（电力系统及其自动化专业论文）电力市场风险规避问题与新的电价监管模式研究.pdf

浙江大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h er e f o r mo ne l e c t r i ci n d u s t r yi st h en e c e s s a r yr e q u e s to fd e v e l o p m e n t t h e i n t r o d u c t i o no fm a r k e tm e c h a n i s mc a l le f f e c t i v e l yi n c r e a s et h eo p e r a t i o ne f f i c i e n c y a n do p t i m i z et h ec o n f i go fr e s o u r c e b u ta c c o m p a n y 、i 1t h ei n c r e a s eo fu n c e r t a i n f a c t s ，t h ee l e c t r i c i t ym a r k e tp a r t i c i p a n t sw i l lf a c em o r er i s k so fp r o f i tl o s ew h i c hc a n a l s od oh a r mt ot h es e c u r e o p e r a t i o n o fe l e c t r i c s y s t e m t h e r e b y ，t h ei s s u e o f e s t a b l i s h i n ga i le f f e c t i v em e c h a n i s m t oa v o i dt h er i s ki nt h ee l e c t r i c i t ym a r k e tn e e dt o b es t u d i e da n ds o l v e du r g e n t l ys oa st om a k et h er e f o r mf l u t h e rp r o c e e ds m o o t h l y t h i sp a p e rf i r s ts t u d i e so n 砌s ki d e n t i f i c a t i o ni ne l e c t r i c i t ym a r k e tb a s e do nt h e s p e c i a lc h a r a c t e r i s t i ca b o u te l e c t r i c i t y a c c o r d i n gt ot h ef i e r c er i s ko n f a s tf l u c t u a t i o n o f e l e c t r i c i t yp r i c e f a c e d b ye l e c t r i c i t ym a r k e tp a r t i c i p a n t s ，t h i sp a p e r t r i e st oi n t r o d u c e t h em e c h a n i s mo fi n s u r a n c ei n t oe l e c t r i c i t ym a r k e t t h r o u g ht h ee x p l a n a t i o no ft h e p r i n c i p l e o fa p p l y i n gr e v e n u ei n s u r a n c et o e l e c t r i c i t y m a r k e ta n dt h ec a l c u l a t i o n r e s u l t sf o rp r a c t i c a ld a t af r o mac e r t a i np r o v i n c i a le l e c t r i c i t ym a r k e t ，i ti sr e a l i z a b l et o d e c r e a s et h eo p e r a t i n gr i s k so f p o w e r g e n e r a t i n ge n t e r p r i s e sb yp u r c h a s i n gt h ei n c o m e i n s u r a n c e ，a n d t h i sm e t h o d p o s s e s s e sg o o dp r o s p e c t s f u r t h e rm o r e ，i no r d e rt oe v a d ef i n a n c i a lm a r k e tr i s k ，an e we l e c t r i c i t yt r a d e m e c h a n i s ma n di t sf o r m u l aa r ep r e s e n