（电力系统及其自动化专业论文）发电侧报价策略研究.pdf

a b s t r a c t w i t ht h ed u r a t i v ea n dh e a l t h yd e v e l 0 d i n 肋to f n a t i o n a le c o n o m y ， c h i n e s ee l e c t r i c i t y i n d u s t r yi sp a c i n gan e ws e e d t i m ea f t e rh a v i n gs u f f e r e dac o m p l e xg r o w i n gp r o c e s s p e o p l e s c o g n i t i o na b o u tt h ee s s e n c eo f p o w e ri si n c r e a s i n g n 圮d o u b ta n dc h a l l e n g ea b o u tn a t u r a l m o n o p o l i z a t i o n o f e l e c t r i c i t y i n d u s t r y i s b o o m i n g h o w t o d e p l o y p o w e r l 陀s o l l r g e m o r e e f f e c t u a li sa l w a y si m p a l p a b l eq u e s t i o n si nf a c eo fl e a d e r s o f m a n yc o u n t r i e si n c l u d ec h i n e s e g o v e r n m e n ta n dt h i sc h 锄g ec a n n o tp r o d u c eg r e a ti m p a c to ns a f eo p e r a t i o no f p o w e rs y s t e m m o r ea n dm o r ec o u n t r i e ss e l e c tm a r k e t c h i n e s eg o v e r n m e n tp r e s e n t sa p a t t e r nb y2 0 0 2 ， w h i c hb r e a km o n o p o l i z a t i o n ，b o o s t c o m p e t i t i o na n do p t i m i z er e s o u r c ed e p l o y i n gt oi n c r e a s e s o c i a lw h o l eb e n e f i t t h i st h e s i ss t u d i e sw i t he m p h a s i sh o wad y n a m o e l e c t r i ce n t e r p r i s ei nm a r k e t b a c k g r o u n do f t h es t a t i o na n dt h e 鲥di ss e p a r a t e ds h o u l ds c i e n t i f i c a l l yc o n s t i t u t eb i d d i n g s t r a t e g y ，p a r t i c i p a t ei nm a r k e tc o m p l e t i o na n do b t a i nn 墙x i n mi n c o m e f i r s t l y , t h i st h e s i si n t r o d u c e sn o to n l yh i s t o r yo f d e v e l o p m e n t ，m o d eo f o p e r a t i o no f o v e r s e a sa n dd o m e s t i cp o w e rm a r k e tb u ta l s oc h i n e s ep o w e rm a r k e tc o m i n gi n t ob e i n ga n d c h a r a c t e r i s t i co f c u r r e mm a r k e ts t r u c t u r e a n dt h a ta n a l y z e db a s i cb i d d i n gw a y so f d y n a m o e l e c t r i cs i d e s e c o n d l y ，h a v i n ga n a l y z e ds t r u c t u r ea n da c t u a l i t yo f p o w e rm a r k e ta n db i d d i n g c b a r a c t e r i s t i co f d y n a m o e l e c 仃i cs i d e ，t h et h e s i sp u tf o r w a r d sm a