（电力系统及其自动化专业论文）需求侧报价策略研究.pdf

华北电力大学硕十学位论文 a b s t r a c t i ti sn e c e s s a r y 锄dp r 0 6 t a b l ct ob r i i l gc o m p e t i t i o nt 0s l 】p p l i e r sa i l dc o n s 啪e 璐mp o w e r m a r k e t i nt l l ec i r c 哪! l s t a n i c e so fd e m a n d s i d ec o m p e t i t i o nm a r k e t ，r e d u c i n gt l l ec o s t ，w t l i c h m o s t l yd 印e n d so nb i d d i i l g 蝴g e m s ，m e 趾sm o r cs u r v i v a ls p a c et 0p o w e rs u p p l i e 塔锄d c o l l s u m e r s ，s ot h a tt h er e s e a r c ho fd e m a n d s i d eb i d d i n gs 仃a t a g e m sh a 、，ec c 舳a c a d e m i c m e a l l i n g 锄dp 碍c t i c a lv a l m t l l i sp a p c rd o e sr e s e a r c hm o s t l yi np o w e rs 1 j p p l i e r sa n d c o n s 蝴b i d d i n gs t r a 协卿l si nt h ec i 嘲蛐_ s t a n c e so f d 髓1 a n d - s i d ec o m 】剐t i o nm 缸k e t f i r s t l y ，t 1 1 ep a 】蹿a n a l y s em 砒t l l ec o s to fs u p p l i e 培柚dc o n 湖n e r s 世b c tt l l e i rb i d d i n g s 昀t a g 咖s n 锄l y s e st h eb i d d i n gs 仃a t a g e m sb a s e d t h ec o s to fp o w e rp u r c h a s e r s ，粕d 锄a l y s e sr e s p e c t i v e i yt h ec o s to fp o w e rs u p p l i e r s 觚dc o m u m e 培i nd “l s ，a n dd o e sa n a l y s i s o nt l l ee i l d u r a b l ep r i c eo fp o w e r m h 勰e r s 晰t l lt l l ec o n s i d e m t i o no ft 1 1 e m s e l v e sp r o d u c t i o b j e c t 锄d l l l e f o n n e r b a s e c o n d l y ，t 1 1 ep a p e r 卸_ a l y s et h a 主t l l em a 出e tc i r c u m s t a 】e sa n dr i v a lb i d d i l l gs 锄a g e m s a 虢c ts 1 1 p p l i e r sa n dc o 啮啪e r s b i d 血培s 乜m a g e m s 1 1 1m ed a i l ym e r c h 锄d 波o nh 弛dm a 妇 c i f c u m s t a n c e so fs u b s e c t i o n - b i d d i n ga i l dc l e 姐一p r i c e ，b 鹤e do nt l l ec o s to fs i i p p l i e r sa 1 1 d c o n s 啪e 瑙，c o n s i d e r e dt l l ef o 】_ c c 嬲to fr i v a lb i d d i i l gs 仃a t a g e m sa i l dt 1 1 e i rl o a dd e m a n d ，h e l di n 也e i re n d i | m b l ep r i c e ，i ts e tu pt h eb i d d i l l gs 仃a t a g e m sm o d e lo f s u p p l i e r sa i l dc o n s 啪e 强 1 1 l i r d i y ，埘t l lt l l ea l l a l y s i so ft h ed i 虢r e l l c eb e t w e e np o w e rp u r c h a s e r s l o a dc u r v ea i l d s y s t e ml o a dc u “ei np i m 螂1 ep e r i