t e db a s e do nf u t u r e sm a r k e t t h ef u n c t i o n so ft h ea d m i n i s t r a t i v es t r u c t u r ea r ec o r r e s p o n d i n g l yd e t e r m i n e db y t h em a r k e ts t r u c t u r ea n dt h ed e g r e eo f c o m p e t i t i o nl e v e l b e c a u s eo f t h es h o r t c o m i n g s i nt h e o r i g i n a l a d m i n i s t r a t i o nb e f o r et h er e f o r ma n d a c c o r d i n g t ot h ei n h e r e n t m o n o p o l i z a t i o ni nt h ep o w e r t r a n s m i s s i o na n dd i s t r i b u t i o n ，an e wp e r f o r m a n c eb a s e d p r i c er e g u l a t i o nm o d e ( p b r ) i s l e di n t ot h i sp a p e ra n dt h ep r i c ec a pr e g u l a t i o ni nt h i s m o d ei sa n a l y z e d 血d e t a i l k e yw o r d s ：e l e c t r i c i t ym a r k e t ；p o w e rm a r k e t ；r e v e n u e i n s u r a n c e e l e c t r i cr e g u l a t i o n ；p e r f o r m a n c e ；p r i c ec a p p i n g 浙江大学硕士学位论文 第一章引言 矛盾是推动事物发展变化的内在动力。电力系统理论和技术的不断进步，同 传统电力工业运营方式之间产生矛盾，这个矛盾推动了世界范围内电力市场的孕 育和发展。 1 1 发展中的电力市场 1 1 1 世界电力市场的发展脉络 改革与发展是当今世界的主流。目前，电力工业在全世界范围内发生着深刻 的变化，正从传统的行政垄断管理体制向着电力市场化改革的方向发展。电力工 业的改革目标在于，提高电力生产效率，使电价形成机制合理化，提供高质量、 更安全的电力产品，促进电力工业本身的良性发展，并使全社会从改革中取得更 好的经济效益和社会效益。 电力市场的建立是经济社会发展的必然要求，是促进生产力发展的重要动 力。正因如此，各国各地区纷纷投入到电力市场的建设和发展中，并在建设和发 展过程中不断总结、探索符合市场规律和各自特点的电力体制和管理机制“。 早在8 0 和9 0 年代初，以智利( 1 9 8 2 ) 、阿根廷( 1 9 9 2 ) 为代表的拉丁美洲，就率 先进行了以解除电力行业管制和引入市场竞争为主要特征的电力体制改革。”。英 国于1 9 9 0 年颁布新的电力法，打破了电力行业垂直一体化垄断结构，建立了竞 价上网的市场机制，并将国有电力资产私有化。英国的改革经验，后来被许多国 家所借鉴“。挪威于1 9 9 1 年建立了竞争性的电力市场，瑞典、芬兰和丹麦随后 加入，形成首个竞争性跨国电力市场一北欧电力市场( n o r dp 0 0 1 ) “。”。澳大利 亚各州于9 0 年代初按英国模式进行改革，先是过渡性的州立市场，随后于1 9 9 8 年东南5 州( 区) 市场合并为国家电力市场”。9 0 年代中期，美国联邦能源委 员会陆续颁布一系列法令( f e r co r d e r8 8 8 ，8 8 9 ，2 0 0 0 ) ，各州纷纷实行放松管制 的改革，其中以加州和宾州的改革最具代表性“3 。在亚洲“”，日本、新加坡和 韩国分别于1 9 9 5 年、1 9 9 8 年和2 0 0 1 年开始重组电力行业，实行竞价上网的电 力市场。这些国家的电力市场化改革给电力工业带来了活力，并为我国的电力体 制改革提供了许多有益经验。 1 1 2 电力市场的目标 引入竞争，健全电价机制，优化资源配置，促进电力工业可持续发展，是电 力市场化改革的总体目标。电力市场改革作为次制度创新，打破了原有的利益 格局，因此各利益集团都有自己期望的改革目标。为了减小改革的阻力，并实现 浙江大学硕士学位论文 帕雷托改进，政府不得不考虑到各方的利益，尽管有些利益是相互冲突和矛盾的。 这些目标包括： 消费者希望降低电价，提高服务质量和安全稳定供电： 电力公司希望获得发展和采用新技术； 政府希望实施全国性的能源政策和电力工业的可持续发展； 投资者希望获得公平的回报； 环境保护组织希望减少电力行业对环境的污染。 电力市场化改革必须使上述具体目标相互平衡，根据经济的发展阶段和电力 的发展水平，不同时期电力市场的目标应该有所侧重。 