（电力系统及其自动化专业论文）电力市场中发电商报价行为分析.pdf

游莲大学硬掌佼论文 a b s t r a c t a st h em o s ti m p o r t a n tm a r k e tm e m b e ri nt h ee l e c t r i cm a r k e t ，g e n e r a t o rh a sv e r y i m p o r t a n ti n f l u e n c et ot h ew h o l ee l e c t r i c i t ym a r k e t u n d e rc e r t a i nm a r k e tc o n d i t i o n ， g e n e r a t o rp r o b a b l yu t i l i z e sm a r k e tp o w e rb yp h y s i c s o re c o n o m i cw i t h h o l d i n g ，r e s u l t i nt h ee l e c t r i c i t yp r i c et ob eh i g h e rt h a nt h en o r m a lc o m p e t i t i v ep r i c e ，e v e nt h e e l e c t r i c i t yp r i c es p i k e so c c u r r e d f o re l e c t r i c i t ym a r k e t t or u ns t e a d i l ya n ds a f e l v ，a n d t o p r o t e c tt h eh e a l t h yd e v e l o p m e n to fm a r k e t ，i ti sv e r yi m p o r t a n tt oa n a l y z ea n d c o n t r o l 也eg e n e r a t o rb i d d i n g f i r s t l y , t h i sp a p e r d e f i n e sc p i ( c a p a c i t yp r i c ei n d e x ) ，a n da p p l i e sc p it oa n a l y z e t h eg e n e r a t o rb i d d i n go f z h e j i a n ge l e c t r i c i t ym a r k e t t h ea n a l y s i sr e s u l t ss h o w ：c p i c a r lr e f l e c t g e n e r a t o r a b n o r m a l h i 曲b i d d i n gs e n s i t i v e l y a n dd e t e c t g e n e r a t o r s w i t h h o l d i n gb e h a v i o re f f e c t i v e l y i tn o to n l yc a nr e f l e c tt h es h o r t - t e r mc h a n g eo f t h e g e n e r a t o rb i d d i n g , b u t a l s oc a nr e f l e c tt h el o n g * t e r mc h a n g ea c c u r a t e l y i ti sv a l u a b l e t oa n a l y z ea n dc o n t r o lt h eg e n e r a t o rb i d d i n g s e c o n d l y , a na v e r a g ee l e c t r i c i t yp r i c ed i f f e r e n c e i n t e g r a t i o nm o d e l i sp r o p o s e di n t h i sp a p e r t h i sm o d e ic a r lt r a n s f o r mu n i t sb i d d i n gc h i v eo f p o w e r p r o d u c e r i nm a r k e t i n t oao n e d i m e n s i o n a lf e a t u r ev e c t o r , s oc a ni m p l e m e n tc l a s s i f i c a t i o no fu n i t s b i d d i n gu s i n gc l a s s i c a lc l u s t e r i n gm e t h o d t h r o u g hc l u s t e r i n gc a l c u l a t i o no fb i d d i n g c ! k l w ef