o da n dv a l l c yp e r i o d ，t h i sa n i c l en m d 晦t h eb i d d i n g 蚴g e m s ，a 1 1 dr e s p e c t i v e l ym a l 【e s 锄_ a l y s i st ot 1 1 em o d e l st om o d i 母b i d d i n gs 昀_ t a g e m si n p 蛐嗯c l ep e r i o da i l dv a l l e yp 撕o do f s y s 嘧nl o a d f i n a l l y ，b yt 1 l c 锄a l y s i so nt i l ed e m o n s 订a t i 0 1 l ，t h ea b o v eb i d d i n g 蛐r a t a g e m sa 把v a l i d i t ) ， i np r a c t i c e y hz h is e n ( p o w e rs y s t c ma n di t sa u t o m a t i o n ) d i r e c t e db yp r o f - z h a n gl iz i k e yw o r d s ：p o w e re l e c t r i c i t ym a r k e t ，p o w e rp m c h a s e r s ，b i d d i n gs 仃a t a g e m s ， c 0 s ta n a l y s e ，l o a d p r o p e r t y 声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文需求侧报价策略研究，是本人在华 北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本 人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过 的研究成果，也不包含为获得华北电力大学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己在论文中作了明确的说明并表示 了谢意。 学位论文作者签名：避期：犁 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为 目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播 学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名： 日期： 华北电力大学硕十学位论文 1 1 引言 第一章绪论 根据电力市场在发电、输电、配电和售电四个环节中的开放程度不同，可将电 力市场分为垄断模式、单一购买者模式、批发竞争模式和零售竞争模式i 抱们1 。电 力市场的运营效率与其运营方式密切相关。垄断模式在电力工业的发展过程中曾经 发挥了非常重要的作用，它促进了大型发电厂和大电网的建设，使电力工业等到了 迅猛发展。但是，随着电力工业的规模的不断扩大和规模经济性的饱和，这种垄断 模式的弊端逐渐暴露：从调度看，一方面电力系统是一个庞大、复杂的系统，调度 员难以及时得到全部的信息，另一方面即使得到所有的信息，调度也没有优化调度 的动力；从发电看，由于没有竞争，发电厂没有进行技术改造，提高效率，减小成 本的动力；用户被视为静止负荷，没有动力或没有能力参与电网的调节；从政府看， 电力的投资巨大，经济负担沉重。总之，由于这种传统的垄断模式下没有竞争，导 致了电力企业机制僵化，投资效率、经济效率低和运营效益低等。 随着电力系统垂直一体化的垄断型结构的弊端越来越明显，自2 0 世纪8 0 年代 末以来，世界各国纷纷开展了电力工业的市场化改革。电力改革的重点是建立竞争 性的电力市场，打破传统的垂直一体化的行业垄断组织结构，引入竞争机制。电力 改革的目标在于提高电力生产效率，降低成本，优化资源配置，达到社会效益最优。 各国电力市场具有不同的特点、不同的开放程度，各国逐步开放电力市场的途 径也存在一定的差异。一般在电力市场初期，先开放发电侧市场，即单一购买模式； 具备条件后再开放供电侧市场，采用批发竞争模式；最终开放零售市场，实现全面 的售电竞争模式。总之，供给侧和需求侧都引入竞争，是电力市场化改革的必然趋 势。 目前，世界上已有多个国家开展了电力工业的市场化改革。英国电力工业在 1 9 9 0 年迈开了私有化的步伐，电网对大用户开放了市场，大用户可以自由选择供电 方，交易方式分为参加电力联合运营中心交易，以及和发电企业直接签订合同两种 方式。从2 0 0 1 年开始的n e t a 市场，允许发、用双方直接进行电力交易，也即允 许双边自由交易，通过期货、现货交易来实现中长期和次日电力、电量平衡，这类 交易大约占到整个电力市场交易量的9 7 ，能实现电力、电量的基本平衡。美国加 州电力市场于1 9 9 8 年3 月3 1 日正式运行，成为美国第一个允许电力用户选择发电 商的卅f 。在加州电力市场化模式中，电力用户可以直接与发电商签定购电合同，电 网向发电商开放并为用户提供输电服务。