（电力系统及其自动化专业论文）电力期货市场功能研究.pdf

浙江大学硕士学位论文 a bs t r a c t a sa l la d v a n c e df o r mo fe 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 yf u t u r e sm a r k e th a st h e f u n c t i o n so fp r i c ed i s c o v e r ya n dr i s ka v e r s i o n , w h i c hm a yh e l pr e s o l v et h ep r o b l e m s o fm v e s u n e mg u i d a n c ea n dr i s kc o n t r o lo fe l e c t r i cp o w e rm a r k e t s of a r , t h ee l e c t r i c p o w e rm a r k e t so fm a n yc o u n t r i e sa n dr e g i o n s ，i n c l u d i n gn o r dp o o l ，p j m , u k , a u s t r a l i a , e r e ，h a v e a l r e a d yi n t r o d u c e dt h et r a d eo fe l e c t r i c i t yf u t u r e s t h i st h e s i s ，s t a r t i n gw i t ht h eb a s i ct h e o r yo fe l e c t r i c i t yf u t u r e s ，f o c u s e so n a n a l y z i n gt h ed i f f e r e n c e sb e t w e e ne l e c t r i c i t y f u t u r e sa n do r d i n a r yc o m m o d i t i e s f u t u r e s ，a sw e l la s t h ed i f f i c u l t i e sa n dp r o b l e m st h a tm a yb ee n c o u n t e r e db y i n t r o d u c i n ge l e c t r i c i t yf u t u r e st r a d i n g t h es o l u t i o n st ot h e s ed i f f i c u l t i e sa n dp r o b l e m s a r ea n a l y z e d ，b a s e do nt h eo p e r a t i n ge x p e r i e n c eo ff o r e i g ne l e c t r i c i t yf u t u r e sm a r k e t b yt h ee m p i r i c a lr e s e a r c ho nt h en o r d i ce l e c t r i c i t yf i n a n c i a lm a r k e t , i tc a nb ef o u n d t h a tt h e r ee x i t sal o n g - t e r me q u i l i b r i u mr e l a t i o nb e t w e e nt h ee l e c t r i c i t yf u t u r e sa n d s p o tp r i c e s ，a n dt h ec a u s a l i t y 舶mt h ef u t u r e sm a r k e tt ot h es p o tm a r k e ti sm u c h m o r e s i g n i f i c a n t t h ef u t u r e sm a r k e tp l a y sal e a d i n gr o l ei nt h ep r i c ed i s c o v e r y w i t ht h e r i g h th e d g i n gr a t i o ，t h ev a r i a n c eo fp o r t f o l i oo fe l e c t r i c i t yf u t u r e sa n ds p o tw i l lb e s i g n i f i c a n t l ys m a l l e rt h a nt h a to fe l e c t r i c i t ys p o t s ot h er i s ka v e r s i o nf u n c t i o nc a nb e a c h i e v e db yh e d g i n gw i t he l e c t r i c i t yf u t u r e s t h i st h e s