（产业经济学专业论文）现货与期货交易并存的电力市场理论建模与实证研究.pdf

博i ：学位论文 一 一 一 ；i ；i ；iii i =：；i ；ii ! 曼蔓曼曼! 曼曼量曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼 摘要 近年来在世界许多国家，传统认为具有自然垄断性的电力行业纷纷掀起了解 除管制，引入竞争的市场化改革浪潮，以期降低垄断行业的成本和价格，促进社 会经济效益的进一步提高。随着市场化改革和运营的深入，电力市场的交易形式 和市场类型逐渐丰富。在电力现货交易普遍存在的前提下，纷纷开展或即将推出 电力期货交易。因而，如何有效研究现货与期货交易并存的电力市场经济和技术 问题是电力市场运营的重要任务，尤其对刚刚进行改革，且不成熟和完善的我国 电力市场而言显得更为紧迫和必要。 本文结合理论建模和实证分析两种研究手段，借助经济学的博弈、最优化和 计量经济学等理论的最新成果，全面系统地开展了现货与期货交易并存的电力市 场静态和动态问题的研究，开展的主要研究内容如下： 引入非劣n a s h 均衡的概念，有效刻画发电集团之间的合作和竞争的双重关 系，并结合电力系统输电网络固有的物理特性，提出了基于c o u m o t 博弈的电力 现货市场非劣n a s h 均衡优化模型。借助非线性互补方法，实现了电力现货市场 非劣n a s h 均衡简单、快速的求解。在此基础上，探讨了在输电网阻塞和不阻塞 情况下，电力现货非劣n a s h 均衡点的特性，显示出电力系统在不同的运行状态 下，发电集团具有不一样的生产策略。 在电力现货和期货共存的市场环境下，研究发电集团在策略性期货合约市场 和现货市场中的合作和竞争问题，提出了电力期货和现货市场的联合非劣n a s h 均衡模型。针对输电网阻塞和不阻塞情况，分析了电力现货和期货市场联合非劣 n a s h 均衡的特性，显示出在期货和现货交易并存的电力市场中，发电集团都将自 愿参与期货交易，从而起到降低电力价格和抑制发电集团市场力的作用。 考虑到电力期货和现货电价的非平稳性，借助协整理论，对电力现货与期货 市场之间的动态关系进行了实证研究，深入揭示出现货电价与期货电价之间具有 的长期均衡的协整关系。基于误差修正模型，提出了期货电价的预测模型，实现 了电价时间序列中长期关系和短期动态的结合，获得了较高的预测精度。 引入面板数据分析方法，以北欧四国电力市场和美国p j m 电力市场的面板数 据为例，对期货电价和现货电价之间的协整关系及因果关系开展了实证研究，再 次验证了期货市场和现货市场之间的强相关关系。 从电力期货市场的有效性、价格发现功能效率和套期保值功能效率三个方面， 借助协整技术、方差比检验、g r a n g e r 因果检验等，系统地研究了电力期货市场 的效率问题。提出基于方差比的电力期货市场有效性检验方法、基于协整理论的 l i 现货j 朗货交易并存的电力市场理论建模j 实矸研究 电力期货市场价格发现功能效率分析方法、基于广义自回归条件异方差的电力期 货套期保值比率估算方法。通过对北欧电力期货市场的实证研究，发现其运行基 本上是有效率的，并且2 0 0 0 2 0 0 3 年间的运行效率要比1 9 9 6 1 9 9 9 年间的运行效 率高。虽然还存在一些无效因素，但北欧电力期货市场正逐步走向成熟。 本文结合理论建模和实证研究方法，研究了期货和现货交易共存的电力市场 的特性，以期为电力工业的监管和运营机构提供有益的定量决策依据及措施建议。 研究结果对我国刚刚起步的电力市场化运营的健康发展具有一定的理论价值和实 际借鉴意义。 关键词：电力工业；现货市场；期货市场；非劣n a s h 均衡；协整 i l l a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，t h ep o w e ri n d u s t r yt r a d i t i o n a l l yr e g a r d e da st h a tw i t hn a t u r a l m o r t o p o l yf e a t u r e ，h a sb e e nu n d e r g o i n gaf u n d a m e n t a l m a r k e tr e f o n n a t i o no f d e r e g u l a t i o na n dc o m p e t i t i o ni nm a n yc o u n t r i e s ，i no r d e rt or e d u c et h ec o s ta n d p r i c e o tm o n o p o l yi n d u s t r ya n di m p r o v et h es o c i a lb e n e f i t w i t ht h ed e e pd e v e l o p m e n to f m a r k e tr e f o r m a