（控制理论与控制工程专业论文）当量电价定价机制与发电厂商报价策略研究.pdf

上海人学博十学位论文 摘要 摘要 电力市场改革的目的是在提高电力工业生产效率，降低用户用电费用的同时， 使电力工业持续健康发展，并最终实现电力生产的社会福利最大化。其中电价机 制是电力市场改革的核心问题，科学合理的电价能引导市场的供需平衡，包括短 期的和长期的供需平衡，达到电力资源的最有效利用。由于电力工业的特殊性， 在实际的电力市场中，发电厂商从自身利益最大化的角度出发，往往会利用其具 有的市场势力，通过策略性报价获取超额利润，这将损害市场效率和用户利益。 而电价机制对发电厂商的策略性报价有重要的诱导作用。本文针对电力市场中发 电市场定价机制与发电厂商报价策略两大基础核心问题展开了研究。 首先，发电侧日前现货市场是整个电力市场的核心与基础，因而发电侧现货 市场定价机制的研究具有重要的基础意义，分析了现有发电定价机制存在的问题， 介绍了电力市场的三个基本原则，缺电情况下丌放电力市场的基本要求及发电竟 价上网的当量电价方法，建立了当量电价法的解析表达形式，并介绍了当量电价 的右端点原理和十大市场特性。 第二，发展了考虑水电竞价上网的当量电价法。在电力市场环境下，通过电 力调度交易中心与水电调度中心交互协调，水电同样可以参与上网竞争。水电竞 争上网的原则是优先利用水电，但水电的上网电价取决于火电市场竞争的结果。 还分析了当量电价下，水电厂的年收支平衡问题，给出了年收支平衡的水电还贷 年限与单位容量成本、还贷利率以及火电市场容量成本参考系四者之间的关系式， 并给出了说明性算例。 第三，分析了统一出清电价、p a b 电价和当量电价下发电厂商的价格决策和 产量决策。在价格决策方面，统一出清和p a b 电价下，发电厂商均有偏离成本报 高价的倾向。在当量电价下，证明了发电j 。商所得的上网电价不敏感于报价，并 且其最优报价是按成本报价。在产量决策方面，在统一出清电价下，发电一商可 利用其市场力，通过持留发电容量获取超额利润。在p a b 电价下，发电厂商fr j l 先 持斟发电容量造成供应紧张，再通过报高价获利，而在当量电价下，持留容量将 导致发电厂商利润损失，因此没有持留容量激励。从价格决策和产量决策两方面 来看，当量电价都有抑制发电，一商市场力的自律机制，并且在缺电情况下也可自 动抑制发电，一商的不良报价行为。研究了容量成本参考系对发电厂商报价策略的 影响，为更好的设置容量成本参考系提供了有意的启示。 第四，出清电价的短期预测是发电厂商报价的基础，本文建立了基于a r a m x 模型的出清电价预测方法。根据负荷和出清电价的历史数据，采用相关度比较的 方法确定模型的输入量。并采用了k 步最优预测方法。给出了以美国n e we n g l a n d p o o l2 0 0 2 年实际数据为基础的仿真算例，结果表明该方法有较商的预测精度。结 合实际数据研究了电价预测模型中参数辩识的最佳历史数据量及模型中残差多项 式阶次的选择问题。 第五，估计其他发电厂商的报价行为是构造报价策略的重要途径之。本文 用等效竞争对手的概念，将除自身以外的其他发电厂商视作一个整体，并采用 a r m a x 预测模型预测统一出清电价下等效竞争对手报价的概率分布。在获得等 效竞争对手报价概率分布的情况下，进一步研究了统一出清和p a b 电价下，按容 第1 页 上海人学| 尊十学位论文摘要 量段报价的最优报价策略及统一出清电价下按连续供应函数报价的最优报价策 略，给出了相关算例，结果表明在统一出清和p a b 电价下，最优报价均高于发电 厂商的实际成本。 最后，发电厂商的行为特性对其报价策略的选取有重大影响。本文通过指数 型效益函数计入发电厂商的风险取向，得到考虑竞价失败损失和发电厂商风险取 向的最优报价策略。由于风险取向的不同，发电厂商的报价策略各不相同。但在 统一出清电价下，无论发电厂商是何种风险类型，其最优报价在形式上均为在其 运行成本减去竞价失败损失的基础上再加上一个提升量。在成本相同的情况下， 风险进取者的报价高于风险回避者。避免竞价失败损失是发电厂商低于成本报价 的根本原因。理论分析和数值算例都说明了上述结论；并用m o n t ec a r l o 模拟验证 了最优报价的j 下确性。 关键词：电力市场电价机制报价策略当量电价市场力 第j i 页 上海人学博士学位论文 a b s t r a c t a b s t r a c t t h eo b j e c t i v eo fp o w e rs y s t e mr e s t r u c t u r i n gi st oi m p r o v ee f f i c i e n c yo fe l e c t r i c i t y p r o d u c t i o n ，t or e d u c ec u s t o m e rt a f t f f s ，a n dt om a k ep o w e ri n d u s t r yd e v e l o pc o n t i n u a la s w e l la st om a x i m i z et h es o c i a lw e l f a r e e l e c t r i c i t yp