r o m z h e j i a n ge l e c t r i c i t ym a r k e t ，i t i ss h o w nt h a t b i d d i n gc n l w e c a l lb e c l a s s i f i e da c c u r a t e l ya n de f f i c i e n t l y u s i n g2 0 一s e g m e n tm o d e la n ds q u a r e s l l n ! o f d e v i a t i o n si nt h ea v e r a g ee l e c t r i c i t yp r i c ed i f f e r e n c e i n t e g r a t i o nm o d e l m o r e o v e r c p i ( c a p a c i t yp r i c ei n d e x ) ，h h ii n d e xc a nb eu s e dt oa n a l y z et h eb i d d i n gc l u s t e r i n g r e s u l t sf u l 曲e 1 e l e c t r i c i t yp r i c ei st h eb a s i so f d e c i s i o nm a k i n g f o re a c h p a r t i c i p a n ti ne l e c t r i c i t y m a r k e t t h j sp a p e rr i s e st h em e t h o do fc m a cn e u r a ln e t w o r kt ob u i l dd a y a h e a d e l e c t r i c i t yp r i c es h o r t - t e r mf o r e c a s t i n gm o d e l s b yt h i sm e t h o d ，d i f f e r e n tm o d e l sa r e d e s i g n e df o rt h ed i f f e r e n ts e t t l e m e n tp e r i o d sr e s p e c t i v e l y t h e nu s i n gt h ed a t ao f c a l i f o m i ae l e c t r i c i t y m a r k e t ，a p p l y c n l 文ca n db pn e u r a ln e t w o r kt of o r e c a s t s h o r t t e r me l e c t r i c i t yp r i c e t h ec o m p a r i s o nb e t w e e nt w or e s u l t ss h o w st h a tc m a c n e u r a ln e t w o r kc a nw o r km o r es t e a d i l ya n df a s t e ri ne l e c t r i c i t yp r i c es h o r t - t e r m f o r e c a s t i n g t h a nb e k e y w o r d ：e l e c t r i c i t ym a r k e t ；b i d d i n ga n a l y s i s ；w i t h h o l d i n g ；c a p a c i t yp r i c ei n d e x ； s q u a r es u n lo fd e v i a t i o n s ；c l u s t e ra n a l y s i s ；h h ii n d e x ；n e u r a ln e t w o r k ；e l e c t r i c i t y p r i c ef o r e c a s t i n g ；c m a c ；b p 浙江大学硕士学谴论文 第1 章前畜 随着全球电力市场化大趋势的到采，电力行业逐渐由垄断缀营走向竞争。本 章首先从电力市场的发展、加州危机的扁示两个方面出发，介绍电力市场中发电 商擐价分析豹背景。 l 。l 暾力市场的发展1 , 2 , 3 1 1 1 1 世界电力市场发展 嫠纂回预一下吴青代表往静两静电力市场豹形戒过程。 一种是美溺佛罗熙达电力联合集团( f c g 一一f 1 0 r i d ae l e c t r i c p o w e r c o o r d i n a t i n gg r o u p ) 形艘过程。它是奄力市场蠢然发弯避程，分为4 个徐段： ( 1 ) 2 0 世纪4 0 5 0 年代紧急功率交换，主要目的是提高运行的可靠性； ( 2 ) 1 9 5 9 t 9 7 2 年铡订联合逡罩亍政繁，为电力市场建立洼援艨障( 惫旗荟震、 维修和紧急交换等) ； ( 3 ) 1 9 7 4 1 9 7 6 年进行经济功枣交换，绘f c g 蒂- 柬巨大静联合效蕊； ( 4 ) 1 9 7 8 年以后从计算机软件、测量设备和通信等方面完善电力经纪人系统， 形成电力市场。 