i sw i l la l s op u tf o r w a r ds o m es p e c i f i cr e c o m m e n d a t i o n st ot h e i n t r o d u c t i o no fe l e c t r i c i t yf u t u r e st r a d i n g , r e f e r r i n gt ot h ed e v e l o p m e n ts t a t u so ft h e e l e c t r i cp o w e rm a r k e ti nc h i n a k e yw o r d s ：e l e c t r i cp o w e rm a r k e le l e c t r i c i t yf u t u r e s ，m a r k e tf u n c t i o n , p r i c e d i s c o v e r y , r i s ka v e r s i o n , h e d g i n g , v a r 浙江大学研究生学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。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，也不包含为获得澎姿盘堂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谢意。 学位论文作者签名：；丽j 1 签字同期：铷7 。年月s 同 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解逝姿盘堂有权保留并向国家有关部门或机 构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝望盘堂 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：五 导师签名：7 孙謦 签字日期：k f 。年月苦日签字日期：丘妒晖岁月8 日 浙江大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 论文研究的背景和意义 电力市场自诞生至今已近三十年，中间取得了辉煌的成就，也遭受过巨大的 挫折。从八十年代开始到九十年代末，包括智利、阿根廷、英国、北欧、澳大利 亚、美国在内的诸多西方国家和地区对电力行业进行了市场化改革，并取得了成 本及电价降低、销售电量提高、生产效率提高等显著成果。然而，从九十年代末 开始，西方电力市场陆续出现了问题，主要表现为电力投资不足和容量短缺，电 价反升且波动性增加，甚至威胁到电力系统的安全。最典型的案例就是2 0 0 0 年 美国加州电力危机。于是，各国电力市场进行多次改革以期改良市场机制，完善 市场功能，尤其是在引导投资、控制风险等方面， 期货等衍生产品为这些问题的解决提供了新的思路。期货是由远期合约交易 演变而来的一种交易方式，具有合约标准化、交易集中化、双向交易和对冲机制、 每日无负债结算制度、杠杆机制等基本特征，具有价格发现和规避风险的市场功 能。国外较为成熟的电力市场均通过各种形式引入了电力期货的交易，尤其是北 欧、美国p j m 、英国、澳大利亚等国家或地区的电力市场，引入电力期货时间较 久，运营经验丰剖1 1 。 在良好的交易机制下，电力期货等衍生产品可以为电力市场产生重大的积极 影响。首先，电力期货的价格发现作用使得电力期货价格具有良好的预测性和领 先性，电力期货价格对于未来电价具有一定的预测功能，且电力期货价格变化领 先于现货价格变化。因此，电力期货具有较好的引导电力投资的作用。另外，电 力期货是防范、化解电力现货市场价格风险的有效工具，其套期保值功能为电力 工业提供了较好的风险管理工具，降低了因现货市场电价高度波动带来的风险【2 ， 3 】 o 但是电力作为一种特殊商品，具有不可经济储存、需求具有多变性、供应与 需求必须保持实时平衡等特殊性。这些特殊性使得电力期货交易与普通商品有较 大的不同，实施起来会有较大的难度，可能会无法实现其预期的市场功能甚至给 浙江大学硕士学位论文 电力市场带来不利影响。 因此，对国外电力期货市场功能进行实证研究，对电力期货市场给现货市场 带来的影响进行分析，对国外电力期货市场的运行经验进行比较和总结，不仅具 有理论研究意义，更为我国电力市场的建设提供了参考价值。 1 2 国内外研究现状 目前国内外有关电力期货的研究仍处于起步阶段，文献量较少，所得结论也 不完全一致。文【4 】对早期北欧电力期货进行研究，发现可使现货交易的风险明 显降低。但文【5 对纽约商业交易所的两种电力期货进行的实证研究得到了相反 的结论。文【6 】利用期货的价格发现作用，判断美国四种电力期货是否满足期货 市场有效性假设，发现在不同历史时期结论不同，说明其电力期货市场在逐步的 发展完善当中。文【7 】以北欧年度电力合约( 即远期合约) 为例，证明其具有良 好的价格发现效率，文【8 】对澳大利亚的电气期货进行研究得到了类似的结论。 