t i o na n do p e r a t i o n ，t h et r a d ef o r m sa n dm a r k e tt y p e s a r eg r a d u a l l v e n r i c h e d u n d e rt h ec o n d i t i o nt h a tt h ee l e c t r i cs p o tt r a d e sa r e u n i v e r s a l l ye x i s t e d t h e f u t u r e st r a d e sa r ew i d e l yd e v e l o p e da n dp r o m o t e d t h u s ，h o wt oe f f e c t i v e l yi n v e s t i g a t e t h ee c o n o m i ca n dt e c h n i c a lp r o b l e m so nt h ee l e c t r i c i t ym a r k e tw i t ht h es p o ta n df i l t u r e s t r a d e si sa ni m p o r t a n tr e s e a r c ht o p i ci nt h em a r k e to p e r a t i o n ，e s p e c i a l l yf o rt h ed o w e r m a r k e to fc h i n aw h o s er e f o r m a t i o ni sc a r r i e do u ti ni t si n f a n c v s t a g e i nt h i sp a p e r , b yu s i n gt h et w or e s e a r c h m e t h o d s ，i e ，t h e o r e t i cm o d e l i n ga n d e m p i r i c a la n a l y s i s ，t h es t a t i ca n dd y n a m i cp r o b l e m so nt h ee l e c t r i c i t ym a r k e tw i t ht h e s p o ta n df u t u r e st r a d e sa r ec o m p r e h e n s i v e l ya n ds y s t e m a t i c a l l yi n v e s t i g a t e dw i t ht h e h e l po ft h en e w e s tm o d e l sa n dm e t h o d so ft h eg a m et h e o r y , o p t i m i z a t i o nt h e o i r ya n d e c o n o m e t r i c st h e o r y t h em a i na s p e c t sa r ec a r r i e do u ta sf o l l o w s b yi n t r o d u c i n gt h ec o n c e p to fn o n i n f e r i o rn a s he q u i l i b r i u m ，t h eo p t i m i z a t i o n m o d e lf o rt h en o n i n f e r i o rn a s he q u i l i b r i u mo fs p o tm a r k e tb a s e do nt h ec o u m o t g a m ei sp r o p o s e d ，i no r d e rt o e f f e c t i v e l yd e s c r i b et h ec h a r a c t e r i s t i c st h a tb o t h c o o p e r a t i o nw i t h i ne a c hg e n e r a t i o ng r o u pa n dc o m p e t i t i o nb e t w e e nt h e g r o u p sc o e x i s t a n dc o n s i d e rt h ei n h e r e n tp h y s i c a lc h a r a c t e r i s t i c so fp o w e rn e t w o r k b yu s i n gt h e n o n l i n e a rc o m p l e m e n t a r i t yf u n c t i o nt or e f o r m u l a t et h ek k t s y s t e mo fo p t i m i z a t i