1 1 2 1 发展中电力市场的目标 发展中电力市场的特点是：在电价方面交叉补贴现象较为普遍：用户对电价 上调的承受能力有限；电力设施和发电容量还不够富裕。因此改革的首要目标是 吸引电力投资，建设充裕的发电容量和完善的输配电网络，提高系统的安全可靠 性。而降低电价、提高效率以及为客户提供更多的选择则成为改革的次要目标。 1 1 2 2 成熟的电力市场的目标 成熟的电力市场的特点是：电价水平一般反映了成本和投资回报率，用户对 电价有较高的承受能力，电力需求增长有限，电力投资需求不旺。因此改革的首 要目标是降低电价，提高效率，为客户提供更多选择和更高的安全可靠性。而吸 引电力投资则成为改革的次要目标。 1 1 3 电力市场的本质、原则和基本特征 市场的本质是竞争。电力走向市场，就是要将电力工业纳入到市场经济的框 架中，通过竞争来达到资源的优化配置。电力工业纵向“解捆”( u n b u n d l i n g ) ， 实行“厂网分离，竞价上网，输配分开，竞争售电”，集中体现了电力市场竞争 的本质特征。 竞争的前提是公平，公平是市场机制的基本原则。在一个充满竞争的电力市 场中，参与者之间都是平等的，所以电力市场最基本的原则是公平。对于发电厂， 平等的环境能够促进竞争，激励各发电厂降低成本，提高效率；对于消费者，按 真实供电成本收费，尽量减少用户间补贴是保证用户间平等的根本。电力市场的 成功运行，需要公平、公正、公开的环境。 开放性、竞争性、网络性和协调性是电力市场的基本特征。与传统的垄断电 力系统相比，电力市场具有开放性和竞争性。与普通的商品市场相比，电力市场 具有网络性和协调性。 浙江大学硕士学位论文 1 1 4 电力市场的发展阶段 各国电力工业从垂直一体化垄断经营模式开始，正在向全方位竞争的电力市 场模式转变。这种转变是一个复杂和渐进的过程，可用电力市场发展的三个阶段 来描述，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，目前世界上 还没有哪个电力市场达到真正意义上的零售竞争阶段。 阶段零： 垂赢垄断 阶段一： 单一购买 发电输电配电售电 _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。_ _ _ _ _ l 发电 竞 争 0 输电配电售电 躲曰季圈茎叵曰 0 纛曰耄圈喜曰耄曰 图1 - 1 电力市场目标模式的进化 f i g 1 - 1t h e e v o l u t i o no f t a r g e tm o d ei np o w e rm a r k e t 1 1 5 电力市场的交易模式 目前世界各国电力市场交易模式大致分为两个基本类型：联营体模式( p o w e r p 0 0 1 ) 和双边交易模式( b i l a t e r a lt r a d e sm o d e l ) 。从这两种基本模式可以派生出 p + b 模式( 即联营和双边交易模式的有机结合) 、多边交易模式。 1 1 5 1 电力联营体( p 0 0 1 ) 模式 电力联营体( p 0 0 1 ) 为电力商品交换提供了一个自由竞争的场所。在联营体 市场中，输电网向所有用户开放，保证所有用户都能自由参与。p o o l 负责管理输 电网，并确定系统电价和实现输电交易。联营体市场上的价格变化直接反映出电 力供求关系的变化，发、配电公司为了保证电价的稳定可以同p o o l 签订避险合同。 联营体市场的结构如图l ，2 所示，发电商卖电、配电商买电都必须通过电力 联营体，在电力联营体开始之初，一般是先开放发电市场，发电公司之间进行竞 浙江大学硕士学位论文 争( 图1 2 ( a ) ) ，到一定时间逐步开放配电侧市场，零售供电业务从配电业务中 分离出来( 图l 一2 ( b ) ) ，逐步允许用户选择供电商。英国、澳大利亚、智利、阿 根廷等国家采用这种市场模式。 二至巫二 配电公司坟用户 0j 用户 ( a )( b ) 匕= 能量交易流向_ 能量物理流向- 卜 计划协调 图1 - 2p o o l 的市场结构模型 f i g ，1 - 2t h e m o d eo f m a r k e ts t r u c t u r eo f p o o l 1 1 5 2 双边交易模式 双边交易模式一般不单独存在，而是与p o o l 模式共存，且双边交易市场占的 份额较大。双边交易也称非管制型电力联营体( p 0 0 1 ) ，其实是p + b 模式，如图 1 3 。与p o o l 模式相比，双边交易模式下的竞争更充分。 p o o l 外：双边合同市场和期货市场； p o o l 内：小时市场、日前市场和平衡市场。 双边交易模式同p o o l 模式的重要区别在于，输电系统被分成一个负责“市场” 的部分和一个负责“安全运行”部分。在市场部分，有多个独立的能量市场，包 括由p o w e r e x c h a n g e ( p x ) 主持的p o o l 市场、由计划协调员s c h e d u l i n g c o o r d i n a t o r ( s c ) 主持的双边市场。在“安全运行”部分，i s o 负责调度运行职能，保证系 统的安全可靠运行，i s o 还负责辅助服务市场的运行，并制定输电电价和辅助服 务价格。 