（管理科学与工程专业论文）我国电网企业在经营过程中的主要风险管理研究.pdf

华北电力大学硕士学位论文摘要 摘要 随着电力市场改革的不断深入，电网企业在经营过程中会遇到各种各样的 风险。论文在介绍了风险理论相关知识的基础上，结合电网企业在经营中遇到 的实际问题，从电网企业负荷预测误差、峰谷分时电价、大用户直购电及发电 商市场力四个方面，对电网企业经营风险进行了定性和定量的分析。论文运用 v a r 方法对负荷预测误差风险进行评估，并采用s h a p l e y 值组合预测技术来提高 预测精度。在分析了峰谷分时电价给电网企业带来的收入风险之后，运用成本一 时间曲线来划分峰谷时段及确定峰谷分时电价。在分析大用户直购电风险时， 论文综合考虑了电力市场各方利益，提出了输配电价的取值范围。在发电商市 场力风险分析中，论文主要采用了定性的方法，介绍了发电商市场力给电网企 业带来的风险，以及电网企业的应对措施。 关键词：电网企业，风险管理，经营风险 a b s t r a c t a l o n gw i t ht h er e f o 册i ne l e c t r i cp o w e rm a r k e t ，t h ee l e c t r i c a lg r i de n t e 叩r i s ew i l l m e e tv a r i o u sr i s k s t h ep a p e ri n t r o d u c e st h et h e o r yo fr i s km a i l a g e m e n ta n da n a l y z e st h e o p e r a t i o n a lr i s k so fp o w e rg r i de n t e r p r i s eq u a l i t a t i v e l ya n dq u a n t i t a t i v e l yf i r o mm ef o u r a s p e c t sw h i c ha r et h er i s k so fe l e c t r i c a l l o a df o r e c 2 l s t i n gi n a c c u r a c y t h ep r i c eo ft o u ( t i m e o f u s e ) ，d i r e c t p u r c h a s ee l e c t r i c a lp o w e ro fl a 唱eu s e r sa n dm a r k e tp o w e ro fp l a n t s t h ep a p e re s t i m a t e sm ef i s ko fl o a df o r e c a s t i n gi n a c c u r a c yw i t ht h ev a l u ea tr i s k 觚d u s e st l l em e t h o do fc o m b i n a t i o nf b r e c a s t i n gb a s e do nt h ev a l u eo fs h a p l e yt oi m p r o v et h e f b r e c a s ta c c l l r a c y t ba n a l y z et h ei n c o m er i s kw h i c ht h et o up d c eb r i n g st ot h e e l e c t r i c a l 伊i d t e r p r i s e ，t h ep 印e ri n t r o d u c e sam e m o do ft h ec o s t - t i m ec u 州e t h e p a p e rc o n s i d e r st h ei n t 盯e s t so fa up a r t i e sa n dp r e s e n t st h ef a n g eo ft r a n s m i s s i o na i l d d i s t r i b u t i o np r i c ew h i l ea n a l y z i n gt h er i s ko fd i r e c t - p u r c h a s ee l e c t r i c a lp o w e ro fl a r g e u s e r s i nt l l ea n a l y s i so fp l a n t sm a r k e t i n gp o w e rr i s k ，t h ep a p e rh a sm a i n l yu s e dt h e q u a l i t a t i v em e m o dt oi n t r o d u c et h ep l a n t sm a r k e t i n gp o w e rr i s kw h i c hb r i n g sf o rt h e e l e c t r i c a