o n p r o b l e m ，t h en o n i n f e r i o rn a s he q u i l i b r i u mo fe l e c t r i cs p o tm a r k e ti ss o l v e ds i m p l v a n df a s t o nt h eb a s i so ft h i s m o d e l ，t h ec h a r a c t e r i s t i c so fn o n i n f e o rn a s h e q u i l i b r i u mo fe l e c t r i cs p o tm a r k e ta r ed i s c u s s e du n d e rt h ec o n d i t i o no fc o n g e s t i o n a n dn o n 。c o n g e s t i o no fp o w e rn e t w o r k i ti s f o u n dt h a tt h ep r o d u c t i o ns t r a t e g i e so f g e n e r a t i o ng r o u pa r ed i f f e r e n tu n d e rd i f f e r e n to p e r a t i n gc o n d i t i o n so f p o w e r s v s t e m i nt h ee l e c t r i c i t ym a r k e te n v i r o n m e n tt h a tt h es p o ta n d f u t u r e st r a d e sc o e x i s t m e j o i n tn o n - i n f e r i o rn a s he q u i l i b r i u mm o d e lo ft h ee l e c t r i c s p o ta n df u t u r e sm a r k e ti s p r o p o s e d ，i no r d e rt oe f f e c t i v e l yi n v e s t i g a t et h ep r o b l e m0 1 1t h ec o m p e t i t i o na n d c o o p e r a t i o no fg e n e r a t i o ng r o u p si nt h ef u t u r e sa n ds p o tm a r k e t s t h ec h a l r a c t 嘶s t i c s o ft h ej o i n tn o n - i n f e r i o rn a s he q u i l i b r i u mo fe l e c t r i c s p o ta n df u t u r e sm a r k e ta r e i v 现货j 期货交易并存的f 乜力市场理论建模与实订f ! 研究 a n a l y z e di nv i e wo ft h ec o n d i t i o no fc o n g e s t i o na n dn o n - c o n g e s t i o no fp o w e rn e t w o r k i t i sf o u n dt h a tt h eg e n e r a t i o ng r o u p sv o l u n t a r i l yp a r t i c i p a t ei nt h ef u t u r e st r a d e si no r d e rt o r e d u c et h ee l e c t r i c i t yp r i c ea n dr e s t r a i nt h em a r k e tp o w e ro fg e n e r a t i o ng r o u p s t h ec o i n t e g r a t i o nt h e o r yo fe c o n o m e t r i c si si n t r o d u c e dt oe f f e c t i v e l yh a n d l et h e n o n s t a t i o n a r ye l e c t r i c i t yp r i c e ，a n dt h ed y n a m i cr e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ee l e c t r i c i t y f u t u r e sp r i c ea n ds p o tp r i c ei sf u r t h e ri n v e s t i g a t e d t h el o n g t e r mc o i n t e