澳大利亚电力市场分为电力批发市场和电 华北电力大学硕十学位论文 力零售市场，实行现货和金融合约交易，大用户可以通过合约形式从电力市场的发 电商直接购电；零售市场中用户可以自由选择配电商，其中合约市场占8 5 。 1 2 需求侧参与市场竞争的背景和意义 在国外很多国家用电侧已经引入竞争的同时，我国电力市场在用电侧引入竞争 也有一定的基础。在我国，工业大用户市场意识增强，要求获得广泛的买电选择权， 消除强加在身上的交叉补贴，得到一定降价空间，以此提高其企业的社会竞争力和 发展前景。随着国家环境保护工作力度加大，企业小型自备电厂面临被关停的危险。 自各电厂的关闭，大用户的购电费用太高，一方面大用户要求有买电权，一方面建 设更大的自备电厂。2 0 0 2 年1 月3 0 日国家环境保护总局关于发布燃煤二氧化硫 排放污染防治技术政策的通知：到2 0 0 3 年，基本关停5 0 m w 以下( 含5 0 m w ) 的常规燃煤机组；到2 0 l o 年，逐步淘汰不能满足环保要求的l o o m w 以下的燃煤发 电机组( 综合利用电厂除外) ，提高火力发电的煤炭使用效率。在这种情况下，拥 有小的自备电厂的企业在面临自备电厂被迫关闭的形势下，同时又为了保证企业的 发展，降低购电费用，会要求获得买电的选择权。输电网络的不断成熟，为需求侧 竞争提供了技术平台。”十五”至今，是新中国成立以来电网建设速度最快的阶段。 电网主网架建设逐步加强，城乡电网建设与改造取得的很好成效。从”九五”末到” 十五”初，我国进行了大规模的城乡电网建设与改造。从1 9 9 8 年开始，共投资5 0 0 0 多亿元，对2 6 9 个城网和2 5 0 0 个农网进行改造。于2 0 0 5 年7 月，河南灵宝换流站 投入运行，西北电网和华中电网实现联网，从而初步实现了全国联网。2 0 0 3 年上半 年，国家电力监管委员会发布了关于区域电力市场建设的指导意见1 3 ”，提出要 “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( 含独立配售电企业) 直接向发电企业购 电。”同时输电价格机制改革为需求侧竞争提供了条件。 我国开展的东北区域电力市场试点中，采用单一购买者的市场模式。单一购买 者模式是在厂网分离的前提下，电网公司或特别设立的机构作为发电市场上电量的 唯一购买者向发电商统一购电。发电商参与市场是强制性的，只有通过报价竞争才 能被调度发电。单一购买者模式对提高生产效率，优化资源配置起至0 了良好的效果， 但也暴露出以下不足之处。在供不应求的情况下，作为单一购买者的电网公司难 以保证不问断供电，电价对用电需求的调节作用不能得到有效发挥。相反，在电力 过剩的情况下，由于发用电双方不能自行谈判达成较低的交易电价，一方面发电能 力得不到充分利用，另一方面不利于电力用户发展生产。电网公司在竞争性发电 市场上以浮动的价格采购电力，而以受管制的固定价格向用户供应电力，面临市场 2 华北电力大学硕士学位论文 风险较大。不能刺激和鼓励增加省际( 网际) 电力交易，不利于电力资源优化配置 和规模效益的体现。因此，为了解决单一购买者模式的弊端，需求侧应该引入竞争， 需求侧参与市场的形式主要有电力联营模式和双边交易模式：电力联营模式是指 在一个区域，只有一个强制市场成员参与的、集中的、竞争的市场，有时也被称为 “电力库”。电力供需各方交易的全部电量及其电价都必须经由现货市场竞争确定， 发电商竞争获取发电的权力，但并不为特定的用户发电：同理，供电商和电力大用 户也仅能在电力库，而不是从特定的发电商那里购电。在电力联营模式下的市场中， 电力市场运营、系统的调度运行及输电网的管理等工作由统一的系统运行者或几个 分立的机构负责。双边交易模式属于“非强制电力市场”的一种模式，与电力联 营模式明显不同的是：在双边交易模式下，不再强制电力供购双方参与电力库，绝 大部分的电力实物交易都是由供购双方协商完成的，交易量和交易价格不再由集中 的市场统一确定。在双边交易模式下，系统运营者仅负责双边交易匹配外的系统平 衡、调度运行和输电网管理等工作。 需求侧引入竞争的意义如下： 售、用电环节引入竞争，通过发电、供电两侧市场共同平衡供需，能够更有效 优化电力资源配置，提高资源利用效率，促进电力发展。电力生产和消费由发、输、 配、售、用5 个环节组成。输配电环节具有天然的垄断性，其盈利必须受到监管才 能保证市场公平性。而在其他环节( 包括售、用电环节) ，则应鼓励充分竞争，一方 面激励发电商提高效率，减少发电成本，另一方面激励用户改善用电特性，提高用 电效率。 需求侧引入竞争给用户提供了尽可能降低购电成本的市场渠道，有效降低企业 生产成本，增强用电企业的市场竞争力。相反，需求侧不能参与市场报价购电，在 供不应求情况下，发电商就可能操纵市场价格，恶意提高售电价格，使用户的购电 费用增加，产品的成本上升，进而影响用电企业的市场竞争力。 需求侧引入竞争能更有效、及时、准确传递成本和需求信息，使电价体系更趋 于合理，有利于加快电价改革，规范并健全电价形成机制。作为售电侧的发电商和 作为需求侧的供电商和电力大用户，双方共同在市场中报价，电价由双方的报价共 同决定。 