ln e 柳o r ke n t e 印r i s ea n dt h ec o u n t e rm e a s u r c s s u oc h a o ( m a n a g e m e n ts c i e n c ea n de n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f j i az h e n g y u a n k e yw o r d s ：p o w e rg r i de n t e r p r i s e ，r i s km a n a g e m e n t ，o p e r a t i o n a lr i s k 华北电力大学硕士学位论文摘要 摘要 随着电力市场改革的不断深入，电网企业在经营过程中会遇到各种各样的 风险。论文在介绍了风险理论相关知识的基础上，结合电网企业在经营中遇到 的实际问题，从电网企业负荷预测误差、峰谷分时电价、大用户直购电及发电 商市场力四个方面，对电网企业经营风险进行了定性和定量的分析。论文运用 v a r 方法对负荷预测误差风险进行评估，并采用s h a p l e y 值组合预测技术来提高 预测精度。在分析了峰谷分时电价给电网企业带来的收入风险之后，运用成本一 时间曲线来划分峰谷时段及确定峰谷分时电价。在分析大用户直购电风险时， 论文综合考虑了电力市场各方利益，提出了输配电价的取值范围。在发电商市 场力风险分析中，论文主要采用了定性的方法，介绍了发电商市场力给电网企 业带来的风险，以及电网企业的应对措施。 关键词：电网企业，风险管理，经营风险 a b s t r a c t a l o n gw i t ht h er e f o 册i ne l e c t r i cp o w e rm a r k e t ，t h ee l e c t r i c a lg r i de n t e 叩r i s ew i l l m e e tv a r i o u sr i s k s t h ep a p e ri n t r o d u c e st h et h e o r yo fr i s km a i l a g e m e n ta n da n a l y z e st h e o p e r a t i o n a lr i s k so fp o w e rg r i de n t e r p r i s eq u a l i t a t i v e l ya n dq u a n t i t a t i v e l yf i r o mm ef o u r a s p e c t sw h i c ha r et h er i s k so fe l e c t r i c a l l o a df o r e c 2 l s t i n gi n a c c u r a c y t h ep r i c eo ft o u ( t i m e o f u s e ) ，d i r e c t p u r c h a s ee l e c t r i c a lp o w e ro fl a 唱eu s e r sa n dm a r k e tp o w e ro fp l a n t s t h ep a p e re s t i m a t e sm ef i s ko fl o a df o r e c a s t i n gi n a c c u r a c yw i t ht h ev a l u ea tr i s k 觚d u s e st l l em e t h o do fc o m b i n a t i o nf b r e c a s t i n gb a s e do nt h ev a l u eo fs h a p l e yt oi m p r o v et h e f b r e c a s ta c c l l r a c y t ba n a l y z et h ei n c o m er i s kw h i c ht h et o up d c eb r i n g st ot h e e l e c t r i c a l 伊i d t e r p r i s e ，t h ep 印e ri n t r o d u c e sam e m o do ft h ec o s t - t i m ec u 州e t h e p a p e rc o n s i d e r st h ei n t 盯e s t so fa up a r t i e sa n dp r e s e n t st h ef a n g eo ft r a n s m i s s i o na i l d d i s t r i b u t i o np r i c ew h i l ea n a l y z i n gt h er i s ko fd i r e c t - p u r c h a s ee l e c t r i c a lp o w e ro fl a r g e u s e r