t hm o d e lw h i c hc u np r e d i c t m a r g i np r i c eu s i n ga r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r kf o r e c a s tt e c h n o l o g yo f m u l t if o r w a r dn e tw i t h b pl e a r nr u l e t h a tp r o v i d e sad e c i s i o n - m a k i n gg i s tf o rd y n a m o e l e c t r i ce n t e r p r i s e w h u t i l i z i n gm o n t hs i m u l a t i o nm a r k e tm a r g i nd a t ef i o mt h ea r e a 鲥dc o m p a n yo f t h ee a s to f c h i n at 0e m u l a t o ra n dt r a i nt h em o d e l ，t h et h e s i sa p p l i e st h em o s tc u r r e n t l ya r t i f i c i a ln e u r a l n e t w o r kt o o lb o x f i o mt h ep r o g r a ml a n g u a g em a t l a b6 5 l a s t l y ，t h et h e s i sp u t su pa b o u tt h eb i d d i n gs t r a t e g yo f d y n a m o e l e c t r i ce n t e r p r i s e k e y w o r d s ：p o w e rm a r k e t ，d y n a m o e l e c t r i ce n t e r p r i s e ，b pn e t w o r k , p r i c ef o r e c a s t i n g , b i d d i n gs t r a t e g y 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所里交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过 的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它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。 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印 件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质 论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被套阅和借阅，可以公布( 包括 刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 第一章绪论 1 1 课题的研究背景与意义 第一章绪论 1 9 4 9 年。全国发电装机容量仅有1 8 5 万千瓦，年发电量4 3 亿千瓦时；到1 9 8 7 年，全国发电装 机突破1 亿千瓦，2 0 0 5 年底达到5 亿千瓦。伴随着电力工业的快速健康发展，人们对电力工业本质 属性的认识正在逐步深入，电力工业自然垄断的特征不断产生疑问，受到挑战。 多年以来，电力作为一种十分特殊的商品，在国际上一直属于垄断行业，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，世界上许多国家开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。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 年颁布了新的电力法。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、北美、南美、澳大利亚，新西兰和亚 洲的一些国家和地区，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：通过开放市场，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。 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正式启动，标志着我国进一步推进电力工业改革，以 期形成统一、开放，有序电力市场的开始。 2 0 0 2 年1 2 月2 9 日，我国提出打破垄断，促进竞争，优化资源配置，提高社会整体效益的电力 市场化改革目标【1 】。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辘业公司。 