g r a t i o n r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ef u t u r e sp r i c ea n ds p o tp r i c ei st h o r o u g h l ye x h i b i t e d b a s e do n t h ev e c t o re r r o rc o r r e c t i o n ( v e c m ) m o d e l ，t h ef o r e c a s tm o d e lo fe l e c t r i c i t yf u t u r e s p r i c ei sp r o p o s e d t h i sm o d e li n t e g r a t e st h el o n g - t e r mr e l a t i o n s h i pa n dt h es h o r t t e r m f l u c t u a t i o ni nt h ee l e c t r i c i t yp r i c et i m es e r i e s ，a c h i e v i n gh i g hf o r e c a s tp r e c i s i o n t h ep a n e ld a t aa n a l y s i sm e t h o d sa r ei n t r o d u c e dt oe m p i r i c a l l yi n v e s t i g a t et h e c o i n t e g r a t i o na n dc a u s a l i t yr e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ee l e c t r i c i t ys p o ta n df u t u r e sp r i c e sb y t a k i n gt h ep a n e ld a t af o rt h en o r d i ce l e c t r i c i t ym a r k e ta n dp j me l e c t r i c i t ym a r k e t e x a m p l e s t h es t r o n gr e l a t i v er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h es p o tm a r k e ta n df u t u r e sm a r k e ti s f u r t h e rv e i l f i e d t h ee f f i c i e n c yp r o b l e mo nt h ee l e c t r i c i t yf u t u r e sm a r k e ti ss y s t e m a t i c a l l y i n v e s t i g a t e df r o mt h et h r e ea s p e c t s ，i e ，t h em a r k e te f f i c i e n c y , t h ep r i c ed i s c o v e r y f u n c t i o na n dt h eh e d g ef u n c t i o nb ym e a n so ft h e c o i n t e r g r a t i o nt e c h n i q u e ，t h e v a r i a n c er a t i oa n dt h eg r a n g e rc a u s a l i t yt e s tm e t h o d s ，e t c f o rt h ee l e c t r i c i t yf u t u r e s m a r k e t ，t h ee f f i c i e n c yt e s tm e t h o db a s e do nt h ev a r i a n c er a t i o ，t h ef u n c t i o ne f f i c i e n c y a n a l y s i sm e t h o do fp r i c ed i s c o v e r yb a s e do nt h ec o i n t e r g r a t i o nt h e o r ya n dt h e e v a l u a t i o nm e t h o do fh e d g i n gr a t i oa n dp e r f o r m a n c eb a s e do nt h eg e n e r a l i z e d a u t o r e g r e s s i v ec o n d i t i o n a lh e t e r o s k e d a s t i