r i c i n gi st h ek e yi s s u ei np o w e r s y s t e mr e s t r u c t u r i n g as c i e n t i f i ca n dr e a s o n a b l ep r i c i n gm e t h o d s h o u l dl c a dt h em a r k e t o nt oa r r i v ea tt h eb a l a i c eo fd e m a n da n ds u p p l yf o rb o t hs h o r tt e r ma n dl o n gt e r ma n d 1 e a dt oe f f e c t i v eu s eo fe l e c t r i c i t yr e s o u r c e h o w e v e r , b e c a u s eo ft h ep a r t i c u l a r i t yo f e l e c t r i cp o w e rs y s t e m t h er e a le l e c t r i c i t ym a r k e ti sn o tap e r f e c tc o m p e t i t i v eo n eb u t r a t h e rl o c a t i o n a lo l i g a r c h i cm a r k e ta n dt h ep o w e rs u p p l i e r so f t e nm a x i m i z et h e i ro w n p r o f i t sb ys t r a t e g yb i d d i n g p r i c i n gm e t h o d s h a v eg r e a te f f e c t so nt h eb i d d i n gs t r a t e g i e s o f p o w e rs u p p l i e r s i nt h i sd i s s e r t a t i o n ，t h ep o o lp u r c h a s ep r i c i n gm e t h o di ne l e c t r i c i t y m a r k e ta n d b i d d i n gs t r a t e g i e so fp o w e rs u p p l i e r s ，w h i c ha r et w ok e y i s s u e si ne l e c t r i c i t y m a r k e t a r em a i n l ys t u d i e d s i xs u b i s s u e sw i l lb ea d d r e s s e d t h ef i r s t t h ed a y - a h e a dp o o lm a r k e ti st h eb a s ea n dc o r eo ft h ew h o l ee l e c t r i c i t y m a r k e t s ot h es t u d yo f p o o lp u r c h a s ep r i c i n gi so fk e yi m p o r t a n c e a f t e ra n a l y z i n gt h e p r o b l e m so fe x i s t i n gp r i c i n gm e t h o d s ，t h eb a s i cp r i n c i p l e so fd e v e l o p i n ge l e c t r i c i t y m a r k e t sa n db a s i cr e q u i r e m e n to fa l lo p e np o w e rm a r k e tw i t he l e c t r i c i t ys h o r t a g ea r e i n t r o d u c e d t h e nt h e e l e c t r i c i t y v a h i e e q u i v a l e n tr e v e ) p r i c i n g m e t h o di sa l s o i n t r o d u c e d a n a l y t i c a le x p r e s s i o no fe v ep r i c i n gm e t h o di s e s t a b l i s h e d t h e r i g h t t e r m i n a l p r i n c i p l e a n dt h et e nm a r k e tc h a r a c t e r i s t i c so fe v ep r i c i n gm e t h o da r e d e s c r i b e d t h es e c o n d at r a d em o d ef o rh y d r o u n i t si ne l e c