（电气工程专业论文）电力市场下电网公司的售电风险分析.pdf

摘要 电力市场下电网公司的售电风险分析 摘要 电力市场中，电网公司以自身利益最大化为行动导向，在获得预期利润的同时，也可能面临着 金融风险。因此，电力市场中的金融风险管理对电网公司是十分必要的。电价作为电力市场的核心 问题之一，其异常波动是导致金融风险发生的主要原因。本文围绕电价的波动以及电费回收问题分 析了电力市场下电网公司的售电风险。 首先介绍区域电力市场设计的原则及模式。从市场环境下电网公司的外部环境以及内部运行的 各个环节入手，对电网公司在新的环境下潜在的风险进行分析，阐述风险产生的原因以及危害，最 后从风险管理的角度指出风险应对的基本方法及策略。 通过风险值v a g 分析了预测负荷不确定性直接导致的不确定性电价这一新问题。文中引入预测 负荷一电价关系，并利用蒙特卡罗方法建立风险评估模型，计算出基于预测负荷不确定性的电价v a r 值，从而合理地预测电价，为市场参与者更好地把握市场的发展规律提供依据。 以江苏省电费回收工作为基础，主要分析了电费管理过程中内部风险、用电客户信用风险以及 外部环境风险产生的内部根源，并给出电费回收风险度量的依据，又从电费信用风险管理的各个流 程入手，在各个关键流程中全面采用信用风险管理技术。 关键词：电力市场电网公司售电风险风险管理风险值( v a l u ea tr i s k - - v a r ) a b s t r a c t s a l er i s k a n a l y s i sf o rg r i dc o r p o r a t i o ni n p o w e rm a r k e t a b s t r a c t g r i dc o r p o r a t i o n sa l w a y st h i n ka b o u th o wt om a x i m i z et h e i rp r o f i t s h o w e v e r , i nt h em a r k e tt h e r e e x i s tn o to n l ye x p e c t e dp r o f i t s ，b u ta l s oe n o r m o u sf i n a n c i a lr i s k s t h e r e f o r e i ti sc r i t i c a lf o rg r i d c o r p o r a t i o n st om a n a g ep o t e n t i a lf i n a n c i a lr i s k s f l u c t u a t i o no ft h ee l e c t r i c i t yp r i c e ，w h i c hi so n eo ft h e k e r n e lq u e s t i o n si nt h em a r k e t o f t e nr e s u l t si nf i n a n c i a lr i s k t h i st h e s i sw i l ld i s c u s sg r i dc o r p o r a t i o n s f i n a n c i a lr i s k sb a s e do nf l u c t u a t i o no ft h ee l e c t r i c i t yp r i c e ，a n dc a l c u l a t et h ev a l u ea tr i s k ，a n dt h e nb r i n g 曲o u tas t r a t e g yt om a n a g et h er i s k s f i r s t l y , a r e ap o w e rm a r k e td e s i g np r i n c i p l e sa n dm o d e sa r ei n t r o d u c e d ，w h i c hh e l p st oc o n v e yt h e g r i dc o r p o r a t i o n s f i n a n c i a lp o t e n t i a lr i s k si nt h en e wc o n d i t i o n a f t e ra n a l y z i n ge x t e r i o ra n di n t e r i o r c o n d i t i o n sa n do p e r a t i o nm e c h a n i s mo ft h eg r i dc o r p o r a t i o n s ，t h i sp a p e re x p l a i n st h er e a s o n st h a tr i s k s e x i s ta n dp r e s e n t sr i s kp r e v e n t i o ns t r a t e g yf r o mt h ep o i n to f v i e wo f r i s km a n a g e m e n t i nt h i st h e s i s t h ed e f i n i t i o no fv a ra n dt w om e t h o d sf o rc a l c u l a t i n gc a l l e dh i s t o r i cs i m u l a t i o na n d m o n t ec a r l os i m u l a t i o na r ep r e s e n t e ds u c c e s s i v e l y , a n dt h e nv e r a c i t yv e r i f yo fv a ri sd i