我国电力体制改革近阶段的主要任务是实施厂网分开，实行竞价上网，建立电力市场运行规则 和政府监管体系，初步建立竞争、开放的区域电力市场，实行新的电价机制；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；开展发电企业向大用户直接供电的试点工作，改变电 网企业独家购买电力的格局；继续推行农村电力管理体制的改革。电力市场建设任务是到十五末期， 初步形成华北、东北、华东，华中、西北、南方六大区域电力市场，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，符合条件的大用户直接 向发电企业购电1 2 1 。 2 0 0 3 年6 月，经中国国家电监会批准，建立东北区域电力市场。2 0 0 4 年1 月1 5 日正式进入模 拟运行。2 0 0 4 年5 月1 8 日，华东区域电力市场对2 0 0 4 年6 月份部分上网电量( 8 8 合同电量之外 的可发电能力) 进行模拟交易。国内电力市场建设步入实质性阶段。随着大批新机组投产，国内电 1 东南大学工程硕士论文 力供求关系发生急剧变化，除局部地区、个别时段外，均出现了供大于求的情况，这进一步加速了 发电侧竟价上网的工作进程。 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 l 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。 由于实行了”厂网分开、竟价上网”。发电企业参与电力市场的主要行为是通过申报电能量电价 曲线参与市场竞争。通过合理申报电价曲线获得最大利润成为发电企业新的工作重点。同时，发电 企业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使发电企业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。因此，在电力 市场环境下，发电企业如何采用策略性报价实现利润的最大化成为其关心的首要问题。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 电价预测研究现状 市场出清电价是电力市场中反映电力商品供求关系的统一价格。当前国际上大多数国家和我国 正在进行试点的电力市场，都是依此为核心进行结算的。因此，预先准确地对电价进行预测是发电 企业制定成功报价策略的基础。目前，电价的预测方法主要有以下四类【3 】： ( 1 ) 统计学方法 统计学方法主要包括基于时序分析的预测方法( 时间序列法) 和回归分析法。统计学方法只是 对历史数据的统计分析，预测的效果不佳，一般多与其他方法结合使用。 时间序列法是根据电价本身的交化规律，利用统计学方法建立数学模型推算出未来电价的一种 方法。主要有自回归( a r ) ，自回归一滑动平均( a r 姒) 、累积式自回归一滑动平均( a i i i 姒) 模型等。 这些方法的优点是：所需历史数据少、工作量少、计算速度快。缺点是只对历史数据进行建模分析， 无法考虑非线性因素对电价变化的影响。时间序列法的原序列是否有效地去除了非平稳变化，在很 大程度上影响电价预测的效果。电价序列的平稳化比较困难，因为电价序列不仅包含趋势变化、周 期性变化，还有一些不寻常的剧烈变化。这使时间序列法在电价预测领域没有多少优势。当然如 果能使序列较好地平稳化，时间序列方法也能取得比较好的效果。因此，单纯的时间序列法精度较 差一般都与其他方法结合使用。 回归分析法是研究变量与变量之间关系的一种方法。方法简单方便，但是由于受人为因素的影 响，收集和统计的历史数据不尽全面和准确；电价变化规律复杂，很难完全反映变量问的关系。并 且在回归分析中，选用何种因子和用何种表达式有时只是一种推测，而且影响电价的因子的多样性 和某些因子的不可测性，使得回归分析在某些情况下受到限制。 文献 4 1 运用小波分解对浙江电力市场的城c p 序列进行分解，用时间序列法对分解后的序列建 立相应的模型进行预测，把预测结果叠加，得到完整的电价预报结果。有学者分时段建立了现货电 价的a r 、a r 豫和不可观测分量( u n o b s e r v e dc o r f l t p o n e n t ) 时间序列模型，并在模型中引入了基 本的极端电价出现概率处理法，对德国莱比锡电力交易所的现货电价进行了预测【5 】。文献i s i s 分别采用动态回归模型和自回归滑动平均模型进行短期电价预测。以上的时间序列法无法处理多变 2 苎二兰堑堡 量和时间异方差问题，为此可采用多交量模型和时间异方差模型，这将能提高时间序列法的预测精 度 ( 2 ) 人工神经网络法 人工神经网络( a n n ) 是一种模仿人脑信息处理方式的数学工具，已广泛应用于函数逼近、模式 识别等领域。它是由简单的处理单元所组成的大量并行分布的处理机。这种处理机具有存储和应用 经验知识的自然特性，它可以通过学习过程从外部获取知识，还能够存储获取的知识信息。 神经网络用于短期电价预测方面已有大量研究。文献【9 1 7 】均采用常用的b p 网络预测电价。 