尽管在现有的电力市场中，联营体( p 0 0 1 ) 模式是普遍采用的，但在美国， 通过它进行的交易量仅占总交易量的1 0 左右，双边合约占有很高的份额。这主 要是由于联营体市场的电价波动大，特别是在负荷高峰或是系统出现紧急状况 时，这是用户所不希望看到的。此外，建立一些长期合同还有利于发电公司的长 远规划和投资。所以，很多发电公司和用户选择签订双边合同。 浙江大学硕士学位论文 靴茎幸 冷能量交易流向_ 能量物理流向一- - 计划协调 图1 - 3p o o l + 双边交易的市场结构模型 f i g 1 3t h e m o d eo f m a r k e ts t m c n 】r eo f p o o la n db i l m e r m 订a d e 1 1 5 3 多边交易模式 多边交易是由经纪人安排的两方以上达成的合同交易。有些情况下，为了降 低交易风险，发电公司和配电公司或大用户会选择通过经纪人签订合同，而不是 直接自己找买主( 卖主) 。多边交易可以看作是双边交易和p o o l 的组合。 在多边市场上，发电公司和配电公司必须通过签订合约交易，两方以上的交 易由电力经纪人安排。在这个市场模型中没有p o o i 和p x 的概念，由一个计划协 调员( s c ) 负责能量市场的管理。i s o 的功能仅限于维护运行和监测系统安全， i s o 不干涉能量市场的结算，只有在系统安全受到威胁时，能量市场才会受n l s o 的调度影响。实质上，多边市场上的经济性和安全性是分开决策的，发电公司和 配电公司或大用户按照经济性原则制定供需计划，i s o 负责系统的安全决策，传 统的集中调度功能被设计到信息结构之中。 多边市场的特点是竞争更加自由、充分，能为市场参与者带来新的商机。例 如，s c 作为中介可以将用户集中起来便于更好的交易和管理，市场投机商会转 手倒卖供电合同，经纪人将会进入市场为买卖双方安排交易。这些中间商在市场 中会促进竞争，具有积极的意义。有些公司在这种环境中还可以扮演不止一个角 色，例如发电公司也可以是经纪人或是投机商。多边交易作为双边交易的高级形 式，从理论上讲是比较完美，但只适用于充分竞争的市场环境。 浙江大学硕士学位论文 ：能量交易流向_ 能量物理流向 - - - -计划协调 图1 - 4 双：断多边交易的市场结构模型 f i g 1 4t h e m o d eo f m a r k e ts t r u c t u r eo f m u l t i l a t e r a la n db i l a t e r a lt r a d e 1 1 6 电力市场的竟价模式 本节主要介绍两种适合中国目前情况的竞价模式。 1 - 1 6 1 限量竞争模式 限量竞争模式就是上网电量的一部分由购电合同包销，价格仍执行政府批准 的上网电价；其余部分电量由发电公司报价，实行竞价上网。限量竞争模式又分 为两种： 夺余量竞争模式：制定计划合同电量，机组通过报价竞争剩余负荷。上海 电力市场采用这种竞价模式。 夺差价合约模式：全电量竞价上网，竞争所得的电量分解为合约电量和竞 价电量两部分。浙江电力市场采用这种竞价模式。 1 1 6 2 限价竞争模式 限价竞争是有限竞争的一种方式。在电力市场建立初期，为解决好新老电厂、 还本付息的电价差异，减少市场初期各发电企业在收益上的风险，又不失竞争的 环境，限价竞争是一种可供选择的模式。 最高、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 分为统一限价( 竞争空间加大，综合上网电价上升) 和分组限价( 按照 燃料类型或还贷任务分组限价，可降低综合上网电价) 。 最高、最低涨跌幅度限制：对电价的变化速度、变化范围进行限制。但 在电力供应长期紧张或富裕时，作用不大。 浙江大学硕士学位论文 1 2 中国电力市场的发展 1 9 8 5 年，国家实行多渠道“集资办电”的方针，打破了长期以来中央政府 独家办电和单一计划电价的局面。集资办电主要有三项措施：一是对新电厂实行 “还本付息电价”：二是实行“燃运加价”政策；三是征收“电力建设基金”。实 践证明，集资办电政策调动了社会各方投资办电的积极性，有力地促进了中国电 力工业的发展，为电力市场的孕育发展准备了条件。 事实上，我国推行的电力体制改革有着良好的基础。首先，近十年来我国经 济增长迅速，带动电力工业取得了超常规发展，每年新增装机容量超过1 0 0 0 万 千瓦，“十五”期末( 2 0 0 5 年) 全国发电装机总容量将达到4 3 亿千瓦o ，电力 市场发展前景广阔；其次，各级电网建设有了长足发展，己基本形成与电源布局 相适应的现代化区域电网结构，为实现更大范围的资源优化配置和建设竞争有 序、规范开放的市场体系奠定了物质基础；第三，伴随着电力工业基础设施的建 设，集资办电政策吸引了各方力量，已形成电源投资主体多元化的格局，电力企 业产权结构比较清晰，组织形式比较规范，为引入竞争机制提供了必要的体制条 件；第四，在美国等西方国家，各种权力结构特别是电网产权结构复杂n ”，由此 引起的电磁环网交错( l o o pf l o w ) ，输电服务等等问题使得市场改革难以达到预 期目标，而我国权力结构特别是电网产权结构简单得多。 