文【9 】引入了发电商利用电力期货规避交易风险模型，认为在合理的期货保值策 略下，电力期货将会减少发电商远期现货交易实际面对的电价波动幅度，并提高 远期现货交易的预期收益。文【1 0 】认为引入电力期货可以平抑电价波动，转移电 价风险，但同时电力期货也可基于电价的高度波动引发巨大金融风险。华东电力 市场二期建设相关课题研究将电力期货纳入其中，开展了华东电力市场开展电 力期货的研究项目研究。该项目也是本文的课题来源。 1 3 本文主要研究内容 本文试图通过对国外已开展电力期货等衍生产品交易的电力市场进行研究， 分析电力期货的价格发现和规避风险的市场功能：以及对电力现货市场的影响， 继而对我国电力市场改革引入电力期货交易提出具有针对性的建议。 其中，第二章将对电力期货理论进行综述，分析电力期货与普通商品期货的 不同之处；第三章将简要介绍国外主要几个电力期货市场的运作情况，比较其不 同，并主要介绍北欧电力期货市场；第四章、第五章以北欧电力期货市场交易数 据为样本，对电力期货的价格发现功能和规避风险功能进行实证研究；第六章总 2 浙江大学硕士学位论文 结，并针对我国未来引入电力期货交易提出建议。 浙江大学硕士学位论文 第2 章电力期货理论综述 2 i 期货基本理论 期货，即期货合约，是指由期货交易所统一制定的、规定在将来某一特定的 时间和地点以确定价格交割一定数量标的物的标准化合约【1 l 】。这里的标的物既可 以是某种商品，如铜或原油，也可以是某个金融工具，如外汇、债券，还可以是 某个金融指标，如股票指数。期货交易，即在期货交易所内集中买卖期货合约的 交易活动。 期货交易一般具备以下基本特征：( 1 ) 合约标准化；( 2 ) 交易集中化：( 3 ) 双向交易和对冲机制；( 4 ) 每日无负债结算制度；( 5 ) 杠杆机制。 期货交易具有价格发现、规避风险两大基本功甜1 2 1 。 优秀的期货品种一般应具备以下特性：( 1 ) 须是交易量大而且价格容易波动 的商品；( 2 ) 须是拥有众多的买者和卖者的商品；( 3 ) 商品的质量、等级、规格 容易划分确定；( 4 ) 商品期货须是能贮藏相当长时间并能方便进行运输的商品。 2 2 电力市场引入期货交易的可行性分析 电力与普通商品相比，具有以下特殊性【1 3 】：( 1 ) 电力尚无法经济储存；( 2 ) 电力需求具有多变性；( 3 ) 电力的供应与电力的需求必须在每时每刻保持平衡； ( 4 ) 电力产业的生产和供应过程包括能源供应、发电、电力输送、电力分销和 供应最终用户五个垂直相关的阶段，垂直业务之间需要有高度的协调性。 这些特殊性使得电力商品天然具备期货商品的某些特性，但同时又使其期货 交易与普通商品有很大的不同。 2 2 i 电力商品的期货特性 电力商品具备期货商品的诸多特性，原因如下： 4 浙江大学硕士学位论文 ( 1 ) 电力商品存在广泛普遍的需求，交易量大。同时，电力需求存在多变 性，在实行电力市场化改革后，电价由市场竞争确定，不同时间需求变化较大， 加上电力消费较强的刚性，必然会造成频繁的价格波动。 ( 2 ) 在电力市场化改革后，必然会产生较多的市场参与者，各种发电厂商 和众多购售电商都会集中到期货市场当中，通过公平竞争决定电力期货的价格。 ( 3 ) 电力基本上是一种高度标准化的商品，各个地区的标准是相同的。在 产品同质性方面，它将比农产品和石油等作为期货商品更具有优势。 ( 4 ) 电力是一种特殊的商品，无法经济储存，不存在变质的问题。同时， 电力的传输是通过输电线路瞬间完成的，其生产和消费同步进行，一方面使得传 输极其便捷，另一方面又要受到网络的约束。 2 2 2 电力期货的特殊性 如前文分析，电力商品的特殊性决定了电力期货交易与普通商品期货交易相 比有所不同。主要表现在以下三个方面： ( 1 ) 电力期货的交割困难 金融期货( 如股票指数期货、外汇期货、国债期货) 可在交割期中的某一时 刻瞬时结算( 一般不交割，只结算账款) ；普通商品期货( 如大豆期货、塑料期 货、铜期货、石油期货等) 可在交割月中的某一天或某几天完成交割。而电力期 货由于不适合储存和生产消费瞬时同步的特点，其交割必须持续整个交割期。而 由于电力需求的可变性，对一个具体的交易商而言，不同日期、不同时段的电力 生产或消费很可能差别很大，而电力期货的合约设计较难反映实际供需变化。如 果按不同时段设计合约如设计峰荷合约和基荷合约等，有可能会影响流动性。因 此，电力期货交割环节设计难以反映实际供需情况，会降低其套期保值功效。 另外，由于电力传输需要借助输电网络，必须满足网络约束，电力期货的交 割有可能是根本无法实现的。 5 浙江大学硕士学位论文 ( 2 ) 电力期货价格与现货价格的相关性差 一般认为，随着期货合约的交割月份的逼近，期货价格将收敛于标的物的现 货价格。当到达交割期限时，由于存在套利交易，期货价格将等于或者非常接近 于现货价格。然而，由于电力不能经济存储，无法进行套利交易，使得今天的现 货价格与今天的期货( 明天交割) 价格之间不受套利的限制，而可以很大。因此， 由于电力商品的不可存储性，很可能造成电力期货价格与现货价格的相关性较 耸 z 0 ( 3 )电力期货市场易出现流动性不足的问题 电力行业是资金密集型行业，需要大量资金投入，垄断或寡头垄断的局面较 难改善，容易造成发电商和购电商所占市场份额过大而使其具有较大的市场力， 将限制社会投机者参与交易，影响期货交易的流动性。