文献【i i 首先采用b p 网络对英国电力市场进行短期电价预测的研究，之后不少学者将该方法应用 到不同的电力市场中，并考虑了不同的电价因素，短期电价预测的误差也逐渐降低。递归神经网络 的各层神经元之间既有前馈连接又有反馈连接，它能够识别和回忆时序模式以及空间模式。因此， 递归神经网络适用于非平稳时间序列的预测，但递归神经网络的行为比前馈网络更为复杂。网络的 输出可能收敛到一个稳定的值，也可能振荡或者混乱。文献 1 8 1 采用回归神经网络( r 矾) 进行了 短期电价预测的尝试。文献【t 9 2 0 利用级联神经网络( c 矾) 进行电价预测，而且文献【1 9 】还 与b p 网络进行了对比。未体现出c n n 在预测精度上的优势。文献1 2 0 结合贝叶斯推理，推导出了 预测电价的置信度和置信区间，而且其预测误差小于独立系统调度员( i s o ) 的预测误差，这说明了 c n n 潜在的应用价值。 文献 2 1 ，2 2 通过标准方差的倒数来选择径向基函数( 船f ) 网络中的有效参数，去除了方差 倒数过大和过小的网络参数，从而消除非有效的输入因素，以减少训练时间并提高预测糟度。文献 2 3 ，2 4 同时采用r b f 和多层感知器( 札p ) 网络进行电价预测，将2 个预测结果通过加权平均从 而得到最终的预测电价，该方法能够减少神经网络错误映射的概率，但计算量明显增大。在文献【2 5 2 7 中。神经网络通过扩展卡尔曼滤波法学习，其优点是收敛速度比b p 算法更快，而且可以在训练 过程中得到电价的置信区间。文献1 2 8 用卡尔曼神经网络( k 矾) 对统一出清模式下的新英格兰市 场和节点电价模式下的p 瑚市场进行了电价预测。 ( 3 ) 灰色系统理论预测方法 灰色理论是1 9 8 2 年邓聚龙教授提出的。优点是所需数据少，计算简单。在电价预测中主要应 用的是g m ( 1 ，1 ) 模型。由于单纯应用灰色模型精度有限，多应用改进后的灰色模型进行预测。如 灰色混沌预测模型k 2 9 。这种方法通过校正g m ( i ，i ) 模型发展系数的取值空间，使灰色预测模 型的预测结果保持在混沌区域之外，提高精度。另外可以采用灰色理论与神经网络相结合的方法预 测电价【3 0 】，把锄( 1 ，i ) 、d 叫( 2 ，1 ) 和v e r h u l s t 模型所得到的预测值作为b p 神经网络的输 入，作进一步预测。 ( 4 ) 市场模拟法【3 8 】 电力市场出清电价是系统总的供给曲线和需求曲线交点所对应的均衡价格，因此部分学者通过 预测的市场总供给曲线和预测的系统负荷来模拟电力的拍卖过程，从而得到市场出清价【3 1 】。文献 1 3 2 通过需求和供给各自的随机模型得到市场价格及其概率分布。文献1 3 3 进一步模拟市场出 清后的安全校核过程，从而得到考虑系统约束、备用需求等因素的预测电价。随机生产模拟也可以 根据各发电商的报价安排机组出力，并得到系统的边际电价1 3 4 ，因此也可用该方法来模拟市场出 清过程，从而预测市场边际电价1 3 5 文献1 3 6 ，3 7 1 运用随机生产模拟对短期电价进行了预测， 3 查妻查兰三塞堡主兰塞 该方法可方便地计及发电机故障和负荷随机性对市场电价的影响，而且可以得到电价的概率分布。 1 2 2 发电企业报价策略研究现状 电力市场环境下，发电企业商作为电力市场竞争的主体，将采用某种竟价策略，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，发电企业商的 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 企业商就可以利用市场结构的不完美性，通过策略性报价( 或称之为行使市场力) 获取超额利润。 最近几年，国内外在研究发电企业商报价策略方面做了相当多的工作，大致可以分为四类： ( 1 ) 基于成本分析的发电企业商报价策略 基于成本分析的方法是目前国内电力市场试点中参与竞价上网的发电企业商应用最普遍的一种 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，并可与发电企业现有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企业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 3 8 1 以实时成本为基础制定发电企业商的报价策略，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【3 9 】将发电企业商的成 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。 ( 2 ) 基于预测市场电价方法的发电企业商报价策略【4 0 】 基于预测市场电价方法的发电企业商报价策略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价格即可。 这种方法原理上简单，但准确预测市场电价是非常困难的。因为电价预测需要对系统负荷需求， 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。电力市场的参与者很少，随机性和投机性大，电价变化起伏性大，电价规律不易掌 握。 