s i nt l l ea n a l y s i so fp l a n t sm a r k e t i n gp o w e rr i s k ，t h ep a p e rh a sm a i n l yu s e dt h e q u a l i t a t i v em e m o dt oi n t r o d u c et h ep l a n t sm a r k e t i n gp o w e rr i s kw h i c hb r i n g sf o rt h e e l e c t r i c a ln e 柳o r ke n t e 印r i s ea n dt h ec o u n t e rm e a s u r c s s u oc h a o ( m a n a g e m e n ts c i e n c ea n de n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f j i az h e n g y u a n k e yw o r d s ：p o w e rg r i de n t e r p r i s e ，r i s km a n a g e m e n t ，o p e r a t i o n a lr i s k 声明丹刚q 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文我国电网企业在经营过程中的风险管 理研究，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： 零勉 日 期：2 丝2 ：垡 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) 一 作者签名：! 焘塾 导师签名： 日期：沙哆9 - 腰 日期： 盘2 丑：，仉， 华北电力大学硕士学位论文 1 1 选题背景 第一章绪论 随着我国电力市场工业化改革的深入，我国电力系统以往的发、输、配、送一 体化的垄断经营模式已被彻底改变，发电公司和电网公司已经实现了资产和经营上 的分离，电网企业从原来的电力产业链条中分离出来，成为了一个独立的经济实体， 电网经营企业目前已经重组为“国家电网公司 和“南方电网公司。2 0 0 2 年2 月， 国务院5 号文件明确了我国电力体制改革总体目标：打破垄断，引入竞争，提高效 率，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。 然而，由于受到电力系统自身原因和外部干扰的影响，电网事故时有发生，而 电力行业公用性和电力系统同时性的特点，决定了电网事故影响大、速度快、后果 严重。大电网事故不仅会给电力企业造成重大的经济损失，更严重地是会给社会带 来巨大的政治、经济影响。2 0 0 3 年8 月发生了美加大停电，随后在英国、澳大利亚、 马来西亚、芬兰、丹麦、瑞典和意大利等国又相继发生较大面积的停电事故。而在 我国，2 0 0 3 年也出现了严重的大范围缺电现象，更加引起了人们对电网安全运行的 重视，而电网运行中的风险因素是影响电网安全运行最直接的决定因子，因此对电 网企业面临的风险因素进行研究，以减小由于这些风险而可能对电网公司形成的损 失，已经是很迫切的问题。 1 2 研究意义 我国电网企业切实实行全面风险管理、运行风险管理基本流程可以获得很多好 处，最主要的有： 第一，从根本上提高电网企业风险管理水平。对我国电网企业的风险管理研究， 有助于企业建立动态的自我运行、自我完善、自我提升的风险管理平台，形成风险 管理长效机制，从根本上提升风险管理水平。 第二，达到与企业整体经营战略相结合的风险最优化。将风险管理纳入企业战 略执行的层面之上，使企业成长与风险相联，设置与企业成长及回报目标相一致的 风险承受度，从而使企业将战略目标的波动控制在一定的范围内，保障企业稳健经 营。 第三，避免企业重大损失。通过对企业重大风险的量化评估和实时监控，全面 华北电力大学硕士学位论文 风险管理体系帮助企业建立重大风险评估，重大事件应对，重大决策制定，重大信 息报告和披露以及重大流程内部控制的机制，从根本上避免企业遭受重大损失。 第四，提升企业具体风险管理解决方案的效果。全面风险管理体系提出了企业 建立风险管理的整体框架，在此框架下，企业可以根据自身管理的水平和阶段，针 对具体风险，灵活地制定风险解决方案。通过体系框架下的风险策略、风险组织职 能、风险信息系统、金融工具以及内控等多种管理手段，提高具体风险的管理效率 和效果。 1 3 国内外研究现状 基于风险管理的分析方法综合考虑了事件发生的概率及其经济后果，在多个领 域已得到广泛的应用，国内不少专家对于风险管理引入电力系统和电力市场并应用 之也开始逐步重视。 文献【l 】对引起或增加风险事件发生的因素进行了分析，认为其最大的特点是不 确定性，并按不同的划分标准对电力市场中可能出现的风险进行了分类识别。文献 2 】讨论了电力市场中风险管理的分类、程序及意义，给出相应的风险管理方法。