再加上电力期货合约价值 往往较大等因素，更加限制了中小投资者的加入。流动性不足将进一步降低电力 期货价格与现货价格的相关性，影响电力期货市场功能的发挥。 这些特殊性也正是电力市场引入期货交易的困难和问题所在。处理不当将可 能使电力期货无法发挥预期的功能，甚至给现有市场带来不利影响。 6 浙江大学硕士学位论文 第3 章国外电力期货市场开展情况 3 1 国外典型电力期货市场开展情况及对比 国外很过国家和地区( 尤其是欧美等引入市场竞争较早的国家和地区) 已在 电力市场中引入期货等衍生产品交易。这些电力期货市场在发展过程中，也都曾 遇到第2 章所提出的问题。经过不断的探索和改进，一些电力期货交易市场功能 完善，运营情况良好。对这些电力期货市场进行研究，可为我国未来建立电力期 货市场提供借鉴。 美国的电力期货产品主要在纽约商业交易所n y m e x 进行交易。最初采用 物理交割，但由于期货交易量和物理输送量不匹配，而且交割电量无法根据每日 负荷不同进行调整等原因，合约流动性较差，曾中断交易。之后将每月合约涉及 电量根据该月天数进行调整，并统一采用金融结算，不再进行物理交割，市场功 能有所改善。 澳大利亚和新西兰的电力期货形式相同，均为季期货即期货有效期为3 个 月，并且均以现金结算。 英国电力市场的期货交易均为物理交割，相对于金融结算而言期货流通性 差，2 0 0 2 年伦敦国际石油交易所i p e 曾因电力期货交易呆滞而取消了该期货， 随着电力改革的深入，2 0 0 4 年再次引入了该期货。 北欧电力期货市场有挪威、瑞典、丹麦、芬兰等国家参与，运营电力期货交 易的历史最长，市场机制相对完善，交易品种较为齐全，市场流动性很高。下文 将对其进行详细介绍。 将这四个国家和地区电力期货市场的开展情况总结为表3 1 。经对比可见， 各国电力期货市场在设计上有相似之处也有不同之处，这些交易机制的设计对电 力期货市场功能的发挥具有重要的影响作用。金融结算是电力期货交易采用较多 的结算方式，采用金融结算也是未来包括电力期货在内很多期货品种进行结算的 趋势。采用金融结算即以现货电价为参考电价进行现金结算，从而避免了实际的 7 浙江大学硕士学位论文 物理交割，不仅不影响电力期货套期保值功能的发挥，还可以延长交易期，使得 交易商有充分时间将市场信息最大化地反映在其交易行为进而反映在期货价格 当中，这样更有利于增强期货价格与现货价格之间的相关性。另外，由于电价具 有短期波动剧烈、长期变动平缓的特点，近期的电力期货合约对于市场参与者尤 其是投机者而言往往具有较高的吸引力，将重点放在这些合约上有利于增加流动 性。 表3 1各国电力期货市场开展情况【1 4 l 此外，德国、法国、荷兰等国家也根据本国电力市场化改革的需要建立了电 力期货市场，近几年为完善市场功能所做的市场调整也较为频繁。 在亚洲，新加坡的电力市场化改革走在了其他国家的前面，建立了第一个真 正意义上自由竞争的电力市场。目前新加坡把建立完善的电力衍生品市场，特别 是电力期货和期权市场，作为下一轮电力工业改革的主要任务。 3 2 北欧电力金融市场介绍 由北欧电交所运营的北欧电力金融市场是世界上第一家跨国的电力金融市 场l i5 。1 9 9 3 年挪威最先建立了电力远期合约市场，第一个期货合约于1 9 9 5 年引 入，继而又陆续引入期权和差价合约。北欧电力市场运营电力期货的历史最长， 市场机制相对完善，交易品种较为齐全。北欧电力金融市场2 0 0 5 年、2 0 0 6 年和 2 0 0 7 年的交易量分别为7 8 6 硎l 、7 6 6 t w h 和1 0 5 9 t w h ，如果加上场外交易量 北欧电清所清算量分别为2 1 0 1 1 、胁、2 1 6 0 t w h 、2 3 0 9 n 枷，说明该金融市场的 流通性很好。北欧电力期货均采用金融结算，解决了交割的难题，大大提高了交 易量，缩短期货交易周期至六周时间，使得流动性更为集中，同时引入做市商制 8 浙江大学硕士学位论文 度，增强了合约的流动性和价格的连续性，加强了电力期货价格和现货价格的联 系。由于该金融市场良好的市场功能，北欧现货市场的交易量达到7 0 以上，这 如果没有强大的金融市场的支撑，将是不可想象的。 3 2 1 北欧电力金融市场发展历程及市场概况 1 9 9 3 年，挪威建立了电力远期合约市场，揭开了北欧电力金融市场的序幕。 这个市场使用竟价交易系统，且要求参与者进行物理合约的交易，交易品种有基 荷合约、峰荷合约、非峰荷合约等，交易期为六个月。 为了提高流动性，促进合约交易，完善市场功能，北欧电力金融市场曾进行 如下的改进1 ： 1 9 9 3 1 9 9 4 年间，出于市场流动性的考虑，逐步取消了峰荷合约和非峰荷 合约，而将流动性集中于基荷合约。 1 9 9 4 年，连续交易系统取代了每周自动交易系统，所有的出价都通过电 话实现。 为了吸引更多交易者，促进交易量提高，电交所用现金结算的金融性合 约替代了物理交割的合约。合约的参考价格为现货市场的系统电价，交 易期延长至三年。这一举措大大提高了市场的流动性。 