与一般商品一样，电力商品也遵循供给与需求的均衡关系，即供给曲线的生产 量与价格呈单调增的关系，需求曲线的需求量与价格呈单调减的关系，两条曲线的 交点表示供需平衡点，所对应的价格即为市场边际价格，如图1 1 的供需曲线所示。 如果生产者提高商品价格，将使供给曲线右移。在呈下降趋势的需求曲线的作用下， 用户可支付的用电需求下，供需平衡点由e 。移动到e ：，生产者的供给量由q 1 减少 到q ，。对于存在需求侧报价的市场，用户通过报价及时向生产者传递其有支付能力 的需求水平，进而实现市场供求平衡。但在供电市场尚未开放的情况下，电力用户 3 华北电力大学硕士学位论文 无法参与市场竞争，用电需求无法对市场电价产生及时的响应，需求曲线短期内是 一条水平线，如图1 2 所示。此时，如果生产者由于成本上升，价格由p l 提高到p 2 ， 由于电力用户只能被动接受，调节自身的购电需求量，用户对新电价水平下用电需 求的支付能力无法及时通过用户自身的报价反馈给生产者，生产者无法对市场的供 求情况做出及时、准确判断，有可能导致生产过剩，影响市场供求由一个平衡点向 另一个平衡点过渡的效率。 生 产 量 需 求 量 v o ( ( p - ” 价格p 生 量 需 求 量 u o q q p l破 价格 图t 1 用电量对电价有响应的供需曲线圈图l - 2 用电量对电价无响应的供需曲线图 供需双方共同参与市场竞争，形成合理的风险共担机制，降低了单一购买者的 市场风险以及监管的难度。电力市场的风险分为价格风险和容量风险两部分。在纯 粹的单一购买者模式下，竞争仅在发电商和单一购买者之间展开，他们承担了所有 市场风险，单一购买者的盈亏往往很难估计。有些电力市场建立受监管的基金库来 缓冲这种盈亏，然而这并不是彻底的解决办法。另一方面，社会责任要求单一购买 者满足用户需求，降低电力短缺的影响。这种保障供电的容量风险不应当仅仅由单 一购买者承担。只有让所有的市场参与者都参加市场竞争，分担风险，才能充分发 挥市场经济的调节作用，保障市场平稳运行。 消除交叉补贴。原来我国销售电价中，居民用户销售电价较低，而实际上由于 居民用户的电压等级低和负荷率低等因素，居民用户的供电成本与电价水平并不对 称，这部分差额由一些大工业用户、商业用户来补贴。实行需求侧报价后，大用户 在一定的市场规则下，从市场购得电量，有利于交叉补贴的消除。 1 3 本课题研究的意义及国内外相关研究的现状 如前所述，供给侧和需求侧都引入竞争，是电力市场化改革的必然趋势。在需 求侧引入竞争的情况下，供电商和电力大用户作为一个独立的经济实体参与市场竞 4 华北电力大学硕十学位论文 争，将面临着前所未有的机会和挑战。因此，本论文对供电商和电力大用户报价策 略的研究具有重要的理论和实际意义。 在电力市场环境下，市场参与者的投标策略将会影响其利润，考虑自身的成本、 市场环境以及竞争对手的报价行为，如何优化投标策略以最大化其利润是所有投标 者关心的问题。国内外已有许多学者进行有关报价策略的研究，且较多针对发电商 报价策略研究。 开展供电商和电力大用户报价策略的研究，对保持市场合理电价、电力市场的 稳定具有重要意义；有助于完善市场机制以及电力市场的政策法规；对供电商和电 力大用户合理报价、降低市场风险具有不可或缺的作用；指导供电商和电力大用户 的购电决策，具有重要的理论和实际意义。 电力市场进入批发竞争阶段，供电商以及电力大用户与发电商的购、售电交易 通过市场竞争形成，供电商、电力大用户和发电商的报价策略直接影响企业的收益。 国内外已有许多学者进行有关报价策略的研究“”1 ，且较多针对发电商报价策略 研究，并积累了一定的报价策略研究成果。根据研究，报价策略研究主要考虑的因 素有：市场供求环境以及竞争对手的竞争行为；o 自身的成本因素。文献【9 1 4 】 介绍有关发电商的报价策略研究，文献【5 8 】介绍有关购电商的报价策略研究。 文献【5 】根据不完全信息静态博弈的基本理论，将市场中的其他参与者作为一个 虚拟的竞争对手，使供电商竞价问题简化为供电商与市场之间的博弈论问题，并对 不完全信息条件下供电商的竞价策略进行了分析。文献【6 】根据p x 市场中清除价格 m c p 和清除容量m c q 的形成机理，探讨了买电代理商的买电经济模型，并进行了 利润分析。文中将p x 市场中的m 个买电代理商和n 个卖电公司的市场行为看作是 m + n 非合作对策问题。把m 个买电代理商看作一个买方，n 个卖电公司看作一个 卖方。假设买方在考虑最大利润问题时，将卖方的竞价曲线看成是一个确定的函数， 在此基础上，寻求使利润最大的竞价策略。文献【7 】探讨了单一卖方模式的市场规则 及交易机制，提出了采用分段报价规则的竞价交易的数学模型，通过对竞争对手的 竞价行为估计，给出了基于m o n t ec a r l o 方法的购电商最优竞价策略。 以上文献中将报价策略看作是多个不同的市场参与者相互间的竞争对策问题， 并以对竞争对手的竞争行为的预估分析，作为自身报价决策的依据。目前，比较广 泛采用概率分析模型或者模糊集方法估计竞争对手的竞价行为妇1 “”。”。 除了对竞争对手报价行为的预估，供电商自身成本分析也是供电商报价决策的 重要依据。