c i t ya r ep r o p o s e d b yt h ee m p i r i c a lr e s e a r c h o nt h en o r d i ce l e c t r i c i t yf u t u r e sm a r k e t ，i tc a nb ef o u n dt h a ti t so p e r a t i o ni sb a s i c a l l y e f f i c i e n t ，a n dt h eo p e r a t i o ne f f i c i e n c yd u r i n gy e a r2 0 0 0 2 0 0 3i sh i g h e rt h a nt h a to f y e a r19 9 6 19 9 9 a l t h o u g ht h e r ea r es o m ei n e f f i c i e n tf a c t o r s ，t h en o r d i ce l e c t r i c i t y f u t u r e sm a r k e ti sg r a d u a l l yt e n d i n gt o w a r d st h em a t u r e t h i sp a p e rt i g h t l yi n t e g r a t e st h et h e o r e t i cm o d e l i n ga n de m p i r i c a la n a l y s i s m e t h o d s ，a n dt h e ni n v e s t i g a t e st h ec h a r a c t e r i s t i c so fe l e c t r i c i t ym a r k e tt h a tt h es p o t a n df u t u r e st r a d e sc o e x i s t ，i no r d e rt op r o v i d eb e n e f i c i a lq u a n t i t a t i v ed e c i s i o n - m a k i n g f o u n d a t i o na n dm e a s u r es u g g e s t i o nf o rt h em a n a g e m e n ta n do p e r a t i o no r g a n i z a t i o n t h ef i n d i n g sp o s s e s st h et h e o r e t i c a lv a l u ea n da c t u a ls i g n i f i c a n c et oac e r t a i nd e g r e e f o rt h eh e a l t h yd e v e l o p m e n to fp o w e rm a r k e to p e r a t i o no fc h i n a k e yw o r d s ：p o w e ri n d u s t r y ；s p o tm a r k e t ；f u t u r e sm a r k e t ；n o n i n f e r i o r n a s h e q u i l i b r i u m ；c o i n t e g r a t i o n v 博i j 学位论文 =i = _ h h- _ ：-_m1a a i m 鼍 图1 1 图1 2 图1 3 图2 1 图2 2 图2 3 图2 4 图2 5 图2 6 图2 7 图2 8 图2 9 图2 1 0 图3 1 图4 1 图4 2 图4 3 图4 4 图5 1 图5 2 图6 1 图6 2 插图索引 电力市场的发展脉络2 电力市场的形成过程6 电力市场主要成员的相互关系6 非合作博弈市场参与者的系统结构2 0 合作博弈市场参与者的系统结构2 l 团队博弈市场参与者的系统结构2 2 集团l 的发电量随目标权重系数变化的曲线3 0 集团2 的发电量随目标权重系数变化的曲线一3 0 两节点电力市场结构示意图一3 3 区域市场1 的电价曲线一3 4 电力市场结构一3 9 无阻塞情况下发电量随目标权重系数变化的曲线4 0 阻塞情况下发电量随目标权重系数变化的曲线4 2 无阻塞情况下发电量随集团1 目标权重系数变化的曲线5 1 期货和现货电价的时序图6 0 期货和现货电价的一次差分序列图6 0 期货电价的冲击反应分析结果一6 5 现货电价的冲击反应分析结果一6 6 北欧市场电价的变化曲线7 3 p j m 市场电价的变化曲线7 3 第一阶段电价的变化曲线7 9 第二阶段电价的变化曲线8 0 x 现货与期货交易并存的电力市场理论建模j 实证研究 附表索引 表2 1发电集团各电厂成本参数取值2 7 表2 2 选取不同目标权重系数的非劣n a s h 均衡点2 8 表2 3 无阻塞情况下的非劣n a s h 均衡点4 0 表2 4 阻塞情况下的非劣n a s h 均衡点4 1 表3 1 无阻塞情况下的联合n a s h 均衡4 9 表3 2 无阻塞情况下的非劣n a s h 均衡点5 0 表3 3阻塞情况下的联合n a s h 均衡。