1 9 9 6 年1 月，挪威和瑞典两国市场合并成为第一个跨国电力市场。 同年，引入自动交易系统p 0 w e 疋l i c k 。 由于远期合约的场外交易量很高，1 9 9 7 年电交所将其标准化以适应0 1 交易的需求。 同年芬兰加入北欧电力市场。 1 9 9 9 年标准化期权合约在北欧电力金融市场开始交易。 同年丹麦西区加入北欧电交所参与交易。 1 t r a d ea tn o r dp o o l 。f i n a n c i a lm a r k e t , h t t p ：w w w n o r d p 0 0 1 o o m 9 浙江大学硕士学位论文 2 0 0 0 年北欧电力金融市场引入差价合约，市场主体可对分区电价与系统 电价之间的差价进行套期保值。 同年丹麦东区加入北欧电交所参与交易。 2 0 0 3 年，北欧电交所逐步引入新的产品结构，将b l o c k 合约换为m o n t h 合约，s e a s o n 合约换为q u a r t e r 合约，以符合国际标准。 2 0 0 4 年，瑞典绿色电力证书市场建立，其目的是为了促进市场对可再生 能源发电的投资。 2 0 0 5 年2 月，欧盟的污染物排放许可权( e u a ) 市场建立。 2 0 0 6 年开始，所有金融合约在交割期都以欧元为货币单位结算，这使得 跨区域交易更为方便，使产品和交易更标准化。 2 0 0 7 年6 月，北欧电力市场引入了标准化的减排合约( c e r ) ，同时恢 复了峰荷合约。 目前，北欧电力金融市场的主要产品包括电力金融衍生工具( p o w e r d e r i v a t e s ) 、电证( e l e c t r i c i t yc e r t i f i c a t e s ) 、欧盟排污权( e u r o p e a nu n i o n a l l o w a n c e s ) 以及核证减排额( c e r t i f i e de m i s s i o nr e d u c t i o n ) 。其中金融衍生工具 包括远期合约( f o r w a r d s ) 、基荷及峰荷期货合约( b a s ea n dp e a kf u t u r e s ) 、期权 合约( o p t i o n s ) 以及差价合约( c o n t r a c t sf o rd i f f e r e n c e ) 。金融市场的电力合约 不进行实物交割，取而代之的是在交易和，或交割阶段的现金结算。e u a 和c e r 是物理交割的远期合约。 3 2 2 北欧电力金融市场合约交易 这些金融产品既可以使发电商、零售商及终端用户实现风险管理的目的，同 时也满足了部分交易商的投机目的，以维持市场的流动性和交易的活跃性。 电力金融市场的各种电力合约都使用现金结算，交易不考虑电网阻塞、输电 容量等技术因数的限制。这些合约用以满足各种市场参与者的不同目的： 生产者、零售商以及终端消费者等，他们借助电力衍生工具以规避风险。 浙江大学硕士学位论文 投机商，借助各种电力合约进行投机。 在1 9 9 7 年引入金融性质的远期合约之前，期货的时间期限大约为3 年，活 跃的交易往往在合约到期的时候才会出现。在0 t c 市场，大量标准化的季度和 年度合约同样只有在合约到期的时候才会发生交易。北欧电力金融市场通过引入 标准化的远期合约来适应这种场外交易模式，其时间期限增加至4 年，而期货合 约的时间期限缩短至8 1 2 个月。从2 0 0 3 年起，北欧电力金融市场开始调整其产 品结构，期货合约的时间期限先是缩短至8 到9 个星期，随后进一步缩短到6 个 星期，而远期合约的时间期限则延长至5 年。 从交易情况来看，快到期限的短期期货合约以及最先到期的季节或年度期权 合约受到市场的追捧，造成这一现象的原因主要是这些金融产品的流动性较高， 价格波动较为频繁。期货合约的结算是一种每日无负债结算，这需要在保证金账 户里存放大量的现金，尤其是一些即将到期的长期合约。远期合约不必逐日盯市， 只需在交割期内准备保证金账户即可。 北欧电力金融市场的交易品种见表3 2 。 表3 2北欧电力金融市场交易品种 3 2 3 北欧电力金融市场合约清算 北欧电交所的金融电力合约自动在电清所里清算。此外，北欧电清所还为双 边市场提供标准化金融电力合约的清算。在清算金融合约时，北欧电清所承担对 l l 浙江大学硕士学位论文 手方责任就如同买方和卖方一样。 北欧电清所为北欧金融市场清算大量合约。将合约交给北欧电清所清算有如 下优势： 交易会员的投资组合管理得到简化 电清所承担会员的对手方风险 同类型的金融合约可以进行对冲：具有相同交货日期和参考价格的买入 和卖出的合约可以对冲，这样普遍减少了成员的日常保证金要求。这有 助于找出任何无用的许可交易量予以关闭 作为合约的对手方，电清所向清算成员保证准确的金融结算。电清所在最终 客户层进行“清算，这意味着电清所和清算客户之间有着直接的、法定的义务。 清算客户可以因此通过北欧电交所中具有相同担保的客户代表进行合约的结算。 为增强对客户的保证，并使市场建立必要的信心，电清所必须尽量减少其风 险，尤其是市场风险和结算风险。为此，清算系统服务是仿照其他发展完善的金 融市场建立的。 