文献【8 针对拥有多电源、分区域供电电网的供电企业，综合考虑电力供 给方的综合电费、辅助服务、综合服务和供电企业自身的电网结构、输电成本等因 素，将模糊综合评价、层次分析和专家决策相结合，通过定性分析和定量计算，综 合评价各购电方案，合理选择电力供给方，从而减少输电的总费用，确保电网可靠、 经济运行。 华北电力大学硕十学位论文 1 4 论文主要内容及结构介绍 从前面的综述可以看出，国内外的学者在报价策略方面做了大量工作，发电公 司的报价策略的研究已成为国内外专家学者研究的焦点，随着电力市场的发展，需 求侧引入竞争已是必然趋势，需求侧的报价策略问题迫切需要更多的研究。本文基 于电力市场批发竞争交易模式，对需求侧的供电商、电力大用户的报价策略进行了 初步探讨。 首先，通过分析供电商以及电力大用户的成本及利润，得出供电商以及电力大 用户在不同购电量情况下可承受的最高购电价。同时，针对不同的供电商以及电力 大用户对电价敏感程度不同，考虑其它竞争对手的报价行为和市场环境的因素，预 估其它竞争对手的报价行为，优化报价策略。论文主要内容如下： 第一，综述了国内外电力市场需求侧引入竞争现状，以及需求侧引入竞争的重 要意义。介绍了国内外供电商和电力大用户在日前( 现货) 交易市场的报价策略的 研究情况。 第二，考虑自身成本因素，对供电商和电力大用户的报价策略进行研究。针对 供电商及电力大用户在现货市场的报价策略的问题进行了研究，分别针对供电商及 大用户建立成本分析模型，分析电价水平的承受能力。针对供电商，考虑销售电价 水平、输配电成本，以及企业的经营目标，分析可承受的电价水平；针对电力大用 户，考虑自身的各种生产经营成本、销售收入，以及自身产品的盈利空间，分析可 承受的电价水平。 第三，根据对电价水平的敏感程度不同，分别对其报价策略作了分析。对电价 不敏感的购电方，电价波动对需求电量影响不大，电价承受能力较大，则报价策略 侧重考虑市场中的电价水平( 可根据历史市场电价水平预估) ，以及自身的负荷需 求程度；对电价敏感的购电方，由于价格对其需求电量影响很大，则其报价策略主 要考虑自身的最高电价承受能力，并且根据负荷需求程度的不同分段报价。论文在 分段报价、出清价格结算方式的现货市场环境中，基于供电商及大用户成本分析， 考虑对竞争对手报价水平的预估，建立供电商及大用户的报价决策模型，运用蒙特 卡罗法和粒子群算法求解。 第四，考虑了负荷特性对报价策略影响的因素，分别建立系统负荷高峰和低谷 时段报价策略的修正模型。针对负荷高峰和低谷两种情况，分析供电商或用电大用 户自身负荷曲线与系统负荷曲线在峰谷区间的差异，量化分析两者负荷形状的相关 程度。对于负荷刚性度不强的供电商或用电大用户，在负荷高峰时，此时应降低其 报价水平，少一些购电量，少购的电量转移到系统低谷时购进，即在负荷低谷时， 提高报价水平，购入更多的电量，用来弥补用电高峰时转移过来的电量，通过不同 时段报价策略的修正调整，降低购电成本。 6 华北电力大学硕士学位论文 第二章需求侧报价决策的成本分析 供电商以及电力大用户的报价决策与发电公司的报价决策是有区别的。发电公 司的报价一般以其成本为基础，目标是获得最大的利润。供电商以及电力大用户报 价决策主要考虑的是自身的电价承受能力，而影响电价自身承受能力有很多种因 素，其中成本是重要的因素。本章对供电商以及电力大用户的成本进行了分析，以 分析供电商以及电力大用户的电价承受能力。 2 1 供电商的成本分析 2 1 1 供电商的成本构成 在批发竞争市场模式下，供电商失去了对用户供电的垄断地位，必须面对市场 风险。为了提高市场竞争力，获得更多的收益和市场占有率，供电商一方面要通过 自身优化运营，降低成本；同时，还要根据自身成本特性优化决策报价策略。 供电商的供电成本嘶驯是供电商从购买电能，然后销售给用户所需要的成本， 包括供电商支付的购电费用、输电费用和供电商的运营成本( 包括折旧费、财务费、 管理费、供电网络电能损耗、人员工资福利费、修理维护费用、材料费等。) 供 电 成 本 供电量 图2 1 供电成本组成曲线 供电成本可以分为两部分。”：随供电量变化而变化的可变成本和不随供电量变 化而变化的固定成本如图2 1 所示，其中c ，为固定供电成本，它与用户的最大 需求有关，而与用户的实际消耗电量无关；相反c 。为可变供电成本，它与用户的 最大需求无关，而与用户实际消耗电量密切相关。对于某个用户来说，只要申请用 电，就必须按照最大需求支付固定供电成本，然后按照实际消耗电量支付可变供电 7 华北电力大学硕士学位论文 成本。用户所消耗的电量越多，其需要支付的供电成本也就越多，不过单位电量支 付的供电成本将减小。 所以，供电商的供电成本表示为： q ，；c 。+ q ， ( 2 。1 ) 2 1 2 影响供电商成本的电力用户负荷特性 供电商的市场客户就是电力用户，而电力用户的用电行为和用电特性直接影响 供电商的供电成本，从而影响供电商的报价策略。影响供电商供电成本的电力用户 负荷特性主要有“捌： 用户消耗电量。用户消耗电量是供电商给最终用户电量的多少。供电量的多 少直接影响供电成本中的变动成本。 o 用户最大需量。用户最大需量即电力用户最大负荷。用户最大需量影响固定 成本。