5 2 表4 1a d f 单位根检验结果6 1 表4 2 残差序列的a d f 检验结果6 2 表4 3j o h a n s e n 检验结果6 2 表4 4 误差修正模型的参数估计6 3 表4 5g r a n g e r 因果检验结果6 5 表4 6 期货电价的预测结果6 7 表5 1 面板单位根检验结果7 4 表5 2 面板协整检验结果7 5 表5 3 面板误差修正模型检验结果7 6 表6 1a d f 单位根检验结果8 0 表6 2 方差比检验结果8 1 表6 3j o h a n s e n 协整检验结果8 2 表6 4 协整参数口：o ，：1 的检验结果8 3 表6 5 模型( 6 1 ) 和( 6 2 ) 的o l s 回归结果。：8 3 表6 6 g r a n g e r 因果关系检验结果一8 5 表6 7h a s b r o u c k 方差分解结果( 第一阶段) 8 6 表6 8h a s b r o u c k 方差分解结果( 第二阶段) 8 6 表6 9 套期保值比率和效绩计算结果8 8 x i 湖南大学 学位论文原创性l 声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献 的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法 律后果由本人 作者签名日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被 查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编 本学位论文。 本学位论文属于 i 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密目。 作者签名： 导师签名： 相应方框内打“”) 日期： 日期： 年月日 年月 日 博十学位论文 皇曼曼曼曼曼皇曼量曼曼曼曼曼鼍曼曼鼍曼i ii i i_ ； i 一 ； 一一一一一i i 鼍鼍舅 1 1 问题的提出 第1 章前言 电力工业正在由传统的垄断管制型向竞争监管型转变，解除管制、引入竞争 已成为世界各国电力行业发展的总趋势，如英国、美国、智利、阿根廷、巴西、 墨西哥、加拿大、澳大利亚、德国、西班牙、挪威、日本、韩国等许多国家的电 力工业都发生或正在酝酿着一系列深刻的改革【5 1 。电力工业的这一巨大改革就 是要将电力工业纳入市场经济运营体系之中，通过市场竞争来实现资源的最优配 置，提高效率，降低成本，保证优质服务，实现合理规划，促进电力工业长期持 续稳定发展。 电力工业的市场化改革带来了巨大的经济效益，体现在降低发电成本，提高 对用户的供电水平，实行公平的调度，吸引各方投资等多方面。例如，属于发达 国家的英国，在建立电力市场后，无论是居民用电、还是工业用电的电价都大幅 下降【6 】【1 7 】属于发展中国家的阿根廷，电力工业引入市场机制后，吸引了大量的 电厂建设资金，解决了国内的缺电问题【引。 在世界电力工业改革浪潮的推动下，2 0 0 2 年1 1 月2 9 日，中国国家电力公司 拆分重组的5 家发电集团、2 家电网公司和4 家辅业公司在北京揭牌亮相，宣告 了中国电力工业新时代的到来。目前我国国内电力市场的改革首先是“厂网分开、 竞价上网，即将电网经营企业拥有的发电公司与电网分开，建立规范的、具有独 立法人地位的发电实体，市场也只对发电侧开放，发电企业将成为独立的法人实 体，竞价上网、自负盈亏。 随着电力工业市场化改革的深入，电力市场中批发电价和零售电价都将全部 放开，电价通过市场竞价方式来确定，则不可避免地导致市场价格的波动。由于 电力商品的特殊性，其需求弹性很小，电价易受电力供求关系的影响，从而产生 剧烈波动，这将使电力市场的参与者面临巨大的价格风险。如美国加州电力市场 由于缺少完备的远期合同、电力期货等配套风险规避机制，从2 0 0 0 年6 月开始电 力价格发生剧烈波动引发了电力市场危机，使人们真正意识到电力市场中由于价 格波动引起的巨大金融风险。为此，澳大利亚、美国、挪威等国家在实现电力市 场改革后相继推出相应的电力远期合同或期货市场，其目的主要是利用期货的套 期保值、风险转移功能来减少价格波动带来的巨大市场风险。 2 0 0 3 年6 月中国国家电监会发布关于建立东北区域电力市场的意见，要 求东北电力市场在售电端引入竞争机制，实现政府监管下的所有市场主体参与的 现货与期货交易并存的电力市场理论建模与实证研究 全面竞争；并使东北区域电力市场主体统一在区域电力市场交易平台上进行交易， 交易方式分为远期合同交易和现货交易，以远期合同交易为主。初期可以采取由 区域电网公司统一购买方式，但应逐步过渡到多边交易方式。