因此电价的预报准确程度是影响竟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。一是尽量准确地考虑竞争对手的报价对电价的影响；二是提供多种电价预测的模 型和算法，根据各电力市场在具体时期的实际运行规律选择使用；三是建立短期一中期一长期电价 预测的完整体系，进行滚动预测，建立自适应修正模型。 ( 3 ) 基于博弈论的发电企业商报价策略 博弈论是专门研究2 个或2 个以上有冲突的个体在有相互作用的情况下如何进行各自优化决策 的理论。它的原理是根据电力交易先构造一个博弈模型( 包括c o u r n o t 模型、s t a c k e l b e r g 模型和 供给函数模型( 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。这种方法存在下述问题：一是在应用这些模型时傲了很多简化假设，这样得到 的平衡点对构造投标策略可能没有什么意义；二是理论上还不清楚电力市场是否存在这样一个平衡 点。 文献 4 1 】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。文 4 第一章绪论 献【4 2 】在寡头市场下建立了不完全信息下的古诺博弈模型。应用供应函数模型对寡头博奔的均衡 解进行了分析。文献【4 3 】用虚拟竞争对手的概念，将多人博弈问题简化为两人博弈问题，并研究 了重复博弈问题。文献【4 4 】利用博弈论中疗人对策理论，对独自竞价和联盟竞价情况下发电公司 的行为和市场状况进行了研究，其结论是只要保持产权独立，各参与者结成的联盟不会稳定。文献 【4 5 】研究了简易当量电价体制下的双寡头古诺博弈模型，在纳什均衡点的求解过程中采用了网格 搜索算法。 ( 4 ) 基于估计竞争对手报价行为方法的发电企业商报价策略 这类方法通过估计其他发电公司的投标行为来构造自己的报价策略。这种方法的原理是首先用 概率的方法或者模糊的方法来估计竞争对手的报价行为，在此基础上建立最优竞价模型，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，可采用统计方法或者预测方法如神经 网络来估计，但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。 但是，由于世界上不少电力市场的运行尚未成熟而且市场规4 仍在调整中，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。此外，由于部分电力市场中只有有限数目的 发电公司，不是完全竞争的市场，并且报价中存在投机行为，所以很难掌握竞争对手的报价规律【4 6 4 8 】。 1 3 电力市场历史及国内电力市场进程 1 3 1 国外电力市场发展历史 1 9 8 0 年，美国里根总统经济顾问主任， 报告，指出发电企业规模效益已降至足够低， 法，正式启动合同电力交易和实时电力交易， 电力改革掀起了热浪。 1 ) 英国电力市场 麻省理工学院p j o s k o v 发表发电技术规模效益分析 已具备引入自由竞争的条件。1 9 8 2 年智利颁布新电力 是世界上最早实行电力市场化的国家。从此，全球的 1 9 8 7 年英国颁布电力法，对电力工业进行大规模私有化改革，将垄断经营的中央发电局( c e g b ) ， 改组为一个国家电网公司( n g c ) 、三个发电公司( 国家电力公司n p 、国家发电公司p g 、核电公司 n e ) 、1 2 个地区电力公司，各公司均为私营或股份公司，1 9 9 0 年4 月启动p o o l 模式( 联营) 电力市 场。电力市场交易机构p o o l ，由电网公司负责运行；发、输、供分离；大用户可自由选择供电方( p o o l 、 电厂、配电公司) ：各厂报第二天4 8 个时段电价，由p o o l 根据各厂运行数据确定系统边际电价一 统一作为结算电价。实行电力市场化运行的效益( 截止1 9 9 7 年) ：按可比价格计算大用户电价下降 6 - 1 1 ，民用电价上涨指数低于社会零售物价上涨指数；服务质量提高：自由选择供电商。存在的主 要问题：电价下降不理想；电网规划困难；电源侧有市场力；电源建设比较盲目( 独立发电商均为 燃气机组) ，备用逐渐减少；需求方不参与定价。 1 9 9 8 年1 0 月英国启动第二步电力市场改革，2 0 0 1 年建立双边电力交易的电力市场- n e t 模 式( n e we l e c t r i c i t yt r a d i n ga r r a n g e m e n t s ) 。新的电力交易机制以申报电价为结算依据；配、售 5 查堕查兰三塑堡主丝奎 电分开，用户侧完全开放；远期和短期的双边交易合同，占9 5 以上；系统调度s o 负责实时平衡市 场，购买辅助服务；市场模式支持期货、期权市场，共同承担风险。新模式成效显著，竞争激烈， 发电公司压力巨大。 2 ) 美国电力市场 1 9 9 2 年，美国总统布什批准电力政策法案( e n e r g yp o l i c ya c t ) ，开放电网。1 9 9 2 年，哈佛大 学th o g a n 提出财务输电权理论。