为了满足用户的最大需量，必须保证一定的发电容量和输配电容量。因此， 电源建设的投资与用户的最大需量密切关联。同时，电网建设的投资为了满足一定 的容载比也与用户的最大需量密切相关联。 o 用户用电时间。用户在不同的时间增加电力需求，对系统成本的影响是不同 的，高峰时间用电，增大系统短期边际容量成本；低谷时间用电，不增大系统短期 边际容量成本，其容量成本低。 用户的负荷率。负荷率为各类用户的平均负荷与最大负荷的比值。各类用户 在各时段具有不同的负荷需求，会有不同的负荷率。如一些大工业用户，负荷曲线 平稳，负荷率高，随着负荷率增高，用户用电量增大，固定成本分摊到每度电的费 用下降，即平均单位成本下降。反之，一些用户，由于负荷曲线峰谷差较大，负荷 率低，其平均单位成本高。 用户负荷分散率。分散率是形成一组群体的所有用户的最大需量的总和与这 个组作为一个整体的最大需量的比值，分散率的大小与用户数和分类数有关。当每 个用户最大需量已定的条件下，分散率越低，电网需要的建设投资越小。 用户供电电压。由于用户的最大需求和用电量不同，用户所在地点不同，供 电商向各用户供电的电压也不同。如果用户选择的是高压供电线路，就只承担高压 供电线路和变电站的费用，反之，如果用户选择低压供电线路，则除了要承担低压 线路和变电站费用外，还要承担部分高压供电线路和变电站的费用。高压供电的成 本要低于低压供电的成本。 o 用户功率因素。用户功率因数对固定供电成本和变动供电成本都有不同程度 的影响。功率因数低的用户，单位用电需求所占的电气设备容量要比功率因数高的 用户所需的电气设备容量大，其应该分摊的固定供电成本高。同时，在消耗同样电 b 华北电力大学硕十学位论文 量的情况下，功率因数低的用户，其负荷电流必然较大，引起的线路损失也就大， 所以该分摊的变动供电成本也高。还有，为了保证供电质量，供电商还必须为功率 因数低的用户装设无功补偿装置，也增加了他们的固定供电成本。 圆用户用电可靠性需求。用户的可靠性需求也影响到供电成本，对可靠性要求 高的用户，电力公司必须为其铺设特殊线路，甚至时双回线路，提高了固定供电成 本，同时也影响变动成本。 目前，政府和电力监管机构对终端销售电价实行管制，因此，供电商不可能随 意提高销售电价，所以，供电商要追求利润最大化就要设法降低供电成本，提高效 益。降低成本有以下几个途径啪1 ： 设法降低购电的价格，控制购电成本。购电成本是供电成本的最主要构成部 分，优化报价策略，减少购电成本。实行峰谷电价，提高设备负荷率，降低固定 资产折旧成本。供电商供电成本的一部分就是电网固定资产使用的成本，降低固定 资产使用的方法主要就是加快全面实行峰谷电价和峰价电子表，以限制高峰用电， 鼓励低谷电价，利用经济手段调节峰谷差，提高电网设备负荷率。运用这一经济杠 杆，一方面可以减少为满足高峰负荷所需要增加的巨额投资，另一方面可以大幅度 提高电力系统设备的负荷率。对工业、商业用户实行峰谷电价后，可以引导工商业 负荷合理分配，在一定程度上起到了削峰填谷的作用。进行电网改造，加强用电 管理，降低电网损失。电网运行损耗是供电企业电网购售电的全部损耗( 俗称线损) ， 也是供电成本的重要构成部分。 2 1 3 供电商的购电价承受能力分析 供电商的购电价承受能力取决于利润水平。供电商的利润受到售电收入、供电 成本、附加税金的影响。供电商的利润石( 9 9 ) 表示如下： 万( q ，g ) = v ( 口，g ，艿) 一c ( p ，g ) 一v ( 口，g ) ，一f ( 2 2 ) 式中： 万( q ，g ) 为供电商当总负荷为q 时，而所购得的电量为q ( g s q ) 时，所得的利 润； v ( 口，g ，回为供电商销售电量总收入，口为销售电价，万为供电商购得电量为 q 时的线损率； c ( ，g ) 为供电商购得电量为q 时，需要支付的购电成本； r 为附加税率； f 为供电商的运营成本( 包括折旧、材料费、工资、福利费、修理费、财务 费用和其他费用) 。 供电商在购电决策中，必须根据销售电价水平，预计购销差价，考虑自身的成 9 华北电力大学硕士学位论文 本需求，决策相应的购电量和报价水平。批发竞争市场中，电力用户与所选择的电 力供应商签订购售电合同，销售电价一定时间内相对稳定。对于供电商来说，经营 目标是要实现一定的利润需求，供电商采用不同的报价策略获得不同水平的购电 量，在一定销售电价水平和自身运营成本的约束下，供电商能够实现不同的利润水 平。从式( 2 2 ) 中可以得出，针对确定经营利润目标，供电商在不同购电量情况下 可承受的最高购电价格不同。在第三章中，以本章成本分析为基础，考虑电力供应 商可承受的最高购电价格，建立供电商报价决策优化模型。 2 2 电力大用户的成本分析 众所周知，用电企业的生存空间与其产品的获利空间密切相关，而产品的获利 空间又与产品的销售价格及生产成本有关，即是说企业产品的销售价格越高，生产 成本越低，则产品的获利空间越大，企业的生存条件越好。一般来说，当企业的销 售价格下降时，企业应设法通过降低生产成本来向下打开生存的空间；反之，如果 企业的生产成本因受原材料等因素的影响而上涨时，则须提高产品的销售价格，向 上寻求生存空间。