t r i c i t ym a r k e ta n dac o r r e s p o n d i n g e v e p r i c i n gm e t h o d a r ep r e s e n t e d t h eb a s i cp r i n c i p l eo f t h i s p r i c i n gm e t h o d i st h a tt h e h y d r o e n e r g yi sp r e f e r e n t i a l l yu s e d ，w h i l et h ep o o lp u r c h a s ep r i c eo f i ti sd e t e r m i n e db y j t se q u i v a l e n tu n i ti nt h et h e r m o u n i tp o o lm a r k e t h y d r o u n i t s a b i l i t i e st or e p a y1 0 a n s a r ed i s c u s s e d ，a n dt h er e l a t i o n sb e t w e e nt h eh y d r o - u n i t s r e p a y m e n tp e r i o d s c a p a c i t y c o s t s ，i n t e r e s tr a t e so fl o a n sa n dt h ec a p a c i t yc o s tr e f e r e n c e si nt h et h e r m o - m a r k e ta r e o b t a i n e d a s i m p l ec a s es t u d yi sp r e s e n t e d t h et h i r d ，t h ee f f e c t so fd i f f e r e n tp r i c i n gm e t h o d so nt h eb i d d i n gs t r a t e g i e so f p o w e r s u p p l i e r sa r es t u d i e d i nt h ea s p e c to fp r i c ed e c i s i o n m a k i n g u n d e ru n i f o r ma n dp a b ( p a y a sb i d ) p r i c i n gm e t h o d s ，p o w e rs u p p l i e r s t e n dt ob i da b o v et h e i rt r u ec o s t s h o w e v e r , i ti sp r o v e dt h a tu n d e rt h ee v ep r i c i n gm e t h o d ，t h ep a y m e n t st op o w e r s u p p l i e r sa r en o ts e n s i t i v et ot h e i rb i d s a n dt h e i rb e s tb i d d i n gs t r a t e g i e sa r et ob i dt h e t r u ec o s t s a sf o rp r o d u c t i o nd e c i s i o n m a k i n g u n d e rt h eu n i f o r l np r i c i n gm e t h o d ，s o m e p o w e rs u p p l i e r s c a ng e te x c e s s i v ep r o f i t sb yw i t h h o l d i n gg e n e r a t i o nc a p a c i t i e s ；b u t u n d e rp a ba n de v e p r i c i n gm e t h o d s ，p o w e rs u p p l i e r sw i l l l o s et h e i rp r o f i t si fl h e y w i t h h o l dg e n e r a t i o nc a p a c i t i e s i nt h ea s p e c to ft h ei n d u c i n gt h ep o w e r s u p p l i e r st op l a y f a i ri nb i d d i n g e v e p r i c i n gm e t h o d i sb e t t e rt h a nt h eu n i f o r ma n dp a b p r i c i n gm e t h o d s e x p r e s s i n g t h ei n t e m a l a u t o n o m ym e c h a n i s m o ft h ee v ep r i c i n gm e t h o d u