正是由于有了这些基本的客观条件，我国电力体制改革才得以顺利推进。 1 9 9 7 年1 1 月，国家电力公司正式启动内部模拟电力市场。其实早在1 9 9 5 年， 浙江和安徽电网就开始进入模拟电力市场。1 9 9 8 年下半年，政府正式启动电力 市场的推进工作，先后批准六省、市( 山东、上海、浙江、辽宁、吉林、黑龙江) 为“网厂分开，竞价上网”的试点单位。2 0 0 0 年，六省、市电力市场正式运行。 各试点电力市场的运行，为进一步开展区域电力市场建设积累了宝贵的经 验。其中浙江发电市场在用电逐年紧张的情况下，仍然取得了良好的成效，电价 逐年下降，并得到了世界银行的高度评价。为进一步深化改革，2 0 0 2 年3 月， 国务院印发电力体制改革方案( 国发 2 0 0 e 5 号) “，对新一轮的电力改革进行 了整体部署，明确新一轮改革的总体目标是：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”期间的改革任务是：实施网厂分开，重组发电和电网企业；打破省间壁垒， 建立区域电力市场；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：设立国家电力监管委员会，向区域电网公司派驻分支机构。 2 0 0 2 年1 2 月2 9 日，电力行业新组建的1 1 家公司和电力监管委员会在北京 。根据调整后的“十五”规划 7 浙江大学硕士学位论文 挂牌成立。根据国务院批准的发电资产重组划分方案，这1 1 家公司分别为2 家电网公司，5 家发电集团公司和4 家辅业集团公司。2 0 0 4 年1 月1 5 日，我国 首家区域电力市场东北区域电力市场模拟运行在沈阳正式启动。发电资产的 重组和挂牌成立，以及区域电力市场的试运行，标志着中国的电力市场化改革进 入新的发展阶段。 1 3 电力市场的特殊性与风险的加剧 电力市场除了具有商品市场的一般属性之外，还具有一些特殊性。这些特殊 性一方面来自于电能本身的特殊性，另一方面来自于电力系统的特殊性“。 首先，电能不但缺乏一般商品的外形可视性，而且离开了传导网络就不能独 立存在。这意味着电能的供应、交易、使用都必须依赖于由发电设旌、传输网络、 用电设备组成的电力系统才能够实现。一般商品只有生产环节才是复杂的工业过 程，也许有些生产资料类商品其使用环节也相对复杂，但它们的市场交易环节通 常简单的多，无需技术装备支持。而电能的交易环节是一个需要庞大技术支持系 统发挥作用才能完成的复杂过程，这是电力市场交易较难实现的客观原因之一。 其次，电力系统是由供电设施和用电设施两种不同成份构成的闭合系统。供 电设施( 发电、输变电、配电服务) 在电能的卖方一侧，受卖方控制管理；而用 电设施存在于电力买方一侧，受买方控制。在作为整体闭合运行的电力系统中， 发供电设施只是电力系统的半环，另外半环是用户的用电负荷，两者共同支撑电 力运行。因此，用户负荷的运行状况和电力企业的运行状况都直接影响电力系统 的状态，也相互影响对方的状况。这和一般商品是有明显区别的。一般商品的生 产系统和使用系统是各自封闭的独立闭环系统，互不相关。例如电视广播：不管 用户是否收看电视节目，都不影响电视台发射信号的强度和稳定性，也不影响电 视机制造厂的流水作业。但是，在一般情况下，电力负荷的变动是主导性的，电 力设施的运行是跟随性的，电力设施运行必需时刻保持与电力负荷匹配。但是电 力负荷变动具有随机性波动性，而电力设施的运行则要求平稳性和规律性。电力 系统的这种供需双方互动相关的运行状态，决定了在电力市场当中必需要有独立 于交易双方之外的系统调度机构居中协调，使两者实现动态匹配，才能保证电力 系统的持续安全、稳定运行。这是电力市场管理与其它商品市场管理的根本性区 别。 除此之外，电力行业的其它特殊性也给电力市场管理增加了复杂性。一是电 力行业属于高危险行业，高温、高气压、高电压、大功率的电力设施运行必须保 证安全第一，否则可能造成重大的人身、财产损失；二是电力行业属于基础性共 用事业，其运行正常于否，对于社会生活、经济发展影响巨大，供电必须保证稳 定连续，否则会引起严重的社会问题和经济问题：三是电力行业属于装备型行业， 浙江大学硕士学位论文 投资密集度高，占用社会资源多：四是由于电力行业的特殊性，有能力参与电力 市场的主体不会太多，而电力市场运行需要充足的规模。 电力市场的特殊性使得电力市场参与者不仅面临因市场竞争带来的价格波 动风险，而且在追求利润最大化的同时，必须保证电力系统的安全运行。在市场 环境中，电力企业承受着电力系统的技术风险和市场金融风险双重压力。这些风 险交织在一起，相互影响使电力市场中的风险预测和控制变得十分复杂。当电 力市场一旦出现较大的金融危机，其严重程度丝毫不亚于一些著名的国际金融风 险事件。 例如，在国际金融界造成巨大影响的银行金融风险失控实例巴林银行事 件。，导致一个拥有2 3 3 年悠久历史的巴林银行被迫以破产而告终，损失金额约 为1 3 亿美元，这一风波震惊了全球金融业。而历时半年的加州电力危机，由于 发电侧电价飞升，使加州两家最大的公用事业电力公司出现高达1 3 0 亿美元的巨 额损失o ”。濒临破产。