最终将电力期货、 期权等电力金融市场列为东北电力市场建设的远期目标，用以规避电力市场价格 波动等带来的风险。 因此，对现货与期货交易并存的电力市场开展理论建模与实证研究，是一个 非常有意义的研究课题，不但在理论上具有重要的研究价值，而且在实践上具有 很好的应用潜力。 1 2 电力市场的发展历程 1 2 1 世界电力市场的发展脉络 2 0 世纪九十年代，世界电力工业体制改革的浪潮开始席卷全球，二十多个国 家和地区逐步解除了电力工业的垄断局面。改革的先锋是新自由主义经济理论为 导向的英国，继而波及欧洲、北美、南美、澳洲和亚洲的一些国家和地区，形成 了一场电力工业改革的国际潮流。其发展脉络如图1 1 。 英国 美国 加州 中国 1 9 8 7 年1 9 9 0 年2 0 0 1 年 电力私有化改革电力库运营英国新电力市场 1 9 9 2 年1 9 9 6 年1 9 9 8 年 2 0 0 1 年 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 - ： 美国解除电力加州 能源 电力市场电力 法令管制运营危机 1 9 8 5 年1 9 9 5 年1 9 9 7 年 2 0 0 0 年2 0 0 2 年2 0 0 4 年 集资 模拟国家电力电力东北 办电 电力 电力市场体制区域 市场公司试运营改革电力市场 、 2 0 0 02 0 0 5 图1 1电力市场的发展脉络 f i g 1 1d e v e l o p m e n tp r o c e s so fp o w e rm a r k e t 美国佛罗里达电力联合集团( f l o r i d ae l e c t r i cp o w e rc o o r d i n a t i o ng r o u p ，f c g ) 的形成是电力市场的自然发展过程。f c g 从2 0 世纪4 0 年代的紧急功率交换阶段 开始，到后来的联合运行和经济功率交换，一直到7 0 年代完善的电力经纪人系统， 2 博士学位论文 逐渐形成了世界上最早的电力市场。这属于电力市场的自然发育模式。 英国的电力市场化改革始于撒切尔时代，撒切尔夫人坚信“市场万能”，减少 政府对经济的直接干预，廉价出售政府拥有的企业，进行了一系列国有行业私有 化改革，并于1 9 8 8 年2 月发表了电力市场民营化白皮书，拉开了电力市场化 改革的序幕【9 l 。其突出特点是将电力系统的发、输、配、售电分离，分别对其采 取不同的管理方式。其指导思想是：电力行业发电与销售可以更多地引入竞争机 制，而电力行业的输配电环节被认为是“天然垄断”，因此对发电和销售的限制逐 渐予以取消，对输配电的管制仍将继续保留。这属于电力市场体制改革模式。 澳大利亚的电力市场由现货交易、短期期货交易和长期差价合同三部分组成 【l o 】【n 】。其中现货交易要求所有符合要求的发电商必须通过现货市场竞价卖电，该 价格由每半小时的供需平衡决定；短期期货交易主要是买方用以减少由于意外而 引起现货价格突涨的风险；长期差价合同是电力市场交易中的一个选项，用以规 避现货市场的电价风险，使参与双方在交易中免受现货价格波动的风险。 挪威于1 9 9 1 年建立竞争性电力市场，瑞典、芬兰和丹麦随后加入，并于1 9 9 3 年成立世界上第一个竞争性的跨国电力市场一北欧电力市场( n o r dp 0 0 1 ) 1 2 】【1 4 】。 北欧电力市场主要由现货市场( e l s p o t ) 、期货市场( e l t e r r n i n ) 、期权市场( e l o p t i o n ) 和平衡市场( e l b a s & r e g u l a t i n gp o w e rm a r k e t ) 组成，其中标准的期货和期权市场 是其特点。 其它国家吸取英国的经验较多，如日本先开放发电市场，鼓励独立发电商参 加投标；阿根廷和智利等国则同时开放发电市场和用户市场【l5 1 。 在各国电力市场化改革的案例中，美国加州电力市场化改革是电力体制改革 中比较激进的案例。1 9 9 2 年，美国通过了能源政策法令，强调引入电力批发市场 竞争机制。1 9 9 6 年春，美国联邦能源管制委员会颁布了两条法律，被称为第8 8 8 及8 8 9 条法令，规定了电力批发市场交易的具体细节及要求，确立了一个及时透 明的交易体制。1 9 9 6 年8 月，加州立法机构通过了第1 8 9 0 号议案，批准同意了 “关于建立新市场结构的提议 ，标志着加州电力解除管制。根据1 8 9 0 号议案， 加州公用事业委员会于1 9 9 7 年公布了执行条例，确立了实行竞争机制的步骤；取 消了用户分阶段而实行同步进入新的市场。1 9 9 8 年3 月，主要以现货市场为主的 加州电力市场开始运营。2 0 0 0 年夏季开始，加州能源紧张逐渐严重，爆发了空前 的电力危机。致使当地两家晟大的电力公司太平洋煤气及电力公司( p g & e ) 和南 加州爱迪生公司( s c e ) 负债累累，入不敷出，出现高达1 3 0 亿美元的巨额损失， 濒临破产边缘【1 6 】【17 1 。