n d e r e l e c t r i c i t ys h o r t a g e ，t h eb a db i d d i n ga c t i o na r ea l s or e s t r a i n e db ye v ep r i c i n gm e t h o d t h ee f f e c to ft h ec a p a c i t yc o s tr e f e r e n c eo nb i d d i n gs t r a t e g i e so f p o w e rs u p p l i e r s i s p r e l i m i n a r i l ys t u d i e d w h i c hi su s e f u lf o rs e “i n gr e f e r e n c em o r e r e a s o n a b l e 第1 i i 页 上海人学博十学位论文 a b s t r a c t t h ef o u r t h s h o r tt e r mm a r k e tc l e a r i n gp r i c ep r e d i c t i o ni st h eb a s ef o rp o w e r s u p p l i e r sb i d d i n g a m a r k e tc l e a r i n gp r i c ep r e d i c t i o nm e t h o db a s e do na r m a xm o d e l i s d e v e l o p e d t h ei n p u t s o ft h e p r e d i c t i o n m o d e la r es e l e c t e d b yc o m p a r i n gt h e c o r r e l a t i o n sb e t w e e nt h eh i s t o d e a ll o a d sa n dm a r k e tc l e a r i n gp r i c e aks t e pa h e a d o p t i m a lp r e d i c t i o nm e t h o di st h e ne m p l o y e d c a s es t u d yb a s e d o nr e a ld a t ao ft h en e w e n g l a n dp o o li sg i v e n a n dm er e s u l t ss h o wt h a t t h i s p r e d i c t i o nm e t h o dh a sg o o d p r e c i s i o n t h eo p t i m a la m o u n to f h i s t o r i c a ld a t af o rp a r a m e t e re s t i m a t i o na n df o rt h e d e t e r m i n a t i o no ft h eo r d e ro f e r r o r p o l y n o m i a l a r es t u d i e db y u s i n g r e a ld a t a t h ef i f t h ，e s t i m a t i n go t h e rp o w e r s u p p l i e r sb i d si st h em a i nw a y t ob u i l db i d d i n g s t r a t e g i e s u s i n gt h ec o n c e p to fe q u i v a l e n tr i v a l ，w er e g a r da l lo t h e rp o w e rs u p p l i e r sa s o n ee q u i v a l e n tv i r t u a lp o w e r s u p p l i e r t h ea r m a xp r e d i c t i o nm o d e l i s u s e dt op r e d i c t t h ep r o b a b i l i t yd i s t r i b u t i o no fe q u i v a l e n tr i v a l sb i d su n d e ru n i f 0 1 t np r i c i n gm e t h o d t h e nt h eo p t i m a lb i d d i n gs t r a t e g i e so fb l o c kb i d d i n gu n d e ru n i f o r ma n dp a bp r i c i n g m e t h o d sa r ep r e s e n t e d ac a s es t u d yi sg i v e n t h er e s u l t ss h o wt h a tt h eo p t i m a lb i d sa r e h i 