由于负债累累，两大电力公司无法继续正常运作，为了保 证电力系统的安全与稳定，加州州政府不得不动用几十亿美元的公共资金并发行 上百亿美元的政府债券，以帮助电力公司摆脱严重的电力市场危机。而与此同时， 发电商却获得了巨额的超额利润，达到往年同期的2 4 倍。 其实电价飞升在美国主要电力市场已经司空见惯o “。1 9 9 9 年美国中西部电 力市场( m i d w e s t ) 最高批发电价达到9 0 0 0 美元( m w h ) ；2 0 0 0 年5 月8 日，美 国新英格兰电力市场( n e p o o l ) 有4 个交易小时的上网边际清除价达到6 0 0 0 美元( m w h ) ，相当于正常价格的1 0 0 倍左右0 13 ，仅此4 个小时，发电商就获得 了4 4 亿美元的超额利润。 可见电力市场一旦发生金融风险，其后果比银行业中所发生的金融风险更为 严重，对社会和经济发展产生严重的负面影响。 1 4 本文所做的工作 由于电力工业是事关国计民生的基础产业，而电力市场化改革是一场深刻的 机制转变，它不仅可以提高整个电力行业的运行效率和改善服务质量，同时也加 剧了电力系统的运营风险。因此为了保证电力系统的安全运行，在电力市场化运 作的同时，必须开发出有效的电力市场风险管理工具。 本文首先从电力市场的特殊性出发对市场风险进行识别，针对市场成员面临 的价格波动风险，本文尝试着将保险机制引入到电力市场中。通过原理阐述并结 合具体的算例，论证了电力企业购买收入保险降低经营风险的可实现性和良好前 景。 为了进一步规避市场金融风险，本文又提出了“以期货交易为主，现货与期 货市场结合”的新电力交易模式，并建立了相关数学模型。 9 浙江大学硕士学位论文 电力市场的竞争程度和市场结构决定了监管机构的职能。由于旧的监管机制 存在许多不足，针对电力行业中具有天然垄断性的输电和配电环节，本文引入了 新的基于绩效的价格监管模式( p b r ) ，并对其中的价格上限管制进行了详细分析。 本文的第四章、第五章、第六章是全文的核心内容，集中研究了电力市场风 险规避和电价监管这两个基本问题。有幸的是，这些内容的部分成果已经作为七 篇学术论文在公开刊物上得到发表，引起了一些兴趣和关注。 浙江大学硕士学位论文 第二章电力市场风险分析 2 1 中国电业面临的新问题乜如 由于前二十年全国各级政府和电力企业将注意力集中于电力的“数量增长”， 采取一整套激励电力增长的政策，千方百计筹集电力投资，增加发电装机容量， 虽然解决了缺电问题，但这些政策和措施的负面效应也逐渐积累起来，形成了以 下五个主要问题： 2 1 1 电源结构不合理 前二十年，一些企业和地方政府为解燃眉之急，急功近利，发展了一大批小 火电机组，在东部沿海经济较发达省份，小火电、小油机占全省发电容量2 0 左右。这些小火电机组煤耗高、效率低、环境污染严重。而且受地方保护，实行 高电价补贴，并与大机组争发电。 2 1 2 电网建设滞后 电网建设严重滞后于电源建设，大网主网架不完善；城市电网建设和改造不 能适应用户用电增长的要求；农村电网相当薄弱，设施陈旧，损耗极高。由于中 国电力企业历来不负责农村低压电网的投资建设，农村电网需要由农民自己集资 建设和改造，因此，农村电网质量更差，远远不能适应农村经济发展和农民用电 增长的要求。 2 1 3 电价矛盾突出 电价问题，始终是决定电力改革和发展的关键，也是调整电力投资者、经营 者和使用者利益的焦点。电力第一步改革，实行集资办电和多种电价两项基本政 策长达近三十年之久，导致中国现行的电价体系及利益格局千头万绪、错综复杂、 积重难返。电价水平过高，价外加价失控，电价结构扭曲，合理的电价形成机制 尚未建立。 2 1 3 1 电价水平过高 改革开放以来，全国电价水平逐年提高，其主要原因是：新建机组单位造价 大幅度提高；煤价和运费逐年提高；电力企业成本逐年提高：最严重的是各级政 府发文加价项目越来越多，加价幅度越来越大。至1 9 9 7 年，东部沿海省份用户 电费负担，平均每千瓦时达o 6 0 o 7 0 元，已高于全国电价，其中各级政府发文 浙江大学硕士学位论文 的价外加价达每千瓦时0 1 2 元左右。 2 1 3 2 价外加价失控 价外加价作为中国电业改革中出现的一种特有的历史现象，在当时的历史条 件下有其正面效应。一方面，它有力地冲破了僵化的旧电价机制的束缚，突破了 我国电价长期处于压抑的状态，对僵化的旧电价体制的消亡起到了促进作用；另 一方面，通过加价，筹集到了巨额的电力建设资金，有力促进了电力发展。然而 价外加价的弊端也日益严重： 1 ) 上行下效、层层加价：尽管国务院三令五申，明令各级政府无权违规加 价。但在严重缺电的情况下，各级政府一时都成“电政府”，违规加价仍极为普 遍。 2 ) 短期行为、投资失控；一些地方政府无视国家产业政策，利用加价发展 小火电，导致电源结构的劣化、一次能源的浪费、环境污染的加剧和用户负担的 加重。 3 ) 喧宾夺主、挤占空间；价外加价挤占了正常电价的调价空间，使中央投 资的电力企业利润率逐年下降。 4 ) 帐外立帐、体外循环；加价征收的巨额电力资金不属电力企业收入，而 在电力企业之外进行体外循环，严重削弱了电力企业的自我发展能力。 5 ) 产权不清、后遗症多。地方政府加价所筹资金的产权归属无明确界定， 造成产权纠纷。