另一种是英阉电力工业经掰了私有化一国有化一私有化的过程。1 9 4 7 年开始 国有化，经过4 0 年的统一经营后又于1 9 8 7 年开始私有化改造。阁1 1 和图1 2 是第二次私有纯改造前焉躬模式。 蛰l - l 改革蘸鼢英藿电力工篷 f i g 1 - 1b r i t i s hp o w e ri n d u s t r yb e f o r et h er e f o r m 濒茳大擎醺士学短论文 图1 2 改革后的蒹国电力工业 f i g 1 - 2b r i t i s hp o w e ri n d u s t r ya f t e rt h er e f o r m 私脊化改造前由中央发电局统一调度( 图1 1 ) ，改造后它分成4 个公司( 图 1 - 2 ) ：嚣家电网公司，黧家电力公司，嚣家发电公司，爨家接电公司。e 羹国家鬯 网公司负责日常管理和缀营，建立全国性电力市场系统。 其它国家吸取英国经验较多，如旦本先开放发电市场，鼓励独立发彀褒参加 投标：澳大利亚、阿根廷、挪威和智利等国同时开放发电市场和用户市场。 美豳加州暾力市场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 能源政繁法令，强调弓i 入电力批发市场竞争机制。1 9 9 6 年春，荚国联邦能源管 制委员会颁布了两条法律，被称为第8 8 8 及8 8 9 祭法令，规定了电力批发市场交 易翡其髂细节及要求，确立了一个及时透明貔交荔俸割。1 9 9 6 年8 胃，船髑立 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 瓣热媸毫力簿豫警裁。校据1 8 9 0 号议寨，麓蛾公属事盐委员会予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 枣场。1 9 9 8 年3 囊，主要戬瑶蟹枣场为主懿蕊抽 电力审绥开始运营。2 0 0 0 年夏 攀开始，加州能源紧张逐渐严重，爆发了空前的电力危机。之后，加州政府采取 了於救措施和有力鲍管铡手段，瓣兹市场趋于平稳。龆媸魄力市绣蜓孕弯露发展， 同时使电力监管的重要饿达成广泛的共识。 羔1 。2 魄力市场熬鬟掭 打破垄断，引入竞争，提高散率，降低成本，健全电价机制，优化资源配置， 健遂电力工、监可持续发蒺，是电力枣场亿改莘静蕊落嚣掇。电力市场致辇打疆了 原有的利益格局，各利益集团都肖自己期望的改革目标。电力市场作为一次制度 艇菠，要渡小改慧验阻力，载不慰不考感到各方鹣测盏，尽管这熬裂盏楚冲突帮 矛盾的。这些目标包括： 消费者希望降低电价，掇商服务质量和安全稳定供电； 电力公司希望获褥发展和采用新技术； 政府希望实施全阑性的自源政策和电力工业的可持续发展： 一2 - 浙江大学硕士学整论文 投资者棼望获缮公平鲍瓤报； 环境保护组织希龌减少电力行业对环境的污染。 电力市场改革尽管要照顾到器方的刹盏且檬，但这势不能分散电力市场的注 意力。根据经济的发展阶段和电力工业的发展水平，电力市场的弱标应分轻重缓 急并有所侧重。不按实际情况制定正确的改革目标，盲目照抄照搬别人经验，势 必会受到经济蕊律的惩髑。 1 1 3 魄力市场的内涵及特点 电力市场是以电力商品交易活动为主要内容的广义市场和多级市场，即它不 仅包括露形市场鞠无形市场，面鼹还包括一级市场和二级市场即魄厂与电网之闻 的市场和电网与厢户之间的市场。电力市场作为熬个市场体系的一个组成部分不 仅要遵德市场经济的基本规律，具有市场的一般特点，而且还要遵循电力工业的 特豫规捧雨其有螽己的特点。 电力市场的特点主要有： 魄力齑晶靛难一馥：电力商品只有一释，郄电能。丽丑龟畿是一种无形匏 不能储存的方便、节约、干净的优质二次能源。说它方便是因为它便于集中、便 予传递、便于分散、霞予转换、馁子控锱、霞子搜爱。谈它节约楚鑫为它代替其 他能源可大大撮漪能源利用率。说它干净是因为它无污染、噪音小。 电力瑟品生产超懿蛙：国涎经济发震中，逛力要隽行。麸瑟要求逄力工监 的发展速度要高干国民经济的增长速度，即要求电力弹性系数必须大于i 。 电力商品溺费广泛性：电麓氍是秘生产要素供其瞧行业帮门剥翻，又是 一种生活必需品供全社会人民使用，从而表现为电力商晶j 立用消费的广泛性。 电力商品生产消费不可分性：电熊的产、供、销同时进行，不可分开。圜 魏，电力工业慧随用随发、随发随用的生产消费同时进行、供给辩求直接对应的 供求一体化产业。 电力工鼗 越垄断往帮区域专营靛：电力工业是蒸础产业，也是聱家的公 共事业。在一定穰度上其有行业熬断性。另外，谯同一地区只能由家电力公司 佼电，筑两其有嚣域专蘩住。 电力商品生产管理的统一性和集中性：电能产、供、销同时进行，发、供、 怒龟蓬霉萼平餐。爨魏，电力生产管疆必须撬芎亍严格懿潺度计划稻严骥豹调度篾爨， 以实行统一集中调度管理。 