文 献 3 】对我国当前电力市场化中可能出现的一些风险进行了分析，包括市场力风险、 缺电风险、电价风险、信息风险、系统风险等方面。文献【4 】针对电力市场不同阶段 的特点，基于期货和远期合约的基本原理，建立了不同的风险规避模型，并分析了 其在电力交易中的功能体现。 文献【5 】【6 】对于电力体制改革过渡时期的电网企业经营风险及防范进行了研究， 分析了由于电力体制改革对电网企业所形成的风险。文献【7 】分析了挪威电网公司在 受管制情况下的风险管理措施。文献【8 】对电力商品交易风险进行了概述，指出了在 电力市场中风险管理和评估领域需要进一步研究，并且整篇文章应用一个例子来论 述了条件( c v a r ) 风险值和风险值( v a r ) 评估方法的有用性。 而对于电网公司在购电过程中所面临的负荷预测误差风险因素而言，文献 【9 】 1 0 】对负荷预测误差进行了风险评估，并且利用a r i m a 模型和a n n 模型进行了 负荷预测，并利用负荷增量的标准差来评价负荷预测误差的风险。文献 1 1 】【1 2 】论述 了s h a p l e y 值的概念和基本的原理，并且在电力系统中的一种应用，本文在此理论 的基础之上，对文献【1 3 】的方法进行改进提出了基于s h a p l e y 值的组合预测方法，效 果较好。 对电网公司在交易方式下的风险因素，文献【1 4 】【1 5 】研究了国内外的电力市场的 发展趋势和分析比较了现货交易、期货交易及远期合约交易，并指出了现有的交易 2 华北电力大学硕士学位论文 方式的缺电，提出了在电力市场中需要建立现货交易手段和远期合约交易手段的有 机集合机制，用来防范电力价格的频繁波动对电网公司的影响。文献【1 6 】 1 7 】介绍了 历史模拟法计算电力市场金融风险的基本原理，并应用此方法对电网公司的短期的 金融风险进行了很好的预测，对电网公司预测金融风险具有很好的指导意义。文献 1 8 1 9 】 2 0 】用不完全信息博弈理论中的贝叶斯博弈模型，对配电市场中的定价问 题、电力供需双方的叫价拍卖问题和长期合约的贝叶斯均衡解问题进行了研究。 1 4 本文主要研究内容 电网的经营风险是指在电力购售过程中，由于经营者经营管理不善、电价涨跌 变动或电能供需变化、电力市场所处大环境的经济波动等种种因素造成的经营盈亏 方面的风险。 电网企业在其经营过程中遇到的风险多种多样，根据风险产生的根源，电网企 业的风险可以分为内部风险和外部风险。所谓内部风险，是指风险产生的原因源自 企业的内部特性或者企业自身的决策，并且可以通过企业本身采取的各种措施来规 避和减轻，而外部风险的起因则不受企业本身的控制，这种风险的管理仅仅靠企业 自己是不够的，甚至可以说，这种风险的管理只能依靠外部主体的参与才能实现。 例如，电网企业的电力负荷预测误差风险就属于内部风险，这种风险可以通过电网 企业采取种种措施来提高负荷预测精度，从而降低电力负荷预测误差给电网企业带 来的风险，而电网企业实施分时电价带来的风险则属于外部风险，分时电价的时段 划分及电价选取，起决定性作用的是政府，而不是电网企业自身。 论文主要从电网企业在其经营过程中遇到的电力负荷预测误差风险、峰谷分时 电价、大用户直购电及发电商市场力四个方面，对电网企业经营主要风险进行了定 性和定量的分析，并介绍了电网企业的主要控制风险的模型及方法。 华北电力大学硕士学位论文 2 1 风险管理概述 第二章风险管理基本理论 风险管理( r i s km a n a g e m e i i t ) ，又名危机管理，是指如何在一个肯定有风险的环 境里把风险减至最低的管理过程。当中包括了对风险的量度、评估和应变策略。理 想的风险管理，是一连串排好优先次序的过程，使当中的可以引致最大损失及最可 能发生的事情优先处理、而相对风险较低的事情则押后处理。 但现实情况里，这优化的过程往往很难决定，因为风险和发生的可能性通常并 不一致，所以要权衡两者的比重，以便做出最合适的决定。 风险管理亦要面对有效资源运用的难题。这牵涉到机会成本( o p p o 咖n i t yc o s t ) 的因素。把资源用于风险管理，可能使能运用于有回报活动的资源减低；而理想的 风险管理，正希望能够花最少的资源去去尽可能化解最大的危机。 2 2 风险管理程序 风险管理的程序是实现风险管理的主要内容和中心环节，它主要包括四个步 骤，即风险识别、风险评估、风险控制和风险管理效果评估。 2 2 1 风险识别 风险识别是指对面临的尚不明显的各种潜在的不确定性进行系统的归类分析， 以揭示潜在风险及其性质的过程，是风险控制的基本前提。风险识别，一是要意识 到风险的存在，二是要识别风险的特征和类别，亦即在认清风险不利结果发生的原 因和条件的基础上，进一步区分类别。风险识别的方法很多，如指标分析法、流程 图法、决策分析法及动态分析法等，在实际操作中，应根据具体情况灵活应用。 2 2 2 风险评估 风险评估是在风险识别基础上，对风险可能导致的后果进行定量的、充分的估 计和衡量。风险评估需要应用定量分析的方法来估计和预测某种特定的风险发生的 概率及其损失程度。 