由此可知，当一个企业同时面对产品售价不断下降，产品成本不 断上升的双重压力时，企业的经营效果势必不会很理想。 根据成本导向定价法得到： 价格= 成本+ 利润+ 税金 ( 2 3 ) 如果从产品收益角度出发考虑企业的生产行为，则对生产企业而言，只有当其 产品的市场售价足以补偿其生产成本时，才能保证其简单再生产的继续进行。所以， 企业进行生产的前提条件是使下式成立。 产品税后价格p 产品单位成本c( 2 4 ) 一般说来，产品价格是由市场供需等因素决定的，在一定时期，产品售价对某 一特定企业而言可以视为常数。因此，企业要想盈利，只有在产品单位成本上想办 法。在充分挖掘企业内部潜力的前提下，如果依旧不能满足上式，则企业只能转产 或停产。 为了便于分析，我们特将产品的成本简单地划分为与产量有关的制造成本和相 对固定的企业“三费”( 期间费用) “”，即企业的管理费用( f 管理) 、财务费用( 务) 和销售费用( 售) 。由于制造成本由产量和单位制造成本决定，所以成本的分摊实 际上就是将“三费”按产量进行合理的分摊。由于本文主要是研究电费对电力大用 户成本的影响，因此，将其单位制造成本分为电费( 丘费) 和其他成本( a 它) 两部分来 予以研究。可以通过公式( 2 5 ) 来表示产品的成本。产晶。 c 产品= 毛费+ 釜它+ ( ，管理+ ，财务+ ，锖售) q 产量 ( 2 5 ) 式( 2 5 ) 中 华北电力大学硕士学位论文 a 它制造产品其它费用( 不包括购电费用) 理企业的管理费用 f 时务企业的财务费用 售企业的销售费用 如果设五为单位产品的耗电量；五为综合平均电价，则矗费和厶它可以分别 表示为： 兀费= x i x 2 ( 2 6 ) ，其它= 五互b 彳 其中：a + b = l ( 2 7 ) 式中，a 单位产品制造成本中电费所占比重( ) o b 单位产品制造成本中其他费用所占比重( ) 。 由上式得： c 产品= j j ( 1 + b 一) + ( ， 警理+ ，- 财务+ ，- 铺售) ，1 2 产量 ( 2 - 8 ) 式( 2 8 ) 可以得出产品总的成本，可以看出，产品单位成本与单位耗电量及电价 呈正相关性。考虑企业的生存空间，则要满足式( 2 - 4 ) 。确定企业的产品销售价格、 利税及其它成本，就可以得出该企业能够承受的的最高购电价水平为p + 。 p = ( p 锖售一岛税一厶它) 五一( 珞夏+ 务+ 售) ( q 产量五) ( 2 _ 9 ) 式( 2 - 9 ) 中：售为产品销售价格 岛税为利税 2 3 算例 针对供电商成本进行分析： 表2 1 供电商最高购电平均单价的参数 企业目标利润( ￥) 1 0 0 0 0 0 0 0购电量( m w h )1 0 1 1 9 6 5 附加税( ￥) 1 6 5 8 0 财务费用( ￥) 8 4 9 o o 线损率 3 9 7 其它成本费用( ￥) 5 7 3 3 4 0 售电平均单价( ￥m w h ) 4 0 9 8 3 售电量( m w h ) 9 7 1 7 9 最高购电平均单价( ￥m w h ) 2 9 4 6 8 表2 2 供电商最高购电平均单价的参数 企业目标利润( ￥) l 0 0 0 0 0 0 0购电量( m w h )8 5 4 6 0 6 附加税( ￥) 9 1 1 0 财务费用( ￥) 4 4 1 o o 线损率 6 3 1 其它成本费用( ￥) 6 1 1 2 3 0 售电平均单价( ￥m w h ) 4 2 9 1 4售电量( m w h )8 0 0 6 8 兰些皇垄奎兰堡主兰堡堡茎 表2 1 和表2 2 分别为购电量1 0 1 1 9 6 5 m w h 和8 5 4 6 0 ：6 m w h ，企业目标利润为 1 0 0 0 0 0 0 0 ￥的数据。可见，企业目标利润一样时，当购电量降低后，虽然售电平均 单价有所上升，但单位电量成本增加了，以至供电商能承受的最高购电平均单价也 提高了。同理根据不同的购电量和不同的企业目标利润，可以分析出不同情况的最 高购电平均单价。如果供电商的负荷为1 0 1 1 9 6 5 m w h 时，供电商的报价策略应该 在小于或等于2 9 4 6 8 ￥，m w h 。如果市场出清价格大于供电商承受的最高购电平均 单价，或者销售电价难以提高时，则该供电商的利润空间就会减少，甚至出现亏损。 下面对某一铁合金厂作一实例分析： 某一铁合金厂的主要产品有碳素铬铁和硅铁两大系列，这两种系列的产品占了 全厂总产值的9 0 以上。根据前面的分析思路及有关数据，我们就可以测算出铁合 金厂对电价的承受能力。详见表2 3 。 表2 3 铁合金厂电价承受能力测算统计表 碳素铬铁 假定年产量( 万吨) o 1 00 2 0o 3 0o 4 0o 5 0o 6 0 最大承受电价( ￥舢w h ) 2 4 02 5 02 6 02 7 02 7 02 8 0 硅铁 假定年产量( 万吨) 0 0 50 0 80 1 0o 1 50 1 8o 3 0 最大承受电价( ￥m w h )1 9 0 2 1 02 2 02 2 02 3 02 5 0 通过对上述铁合金厂两个产品的测算和分析，我们可以得出以下的结论：产品 在现行的市场价格条件下，如果其企业的生产能力能够达到最大，则铁合金厂碳素 系列可承受的最大电价为o 2 8 元度，硅铁系列可承受的最大电价为o 2 5 元度。 