趣力亵品生产鲍鼓术资金密集性：瞧力工渡技寒复聚、设备鑫魂化稷发毫， 建设投资大，属于技术资金密集性产业。 魄力商品成本的复杂性：魄力商品成本构成繁杂，电力成零核算因隧因地 丽异，必须正确区分。 电力商品价格即电价的特殊性：电价作为电力商晶价格的总称涉及面广、 - 3 - 浙江大学硕士学位论文 类别多、管理鼹。台理制定电价瘩平，燕确确立彀侩体铡，对予促进电力工业链 康发展，调节电力供求关系，提商电力企业经济效益，调动各方灏的办电积极性 都有重要意义。电价在魄力市场中起着关键作髑。 电力商品供求弹憾小：电力生产发展缓慢，电力供给不足，电力供给曲线 较陡，弹性小。呶力商晶需求广泛，需求量递增，从而使电力需求曲线较陡，弹 性小。泡力蠢晶供求弹健小说鞠电力市场中市场机制箨掰太薄弱。 1 1 。4 电力市场的发展阶段 各豳电力工业从垂巍一体化莛断经营模式开始，正在向全方位竞争的电力市 场模式转变。这馨中转变愁一个复袈鞠渐进的过程，可用电力市场模式发震敬三个 阶段来擒述，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 ) 。零售竞争是电力市场的最高级模式，目前世 赛上还没有哪个电力市场透到真正意义上的零售浇争阶段。 1 1 。5 魄力市场的竞价模型 1 1 5 1 限量竞争模式 疆畿竞争模式就是上阚电堂麴一部分由翅彀合同包镄，价格髓执行玻府批准 的上网电价：其余部分电量由发媳公司报价，实行竞价上网。限擞竞争模式又分 为嚣静： 余擞竞争模式；制定计划合同电量，机组通过报价竞争剩余负荷。上海电力 商场采斌这穆竞价模式。 差价合约模式：全电最竞价上网，竞争所得的电量分解为合约电量和亮价电 爨两部分。激江魄力市场采用这耪竞价模式。 1 1 5 2 限价竞争模式 疆绘竞争是蠢疆竞争豁一莘孛方式。奁魄力枣弱建立裙麓，为解决好薪意龟厂、 还本付息的电价蒺异，减少市场初期各发电企业键收益上的风险，又不失竞争的 琢凌，袋徐竞争怒一秘可供选择鹣模式。 最筒、最低限价：对上网电价的绝对值进行限制，防止电价失控。又可分为 统一限铃( 竞争空闯妇大，综台上网龟价上舞) 季曩分组隈侩( 按照燃料类型或还 贷任务分组限价，可降低综合上网电价) 。 最斑、最低涨跌幅度限制：对电价的变化速发、变化藏围进行限制。健在电 力供应长期紧张藏富裕时，作用不大。 1 2 加姨危机的启示 从1 9 9 8 年美国加州电力市场实行非篱制自由竞标以来，市场的运行一直受 辩江大学磁士学谴论文 到业走人圭密切关注。掰蛉枣场捉制决定了会爨现一些麟馈嚣秘超题，撼电资飞 升现象，引起广泛关注。方面在探求这种价格飞升的原因；另方面，也需要 有相应攒施来平摊电馀，使电价能定位程合理的价位上，这已成为量兹懿要鳃决 的重要谦题。 l 。2 。l 电价飞辩的客观因素分柝 美围加州电力市场从1 9 9 8 年3 月底开始运行。主要包括2 部分：p x ( p o w e r e x c h a n g e ) 和i s 0 ( i n d e p e n d e n ts y a e mo p e r a t o r ) ，其孛p x 宠残电力交易戆功戆， 市场管联者通过买卖电双方提供的购电曲线和售电曲线来决怒市场交易价格 m c p ( m a r k e tc l e a rp r i c e ) 。到2 0 0 0 年5 月。除夏季铃，m c p 一般稳定在 $ 2 0 3 0 m w h 。进入2 0 0 0 年6 月厩，出现大幅度波动，m c p 平均这到$ 1 2 0 m w h ， 最高时超过$ 7 0 0 m w h ，国内外许多学者进行研究、分轿出现这辩现象蛉原因。 客观禹索问主要肖： ( 1 ) 发电成本增加。加州天然气价格与年初栩比几乎增长了l 倍。 往) 需求毫蠢增加。洳髑夏攀鳃予睾使对温度敏感静需求电爨上升。加娜经 济的增长也造成负荷需求的增长。加州向区外售电增多也是电价升高的原因之 。 ( 3 ) 发电能力滞后于需求。加州在近十几年内，基本没有建设新的发电机组， 系统经誊运行在簸大发壤量上。在零求蝰按时，囊子供窀不是，戴会遥畿市场毫 价上升。 ( 4 ) 零售价不因m c p 躲飞秀露上舞。一方嚣m c p 飞舞：男方瑟对耀户款 零售价并没有相应上升。因而用电需求量并没改变，风险由购电商来承担，因而 嚣致供电商大幅提高电价。 1 2 2 电价飞升的主观因素分析 客瓣霆素可簿致电俊上秀，稳在短蘩凑毫份筑凡美元妥凡百美元懿飞爵， 只从客观因素中去找原因很难给出圆满解释。除窖观原因外，还脊一个重疆因素 墩不可忽援，即枣场中竟标者掇蠢阙对繁方恧躲人弗因素。 由于市场是一种非管制机制，运行初期交易规则不完善，就会使供电方有机 会通过调整竞标策略两使电价升藤。若有多家供电巍都暴熙类似款思路去调整篆 酶，就会出现电价飞升。在电力市场环境下，市场本身的容量固商短缺和人为造 成的短缺，如发电商故意在电力蔼求较高的时段安排检修使发电枫全部或部分停 运，通j 童市场力捡高价格。p a u lj o s k o w 葶舀e d w a r dk a h n 瞥调查了热电机纽在高 价时段的发电容擞和额定容量的大量样本，调查液明加州i s o 市场的固有容量 艇铰对鬏廷羞高价时段豹1 6 f 5 】。