1 9 9 6 年，美国加州建立基于区域电价体系的联营电力市场；美 国f e r c ( f e d e r a le n e r g yw a n a g e m e n ta g e n c y ) 发表f e r co r d e r8 8 8 ，开放输电权。1 9 9 8 年，美 国p y m ( p e n n s y l v a n i a ，n e wj e r s e y ，m a r y l a n d ，d e l a w a r e ，v i r g i n i a ，和w a s h i n g t o nd c ) 地 区建立基于事后节点电价的联营电力市场。1 9 9 9 年，美国新英格兰地区建立基于联合优化的电力 市场；纽约州建立基于联合优化和节点电价的联营电力市场。1 9 9 9 年1 2 月一美国f e r c 发表f e 髓 o r d e r2 0 0 0 一关于r t o 的规则( 地区输电组织r e g i o n a lt r a n s m i s s i o no r g a n i z a t i o n ) 一建立东 北，中西、东南、西部四大r t o ) r t o 在2 0 0 1 年1 2 月开始运行；阻塞管理在2 0 0 2 年1 2 月1 5 日实现。2 0 0 2 年，美国f e r c 发表”标准市场设计草案”( ”v o r k i n gp a p e ro ns t a n d a r dm a r k e t d e s i g n ”) 。标准市场设计包括四个方面：主辅市场联合优化；事后节点电价；多结算；财务输电 权。标准市场设计强调集中调度和市场监管；要求开发标准输电服务体系。预期标准市场设计将成 为北荚”标准”，已经在美国和加拿大各个区域电力市场广泛使用。 3 ) 法国电力市场 随着欧洲其他国家逐步放开了自己的能源市场，欧盟自由竞争的原则迫使法国必须在2 0 0 4 年内 调整自己的市场结构，而作为市场自由化的第一步就是改变法国电力公司( 功f ) 的属性。根据新 的电力法，曾经垄断了法国9 4 的发电装机和1 0 0 的输配电业务的法国电力公司将成为股份公司。 与股份制设立同时进行的还有对原本一体化的发电、输电、配电业务的分割，在给发电和供电业务 引入竞争的同时，依然保持了输配电业务1 0 0 的公益性，其输电业务作为独立的子公司依然保持了 法国电力公司的名称。法国电力公司还是一个兼顾从发电到供电全程的垂直整合的机构。2 0 0 4 年7 月以后，各用户都有资格自由地选择电力来源。 从英国到美国再到法国，尽管每个国家都有自己不同的政治经济情况，电力工业的发展仍然呈 现出明显的两个趋势，一是竞争的引入；二是发电、输电、配电的业务分离。事实上，不同营业者 之间的竞争之所以有效，是基于两个基本条件：其一，现代通信及计算机信息技术的发展为电力工 业体制改革提供了技术前提和技术保障。电力产品作为一项特殊商品，具有不可存储的特点。这决 定了电力系统分拆与重组必须依靠相应的技术措施作保障。现代通信及计算机信息技术高速发展为 厂网分开，竟价上网，以及电力报价、调度、计量、结算各方面提供了技术支持与保障。其二，电 力现货市场供需基本均衡，期货市场各用容量充足，甚至出现发电量过剩的现象。这样在电力买方 市场下，电力用户有降低电价，提高服务的要求；而电力企业所有者有提高效率，降低成本的要求。 1 3 2 国内电力市场发展现状 我国电力工业在快速发展的同时，电力体制改革也逐步深入，电力工业以”公司制改组、商业 化运营，法制化管理”为改革目标的基本取向，在发电领域引入竞争机制，逐步形成以开放发电侧 的模式为主要内容的按电价竞争上网的市场机制。 6 苎二童堑丝 随着经济的快速发展，电力工业出现产权多元化的现象，这方面对缓和电力供需矛盾起到了 的作用；另一方面，产权多元化也造成了利益主体多元化。在没有健全的市场体制和监管体系下， 对待不同产权的电厂，政策往往难以公平， 因此，必须将电力工业纳入市场经济的框架中，引入市场竞争机制，通过市场竞争资源，实现 资源有效配置使用，从而实现电力商品化，在有利于极大限度地满足人们日益增长的对电力不断需 求和工、农业生产的发展需要的同时，克服因发电、输电、配电实行一体化垄断经营的旧的电力体 制越来越不适应社会主义市场经济体制所带来的弊端。 1 3 2 1 内部模拟电力市场的发展 8 0 年代，各网、省电力局开始对统一核算成本进行改革，对其下属的发电企业和供电局实行内 部承包，一些省电力局在承包中将对发电量的考核变为峰谷考核，有的还采取了以峰谷电价来考核 发电企业和供电局的方式，形成了模拟电力市场的雏形。随着电力工业管理体制的改革，省级电力 公司和集团电力公司相继成立，电力公司的经营机制发生了转变。1 9 9 4 年前后，浙江、安徽、湖南 等省电力公司开始把这种考核改为”模拟电力市场”，按照商业化运营的要求，改进核算办法，建 立电网模拟结算中心，进行内部电力商品交换；华东电力集团公司也已在1 9 9 6 年用3 年时间取消了 送电省的分配计划，逐步转向商业化运营。 模拟电力市场的内容主要包括：实行阿、省电力公司与各发电企业签订并网调度协议、电力购 销合同和经营责任制协议，对各下属企业实行内部价格、内部利润、内部核算、内部分配与指标考 核相结合的经营责任制办法，发电企业竞价上网，对供电局按内部电价结算，以内部利润的高低来 评价发、供电企业的业绩。