进行风险评估，首先要有充分而准确的信息资源，然后正确运用概率数理统计 方法，并尽可能借助计算机技术，同时在一定程度上还要依靠管理人员的经验进行 专业判断。 4 华北电力大学硕士学位论文 2 2 3 风险控制 风险控制是在风险评估之后，对风险因素采取的处理方式。科学的风险控制， 应包括以下几个方面： ( 1 ) 针对风险制定风险控制的目标。 ( 2 ) 根据风险的特征以及评估的后果选择合适的风险控制策略。 ( 3 ) 执行风险控制策略，将风险对策细化，落实安排到各个工作环节之中。 2 2 4 风险管理效果评估 在风险识别、评估和控制的基础上，应对风险控制策略的执行效果进行检查和 评估，并不断修正和调整风险管理计划。评估的基本标准是效果标准，即主要看能 否以最小的成本取得最大的安全保证。效果评估的目的是通过总结风险控制的经验 教训，力求探索风险发生于控制的规律，以完善风险管理工作的科学性。 2 3 电网企业经营风险管理 2 3 1 电网企业经营风险识别分析 电网的经营风险是指在电力购售过程中，由于经营者经营管理不善、电价涨跌 变动或电能供需变化、电力市场所处大环境的经济波动等种种因素造成的经营盈亏 方面的风险。 2 3 1 1 负荷预测偏差风险 目前我国电力市场只是发电侧开放，其市场主体是独立发电商和电网公司。市 场模式是单一购买制，即参与竞争的各独立发电商将电能卖给电网公司，用户不能 与发电商签订购电合同，只能向电网公司购电。为了实现系统的功率平衡，电网公 司应在进行准确的负荷预测的基础上，与发电商签订电量上网合同。其差额电量将 通过实时市场平衡。负荷预测不准确将使差额电量的增加，由于实时市场的店家将 高于合同的电价，特别是在电力供不应求的情况下。因此，将对电网公司的经济利 益造成不利的影响。但由于近年来经济增长和负荷增长的规律性较难把握，使得负 荷预测与实际负荷增长存在偏差。 2 3 1 2 电网企业实施分时电价风险 峰谷分时电价是指根据用户用电需求，将每天划分为高峰、平段、低谷3 个时 段或高峰、低谷2 个时段，对各时段分别制定不同的电价水平，以刺激和鼓励用户 主动改变用点方式达到削峰填谷的目的，从而提高电力系统的运行效率和稳定性。 华北电力大学硕士学位论文 峰谷分时电价制度在我国从2 0 世纪8 0 年代起开始实施，近几年来逐渐全面普及和 推广。峰谷电价有效地调节了用电峰谷差，取得了十分显著的社会效益。同时峰谷 电价也给供电公司带来了新的风险，如峰谷电价效果具有明显的滞后性，用户反映 过度致使峰谷时段产生较大飘移，甚至出现了峰谷倒置，调峰失败的同时造成电网 公司亏损，一部分供电公司为避免利润下降缺乏实施分时电价的积极性。 2 3 1 3 大用户直购电风险 在我国现行电价体制而言，在发电侧实行不同的上网电价，而供电侧则根据工 业、商业、农业和居民用户不同，实行分类综合电价。大用户直购电则要求直购电 价低于工业电价，因此不难想象如果大用户与电价偏低老电厂建立直购关系，而必 然打破现有电价的平衡机制。导致两种可能：或是电网公司收入减少，或是中小用 户电价上升。但提高中小用户的电价是不现实的，因此电网公司收入减少的风险非 常大。 2 3 1 4 发电商市场力风险 所谓的发电商市场里，是指某个发电商具有通过限制发电出力或者限制新竞争 者进入市场的办法来提高市场电价，使之高于完全竞争下的电价的能力。 众所周知，2 0 0 3 年以来，在全国各地五大发电公司进行电站布点、筹建的消息 不绝于耳，全国范围内电源建设呈现繁荣发展势头，多项电源项目建设意向达成， 一时间被业内与媒体称为“圈地”。与此同时，多加发电集团还积极与煤矿、银行 联手，纷纷开展煤电合作、银电合作。五大发电公司抢占市场、做大做强的雄心给 人们留下了深刻的印象。据全国范围的调查，单个发电主体所占份额较大，通常在 省范围内超过了2 0 ，在个别地区，更是超过了5 0 ，具备了控制市场的能力。在 电力市场化改革的初期，市场的模式将是单一购买制，即所有的上网电量将由电网 公司统一购买，这必将对电网公司的正常经营管理带来风险。 2 3 2 电网企业经营风险控制方法 2 3 。2 。1 避免风险 对风险的对策，首先考虑到的是避免风险，尤其是对静态风险尽可能予以避免。 凡是风险所造成的损失不能由该项目可能获得利润予以抵消时，避免风险是最可行 的简单方法。但避免风险的方法具有很大的局限性，一是只有在风险可以避免的情 况下，避免风险才有效果；二是有些风险无法避免；三是有些风险可能避免但成本 过大；四是事事出自消极地避免风险，只能使企业安于现状。不求进取。 避免风险的方法还可以分为完全避免和部分避免两种。完全避免，就要不惜放 6 华北电力大学硕士学位论文 弃伴随风险而来的盈利机会。部分避免，主要取决于成本因素和非经济因素。如果 避免收益大于避免成本，就可以考虑避免，否则可以不要避免。 2 3 2 2 控制风险 在风险不能避免或在从事某项经济活动势必面临某些风险时，首先想到的是如 何控制风险发生、减少风险发生，或如何减少风险发生后所造成的损失，即为控制 风险预防和抑制风险。控制风险主要有两方面意思：一是控制风险因素，减少风险 的发生；二是控制风险发生的频率和降低风险损害程度。 