为了最小化风险，电清所十分重视对各种金融合约和保证金的高效结算程 序。结算期限短使得清算服务可以尽量减少成员的保证金。 日常清算是通过一套集成的银行业务和数据处理设施完成的。电清所清算计 划的实现需要从技术上紧密整合北欧四国的多个银行。电清所也同电力清算系统 有限公司( p o w e rc l e a r i n gs y s t e m sa s ) 签订了合作协定，以提供在其金融市场 交易的合约的清算和结算相关服务。 电清所结算了绝大多数北欧电力市场上以标准化合约形式进行的交易，并为 来自北欧地区内外的4 0 0 多个市场成员服务。 要在北欧电交所进行交易或通过电清所清算电力金融合约，市场成员必须与 电交所和电清所签订一系列协定，这些协定包含了管理保证金入账的规则和条 例。 交易所会员须和电交所签订交易所会员协定以进行会员交易和或客户交 浙江大学硕士学位论文 易，而且必须以自己的账户交易并承担风险。为了在电交所进行交易，交易所成 员必须同时是满足电清所清算要求的清算会员。 电清所有三种成员类型： 清算成员( c l e a r i n gm e m b e r ) 客户代表( c l i e n tr e p r e s e n t a t i v e ) 清算客户( c l e a r i n gc l i e n t ) 清算成员是指电清所核准的以交易主体的身份与电清所进行结算的交易成 员。 客户代表为清算客户服务，代表清算客户管理运营中的交易活动。 客户代表的引入为小型用户在北欧电力市场的交易提供了便利，因为他们不 愿对运行一个完整的交易单元所需的设备和人员进行投资。 结算和保证金入账是电清所和每个清算客户之间的直接义务。而对清算客户 的保证金进行监管也是清算代表的责任。 3 2 4 北欧电力金融市场的做市商制度 北欧电力金融市场在指令驱动交易机制的基础上，引入做市商制度，来维持 市场的流动性。 北欧做市商按不同交易品种分为多种类别( 如表3 3 ) ，北欧电交所与各类别 的做市商签订做市商协议，做市商需对其做市的合约产品报出买卖双边价格，并 承诺按报价维持双向交易。买卖双边价格需在协议规定的差价范围内，并满足协 议规定的交易量。北欧电交所相应提供免收交易费等补偿措施。 表3 - 3做市商类别2 2 n o r dp o o lm a r k e tm a k e ra g g e e m e n t , h t t p ：w w w n o r d l x ) 0 1 e o m 1 3 浙江大学硕士学位论文 3 2 5 北欧电力金融市场运行经验总结 通过以上对北欧电力金融市场的介绍，可以看出北欧电力金融市场的成功， 除了建立在一个设计、运行良好的电力库市场的基础上，还得益于其金融市场本 身合约设计、交易制度设计等诸多方面。 ( 1 ) 北欧电力市场限制垄断。各市场环节都有数量较多的参与者，且最大 的几个市场主体市场份额一般也不超过2 0 。同时，北欧电力金融市场交易的电 力合约全部进行金融结算，所有电量仍需在现货市场进行竞价，限制了操纵市场 的行为。 ( 2 ) 北欧电交所针对市场主体的不同需求，分别设计相应的合约产品，配 以适当的交易机制。期货合约主要在场内交易，合约期限最初可达三年，后减少 到8 1 2 个月，现在只有6 周。因为长期来看电价波动不大，而短期电价波动非 常频繁，电力期货这样设计可吸引投机者交易，将流动性集中在短期的期货交易 上。场外市场主要以远期合约和期权合约为主，为市场主体提供长期套期保值的 功能。场内市场实行集中竞价交易，场外市场以柜台交易为主，并在结算所统一 结算。 ( 3 ) 北欧电力金融市场引入做市场，以保证市场的流动性，保持市场价格 的稳定性和连续性。 1 4 浙江大学硕士学位论文 第4 章电力期货市场价格发现功能实证研究 第3 章对国外电力期货市场尤其是北欧电力期货市场进行了介绍，下文将以 北欧电力期货交易数据为样本，对电力期货的价格发现和规避风险功能进行实证 研究。 4 1 价格发现理论综述 价格发现是期货市场最基本的市场功能之一。理论界对于期货市场价格发现 功能有多种理解和界定，甚至争议。本文基于经典文献观点，并结合研究的实际 需要，认为电力期货市场价格发现功能的界定包含以下两层含义： 第一层含义：期货市场价格发现的意义为期货价格是对期货合约到期日现货 价格的条件期望【1 6 1 ，可用下式表示： e ，= e ( 品) ( 4 1 ) 式中，耳，为到期日为t 的期货合约在时间t 的价格，品为到期日现货价格， t 为时间t 的信息。 根据该公式，在市场有效的情况下，期货价格应反映时间t 的所有信息，期 货价格应该是对到期日现货价格的条件期望。若辱，e ( 墨i i , ) ，表明时间t 的 信息没有充分反映到期货价格上，市场参与者可以利用额外的信息来重新预测 母，并通过买入或者卖出期货合约来获得额外的利润，直到辱，与品重新恢复 相等。 因此，在市场有效的情况下，期货价格应该融入了所有的相关信息，是对整 个市场所有信息的综合反映。也就是说，的实质是市场有效性，与相关信息的反 映程度有关。另外，期货市场价格发现表明了期货价格的预期性，并且将预期所 对应的时间点明确化，即强调对到期日价格的预期。