从1 9 9 4 年至今，我国有近三分之一的网，省电力公司启动了内部模拟市 场，其基本形式是：把电力公司分为发电、供电和调度三个环节，调度充当经纪人的角色。省电力 公司对所属每个发电企业核定一个上网电价，电网按上网电价向发电企业购电，增收部分费用之后， 以统一的价格向供电企业售电。 浙江省电力公司是最早实行模拟电力市场运营的单位之一，1 9 9 4 年起进行模拟市场运行，积累 经验；1 9 9 9 年底，厂网分离成功；2 0 0 0 年1 月正式运行，2 0 0 2 年获得世界银行称赞：浙江电力联 营市场，采取的市场模式是”单一购买者+ 差价合约”。用差价合约替代原有的上网协议，形成合 约市场；建立每天4 8 点价格变化的电量实时现货市场。发电企业通过竞价上网发电，由单一购买者 统一收购销售，采用每天按4 8 时段市场价与差价合约实时结算。2 0 0 3 年7 月由于严重缺电而完全 停止。 模拟电力市场的运营实践，产生的主要作用表现在以下几个方面：一是经济效益显著上升，一 系列的运行指标如发供电企业的等效可用系数、非计划停运次数，供电企业的线损率、供电可靠性 等达到了新水平；企业的成本和费用增长得到控制。二是电网调度能力增强，调度自动化水平和各 项专业管理水平得到提高。三是企业内部管理得到加强，使发供电企业开始将思路转为向管理要效 益，通过加强管理、降低成本，获取最大的效益。四是企业的竞争意识、市场意识得到加强。 1 3 2 2 新一轮电力体制改革 2 0 0 2 年底。国务院启动新一轮电力体制改革，成立国家电力监管委员会，按照国家授权履行电 7 东南大学工程硕士论文 力监管职责。 改革方案的总体目标是：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。十五期间电力体制改革的主要任务是实施厂网分开，重组发电和电网企业； 实行竞价上网，建立电力市场运行规则和政府监管体系，初步建立竞争、开放的区域电力市场，实 行新的电价机制；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；开展发电企业 向大用户直接供电的试点工作，改变电网企业独家购买电力的格局；继续推行农村电力管理体制的 改革。电力市场建设任务是到十五末期，初步形成华北、东北、华东，华中、西北、南方六大区域 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 业实行竞价上网，符合条件的大用户直接向发电企业购电。 电监委 2 0 0 3 1 2 1 号文，电力市场建设的指导思想是从我国的国情出发，借鉴国外电力市场建设 的经验，遵循社会主义市场经济规律和电力工业发展规律，以厂网分开、竟价上网为基础，以区域 电力市场建设和重点，打破市场壁垒，充分发挥市场配置资源的基础性作用，优化电力资源配置， 促进电力工业持续健康发展，满足国民经济发展和人民生活水平提高对电力的需要。 实施厂网分离，将国家电力公司管理的资产按照发电和电网两类业务划分，分别进行资产重组。 原国家电力公司拥有的发电资产，除华能集团公司直接改组为独立发电企业外，其余发电资产重组 为规模大致相当的大唐、国电、华电、中电投等4 个全国性的独立发电集团公司，由国务院分别授 权经营。 国有发电资产重组结果如表1 1 所示： 表i - l 国有发电资产重组结果表 可控容量 权益容量可控资产权益资产职工人数 发电集团 ( 万千瓦)( 万千瓦) ( 万元)( 万元)( 人) 华能集团 3 7 9 71 9 3 8 1 2 6 4 6 2 6 55 7 2 6 8 6 33 7 7 1 2 大唐集团 3 2 2 52 0 9 77 1 4 8 3 3 54 4 1 4 6 4 37 3 3 6 8 华电集团3 1 0 9 2 0 9 27 1 2 2 4 3 84 4 9 5 2 6 07 9 3 1 3 国电集团 3 0 4 32 0 3 57 3 3 4 0 4 64 7 1 7 1 8 5 7 6 4 4 1 中电投集团 2 9 8 92 1 9 67 6 8 6 7 8 85 5 6 2 2 8 37 3 8 4 7 合计 1 6 1 6 3 1 0 3 5 83 0 5 5 6 2 3 32 4 9 1 6 2 3 43 4 0 6 8 1 在电网方面，成立国家电网公司和南方电网公司。国家电网公司作为原国家电力公司管理的电 网资产出资人代表，按国有独资形式设置，在国家计划中实行单列。由国家电网公司组建华北( 含 山东) 、东北( 含内蒙古东部) 、西北、华东( 含福建) 和华中( 含重庆、四川) 五个区域电网有限 责任公司或股份有限公司；西藏电力企业由国家电网公司代管。南方电网公司由广东、海南和原国 家电力公司在云南、贵州、广西的电网资产组成，按各方面拥有的电网净资产比例。由控股方组建 南方电网公司。 在电力资产改革的同时改革电价机制，将理顺电价机制做为电力体制改革的核心内容。新的电 价体系将划分为上网电价，输、配电价和终端销售电价。首先在发电环节引入竞争机制，上网电价 由容量电价和市场竟价产生的电量电价组成。