2 3 2 3 承担风险 既不能避免风险，又不能完全控制风险、分散风险、中和风险或减少损失时， 只能自己承担风险所造成的损失。承担风险的方式可以分为无计划的单纯自留或有 计划的自己保险。无计划的单纯自留，主要是指对未预测到的风险所造成损失的承 担方式。有计划的自己保险是指已预测到的风险所造成损失的承担方式。 2 3 2 4 转移风险 为了避免自己在承担风险后对其经济活动的妨害和不利，可以对风险采用各种 不同的转移方式，如进行保险或非保险形式转移。 7 华北电力大学硕士学位论文 第三章电网企业负荷预测误差风险管理 目前我国电力市场属于发电侧市场，市场的主体是相互独立的发电企业和电网 营运公司。市场交易模式是单一购买制，即彼此竞争的各发电企业将电能卖给电网 公司，用户不能与发电企业签订购电合同，只能向电网公司购电。为了实现电力系 统的功率平衡，电网公司首先要进行准确的负荷预测，然后与发电企业签订电量供 应合同，其差额电量通过实时市场来平衡。如果负荷预测不准确，由于实施市场的 电价往往高于合同约定的电价，将对电网营运企业的经济利益造成不利影响。 3 1 长期负荷预测误差风险 在竞争性供电市场中，负荷预测不确定性会对电网企业的运营造成风险。如果 长期负荷预测过高，超过了实际的负荷增长速度，将导致电网建设投资过大致使资 金、人力、物力的闲置与浪费；如果预测过低，则会导致建设资金投入不足，电网 建设速度过低，无法满足经济增长与用户正常的用电需求，甚至还可能因输电阻塞 导致用户缺电。 在电力市场环境下，由于长期负荷预测误差存在，可能导致诸如拉闸限电等违 反合同的行为发生，使得购电成本大幅增加，甚至，还可能有与没有预测到过快的 负荷增长导致输电阻塞，使整个电网的安全运营面临巨大风险，影响到电网企业的 规划、运营和发展，由此可见，合理控制长期负荷预测误差非常重要。 3 2 短期负荷预测误差风险 如果说长期负荷预测影响的是电网企业的长期发展，短期负荷预测则对电网企 业短期运营非常重要。文中短期负荷指半小时负荷、小时负荷或者日负荷。当实际 负荷小于预测值，电网企业会降低购电量，因此就可能支付发电公司违约金，造成 购电成本的上升；当实际负荷大于预测值时，就需要在实时市场上购电，而实时电 力市场的电价波动剧烈，会导致电网企业经营风险增加。为了评估由于短期负荷预 测的不确定性所导致的风险，我们可以将各种负荷预测方法得到的结果与实际值比 较，得到预测误差。 华北电力大学硕士学位论文 3 3 负荷预测误差风险评估 3 3 1v a r 模型理论及方法 3 3 1 1v a r 定义 v a r ( v 甜u ea tr i s k ) 即“风险价值 ，是为了满足以一个数量标准来测度金融机 构或者资产组合所面临的全部风险这种风险管理需求而产生的，这一方法由j p 摩根 公司首次提出，以其对风险测度的科学、实用、准确和综合的特点受到包括监管部 门在内的国际金融界的普遍欢迎，迅速发展成为风险管理的一种标准。 它的准确定义是指在正常的市场条件和给定的置信度内，用于评估和计量任何 一种金融资产或证券投资组合在既定时期内所面临的市场风险大小和可能遭受的 潜在最大价值损失。 其数学定义为 p 气玩一= l 一万 公式( 3 1 ) 其中必，表示在时间& 内，某资产的市场值的变化，万为给定的置信水平。即 对某资产或资产组合在市场条件下对给定的时间区间和置信水平，v a r 给出了其最 大可能的预期损失。也就是说，我们可以的概率保证，损失不会超过汰。 也就是说，如果价值1 0 0 万元的投资组合在9 9 置信水平上的日v 披值是1 0 万元，表明在正常的市场条件下，1 0 0 天内只有l 天该组合的损失可能达到或超过 1 0 万元，或者说该组合在一天内损失到1 0 万元的概率为1 。这1 0 万元的v a r 值 就是处于风险水平上的价值，因此被称为风险价值。 3 3 1 2v a r 的主要计算方法 目前，v a r 的计算方法主要有以下三种： 历史模拟法。历史模拟法是以过去一段时间内资产组合的风险收益的频率分布 为依据，通过找到历史上一段时间内的平均收益以及既定置信水平下的最低收益水 平，进而推算出v a r 的值。历史模拟法是以过去的数据为依据，所以不必对资产组 合的价值变化及收益率的分布做特定的假设。因此历史模拟法的优点就是概念直 观，计算简单，容易被风险管理者所接受，不需要估计参数。 参数法。这一方法的基本思路是首先从样本的历史数据中得到主要的参数：均 9 华北电力大学硕士学位论文 值、方差和协方差矩阵；其次假定参变量服从正态分布，可求出一定置信区间下反 映了分布偏离均值程度的临界值。 蒙特卡罗法。与上两种方法不同的是，蒙特卡罗方法并不直接利用每种资产的 历史数据估计风险值，而是假设资产收益为其一随机过程，并根据所设定的价格变 动过程，大量模拟未来各种可能发生的情境，然后将每一情境投资组合变化值排序， 给出投资组合变化的分布，据此就可以估算不同置信水平下的v a r 值。 本文采用参数法对负荷预测误差风险进行评估，并根据实例分析来说明参数法 的具体计算与应用。 