期货价格之所以是对到期日 现货价格的无偏估计，是因为期货合约总有相应的期限，在到期进入交割月时要 浙江大学硕士学位论文 进行交割，交割环节会对期货价格与现货价格的相关性起到控制作用，市场参与 者的套利活动会防止期货价格和现货价格过多偏离，使两个价格保持一定的关系 直至在到期时趋于一致。 第二层含义：期货市场的价格发现是指期货价格对市场信息的反映速度更 快，能够提前反映现货价格未来的变动趋势【1 7 1 。也就是说期货市场价格发现的有 效性取决于新的市场信息是先表现为期货价格的变化还是先表现为现货价格的 变化。如果期货价格的变化领先于现货价格的变化，说明期货市场能够更快地反 映相关市场信息，期货价格具有领先性。 根据f a m a 对市场有效性的界赳1 8 】，在市场有效的情况下，资产的价格应能 够充分反映与之相关的市场信息。从这个角度看，价格发现效率的高低应该是市 场有效性的一种表现。因此，期货市场价格发现与信息反映速度和程度的关系， 揭示了其与市场有效性之间的内在关系。 根据以上阐述，期货价格发现理论主要围绕两个方面：一是期货价格的预期 性，随着交割期的接近，期货价格与现货价格应趋于收敛；二是期货价格的领先 性，期货价格反应信息的速度应领先于现货价格。 4 2 方法和模型的选择 本文基于v a r 模型，以北欧电力期货交易数据为样本，对电力期货和现货 价格关系进行研究，以分析其电力期货市场的价格发现功能。首先，对电力期货 与现货价格的长期均衡关系进行研究，尤其是对随交割期临近期货与现货价格相 关程度的趋势进行分析，以检验电力期货价格的预期性；其次，对电力期货与现 货价格之间的领先滞后关系进行研究，以检验电力期货价格的领先性。 4 2 1 v a r 模型 传统经济计量方法如联立方程模型等结构性方法是以经济理论为基础来建 立模型描述变量之间的关系。但经济理论往往并不足以对变量之间的动态联系提 供严谨的表达，而且内生变量既可以出现在方程的左端又可以出现在方程的右 端，使得估计和推导变得更复杂。为了解决这样的问题，出现了向量自回归模型 浙江大学硕士学位论文 ( v e c t o ra u t o r e g r e s s i o n ，v a r ) 和向量误差修正模型( v e c t o re r r o rc o r r e c t i o n m o d e l ，v e c ) 等非结构化的多方程模型。 v a r 模型是用模型中的所有当期变量对所有变量的若干滞后值进行回归， 用以估计整个模型的联合内生变量的动态关系【1 9 1 。该模型避开了结构建模方法中 需要对系统中每个变量的内生性和外生性加以主观判断的建模问题，通常被用于 相关时间序列系统的预测和随机扰动对变量系统的动态影响等问题的研究。v a r 模型实际上是向量自回归移动平均( v a r m a ) 模型的简化，是把系统中每一个 内生变量作为系统中所有内生变量的滞后值的函数来构造模型，从而将单变量自 回归模型推广到由多变量组成的向量自回归模型【2 0 2 1 , 2 2 。 v a r 模型的一般数学表达式是： y t = a l y i 1 + a 2 y t 2 + + a p y i - p + b l x t 1 + + b r x t r + t t = 、2 ，th 2 ) 其中：只是k 维内生变量向量，是d 维外生变量向量，t 是样本个数。k x k 维矩阵4 ，鸣，4 ，和k x d 维矩阵马，马，e 是要被估计的系数矩阵，内生变 量和外生变量分别有p 阶和r 阶滞后期。岛是k 维扰动向量。 本文应用岷模型对电力期货与现货价格序列进行研究，令常数为唯一外 生变量，则电力期货价格( f ) 和现货价格( s ) 的内生变量滞后k 阶的心k ) 模型即为： 季 = 4 ：f l z s , - - l i j + 4 - l z s , - _ 2 2 j + + 4 f - l z s , - 以。j + c + q ，= ，2 ，丁h 3 ， 其中，4 、4 、4 是二维系数矩阵，c 是常数矩阵。采用该模型可以考虑 前k 个交易日的电力期货和现货的价格对当前交易日价格的影响。 4 2 2j o h a n s e n 协整检验 电力期货和现货价格通常是高度波动的不平稳序列，无法用传统方法进行回 归分析。如果电力期货与现货价格之间存在协整关系，则说明电力期货与现货价 浙江大学硕士学位论文 格之间存在长期均衡的线性关系。 j o h a n s c n 协整检验【2 3 ，2 4 】以v a r 模型为基础。对于式( 4 2 ) 所示的p 阶v a r 模 型，可变换为如下形式： p - i a y , = y , ，+ f 觚f + 甄+ q ( 4 4 ) ：- 1 其中，仃：p4 一j ，f ：一p4 ，口是系数矩阵。如果系数矩阵口的秩 扣1j 暑j + l r k ，则存在kx r 矩阵口和夕，秩都是r ，使得口= 筇7 和夕7 见为平稳序列。r 为 协整向量个数( 协整秩) ，夕中每一列都为协整向量。a 是下文介绍的误差修正 项的调整参数。j o h a n s e n 方法在无约束v a r 的形式下估计口矩阵，然后求出夕， 从而检验协整秩，得出协整向量，检验协整关系嘲。 