两种不同角度的分类，可得到四种不同的基本博弈类型，即完全信息静态博弈、完 全信息动态博弈、不完全信息静态博弈、不完全信息动态博弈。与上述四种博弈类 型相对应的是四个均衡概念：纳什均衡、子博弈精炼均衡、贝叶斯均衡和精炼贝叶 斯均衡。 电力市场采用的是封闭式拍卖交易方式，应该近似描述为不完备信息非合作博 弈过程。但是在实际问题中，对于不完备和不完美信息的处理以及多人博弈问题是 分析问题的难点所在，而在工程应用的精度范围内，往往可以做一些近似估计。 2 5 古诺寡头模型 古诺( c u r n o t ) 一个半世纪以自矿提出的寡头市场模型是博弈论的经典例子。古 诺模型是寡头产量决策模型【矧。 己知在某个市场有n 个厂商销售完全相同的产品，因为这个市场容量有限，因 此在一定的价格水平上该市场只能销出有限数量的该种商品。如果向该市场投放超 出前述数量的该种商品，则必须要降价才能将其全部销售出去。换言之，能将商品 全部销售出的“市场出清价格”就是投放到该市场上的该种商品数量的函数，商品 数量越大，市场出情价就越低，而商品总量即n 个厂商各自产量之和。厂商通过决 定自身产品产量来追求自身利润最大化产品价格由市场决定。数学上的表达为： 华北电力人学一【：商管理硕士专业学位论文 p ( o ) - - k d q 公式( 2 7 ) 式中：p 为市场出情价格，它是总产量q 的函数；k ，d 为市场与产量之问的 相互依赖系数，其中，k 为市场容量的参数，而d 为市场价格随产量变化而变化的 反应系数。 依据上述情况，假设有个发电厂参加电力市场发电竞标，其中有部分发电厂 是属于同一个发电商，用s 表示一个发电商的发电厂的集合，口为实际结成联盟后 的系统结构。万为发电厂利润收益的集合。那么整个发电侧可以用( ，s ，万，b ) 表示其 结构。我们假定第f 个发电厂发电量满足0 q ；口僦，为其上限，市场上总电量为 j ；、， 酗。q 公式( 2 8 ) 设c ，为的发电厂成本函数，则这个发电厂的利润以，是一个依赖于整个市场的 多元函数，可以表示为： 乃白，q ：q 。) - - q ，p ( q ) 一c i ( q j ) 2 6 本章小结 本章介绍了发电成本组成及发电成本一次曲线和二次曲线，及博弈论的相关知 识，重点研究了古诺寡头模型，在接下来的章节中将应用到这些理论。 首先，对于区域电力市场初期的发电厂商，要想在竞争中获利，必须了解自身的 成本状况，以便挖掘自身优势；同时利用发电成本曲线，通过报价数据的分析，可以 获得报价曲线，能够满足其在合同市场的需求。 其次，由于市场初期相关体制和规则的不完善，存在着博弈行为，可以利用古 诺寡头模型进行分析解决处于送端系统内发电厂商的报价策略问题，帮助发电厂商 降低风险，获得利润。 1 2 华北电力人学 ：商管理硕十专业学位论文 第三章国电双鸭山发电有限公司市场环境分析 3 1 引言 国电双鸭山发电有限公司位于三江平原东南端，座落在国家重点煤炭基地一 双鸭山矿业集团所属的双阳，七星，新安三大煤矿之问，是典型的坑口电站始建于 1 9 8 4 年，是国家八五期间重点工程项目，公司目前总装机容量8 3 0 m w 。一期两台 2 0 0 m w 机组，分别于1 9 8 8 和1 9 8 9 年投产，二期两台2 1 0 m w 机组，分别于1 9 9 1 和 1 9 9 2 年投产，三期两台6 0 0 m w 机组，分别于2 0 0 7 和2 0 0 8 年投产，届时国电双鸭山 发电有限公司将成为东北地区最大的火力发电厂。大的机组容量以及坑口电站的成 本优势应该使其在市场中更具竞争中处于有利力。但在实际的竞价中却处于劣势， 究其原因，本章将从市场环境的角度进行阐述。 3 2 东北电网的基本概况 东北电网覆盖辽宁省、吉林省、黑龙江省和内蒙古东部的赤峰市、通辽市以及 兴安盟、呼伦贝尔市地区，供电面积1 2 0 万平方千米，供电服务人口1 亿左右。全 网火电资源主要分布在内蒙古东部和黑龙江煤炭产区以及大连