加州电力危机的爆发使人们开始关注电力市场中的金融风 险管理。 3 现货与期货交易并存的电力市场理论建模勺实证研究 1 2 2 中国电力市场的发展 我国的电力市场化改革有着良好的基础。首先，近十年来我国经济增长迅速， 带动了电力工业的快速发展，每年新增装机容量超过1 0 0 0 万千瓦，“十五 期末 ( 2 0 0 5 年) 全国发电装机总容量将达到4 3 亿千瓦，电力市场发展前景广阔；其次， 各级电网建设有了长足发展，己基本形成与电源布局相适应的现代化区域电网结 构，为实现更大范围的资源优化配置和建设竞争有序、规范开放的市场体系奠定 了物质基础；第三，伴随着电力工业基础设施的建设，集资办电政策吸引了各方 力量，已形成电源投资主体多元化的格局，电力企业产权结构比较清晰，组织形 式比较规范，为引入竞争机制提供了必要的体制条件；第四，在美国等西方国家， 各种权力结构特别是电网产权结构复杂，由此引起的电磁环网交错( l o o pf l o w ) 、 输电服务等问题使得市场改革难以达到预期目标，而我国权力结构特别是电网产 权结构简单得多。 由于这些基本的客观条件，我国的电力市场化改革得以顺利推进。1 9 9 7 年1 月，国家电力公司成立，电力体制改革开始进入实施阶段。1 9 9 7 年1 1 月，国家 电力公司正式启动内部模拟电力市场。1 9 9 8 年下半年，政府正式启动电力市场的 推进工作，先后批准六省、市( 山东、上海、浙江、辽宁、吉林、黑龙江) 为“厂 网分开，竟价上网 的试点单位。2 0 0 0 年，六省、市电力市场正式试运行。 各试点电力市场的运行，为进一步开展区域电力市场建设积累了宝贵的经验。 为进一步深化改革，2 0 0 2 年3 月，国务院印发电力体制改革方案( 国发 2 0 0 2 1 5 号) 【5 】，对新一轮的电力改革进行了整体部署，明确新一轮改革的总体目标是：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。“十五期间的改革任务是：实施“厂网分开”，重组 发电和电网企业；打破省间壁垒，建立区域电力市场；制定发电排放的环保折价 标准，形成激励清洁电源发展的新机制；设立国家电力监管委员会，向区域电网 公司派驻分支机构【1 8 】。2 0 0 2 年1 2 月2 9 日，电力行业新组建的1 1 家公司和电力 监管委员会在北京挂牌成立。根据国务院批准的发电资产重组划分方案，这 1 1 家公司分别为2 家电网公司，5 家发电集团公司和4 家辅业集团公司。2 0 0 4 年 1 月1 5 日，我国首家区域电力市场一东北区域电力市场模拟运行在沈阳正式启动。 发电资产的重组和挂牌成立，以及区域电力市场的试运行，标志着我国的电力市 场化改革进入了新的发展阶段【1 9 】【2 0 1 。 1 3 电力市场的基本概念 电力市场是采用法律、经济等手段，本着公平竞争、自愿互利的原则，对电 4 博l j 学位论文 力系统中发电、输电、供电、用户等各成员组织协调运行的管理机构和执行系统 的总和【2 1 1 。 1 3 1 电力市场的目标模式 打破垄断，引入竞争，提高效率，降低成本，健全电价形成机制，优化资源 配置，提供优质服务，促进电力工业可持续发展，是电力市场化改革的总体目标。 电力市场化改革作为一次制度创新，它不仅打破了系统中各集团原有的利益格局， 更使原本垄断的市场转变为竞争的电力市场。因此，在改革实施的过程中各利益 集团都有以自己的期望为准则的改革目标。这些目标包括： 消费者希望降低电价，提高服务质量和安全稳定供电； 电力公司希望获得发展和采用新技术； 政府希望实施全国性的能源政策和与经济发展相适应的电力工业可持续 发展策略； 投资者希望获得公平的回报； 燃料供应商希望保护其市场和投资； 环境保护组织希望减少电力行业对环境的污染。 因此，为使电力市场化改革顺利的实施，政府就必须综合考虑和平衡各方的 利益，并根据社会、经济不同的发展阶段和电力技术的综合发展水平，使得电力 市场改革的目标在不同的时期有所侧重。 各国电力工业从垂直一体化垄断经营模式开始，正在向全方位竞争的电力市 场模式转变。这种转变是一个复杂和渐进的过程，可用电力市场模式发展的三个 阶段来描述，即单一购买者阶段( s i n g l eb u y e r ) 、电力批发阶段( w h o l es a l e ) 和零 售竞争阶段( r e t a i lc o m p e t i t i o n ) 。电力市场的形成过程如图1 2 所示，其中零售竞 争是电力市场的最高级模式，目前世界上还没有真正意义上达到零售竞争阶段的 电力市场。 1 3 2 电力市场的主体 电力市场的主体是卖电方、买电方及电力市场的管理、操作机构。随着电力 市场模式及开放程度的不同，电力市场的主体不尽相同。一般来说，电力市场中 应具有卖电和买电的实体，同样也可以具有既买电、同时又卖电的实体；但电力 市场的管理、操作机构是必不可少的，它可以是独