吐e rt h a np o w e rs u p p l i e r sr e a lc o s t su n d e ru n i f o r r na n dp a bp r i c i n gm e t h o d t h e o p t i m a ls u p p l y f u n c t i o nb i d su n d e rt h eu n i f o r i l lp r i c i n gm e t h o da r ea l s os t u d i e d f i n a l l y , p o w e rs u p p l i e r sb e h a v i o r sh a v eg r e a te f f e c t so nt h e i rs t r a t e g i cb i d d i n g w i t he x p o n e n t i a lu t i l i t yf u n c t i o n ，t h eo p t i m a lb i d ，c o n s i d e r i n gt h er i s kt y p eo fp o w e r s u p p l i e ra n dt h ep o s s i b l el o s sd u e t ob i d d i n gf a i l u r e i so b t a i n e d t h eb i d d i n gs t r a t e g i e s o ft h ep o w e r s u p p l i e r sv a r yw i t ht h e i rr i s kt y p e s u n d e ru n i f o r mc l e a rp r i c i n gm e t h o d ， n om a t t e rw h a tr i s kt y p et h ep o w e r s u p p l i e rt a k e s ，t h eo p t i m a lb i da l w a y sa p p e a r sa si t s c o s tm i n u st h ep o s s i b l el o s sd u et ob i d d i n gf a i l u r ep l u sam a r k u p w h i c hd e p e n d so nt h e r i s kt y p et a k e nb yt h es u p p l i e r s w j t ht h es a r n ec o s t t h eo p t i m a lb i do far i s k t a k e ri s p r o v e d t ob eh i g h e rt h a nt h a to far i s k - a v o i d e r t h eu l t i m a t er e a s o nt h a tp o w e r s u p p l i e r b i d su n d e ri t sc o s ti st oa v o i dl o s so fb i d d i n gf a i l u r e t h ea b o v er e s u l t sa r ep r o v e db y t h e o r e t i ca n a l y s i sa n dn u m e r i cc o m p u t a t i o n s m o n t ec a r l os i m u l a t i o ni sa l s ou s e dt o c h e c kt h er e s u l t s k e yw o r d s ：e l e c t r i cp o w e r m a r k e t e l e c t r i c i t yp r i c i n gm e t h o db i d d i n gs t r a t e g i e s e l e c t r i c i t yv a l u ee q u i v a l e n t ( e v e ) m a r k e tp o w e r 第1 v 页 上海大学 本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合上海 大学博士学位论文质量要求。 答辩委员会签名： 主任： 委员： 答辩日期：跏i ，2 善 冱获戤 戮徘稼 上海人学博士学位论文第一章前言 第一章前言 1 1 论文的课题背景 多年以来，作为一种十分特殊的商品，电力在国际上直属于垄断行业，自 2 0 世纪8 0 年代以来，为了增加电力工业的活力，提高效益、降低电价，世界上许 多国家丌始改革电力工业体制，打破垄断，建立有利于公平竞争的电力市场【2 j 1 3 1 。 早在1 9 7 8 年，智利就开始了其电力工业解除管制的改革，并于1 9 8 2 年颁稚了新 的电力法【4 l 。以新自由主义经济理论为导向的英国于1 9 9 0 年进行的电力工业改革， 在世界范围产生了重大影响；继而改革的浪潮播及欧洲【5 、北美【5 、1 、南美1 4 5 9 i 、澳大利亚【5 1 ”、新西兰旧和亚洲【1 3 、1 4 】的一些国家和地区，形成了一场世界性 的电力工业改革潮流。