困筵，市场客羹短缺酌覆要原戳是电力供应裔 持留( w i t h h o l d i n g ) 电力引趣的。p a u lj o s k o w 和e d w a r dk a h n 断言邀增的边际成本 - 5 激旺大学硬士学像论文 会引怒大量持留并导致价格猛涨【5 】。s t o f t 认为持留容量是市场力( m a r k e tp o w e r ) 发作的根源f 6 】。它肖如下几种袭现方式： f l ，对容量进行蹇接持蜜，减少审场可鲻察量供应，以掺裹徐掺，获褥较毫 利润； ( 2 ) 厂商报高价，持留电量，减少发电，以获得较高利润； ( 3 ) 制造堵塞，借助网约束，持留电量，以获得较高利润： 巴亩镘多证攒液甓统一篷瀵倏格凝裁攀翻了溢弱毒场力懿可能+ 陡，铡螽： w o l f r a m 分析了英国现货市场的市场力p ；p u l l e r 发现了加州电力市场市场力的 证据【8 】：h a r v e y 等人分析了加州电力市场市场力与持留的关系及一些政策对市场 力的蘸管作用 9 1 ；w o l a k 分辑了澳大剥亚电力市场套期镰饿合约对市场力的正瑟 影响；l e t e r 等入给密了市场上有n 个窥模确同的供应瑟的情况下，教电商持 留均衡的解析解及一般条件的方程 i “。因为在电力市场的拍卖中，发电商是按不 同的边际成本的容嫩段以不同的价格来拍卖电力的，因此电力市场的供艘曲线是 按套爨段搀歹鞋戚擎灞上爵浆除撵羧貔整线，在绞一份格出；豢髂睾l 下，惹场徐搀并 不完全直接取决于发电商的投价。这就为发电商的持留行为创造了机会。 1 2 3 如何防范发电商的不正当竞争 甄然市场援剃存在运题使缮发电裹毒瓿会嚣使市场力蠛络电馀，麓懿要完善 规捌泉避免，或者加强对发电商的蓝管，为此提出以下两个方案。 1 。2 3 。l 方案一制定完普的交易规则 枣甥是一耱 繁割毒蔻裁，运行袒麓交易援粼不宠善，裁会傻发电囊蠢辍会透 过调熬竞标策略雨使电价拜高，缀然制定完蛰的交易规则可以有效的杜绝发电商 的操纵市场行为。 髓前电力市场中多采用市场统一清除价，市场价格并不完全直接取决于发电 蔫懿缀价，这羲为发电蹇戆持罄霉亍为嫠造了搬会。嚣挠，在藏捌宅力惫撬磊，关 于市场拍卖机制的研究更加得到必注，加州和藏国电力市场相继做了以掀价价格 ( p a y 郴山i dp r i c e ，简称p a b ) 拍卖取代s m p 拍豢的实践【1 4 1 ，但是加卅的实践以 失败薅告终。虽然翳兹关于这露炎撼卖孰优敦劣鲍观点不霹，僵都说明瑷窍各晷 电力市场拍卖辊裁程限巅市场势力、都裁电价飞升上是存在嗣冠的。文献 1 5 1 蒋 s m p 和p a b 两种撼襄机制取长补短，建立了一混和拍卖机制。其基本思路是正 常电价期间的系统边际价格拍冀市场；高电价期间的采用混合拍卖市场，根据卖 电囊爨蠢亵鸯系绫侩楼较数及毒薮徐是否不裂予缓鼯毫力供懿矛霪，挠行系绞边际 价格蹴报价价格两种电价之一。 真理是相对的，一个绝对完罄的交易规则烧不存在的，发电商总是可以找到 规则满洞而试图操纵市场。电力市场毕竟还楚一个新生事物，任何事物的发展都 一6 一 辩莲大学硕士学位论文 是一个循习渐进的过程，相应的究善交易规则是不可能一蹴而就的。再者，电力 市场的稳定运行可以说是事关大局，其运行规则也不会轻易改变的，使得检验很 难进行。 1 2 3 2 方案二加强市场监管 市场总是存在缺陷和失灵现象，为保证电力市场的稳定远行并促进其健康发 展，对市场进行照繁是必由之爨。翅栗竣譬撂藏有力剐市场稳定运行、枣涣蓬羲 发袋。即使篮管不力，市场运彳予警乏灵，篮管撼麓也不会使褥形势恶化。 目前国内外市场监管方面的研究还主要集中在监管规则，但实际运行中迫切 需要舆体方法、判据一直没有展开深入研究，本篇论文在发电商监管工舆方面进 季亍拐步探索。 1 3 小结 嶷争是电力市场的本质特征，公平是电力市场的基本原则；而提离效率，降 鬣藏本，凌强资源懿嚣移促进毫力工篷可持续茨震，是电力枣场改革兹憨体基稼。 在建立竞争性电力市场的同对，必须兼顾这然目标和原则。 目前的国内外电力市场远束达到完全竞争阶段，为保证电力市场的健康发 展，对于输电、配魄这样天然垄断斡行业必须受到相对严格蛉监管，譬静已经引 入竞争鹩发电芎亍池魂存在天然褰头鏊断静闷越，发电齑其有穰强懿市场力，有必 要对发电商的报价行为进行分析和监管。 1 4 本文所作的工作 罄先，本文定义了量输指数，戳量价指数为工具对澎江魄力市绣发电离摄徐 进行了分析，进一步提出了作为削据的量价指数的阀值。 其次，本文定义了差值积分，采用聚类方法对发电商报价进行了分析，与量 价掺数分孝居结果樱鞠 芷。 嘏价预测是电力市场决策的蒸础。最岳，本文提出了种基于c m a c 的短 期电价预测方法，对发电商监管风有一定的辅助作用。 - 一 浙江大学硕士学位论文 第2 章基于量价指数的发电商报价分析 发电商作为电力市场中最重要市场成员，对整个电力市场具有举足轻重的影 响。在一定的市场条件下，发电商完全有可能利用市场力通过物理持留和经济持 留( 即持留发电能力和报过高的电价) ，导致电价高于正常竞争价格，甚至电价 出现飞升 4 】。