3 3 2 负荷预测误差风险评估实例分析 下面就用v 报中的参数法，以某地区的实际日负荷运行数据来计算，说明v a r 方法在实际电力负荷预测误差风险评估中的应用。 3 3 2 1 样本选择 本文选用某地区的实际日负荷运行数据作为样本，为保证计算精确性，研究的 时间跨度是2 0 0 3 年9 月8 日至2 0 0 3 年1 2 月1 6 日，共计1 0 0 个电力负荷数据，详 见表3 一l ，表中误差值= 预测值一实际值，误差率= 误差值实际值1 0 0 。 l o 华北电力大学硕士学位论文 表3 一l电力负荷实际值、预测值与误差值单位：m w 序号日期实际值预测值误差值误差率( ) 1 2 0 0 3 9 81 0 2 8 5 1 0 2 8 7 7 0 2 7 0 0 2 6 3 2 2 0 0 3 9 9 1 1 0 0 7 51 1 0 1 6 9o 9 4o 0 8 5 4 32 0 0 3 9 1 01 0 8 5 0 21 0 8 3 3 01 7 2- 0 1 5 8 5 42 0 0 3 9 1l1 0 6 6 41 0 6 5 0 81 3 2- o 1 2 3 8 52 0 0 3 9 1 21 0 8 5 4 61 0 8 5 7 70 3 1 0 0 2 8 6 62 0 0 3 9 一1 31 11 2 4 5 1 1 l o 6 81 7 7- 0 1 5 9 l 72 0 0 3 9 一1 4 1 1 2 7 3 3 1 1 2 6 9 8- 0 3 5- 0 0 3 1 0 82 0 0 3 9 一l51 1 0 0 61 0 9 9 9 6o 6 4- 0 0 5 8 2 92 0 0 3 9 一1 61 0 1 5 7 11 0 1 8 6 72 9 60 2 9 1 4 1 02 0 0 3 9 171 0 8 0 8 31 0 8 0 8 4o 0 l0 0 0 0 9 9 12 0 0 3 一1 2 71 2 7 6 5 2 1 2 6 9 5 2- 7 o oo 5 4 8 4 9 22 0 0 3 一1 2 81 2 3 0 6 1 1 2 2 5 9 34 6 80 3 8 0 3 9 3 2 0 0 3 1 2 91 2 8 3 6 5 1 2 8 4 2 90 6 4o 0 4 9 9 9 42 0 0 3 1 2 1 01 3 1 6 8 81 3 1 4 3 6- 2 5 20 1 9 1 4 9 52 0 0 3 1 2 一ll1 3 2 8 21 3 2 9 6 61 4 6o 1 0 9 9 9 62 0 0 3 1 2 1 21 3 9 5 9 51 4 0 0 2 34 2 80 3 0 6 6 9 72 0 0 3 一1 2 1 31 3 7 8 2 51 3 8 0 3 22 0 70 1 5 0 2 9 82 0 0 3 1 2 1 41 3 6 8 7 51 3 6 0 7 9- 7 9 6- 0 5 8 1 6 9 92 0 0 3 1 2 1 51 3 3 8 7 71 3 4 5 1 36 3 6 0 4 7 5 l 1 0 0 2 0 0 3 一1 2 1 61 2 9 0 3 3 1 2 9 9 2 48 9 l0 6 9 0 5 3 3 2 2 计算及分析过程 根据样本数据得到的负荷预测误差率，对其用z 2 检验法做正态分布检验，其中 统计量z 2 = ( 石一必) 2 ，蝎，彳为样本落在各组区间的频数，行为样本总数，霉为 样本各组区间的概率。检验结果如下： 表3 2正态分布检验结果 均值标准差 z 2 y 2 正o 0 5 0 0 6 1 70 0 0 3 9 8 45 8 3 1 27 8 1 5 0 由表3 2 可知，z 2 = 5 8 3 1 2 e 1 ，2 ，3 ) 数值3 8 31 6 54 4 02 7 44 1l3 0 33 2 9 按照s h a p l e y 值计算公式可以计算出组合中对应的成员1 的s h a p l e y 值为 与= 等川卅 1 ) 】+ 挚 l 2 m ( 巩2 ) - 1 ) ) 】 + 弘阶心) _ 1 ) ) 】+ 署2 ，3 ) 咽) _ 1 ) ) 】 = 1 4 9 同理，可得 臣= - o 1 3e = 1 9 3 三个分担结果之和为：1 4 9 o 1 3 + 1 9 3 = 3 2 9 ，正好等于总的误差待摊值，说明 上面计算正确。 其中，神经网络模型的待分摊误差值为负数，说明该模型在预测该地区电力负 荷方面比其他两种方法更为精确，对其他两种方法有补偿的作用，可以预计，神经 网络模型的最终权重，相对于其他两种方法要大。 3 4 3 3 权重计算 根据上面的计算结果来计算组合预测中各方法的权重，可以取权重公式为 1e e ： w 2 磊奉1 尹m l占 其中i = l ，2 ，m 为预测方法个数。 代入数据可以计算出各个预测方法的权重分别为 w = ( 0 2 7 ，0 5 2 ，0 。21 ) 根据这个组合权重建立组合预测模型如下 公式( 3 6 ) 华北电力大学硕士学位论文 y = o 2 7 y l + o 5 2 y 2 + o 2 l y 3 式中，y 为组合预测值，m 为灰色预测值，y ：为神经网络预测值，y ，为指数曲 线预测值。 