虽然各国具体情况不同，如西方发达国家主要着眼于通过 市场竞争抑制电力的过度投资；而发展中国国家主要希望通过电力市场改革，消 除腐败，提高电力工业生产效率，吸引投资。但其总目标是一致的：通过丌放市 场，打破垄断，鼓励竞争，促进效率的提高、资源的优化配置及电力与国民经济 的均衡发展，最终使消费者收益，并保护投资者和经营者的合法权益。 世界各国电力改革的趋向是：将电力工业的所有权、资产权和经营权分离，并 在政府宏观调控下进行充分的竞争。将电力工业所有权、资产权和经营权分离是 电力工业实现政企分开和引入竞争机制的前提条件。和原先计划垄断体制下不同， 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，放松对电力工业的严格管制，增加 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 政府管制与调控，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，即提供优质服务、 较低的价格和面向更广泛的用户。 在我国，从1 9 9 8 年开始，确定山东、上海、浙江及辽宁、吉林、黑龙江6 省 市为首批“厂网分开、竞价上网”的试点单位。2 0 0 0 年1 月，山东、上海、浙江 的发电侧电力市场相继投入商业化试运营，2 0 0 0 年6 月，东北三省区域发电市场 也f 式启动，标志着我国进一步推进电力工业改革，以期形成统一、丌放、有序 电力市场的丌始。 2 0 0 2 年初国务院颁布了关于电力体制改革方案的国发 2 0 0 2 1 5 号文件，拉 丌了新一轮电力改革的大幕。本次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”实现厂网分丌、竞价上网，“初步建立竞争、 开放的区域电力市场、实行新的电价机制”。2 0 0 2 年1 2 月2 9 同，中国电力工、进 行了重大重组，新组成了1 1 家集团公司；包括，国家电网公司、中国南方电网有 限公司二家电网公司；中国华能集团公司、中国大唐集团公司、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；这是我国电力体制改革的重要单程碑之一。 共1 2 l 页第1 页 上海人学博1 ：学位论文第一章前言 2 0 0 3 年3 月2 0 同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。 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。 国务院授权电监会“负责全国电力监管工作，研究提出电力监管法律法规的制定 和修改建议，监管电力市场运行，监管输电、供电和非竞争性发电业务，依法对 电力市场、电力企业违法违规行为进行调查”等一系列职责。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，是新形势下 加快我国电力工业发展的必然要求，是电力工业市场化改革的必然结果，也是进 一步转变政府职能、构建适应市场经济要求的政府监管体制的重要探索，将对促 进我国电力工业结构调整和优化发挥重要作用。 如上所述，电力工业市场化改革的基本目标是减少最终用户的用电成本，并 最终降低整个电力工业的生产成本。使电力工业变得更具竞争力，能够吸引新的 投资，使人们方便地获得廉价的电力供应。其最终目的是实现社会资源的合理分 配和社会福利( s o c i a lw e l f a r e ) 最大化l i 。在一个理想的电力市场中，市场结构 和管理规则应无漏洞可钻，市场中不存在博弈( g a m e ) 行为。博弈行为可能危害 系统运行或引起市场价格明显高于完全竞争水平，这是需要监管的。不幸的是， 电力市场不是完全竞争的市场，而更接近于区域寡头( o l i g o p o l y ) 垄断市场。这 是由电力工业的特殊性所决定的，如局部有限数目的发电公司、大的投资规模( 市 场进入壁垒) 、输电约束和输电损耗。这些因素决定了在电力市场中，某些地区可 能只有由少数发电公司提供电力，这样一束，发电公司可以通过策略性的报价来 达到利润最大化【16 】l ” 1 8 l 。而发电厂商通过策略性报价获利的同时，将不可避免的 会损害到其他市场成员，尤其是用户的利益，并最终导致市场效率下降。 对发电厂商而言，报价策略的优劣与其自身利益直接相关，一个好的报价策 略将伎发电厂商在竞争中处于优势地位，并且在某些情况下，通过策略性报价可 获得与自身经营状况无关的超额利润。对于电力市场监管机构而言，考察策略性 报价行为的主要目的是检测滥用市场力的可能性，进而发现市场结构和管理规则 中存在的漏洞，并制定相应的政策以抑制发电厂商滥用市场力的可能性f 19 】。因而 报价策略的研究可以从发电厂商与市场监管机构两个不同的角度进行。 与垄断体制下不同，在电力市场环境下，发电厂商的目标是其自身利润最大化。 在完全竞争的市场环境下，发电厂商的最优竞价策略是按边际成本报价。