对于仍处于垄断经营地位的电网公司的输、配电价， 要在严格的效率原则、成本约束和激励机制的条件下，由政府确定定价原则，最终形成比较科学、 8 第一章绪论 合理的销售电价。 1 3 2 3 国内电力市场建设现状 1 ) 东北区域电力市场 2 0 0 3 年6 月，国电东北公司改组，建立东北区域电力市场。东北区域电力市场于2 0 0 4 年1 月 1 5 日正式建立并进入模拟运行，东北区域电网2 0 0 4 年一季度，在一部制电价模式下，对部分月度 电量分别进行单段式、多段式，多轮次模拟竞价，中标机组申报电价即为结算电价。 发改委、电监会在对月度模拟交易情况进行认真总结分析的基础上，结合东北区域电力市场实 际情况和电力体制改革的要求，对市场运营规则做出重大修改，决定在东北区域统一电力市场下， 实施两部制电价基础上的全电量竞价上网模式，除个别机组外，东北电网发电机组容量电价一律为 每千瓦每可用小时o 0 5 1 元，使区域电力市场建设工作取得了重大进展。六月下旬东北电力市场进 行了年度、月度合约电量模拟交易。2 0 0 4 年度模拟交易电量占下半年全网电量的8 0 。竞价电量空 间为1 8 0 亿度，分两次四轮模拟交易。紧接着在六月末，东北区域电力市场又对七月份扣除年度合 约分解及其它电量后的剩余部分，进行了模拟交易。东北区域电力市场采用两部制上网电价全电董 竞争模式，容量电价由国家价格主管部门调整和制定，电量电价由市场竞争决定；适时开放发电权 市场；建立辅助服务补偿机制。2 0 0 5 年5 月，东北区域电力市场开始试运行；按照年度和月度竞价 结果对发电机组电量进行调度。标志着东北区域电力体制改革在完成“政企分开”和。厂网分开” 后，进入到”竟价上网”实施阶段。 2 ) 华东区域电力市场 2 0 0 4 年5 月1 8 日，华东区域电力市场对2 0 0 4 年6 月份部分上网电量( 8 5 合同电量之外的可 发电能力) 进行模拟交易。华东区域电力市场部分电量在华东电力市场平台统一竞争；目标是初步 建立输配电电价体系，建立统一竞争、分区控制、区域和省( 市) 协调运作的电力市场。 2 0 0 4 年6 1 1 月份，6 个月的交易电量分别占年度合同分月电量的1 7 5 、3 0 o 、3 3 5 、3 0 2 、 1 9 6 、1 3 7 。华东区域电力市场实行发电侧和购电侧分别报价，以市场统一的出清价作为结算价。 2 0 0 5 年l o 月国家电监会正式印发了华东电力市场运营规则。规定对日前市场作为详细规定， 每天分为9 6 个时段，各发电机组全电量参与市场竞争，采用差价合约方式实现竞价结算。华东电力 市场已于2 0 0 6 年一季度开展日前电力市场模拟运行。同时国家正在扩大用户直购电试点，积极培 育竞争性购电主体。 3 ) 华东电力市场竞价上网特点 华东电力市场的一期目标是建立华东统一的电能交易平台，部分电量在这一平台上统一竞争， 建立华东电力市场运营的法规体系和监管组织体系，改革和完善电价制度，促进电网的建设与发展， 为电力市场的进一步发展奠定基础，建立统一竞争、分省控制、区域和省( 市) 协调运作的华东电 力市场。 同时，考虑机组的差异性和机组的系统控制条件，规定只有单机额定容量i o o m w 及以上的常 规燃煤机组( 即a 类机组) ，参与华东电力市场统一平台竞价。 在华东统一竟价平台上开展月度竞价交易和日前竞价交易竞价，其框架结构如图1 - 1 所示。 9 东南大学工程硕士论文 眄司 i _ j 图1 - 1 华东电力市场结构示意图 4 ) 华东电力市场运营规则简介 华东电力市场运营规则全文分为1 3 个章节，1 3 个附件。章节依次为总则、安全运行、市 场管理、电网双边合同、发电年度合同、月度竞价交易、日前竟价交易、实时平衡、辅助服务、市 场计量、交易结算、市场干预，附则。 附件部分依次为华东电力市场名词解释、华东电力市场月度竞价交易出清数学模型、日前竞价 交易报价有效性检查、日前竞价交易发电企业报价文件格式、日前竞价交易缺省报价格式、约束条 件松弛条件、发电年度合同电量分解管理办法、华东电力市场日前竟价交易出清数学模型、一次调 频机组有关参数的设置要求、华东电力市场网损处理办法、华东电力市场主体注册表、华东电力市 场联络协调工作组工作规则、政策法规规定目录。 华东区域电力市场接近于统一市场的区域电力市场模式，成交电价采取节点电价方式在区域市 场内统一出清，发生输电阻塞后，经修正后，分区域出清；年度发电合同覆盖约9 0 的总发电量， 月度竞价交易和日前竞价交易竞价空间实行总量控制，发电权自动转让 1 3 本文主要工作 实行“厂网分开、竞价上网”后，发电企业参与电力市场的主要行为是通过申报电能量电价曲 线参与市场竞争。通过合理申报电价曲线获得最大利润成为发电企业新的工作重点。同时，发电企 业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使发电企业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。因此，在电力市 场环境下，发电企业如何采用策略性报价实现利润的最大化成为其关心的首要问题。 本文着重分析、研究发电企业在厂网分开，竞价上网的市场环境下，如何科学地预测市场出滴 价格、制定竞价策略，参与市场竞争