为保证电力市场安全稳定运行并促进其健康发展，对发电商报价进 行分析监控是十分必要的。再者国内电力市场中市场成员( 发电商) 较少，易构 成事实上的寡头垄断，问题显得更加重要。文献 1 6 1 8 采用博弈方法对发电商 的报价策略进行了分析，文献 1 9 2 0 分别考虑系统安全约束和信息不对称求解 发电商的最优报价策略，文献 2 1 将运筹学应用于报价策略分析。但这些方法侧 重于指导发电商的报价策略以获得最大利润，无法从宏观上对所有发电商的报价 进行分析，不能为市场监管提供有效信息。 浙江电力市场的竞价电厂为北仑电厂、半山电厂、东南公司( 包括台州电厂 和萧山电厂) 、嘉兴电厂、钱清电厂、温州电厂和镇海电厂，其中北仑的装机容 量为3 0 0 0 m w ，占统调容量的3 1 2 ；镇海的装机容量为1 0 5 0 m w ，占1 0 9 ； 嘉兴的装机容量为6 0 0 m w ，占6 2 。显然北仑电厂具有很大的市场力，其次是 嘉兴、镇海电厂也有可能对市场产生较大的影响。虽然目前将北仑分为北仑1 、 北仑2 两个电厂分别竞价上网，以降低其市场力，但其所占份额仍分别高达 1 2 4 8 、1 8 7 2 。在浙江省目前严重缺电的市场环境下，极易形成寡头垄断， 如果几个大电厂再联合起来，后果更不堪设想。因此，对浙江电力市场各市场成 员的报价行为进行分析评估是十分必要的，只有这样才能及时判断是否存在严重 影响电力市场上网电价的异常报价行为，以确保电力市场的安全稳定运行。 2 1 发电商报价形式 各国电力市场中多采用分段报价形式，每个机组需要在每个交易时段报价， 报价数据形式如表2 - 1 所示： 表2 - 1 报价数据形式 t a b l e 2 - 1b i d d i n gd a mf b n n a t 表2 1 中，p r i c e i ，c a p a c i t y i ( i = l ，2 n ) 分别表示报价的段价格和段容量，其 物理意义为在某一交易时段，以p r i c e i 价格发电商愿意发c a p a c i t y i 电量。 8 - 斯讧大学硕士学位论文 不论发电豢采惩嚣秽壤蛰繁路，还怒发电厂试銎聪麓其泰场力接刳密场，最 终都需鞭通过报价数据束表达其行为，对相应的报价数据进行分析即可达到分析 及监控发电囊拨徐行为瓣基数，缎实骣魄力市场运行中，宠偷捉缀数基众多( 1 5 3 0 ) 、交易时段多为0 5 小时或1 小时，如此巨大的数据量使得无法直接通过报 馀数据逃幸亍报份分板。 如何合理有效的反欧发电商的报价行为，发电商即可以通过修改段价格来报 离价也可以通过修改段襻量实现。浙江电力市场遮行中发电商的段价格在一天内 是不变他的，僵其可戳程交易前i 小时修改箕段容量掇价，所以必须可以快速有 效的发现发电商的报价行为变化。 2 2 鬣价指数定义 为分板薮江蚤发电厂鲍报价行为，为此弓l 入量俊攒数c p i ( c a p a c i t s p r i c e i n d e x ) ，其定义如式( 2 1 ) 所示： c p i k ；= ( 蟊，c o s , ) 9 ( g ，a v a i l c k ) x 1 0 0 2 一1 ) i z l 式( 2 一1 ) 中tc p ，表示k 丰几缌在s 交易时段的量价指数；最，表示k 机组在 相应时较报价的第i 段价稽( 若段价格掇价为负姆将萁鬣零) ；c o s t 表示系统平 均发电成本；q 是幂指数，可以取2 5 ，通常取3 ；c 。，表示k 机组在相应时段 缀价酌第i 段容蓬，与最，一一对应；a v a i t c k 表示k 枫缀在相应时段的可丽容量。 c p i 的物理含义为机组报价的段容爨标么值的加权和，其中c k ，a v a i l c k 表 示k 辊缀掇价的各段段容量占其可嗣容豢静份颧，鄂段器量耘么值；只，c o s t 作 为权值，而q 起到了放大权值的作用。驻然，当只。 c o s t 时，峨，c d s r ， l 。著瓿缀鞭侩集中在熹份段，剿英量价指数将 比正常机组报价的量价指数高出许多，突出反映了异常黼价位的容量段。 式( 2 ) 中弱段赞格、段容量罄已经转换先捐对篷，款定义k 孛噩缓簧d 天懿 c p i 指数为： 照 c 甄，d 。1 s e g c p i k 。 ( 2 - 2 ) j 一 式( 2 - 2 ) 中：c 掰h 表示k 檄缎筻d 天鲍c p i 攫数，c p i k , 表示k 掇缀在第d 天各交翳时段的c p i 指数，s e g 袭示该无的交易时段数。 定义k 机缝第m 月购c p i 搬数为： 丝些 c 尸。21 m o n 。c p i e d ( 2 3 ) d f 式( 2 3 ) 中：c p 瓦，袭示k 机组第m 周的c p i 指数，c p i z a 表示k 机缎在第r n 月每天的c p i 指数，m o r t 表示该月的天数。 。9 浙江大学硕士学往论文 定义s 交荔辩段系统c p i 免： 衄 c p i $ 5 2 1 n u m c p l 曝 q 一4 ，j 式( 2 - 4 ) 中：c ：。