判断协整性之前，须分别检验各序列是否为一阶单整序列。本文采用a d f 单位根检验 2 6 ，2 7 1 。 4 2 3 g r a n g e r 因果检验 g r a n g e r 因果关系检验【2 8 】假定了有关两变量儿和乃，中任一个变量的预测信 息全部包含在这些变量的时间序列中，它们间的因果关系检验要求估计以下的回 归模型： a y i l = u i + a i z a - i + pr 觚，- t4 - pr ? 缈伊。+ 毛 捌 埘 ( 4 5 ) 毗= 1 1 2 + a e z , 一+ r 2 觚h + r 钙，。+ 白 即v a r 模型当中增加误差纠正项z ，- l 代表现货与期货价格的协整关系，q 和呸为误差修正项系数，表示协整关系对变量的调整参数。r 1 ，。1 、f l 。2r 2 。! 、r 2 。2 是矩阵f 的元素。 浙江犬学硕士学位论文 通过期货和现货价格序列之间的因果关系检验，可以判断其领先滞后关系。 4 2 4 h a s b r o u c k 方差分解 对于一个v a r ( p ) 模型，y t 的向量移动平均模型v m a ( ) 表达式 只= ( j + y j 工+ y 2 r + ) q ( 4 6 ) 其中工是滞后算子。假设埘p ) 可逆，只的v m a 的系数可以由v a r 的系 数得到。设= ( ，口) ，q = l ，2 ，则只的第i 个变量虼可以写成： 量 虼= ( ，盯白+ ，岛一。+ 。扩2 + ) ( 4 7 ) j = l 其中k 是变量个数。括号中的内容是第j 个扰动项毛从无限过去到现在时点 x c v , ，影响的总和。求其方差，因为 ) 无序列相关，故 ( ，一白+ 奶，”毛一一+ ，玎岛一：+ ) 2 = 姜( ，) 2 = 1 2 ，k( 4 8 ) 这是把第j 个扰动项对乩的从无限过去到现在的影响，用方差加以评价的结 果。此外还假定扰动项向量的协方差矩阵是对角矩阵。于是的方差是上述方 差的k 项简单和，即 v a r ( 虬) ：圭 妻( ，) 2 v a r ( 虬) = ( ，) 2 j = ll q - - o j 定义相对方差贡献率r 如下 妻( 坷) 2 一 胄( ) 2 苛 妻( 。) 2 ( 4 9 ) ( 4 1 0 ) 浙扛走擘硕士学位侍五 用咀表示第j 个扰动项对方差的贡献程度1 2 9 1 。 因此应用h a s b r o u c k 方差分解可以判断电力期货市场和现货市场对整个 电力市场的贡献程度。如果一个市场所占的信息份额相对较大，则说明该市场吸 收了更多的市场信息，也即在价格发现功能中艟挥了更为重要的作用。 4 3 实证结果 4 3 1 数据说明 本文选取北欧电力期货市场2 0 0 5 年1 2 月2 7 日至2 0 1 0 年1 月2 2 日所有交 易日的教据1 包括每个交易日的日前市场系统清算电价s 以及六个周期货舍 约的结算价格f i f 6 ( f i 、1 ：2 、f 3 、f 4 、f 5 、f 6 分别代表交易日以后第一周、 第二周、第周、第四周、第五周、第六周的期货价格序列) ，一共7 个时间序列 每个序列都有1 0 2 3 个样本数据，单位均为e u r m w h 。 s 与f 1 一f 6 的对照曲线如图4 1 所示， 现壹# 期赞站算价格救* 自北n 屯室所m d s n 提供 2 0 浙江走学项士学位论主 2 0 0 5 1 02 0 0 6 1 22 0 0 7 , 1 22 0 0 8 ，1 2 2 0 0 91 2 e 互丑 圉l现货价格与期赞价格曲线 4 3 2j o h a n s e n 协整检验 l = l = 型 价格序列的平稳性检验作为协整关系的一个重要前提条件，我们所研究的价 格序列应该是非平稳的。因此，首先采用a d f 单位根检验方法，验证期货和现 货电价序列的非平稳性。根据a i c 准则和s c 准则，选择恰当的模型和滞后阶数， 检验结果见袁4 1 。 表 i电力现赞价格与期赞价格的a d f 单位根幢验结果 网 o 浙江大学硕士学位论文 由表中统计量可知，在1 和5 的显著性水平下，零假设( 即时间序列是 非平稳的) 都没有被拒绝，这说明现货和各期货电价序列均是非平稳的。 进一步对期货和现货电价序列的一阶差分进行a d f 检验。结果如表4 - 2 。 表4 2电力现货价格与期货价格一阶差分的a d f 单位根检验结果 由表舢2 可知，在l 的显著性水平下，零假设被拒绝，即现货和期货电价 序列的一阶差分均是平稳的。因而，检验结果说明s 和f i f 6 均为同阶可积的 i ( 1 ) 型序列，这满足协整检验的前提条件。 下面借助j o h a l l s e n 检验方法，对现货电价序列和各期货电价序列进行协整 检验。选择含常数项而不含趋势项的j o h a n s e n 协整检验，滞后阶数根据灿c 准 则和s c 准则确定，结果见表4 - 3 。 可见，现货电价和各期货电价序列，在5 的显著性水平上都拒绝“无协整 向量”的假设，但都不能拒绝“小于等于一个协整向量”的假设，即存在1 个协 整向量。这表明现货电价和各期货价格序列之间存在协整关系。协整关