其中个别加价项目与电力无关，属于乱摊派性质，不合理地加重 了电力用户的电费负担。 2 1 3 3 电价结构扭曲 更严重的是，随着价外加价的幅度越来越大，使我国电价体系偏离规范化的 电价改革目标越来越远，电价结构和比价关系越来越扭曲，电价管理秩序也越来 越不顺。随着时间的推移，价外加价的正面效应越来越弱化，其负面效应则越来 越严重，弊大于利已很明显，已经到了非制止不可的地步，否则将对电力工业的 健康发展带来严重影响。 2 1 3 4 电价形成机制及电费负担不合理 对电厂实行一厂一价、成本顺加定价，上网电价的形成机制不合理：对电网 缺乏明确的作价原则，电网建设无投资来源和还本付息的能力；对用户实行双轨 制电价，一部分用户因有统配电指标，电价很低，实际上由其他用户承担高电价， 对这部分用户给予补贴；农民需承担低压电网投资、维修费和线损，农民生活用 电电价比城市居民高出4 0 以上，很不合理。 总之，在中国电业第一步改革期间，为了加快电力发展，中国的电价改革采 用“多种电价，价外加价”的办法，走上了双轨制电价的道路，虽然达到了提高 浙江大学硕士学位论文 电价水平和筹集办电资金的目的，但电价扭曲日益严重，已经反过来阻碍中国电 力工业的持续健康发展。 2 1 4 效率低 由于没有竞争性的电力市场，整个电力工业仍然没有感受到市场竞争压力， 发电由调度安排，电价由政府核定，经营者和职工工资收入执行全国统一标准， 整个电力工业没有竞争机制，也没有激励机制，人员多，效率低。 2 1 5 服务质量不高 由于长期缺电和垄断经营，用户有求于电力企业，电力企业服务质量不高。 近几年虽然有所改进，但与国外先进电力企业相比，差距很大。 2 2 电力市场中风险的特点 电力市场中的风险不仅具有风险的一般特征，而且由于电力商品的特殊性， 电力市场风险又具有许多独特之处。一般来说，它具有如下特点： 2 2 1 电力市场风险的客观性和必然性 客观性是指电能供需矛盾的改变、电价行情的涨跌、参与者的倒闭与破产等 事件的发生，均是独立于市场参与者的主观意识的一种客观存在。如果从一个较 长的时期来分析考察电价的变动轨迹及有关参与者的经营管理状况，就必然会得 出上述结论，这就是电力市场的必然性。比如说电能供大于求这一事件的发生并 不是人为的，而是由于一定的原因而客观存在的，可能是发电能力的大幅度提高 引起的，也可自是市场的萧条造成的。市场的萧条必将引起电能需求的减少，从 而供大于求又是必然的。 2 2 2 电力市场风险的偶然性和不确定性 尽管电力市场风险的产生具有客观性和必然性，但我们并不能确切地知道风 险出现的时间、地点、形式、危害程度及范围，这是因为风险所引起的损失后果 往往是以偶然和不确定的形式呈现在人们面前，也就是说，风险的产生完全是一 种偶然的、不确定的组合结果。电力市场中的风险是作为具有发生和不发生2 种可能的随机现象而存在的，在一定条件下，人们可以根据经验数据的统计发现 某一风险存在或发生的可能性具有较规则的变化趋势，这就为人们预测电力市场 中的风险提供了可能。 浙江大学硕士学位论文 2 2 3 电力市场风险的可变性 这可以从两个方面来理解，一是由于人们识别风险、控制风险能力的增强， 可在一定程度上降低风险所引起的损失的范围、程度及风险的不确定性，从而使 某些风险不再存在，或风险即使存在，也已为人们所控制；二是随着现代科技的 发展及其在电力系统中的应用，在给电力市场带来繁荣的同时也带来了新的风险 和损失机会，如市场中的现代化通信系统，使得信息的传播更快捷，但也带来了 诸如系统突然停止运行或者系统突然失灵等新的风险。 另外，电力市场中的风险仅限于电力工业中的市场化领域，而且部分风险具 有双重性，既可能为参与者带来取得收益的机会，也可能带来遭受损失的危险， 因此具有动态性和投机性。电力市场中的风险影响范围广泛，潜在的损失金额巨 大。 2 3 电力市场中的风险识别 我们从电力市场的特殊性出发对风险进行识别，电力市场相对于其它商品市 场的特殊性主要体现在： 电力难以储存，负荷需求变化大，供求关系必须时刻保持平衡； 电力系统所有组成相互间影响复杂； 存在输电损耗和网络制约。 2 3 1 市场力引发的风险 市场力主要是指市场参与者所具有的操纵市场、特别是价格的能力，市场力 的出现会导致资源配置失效。由于存在网络约束、市场准入壁垒等问题，目前我 国的电力市场主要是在一定区域内分别进行( 通常以省为单位) ，市场的主体数 量较少。如果市场集中程度较高，则很容易出现市场力。 假如一个发电公司规模很大，以及利用兼并、认购等方式使其占有很高的市 场份额( 以浙江发电市场为例：北仑电厂的装机容量占浙江省总装机容量的 3 8 8 ) ，不但其他市场成员很难与之抗衡，新的成员一进入市场就会面临竞争 劣势。市场份额过大的企业可以通过增加某些关键位置的发电机的出力，策略性 地引起输电阻塞，形成局部市场，限制竞争者进入；也可以通过短期压低电价， 给出虚假的市场供需信号，以阻止投资者兴建新的发电厂。 我们可以采用价格成本边际指标( p r i c e c o s tm a r g i n a li n d e x p c m i ) 来衡 量市场力的滥用程度：p c m i = ( 实际市场价格一完全竞争下的市场价格) 完全竞 争下的市场价格。