表示在s 交易时段的系统c p i 指数，c p i , 。表示k 机组s 交易时段戆c p i 掺数，n u m 表示囊偷瓠缀数晷。 依此类推就可以得到各月、各季、半年、全年以及慕一个任意时段的某机组 c p i 值或系统c p i 僮。 2 3 实例分析 2 3 。l 发电商报价时段分析 依据前文中c p i 的怒义，选取2 0 0 2 霉2 月l l 目浙江省电力市场实鼯运行数 据进行发电商缀价时段分析。2 0 0 2 年2 筒t l 习北仑电厂2 # 机组及系统c p i 指数 如图2 - l 所示，i k 仑电厂为拥有5 台6 0 0 m w 机组的大发电商。 l35791 1l01 3 l71 92 1z 32 527 2 93 13 33 53 73 94 14 34 54 7 11“-。“。“。“。b11l。c4+1。1。“。“。”+。+一一_unit2system-_l 图2 - 12 0 0 2 年2 月1 1 日北仑电厂2 # 机组及系统c p i 指数 f i g 。2 - 1f e b11 2 0 0 2 ，c p io f b e i l u ng e n e r a t o r n o 。2u n i t ea n ds y s t e m 分析图2 - 1 可得：2 0 0 2 年2 月1 1 日，北仑电厂2 # 机组c p i 指数崴居高不 下，在3 3 对段以羲一童鹰于4 0 0 ，然后开始急尉下降，剿3 7 时段下降妥7 5 2 4 ， 接近系统值5 0 + 5 9 ，3 8 时段以后其c p i 指数低于系统值，到4 7 时段开始再次上 舞，4 8 时段超过系统值。 再对北仑电厂2 荐机缀的报价数据迸行具体分析，2 0 0 2 年2 月1 1 目2 4 时段 ( 1 2 ：0 0 - - 1 2 ：3 0 ) 及3 5 时段( 1 9 ：3 0 - - 2 0 ：0 0 ) 北仑电厂2 撑机组的报价数据 鳃表2 2 和表2 3 所示。 一1 0 - 瑚 啪 渤 辫 | 言 。 浙江大学硕士学位论文 表2 22 0 0 2 年2 月1 1 日1 2 ：0 0 - - 1 2 ：3 0 北仑电厂2 # 机组报价数据 t a b l e + 2 - 21 2 ：0 0 一1 2 ：3 0 ，f e bl1 , 2 0 0 2 ，b i d d i n gd a t ao f b e i l u ng e n e r a t o r n o 。2u n i t 袭2 32 0 0 2 年2 月1 1 日1 9 ：3 0 一2 0 ；o oj t 仑电厂2 # 机组报价数据 t a b l e 2 - 31 9 ：3 0 - 2 0 ：0 0 ，f e b11 , 2 0 0 2 ，b i d d i n gd a t ao f b e i l u ng e n e r a t o r n o 。2u n i t 从栽2 2 和表2 3 可以看出，北仑电厂2 辅t 组的可用容量为6 0 0 m w ，在 1 2 ；0 0 - - 1 2 ：3 0 受莓低谷眩段，l e 仑电厂2 # 捉缀将3 i o m w 的爨徐容量藏在最 离价段7 8 0 ，m w h ，而在当时的负荷水平下市场不可能以该价格成交，相当于使 系统减少了这部分发电容量，则可知北仑电厂2 群虮组采照了“经济持髫”报价 策略，试图抬高电价，故其c p i 指数严羹偏高。而在1 9 ：3 0 一2 0 ：0 0 负荷高峰 时段，此时系统供求较紧张，系统电价水平较嵩，即使北仑电厂2 # 机组采用降 低掇侨静形式，落不会健系统电价水平出现弱显降低。赦此时北仑电厂2 # 机组 采用降低报价的策略，争取在负猕高峰时段以较高的成交电价完成合约电是，从 蕊获褥嚣多的裁澜。敲懿辩乾仑泡厂2 莓概蕴懿c p i 指数承平恢复正常。 从以上分析可知，c p i 指数不仅可以如实的反映发电商的报价高低，更可以 漆确有效逡发现发宅裔静异常掇价，尤箕是发电巍静经济持餐厅为。 溉江丈学礤耋学位论文 2 3 2 发电裔掇价爨分拆及胃分析 选取2 0 0 2 年1 月一1 2 月实际运行数据，对镇海电厂4 # 机组的c p i 指数进行 分孝厅，箕强c p i 指数热瓣2 2 耩示，箕中实线袭示镶海瞧厂4 嚣瓤缀c p i 指数， 虚线表示系统c p i 指数( 因镇海电厂4 撑机组部分时间停机，故曲线出现一些中 叛) 。 j z h c u n i t 4 ：s y s t e i 阈2 - 2 链海电厂错机经基c p i 指数 f i g 2 - 2d a y c p io f g e n e r a t o rz h e n h a in o 4u n i t 从翻2 - 2 中可知，镇海电厂4 # 机缎2 0 0 2 年1 月一6 胃的c p i 指数偶尔高于 系统平均值，丽在2 0 0 2 年7 月一1 2 胃冀c p i 指数频频离子系统平均值。分祈市 场实际送行数据可知，镇海电厂4 # 机组在1 月一6 月偶尔报高价，在7 月一1 2 月频颓擞高价。可见c p i 变纯黧实的反浚了镇海电厂4 祥税组豹撤价变化。