为了说明s h a p l e y 值方法的有效性，我们按照各个预测方法误差占总误差比例 进行分摊来确定权重，可得这种方法下的三者的权重大小为 = ( o 31 ，0 4 1 ，0 2 8 ) 根据这个组合权重建立组合预测模型为少= o 3 1 y l + 0 4 l y 2 + o 2 8 y 3 。 3 4 3 4 结果分析 根据两个组合预测模型进行预测，可以得到表3 7 的计算结果： 表3 7负荷预测计算结果单位：m w 负荷预测预测值预测误差预测误差相对误差相对误差 年份 实际值值( y ) ( y t )( y )( y )( y ) ( y ) 1 9 9 5 4 7 8 74 8 3 24 8 4 2o 4 50 5 50 0 1 0 0 l 1 9 9 66 0 1 35 8 1 45 7 8 1 1 9 92 3 20 0 30 0 4 1 9 9 77 6 1 06 9 3 56 8 5 6 6 7 57 5 4 o 0 9- o 1 0 1 9 9 88 8 7 08 3 9 68 2 3 04 7 46 4 00 0 50 0 7 1 9 9 99 3 1 99 1 5 09 0 7 11 6 92 4 8o 0 20 0 3 2 0 0 01 0 2 0 61 0 3 1 31 0 2 7 71 0 7o 7 lo 0 1o 0 1 2 0 0 l1 1 3 0 61 1 5 3 31 1 5 7 22 2 72 6 60 0 20 0 2 2 0 0 2 1 3 3 5 5 1 3 3 6 51 3 4 0 70 1 00 5 20 0 00 0 0 2 0 0 3 1 5 0 2 9 1 5 3 7 41 5 4 4 2 3 4 5 4 1 3o 0 2o 0 3 2 0 0 4 1 9 0 3 51 8 2 8 3 1 8 2 6 4 - 7 5 27 7 10 0 4 0 0 4 2 0 0 52 1 2 2 92 0 8 7 82 0 9 1 43 5 13 1 5- 0 0 20 0 l 其中，预测误差铡8 值- 实际值，相对误差= 鬻1 0 0 o 从表3 7 的计算数据可以看出，与按误差比例确定权重的预测模型相比，应用 s h a p l e y 值方法确定权重的组合预测模型计算而得的预测误差与相对误差总体较小， 说明根据s h a p l e y 值方法确定权重而得到的组合预测模型，在预测该地区电力负荷 方面，有一定的优势。由此可以得出根据s h a p l e y 值方法分摊误差来确定组合预测 权重的方法有很好的减小误差、提高预测精度的功能。 1 9 华北电力大学硕士学位论文 第四章电网企业实施分时电价风险管理 4 1 我国电网企业实施峰谷分时电价现状 峰谷分时电价是指根据用户用电需求，将每天的时间划分为高峰、平段、低谷 三个时段或高峰、低谷两个时段，对各时段分别制定不同的电价水平，以刺激和鼓 励用户主动改变消费行为和用电方式达到削峰填谷的目的，从而提高电力系统的运 行效率和稳定性。 我国自1 9 9 3 年在上海市试行峰谷分时电价以来，逐步推广，现在全同绝大部 分省市工业大用户中均已实施峰谷分时电价制。2 0 0 2 年以来，全国各电网普遍实行 了分时电价制度。2 0 0 3 2 0 0 5 年，又根据各电网用电负荷变化情况，对分时电价办 法进行了修改。目前，除西藏自治区外，全国各电网在售电侧均实行了峰谷分时电 价办法，提高了用电负荷率，促进了电力资源的合理配置，缓解了高峰用电紧张局 面，保证了电力系统的安全稳定运行。其一般做法是将一天分为三个时段：高峰时 段( 7 ：3 0 至l l ：3 0 ；l8 ：o o 至2 3 ：0 0 ) ，低谷时段( 2 3 ：0 0 至次日7 ：0 0 ) ，其余 时间为平时段。高峰时段电价上浮5 0 6 0 ，低谷时段电价下浮5 0 6 0 ，平时段电 价相当于基础电价不变。 峰谷分时电价是电力产品的瞬时性及供求平衡的客观要求。电力需求在一年四 季与一天的不同时段呈现出波动频繁与波动幅度较大的特点。一年的用电高峰集中 于最热与最冷的季节，其它季节为低谷用电；一天的用电高峰集中于1 8 点至2 2 点， 低谷用电集中于2 3 点至次日7 点。电力生产的稳定性与需求波动性矛盾决定了实 施分时电价成为最佳的选择。通过分时电价调节需求，实现供求平衡。峰谷分时电 价有利于运用价格机制均衡电力负荷，实现电力资源优化配置。在结构失衡、自然 力制约、峰谷差拉大的情况下，实施峰谷分时电价更有必要。此外，实施分时电价， 可引导客户错峰用电与削峰填谷用电，以均衡电力负荷，实现供需平衡，并产生错 峰效益与提高整体经济效益，其意义十分重大。 4 2 峰谷分时电价风险识别 4 2 。1 用户反应滞后导致企业亏损 在分时电价实施初期，由于用户反应存在滞后性，电网企业会出现盈利而形成 的先期剩余利润。但是，当用户做出完全反应甚至相应过度后，电网企业很容易出 现利润下降和收益减少的现象，导致分时