p c m i 的值越高，说明市场力滥用程度越高。 浙江大学硕士学位论文 2 3 2 缺电风险 2 0 0 2 年我国人均装机容量只有0 2 6 5 千瓦，为世界平均水平的4 0 左右：人 均发电量只有1 1 6 2 7 千瓦时，不到世界平均水平的一半。我国经济发展持续增 长，用电需求不断增加，如果没有充足的系统备用容量，则很容易出现缺电风险。 引起缺电风险的潜在原因有： 1 ) 用电负荷增长迅速。 2 ) 缺电责任主体不明确。在集资办电时期，实行各省电力供需自我平衡的 体制，省政府和发、输、配电一体的省电力局都承担解决缺电的责任。电力市场 化运行以后，主要通过价格、供求、竞争机制的优胜劣汰实现资源的优化配置， 即利用市场来调节电力供需平衡。但是市场机制具有滞后性的特点，而电厂投资 周期又很长，等到市场发出缺电信号，再建电厂已经来不及了，美国加州电力危 机证明了这一点。 3 ) 实行竞价上网后，发电公司的利润空间被压缩，由于电厂的沉淀成本巨 大，不确定因素很多，国内民营投资者和国外投资者将会感到较大的投资风险。 电力投资来源将缩小，主要还得依靠国有投资者，但国有发电企业对投资风险不 太敏感，很难发挥市场竞争机制的作用。而且它们一般资产规模较大，技术实力 较强，使得其他投资者更加望而却步。 4 ) 除非有政策扶持，竞争性的发电市场不利于水电、核电这类投瓷大、建 设周期长、社会效益大的电源建设与发展，也不利于可再生能源( 如风能、太阳 能) 的开发和利用。 5 ) 一定比例的发电备用容量是保持电力系统稳定运行和可靠供电的必要条 件。网厂分开后，电网企业不能投资电源。而参与竞争的发电企业为了增加自己 的利润，希望自己的备用容量越少越好，国外建立竞争性电力批发市场后，也发 生备用容量逐年减少的现象。 6 ) 我国正在建立竞争、开放的区域电力市场，但由于目前电网的输电能力 比较薄弱，存在网络约束，如果按最优化潮流运行很容易出现网络阻塞现象，造 成一些特定区域缺电。 7 ) 网厂分开后，电网企业不再投资电源，电源建设少了一个投资来源。 2 3 3 电价风险 2 3 3 1 电价上升风险 政府为了推动电力市场化改革，把“降低电价”作为电力市场化改革的一个 重要目标。然而引入市场机制后，电价要反映成本和投资回报率，某段时期内也 许会出现电价上升现象，因为除了缺电和市场力的作用导致电价上升以外，还受 浙江大学硕士学位论文 到以下因素影响： ( 1 ) 受市场供求关系影响 市场供求其实可以用电力系统剩余容量来描述。平均上网电价p 。与剩余容 量百分比s c p ( s u r p l u sc a p a c i t yp e r c e n t ) 有着密切的关系，其中： 系统s c p - - 堂螋幽鳖号糯稀黧p 幽型圳。( 2 - 1 ) 通过对浙江电力市场的上网电价与系统s c p 进行统计，我们得到1 0 分钟平 均上网电价p 。与系统s c p 之间的关系，如图2 1 所示。( 统计时间为2 0 0 1 年3 月2 5 日2 0 0 2 年9 月2 8 日) 图2 - 11 0 分钟平均上网电价p - 与系统s c p 关系曲线 f i g 2 - 1 1 0 一m i n u t ee l e c t r i c i t y p r i c e 豫】a t i o n w i t hs c p c u r v e 显然电价随着系统剩余容量的减少而不断上升。当系统剩余容量百分比 s c p 低于0 时，电价达到上限值。另外随着系统剩余容量的减少，电价的上升并 不是线性的，当s c p 低到某一程度后，电价随着系统s c p 的减少而迅速飞升。 ( 2 ) 一次能源涨价，将使发电成本上升。目前煤价有上升趋势，“西气东送” 的价格也不会低。 ( 3 ) 电力供求关系必须时刻保持平衡，而负荷需求的波动性却很大。由于 缺乏科学合理的价格传导机制和电价机制使需求侧对价格弹性反映不敏感。如果 出现电力供应不足，则市场实时电价肯定上涨。美国加州电力市场就出现了这种 现象。 ( 4 ) 发电公司为了保证利润而相互串通报价或滥用市场控制力也会导致电 价上升。 ( 5 ) 环保要求越来越严，排放收费越来越高，大部分燃煤电厂都将装上脱 硫装置，发电成本必然提高。 浙江大学硕士学位论文 2 3 3 2 差价合约引发的风险 ( 1 ) 差价合约中的合约比例 如果合约比例太低则不利于电力市场的价格稳定，但比例过高又会导致市场 的价格信号不能正确地反映供求关系( 通常，双边购电合同的购电价格对第三者 都是保密的) ，从而影响人们对市场供求的正确判断，使市场失去意义并对吸引 投资建设新电源产生不利影响，对今后电力市场的健康发展构成风险。 ( 2 ) 市场价格上限 过高的电力市场价格上限将对单一购买者造成巨大的风险，也没有多大意 义；但太低的电力价格上限也会打击投资者兴建新电厂的积极性，对电力市场今 后的健康发展带来不可预计的风险。 ( 3 ) 老电厂、使用不同能源电厂的成本核算和计价问题。 目前我国电厂的发电价格差别较大，由于要考虑到投资回收，效率高、容量 大的新厂成本普遍高于老厂。因此，如果单纯地按价格竞争，显然不利于电力工 业现代化。 2 3 4 信息风险 信息风险则主要是指电力市场中各种信息的不确定引起的风险。在市场条