但是电 力市场并不是一个完全竞争的市场，发电厂商可以通过策略性报价获得超额利润， 这与电力市场设计的初衷是相违背的。因而我们有必要研究发电厂商的策略性报 价行为，并分析在各种竟价机制下，发电厂商是如何利用市场机制的不完美性， 行使其市场力以获取超额利润，并最终改进发电市场竞价机制，减少发电厂商滥 用市场力的可能性。 对电力市场监管机构而言，还有必要研究电力市场的竞价机制。在电力市场环 境下，发电厂商的目标是自身利益最大化，而电力市场改革的日标是电力生产的 社会福利最大化，如何在这两者间达成一致，电力市场竞价机制是关键所在，而 同前市场的定价机制更是其中的核心问题。 本论文研究首先从电力市场监管者的角度出发，研究了发电竞价上网的当量电 价定价方法，并比较了不同定价机制对发电厂商报价行为的诱导机理。除此之外， 本论文还从发电厂商的角度出发，立足目前影响最大的基于电力库( p 0 0 1 ) 的电力 市场结构和统一出清电价机制，研究发电厂商的最优报价策略问题。具体分三个 共1 2 i 页第2 页 上海人学博士学位论文第一章前言 层次，首先针对作为价格接受者( p r i c e - t a k e r ) 的发电厂商，研究次只出清电价的 预测问题；然后研究竞争对手报价参数的估计问题，并在此基础上建立发电，一商 的最优报价策略；最后研究计入竞价失败损失和发电厂商风险取向的晟优报价策 略。 1 2 发电市场定价机制与发电厂商报价策略的研究现状 1 2 1 电力市场的交易类型与交易模式 电力市场中电能的交易通常有以下三种方式【2 h 3 】： ( 1 ) 合同交易 在电力市场开放初期，如采取“n + i ”的单一买方的电力市场模式，则作为 单一买方的电网运营企业为避免缺电时电价急剧上井的风险，必须与发电公司签 定定数量的长期合同。随着市场的逐步开放，长期合同的比例将逐步减小，并 最终为用户和电力供应商间可交易的远期合同( f o r w a r d ) 和期货( f u t u r e ) 所取代。 ( 2 ) 现货交易 现货交易主要指同前市场的电能交易，电力交易中心公稚次只的预测负荷， 发电厂商根据预测负荷和自身情况进行报价，电力交易中心按发电厂商报价高低 确定次日发电计划。 ( 3 ) 实时交易 不管采用什么方式，由于存在负荷预测误差及系统运行状况的变化，提前一 天制定的发电计划与实际负荷需求间存在差别，需要实时调整发电计划，所以， 必须建立实时交易市场。实时交易作为长期合同和现货交易的补充，在预测负荷 与实际负荷出现偏差后，起到平衡发电与负荷的目的。 电力市场的交易模式通常按进行电力电能交易的主市场的组织形式来定义， 按市场丌放程度不同，主要有这样三种模式： ( 1 ) 单一买方库联营( p 0 0 1 ) 模式。英国1 9 9 1 年改革采用的模式就是典型 的单一买方库联营模式，该模式也称单一买方( s i n g l eb u y e r ) 或“n + i ”模式，我 国六个试点省市的发电侧电力市场均采取该交易模式。该模式只要求“厂网分开”； 在交易形式上，只有发电厂商报价，由电力交易中心接受报价并按最小成本收购 电力：交易计划通常在闩前进行，属于电力现货批发交易【2 。该模式的优点是： 工业结构的变动小、利于平稳过渡：发电厂商仍服从集中计划和调度，各种辅助 服务一般也在r 前市场上同时计划，利于系统的安全可靠运行，作为电力市场初 级阶段的交易模式将长期存在。缺点是：电力交易中心是唯一的买方，对用户而 言又是唯一的卖方，可能操纵市场，英国电力市场就曾经出现过计及输电和辅助 服务的价格提升项( u p l i f t ) 居高不下的现象，而且用户没有选择权，市场竞争有 限，必须加以有力的监管j 儿“。 ( 2 ) “库联营+ 双边交易”模式，采用陔模式的有加拿大阿尔伯特电力交易中 心等。该模式在p o o l 交易之外，允许配电商和大、中电力用户直接与发电，一商进 行双边交易( b i l a t e r a lt r a n s a c t i o n ) ；相应的，要求在厂网分开的基础上进行“输配 分开”，至少输电和配电独立核算，输电网的运营者为双边交易提供“过网” ( w h e e l i n g ) 服务、并收取过网费。双边交易通常采取远期合同交易的方式，它给 用户以选择权，起到增进市场竞争性、平抑电价的作用f 2 3 1 。根据国务院国发 2 0 0 2 1 5 上海人学博士学位论文第一章前言 号文，我国将逐步开放大用户和发电厂商问的双边交易。在双边交易中，过网费 的收取是个相当复杂的问题，它不仅涉及到输电网的投资回收和网损补偿，还涉 及到为保证双边交易实施所需的辅助服务是如何获取和付费的。此外，双边交易 的具体实施和调度还涉及到输电可用容量和系统安全性等一系列复杂问题。 ( 3 ) “双边+ 多边交易”模式。该模式迸一步扩大了用户的选择权，表现在： 第一，现货市场采用经济人系统( b r o k e r a g es y s t e m ) ，这是一类多边交易( m u l t i l a t e r a l t r a n s a c t i o n ) ，它不同于p o o l 的主要特点是同时接受发电厂商和用户的报价，以最 小成本实现最大效用为原则进行购售匹配【2 4 】；其次，该模式要求“配售分丌”，允 许更多的用户、包括一些不具备配电网的电力零售商参与经济人系统的报价和竞 争；第三，多边交易的形式可用于电力远期和期货交易，这些交易可直接由多个 交易方谈判达成、也可通过经济人搓合成交，因此交易形式最为自出。