如果企业的现行综合电价超过了企业能够承受的极限电价，企业就要亏损，就有可 能因减产而降低用电量。因此，该电力大用户在报价决策时，就要根据目标年产量 预测最大承受电价，保证在最大承受电价范围内购得电量。 2 4 本章小结 本章分别对供电商及电力大用户的成本进行了分析，介绍了影响供电商成本的 用户因素。针对供电商，考虑了企业的生产利润目标，对其可承受的最高报价进行 了分析。针对电力大用户，考虑其各种成本，得出其单位产品成本，以及单位产品 成本与单位耗电量及电价关系，根据企业的利税，得出电力大用户的用电承受能力。 最后，通过算例证明了以上对成本的分析的可行性。 华北电力大学硕士学位论文 但是，在批发竞争的电力市场模式下，供电商及电力大用户的报价策略不仅仅 要考虑自身成本的因素，而且还要考虑市场环境以及竞争对手的报价行为的影响， 因此，下一章将对市场环境以及竞争对手的报价行为对报价策略的影响进行探讨。 华北电力大学硕士学位论文 第三章需求侧报价策略分析 第二章考虑自身成本的因素对供电商以及电力大用户的报价决策的影响，对供 电商及电力大用户的成本进行了分析，并得到了其可承受的电价水平。但是，不同 的市场环境以及竞争对手的不同的报价行为对其报价决策产生不同的影响。 考虑市场环境以及竞争对手的报价行为对供电商以及电力大用户的报价决策 的影响，本章在分段报价、出清价格结算方式的日前现货市场环境下，基于供电商 及电力大用户成本分析，考虑对竞争对手报价水平的预估，以可承受的电价水平为 约束，建立供电商及电力大用户的报价决策模型。 3 1 论文研究的市场环境 本文基于批发竞争电力市场环境，研究供电商( 购电商) 和电力大用户作为需 求侧报价主体参与日前市场集中竟价的报价策略，并进行了相关简化：单次竟价， 即各发电公司、供电商和大用户只有一次报价机会；o 针对将来某一时段，申报容 量及价格；o 采用分段报价函数报价； 采用统一市场出清价结算。 3 1 1 日前现货市场概述 现货交易包括中长期交易、目前交易、小时前交易和实时交易。其中，日前现 货交易一般是指运行日前提前一天进行的市场参与者之间的电力电量交易，参与各 方在运行日的前一天，作未来一天2 4 小时内的出力和相应价格的投标【2 ”。 发电公司和电力大用户分段报价。同时，供电商根据其负荷分类情况分段报价， 即一类负荷对应一段报价容量和一个申报价格( 各类负荷的价格弹性不同，对应可 采取不同的报价水平，相应的功率段根据该类负荷预测水平确定) 。 在批发竞争电力市场下，日前市场的每个交易曰为一个日历日。现把一个交易 日分为2 4 时段，即每个交易时段为l 小时。电力调度交易中心负责电力市场的运 营管理和电力系统调度运行，市场动作按交易日进行。各市场竞争参与者提前一天 将下一个交易日中各个交易时段( 1 h ) 的竞标各段容量和相应的各段价格提交给交 易中心；每个交易时段最多可报k 个容量段，k 应大于或等于每个供电商负荷数和 每个发电公司和大用户的竞价段数。供电商和电力大用户所报各段价格必须依次单 调递减，而发电力公司必须依次单调递增。调度交易中心将各供电商和大用户的各 段报价容量和相应的报价价格汇总为需求侧报价曲线( 各段容量和相应的报价价 格) ，对发电公司的各段报价容量和相应的报价价格汇总为供给侧报价曲线( 各段 1 4 华北电力大学硕士学位论文 容量和相应的报价价格) ，以成交电量最大的原则得出日前市场的出清价格，确定 交易计划。下面对汇总的需求侧报价曲线( 价格功率曲线) 和汇总的供给侧报价曲 线( 价格- 功率曲线) 如图3 1 ，在分段报价的规则下进行分析。 价格 m c p 0 价格 m c p o 价格 m c p o 价格 m c p 0 m c q 电量 ( a ) m c q 电量 ( c ) m c q 电量 ( c ) m c q 电量 价格 m c p 0 价格 m c p o 价格 m c p 0 价格 0 m c q 电量 ( b ) m c q 电量 ( d ) m c q 电量 ( f ) ( h ) 电量 一为需求侧报价曲线为供给侧报价曲线 图3 1 日前市场的报价曲线 3 1 2 出清价格( m c p ) 和出清电量( m c 0 ) 设在日前市场中在某一时段h ，有m 个供电商和大用户和n 个发电商参与竞价， 华北电力大学硕士学位论文 m 个供电商和大用户报出价格和容量，即( z ，g ：) ，p ：为单调递减。n 个发电 商报出价格和容量，即( p 二，g 磊) ，p 磊为单调递增。即： m 个供电商和大用户竞价曲线为( 以，以) i - ( 1 ，2 ，m ) n 个发电商竞价曲线为( p 盖，g 磊) j = ( 1 ，2 ，n ) 针对供电商，某时段的段容量为该时段的某类负荷的预测值，各个段容量之和 即为供电商在该时段总的负荷预测值。假设市场规则允许的最低报价为，最高 报价为p 眦。调度交易中心将各供电商和大用户的各段报价容量和相应的报价价格 汇总为需求侧报价曲线( 各段容量和相应的报价价格) ，对发电公司的各段报价容 量和相应的报价价格汇总为供给侧