图2 - 3 中镇海电厂4 撑机组2 0 0 2 年1 月歪1 2 月的c p i 指数变化更加直观具体的说明了 遂点。 l 钔钔团钔钔扪前团l谕垦艮 一再二篾三蜀器其纛旯六舞七男，l 胄丸嚣 舞十一嚣二蜀 嘲! ! ! ：些i 塑旦! ! ! ! ! ! i 阔2 _ 3 镇海电厂4 # 桃组月麓价指数 f i g 2 - 3m o n t h c p io f g e n e r a t o rz h e n h a in o 4u n i t w1 2 - 直1 c f f n r i = 一嚣一 f 篡嚣一 l ：= | 。；i t | 1 f r l i 聪纣一苗呲 i = | ；o 一 豇甘墨西 斟譬【f 咖 f l 高f 骨3 n 二8慧o f =| 1 一罩卜 | 1 望： 壹兽f 世 f ：r 9 酾蚰秘帅鼯蝣加0 浙江丈学硕士学位论文 2 3 3 发电赛撮价年分析 垦一婚|i 搏l棚88 溯8 im 。冒 n 可蚺“nnn 叶蚺一拊一村州唧蚺口卜一一n 畔嶂o oo t=#oo#go5# ；#oc#occ：=#= j=；o=ojo ；：= 尊；jo3jo；o；等oo=3 i jj1l】； j 11i】1 】j jl 曼望一e a 竺鲨葛高甚葛鐾鬟吕譬甚高豁旨旨黯旨旨旨黔箔譬撼呈兰 曲出凼_ nao卜卜卜h_卜pi阻州xn n n n 翻2 - 42 0 0 2 年t 蜀- - 2 0 0 2 年1 2 尾吾极维c p t 搔鼗 f i g 2 - 4j a n d e c2 0 0 2 c p io f u n i t s 2 0 0 2 年1 奠- - 2 0 0 2 年1 2 秀系统c p i 值鸯5 8 3 4 ，翔霆2 - 4 中袁线所示。j 仑电厂五台机组的c p i 指数明盥高于系统c p i 指数，其中2 # 机组的c p i 指数 ( 1 3 2 8 9 ) 媛毫，为系统c p i 摆数戆2 2 8 傍，馨襞是最低熬5 翥援筑( 1 2 3 。4 2 ) 毽毫窭 系统c p i 指数1 1 1 6 ；黯兴电厂1 # ( 8 2 8 0 ) 、2 # ( 8 3 4 5 ) 机组c p i 亦高于系统c p i ， 分别离出系统c p i 指数4 1 。9 、4 3 o ；镇海电厂3 # ( 8 0 0 6 ) 、4 # ( 7 2 0 1 ) 凝维c p i 指数也离于系统c p i ，分别为系统c p i 指数的1 3 7 、1 2 3 倍。另一方面，系统中 菜些机缀的c p i 指数较低，其中最低的钱瀵电厂l 撑枫终f 1 3 4 3 ) 仅魏系绞c p i 指 数的2 3 0 2 ，半山电厂和萧山电厂各机纽的c p i 指数为2 0 左右，约为系统c p i 指数的三分之一。 迸一步计算可得，高于系统c p i 指数的各机组( 北仑电厂1 # 、2 # 、3 # 、4 稃、 5 毒机组、嘉兴电厂】警、2 撑机组和镇海电厂3 # 、4 撑机组) 的平均c p i 指数为1 0 6 8 6 ， 丽低于系统c p i 指数酌其余各轨组的平均c p i 指数为3 6 ，1 0 ，前者为后者的2 9 6 倍。显然，前者的报价明显集中在高价位段。 2 0 0 2 年，离于系统c p i 指数静各枫缀静鹭c p i 和弼c p i 指数参见附录2 7 。 2 4 量价指数初步判据 既然c p i 可以反映发电商的异常报价行为，那么通过c p i 的计算如何界定 发电商报价是否异常? 程此初步探讨了c p i 作势剡据的耀值。 2 , 4 1 全系统量价指数平均值法 2 0 0 2 年l 嗣i 霜至l2 0 0 2 零1 2 是3 l 鑫系统c p i 搔羧平圭磬缓为5 s - 3 4 ，若数 6 0 的波动为正常，则可以得到正常情况下的c p i 指数最大值为5 8 3 4 1 6 = - 1 3 钟 趵 静 蛐 神 。 掰江夫擎琰士学证论文 9 3 3 ，邋蠡建取1 0 0 。 2 4 2 典型机组报价量价描数综合法 一般来说，毙价穗缀的最低出力约为其额定容量4 0 - - 5 0 。为完成合约电 尾，在最低出力段即使电价为零也要发。因此，在一般情况下，对应最低出力下 鹣容量骏，萁稳疲的擐价最高氇只能是藏可交袋本( 帮燃辩成本) ，否弼藏不太台 理了。因此，考虑较严重的情况，假设将这段报价定为第一段报价，即第一段段 容量为穰缰静最低鲞力，耀瘟熬第一段浚电徐为矮类鍪巍缰豹哥变成本。 其次，大量的报价统计数据表明，在y 2 0 0 m w h 这一段价格以下的段容量 一竣可达极组鬏定套量瓣8 0 。n 搀考纛较严鬟鳃 主浞，将其定为第二骏摄偷， 相应的第二段段容量为8 0 的额定容量减去机组最低出力，相应的第二段段电价 为￥2 0 m n 嚏。 剩余的2 0 报价容缀，按一分钱一个段，从2 1 0 到8 2 0 共分6 2 段。将剩余 瓣2 0 擞价容量在2 1 9 8 2 0 这6 2 段中徽均匀分布，出此褥到各段相应的段容量 和段电价。 基于上述段密量和段电价的报价分布假设，采用前述c p i 计簿公式，计算正 常情况下各典型机组的凝大c p