然而，由 于发、输、配、售完全解捆，该模式下系统的安全可靠运行需要复杂的协调机制。 英凼自2 0 0 1 年3 月起实施新的电力交易组织方案( n e t a ) 弘。，就是从强制型 p o o l 模式改为采用“双边+ 多边交易”模式。在这种模式的市场中，双边交易与经 济人式现货交易的比例不尽相同，英国n e t a 体制下双边交易超过9 7 ，北欧n o r d p o o l 中约占7 1 ，新西兰小于2 5 ；美国加州则是个特例，1 9 9 8 年加州进行电力 改革时，规定所有交易须在经济人式的现货市场上进行，由于缺乏能平抑现货市 场高电价的远期合同交易，2 0 0 0 - 2 0 0 1 年加州发生了电力短缺、电价飞升的电力危 机【2 7 2 8 、2 9 1 。 1 2 。2 电力市场中的电价理论 科学合理的电力价格应能引导市场的供需平衡，即市场出清，达到电力资源 的最有效利用。从2 0 世纪3 0 年代发展起来的边际成本定价原理，利用边际方法 和静念均衡方法确定市场价格。按这种理论定价，市场将以一种内部调节机制趋 向均衡和出清状态，即所谓“看不见的手”，并使有限的社会资源分配最优。这种 理论于2 0 世纪6 0 年代引入电力系统定价，2 0 世纪7 0 年代世界能源危机后，更在 发展中国家的电力定价中得到广泛应用。 早期的电力系统边际成本定价大多基于系统的长期边际成本( 1 0 n g r u n m a r g i n a lc o s t ) ，长期边际成本由于考虑了电力系统最优扩建的容量成本，因而更适 合于系统长期的分时电价( t i m e o f - d a yp r i c e ) 预测，且较适用于市场化程度不高 的电力系统定价口o 引1 。 随着2 0 世纪9 0 年代以来电力工业的市场化改革和竞争的加剧，电力交易只 趋频繁，市场参与者更关心的是短期交易的价格信号，即要求能根据按小时或更 短时段区分的电价信号来决定电力买卖，这种即时即地的电价常称为s p o t 电价 或实时电价( r e a l t i m ep r i e e ) ，它随时间、地点和供电可靠性等级的不同而不同。 电力实时定价的思想由美国m i t 学者f c s c h w e p p e 等在1 9 8 0 年首次提出 1 3 2 1 ，当时被称为协态控制定价( h o m e o s t a t i cc o n t r o lp r i c i n g ) ，其主题是电力价格的 时变性，即电价依赖于用电时间，通过电价变化来反映电力供应成本的时变性。 后来f c s c h w e p p e 等人对该理论作了很大的发展1 3 ”，形成了较为完整的基于短 期边际成本( s h o r t - r u nm a r g i n a lc o s t ) 的实时电价理论吲，并部分应用于实践【3 ”4 。 需要指出的是，由于当时还未出现世界范围的电力工业市场化改革浪潮，因而该 理论并未考虑电力的市场交易机制。然而该理论的基本思想是适合电力工业的市 场化运营的，因而在世界范围内得到广泛的推崇和晌应，并得到进一步的发展和 共1 2 1 页第4 页 上海人学博十学位论文 第一章前言 完善。如文献 4 1 4 4 研究了实时电价对发电投资规划的影响以及实时电价预测中 投资成本的计入方法；文献【4 5 4 8 研究了区分不同可靠性等级的实时定价方法： 文献 4 9 5 4 】研究了实时电价环境下的用户反应问题：文献 5 5 - 6 0 】研究了输电转运 定价以及无功定价的意义；文献【6 2 6 4 研究了输电定价问题中固定成本的计入方 法，等等。 边际成本定价从原理上来说要用到供需双方的完全信息，包括用户的需求函 数和发电商的成本函数等，而在充满竞争的电力市场中，这种完全信息一般很难 准确获得，因此大多数基于边际成本的定价模型中都引入了不同程度的简化假设， 这影响了边际成本定价的市场调节效率瞄】。由于这个原因，目前大多数国家均引 入了基于需求侧和供电侧报价的竟价拍卖定价机制，而且大多采用统一出清电价 ( u n i f o r mc l e a r i n gp r i c e ) 的发电定价机制。如英国、阿根廷和澳大利亚的发电上 网电价基于发电侧的边际报价，在美国、新西兰、西班牙、挪威、瑞典等国家还 引入了需求钡4 报价机制，通过一个市场出清( m a r k e tc l e a r i n g ) 算法来获得边际电 价。 此外，电力工业界和学术界先后引入和研究新的电力市场交易机制和定价方 法，如电力远期和期权合同的交易机制【6 “，电力交易中的博弈( g a m e ) 定价方法 等，这些机制和方法的引入也使得电力定价理论从基于成本( c o s t b a s e d ) 的边际 定价方法向基于行为( p e r f o r m a n c e b a s e d ) 的定价方法发展。尽管这样，系统的边 际成本( 或竞争报价机制下的边际报价) 由于能提供丰富的经