s c u s s e d e l e c t r i c i t yp r i c eu n c e r t a i nd u et ol o a df o r e c a s tu n c e r t a i n t yi sa n a l y z e dt h r o u g hv a rc a l c u l a t i o n i no r d e r t oo b t a i nt h er e l a t i o no fl o a df o r e c a s ta n de l e c t r i c i t yp r i c e m o n t e - c a r l om e t h o di su s e di nt h em o d e l i n go f r i s ke v a l u a t i o n t h ev a ro f p r i c eb a s e do nl o a df o r e c a s tu n c e r t a i n t yi sc a l c u l a t e d a n dt h er e a s o n a b l ep r i c e w i t ht h em i n i m u mr i s k si so b t a i n e d a tl a s t ，r i s k se x i s t i n gi nt h ee l e c t r i c i t yf e ec h a r g i n ga r ed i s c u s s e db a s e do nt h ew o r ki nj i a n g s u p r o v i n c e ，w h i c hi n c l u d e si n t e r i o rr i s k sd u r i n gt h em a n a g e m e n to ff e ec h a r g i n g ，t h ec l i e n t sc r e d i tr i s ka n d t h ee x t e r i o rc o n d i t i o n i m p a c t s a f t e rd i s c u s s i n gt h ep r o c e d u r eo fc r e d i t r i s km a n a g e m e n t ，t h i sp a p e r p r e s e n t st h em e t h o df o rm e a s u r i n gt h er i s ka n di n t r o d u c e san e ws a i l i n gs t r a t e g y k e yw o r d s ：p o w e rm a r k e t ；p o w e rp l a n t ；v a l u e - a t - r i s k ；e v a l u a t i o n ；m o n t e c a r l os i m u l a t i o n i i 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈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。 研究生签名： 历承 日期：堕f 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，允许论文被查阅和借阅，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。 研究生签名：盟导师签名： 日期：j 卯占f “ 第一章绪论 1 1 引言 第一章绪论 电力工业普遍采用发、输、配、售垂直一体的垄断运营模式已经有上百年的历史。电力工业是 一种规模经济，具有天然的垄断性，由于电力系统中的发、输、配电的设备在物理上联接为一体， 系统的安全稳定运行需要各个环节紧密配合。自从1 9 9 0 年英国推行电力市场改革以来，许多国家， 包括经济发达国家，中等发达国家和第三世界国家都进行了电力工业的改革探索，市场化改革一时 风起云涌，成为一股不可抗拒的时代洪流。电力市场化的目的是打破垄断，促进竞争。这样必然给 电力系统的各个环节造成一定的冲击，损害垄断行业的既得利益。 电力的市场化改革，打破了电力工业的垂直垄断，发、输、配电将逐渐分离。首先在发电侧实 现竞争性的电力市场。配电市场将来也会逐渐开放实现竞争。输电网部分由于其资源的天然垄断性， 输电网的运营在相当长的时期内还不会实现竞争，仍然继续保持其垄断性，但是输电公司将不再具 有政府的职能，而是成为自主经营的企业法人实体，其经营将受到电力监管委员会的监管。电网公 司作为电力系统中的一个重要环节，随着电力体制改革的深入，其经营理念必然随着市场的发展而 进一步得到改变。所以分析市场条件下电网公司的运营模式，对于正确评估电网公司的运营风险还 是极其必要的。对于电网公司的企业性质国家电两公司的组建方案中规定的组建原则中有较完整的 描述： 夺政企分开。国家电网公司是自主经营、自负盈亏、自我发展、自我约束的企业法人实体和 市场主体，不承担政府职能。 夺优化资源配置。根据国家产业政策，以市场为导向，按照专业化生产和规模经济的要求， 调整结构，推进全国联网，注重降低成本，提高效率，促进技术进步，增强企业竞争力， 提高资源利用率。 夺建立现代企业制度。国家电网公司依照公司法对有关企业逐步进行改组和规范，建立 以资本为纽带的母子公司体制，逐步建立起符合社会主义市场经济要求的管理体制和运行 机制。 区域电网公司是国家电网公司的全资子公司。市场化后的区域电网公司将主要负责管理、运营 以及发展所辖范围的电网，组织竞价上网和电网的安全稳定运行，是区域电网的调度中心和交易中 心。参与全国互联电网的运行，遵守国家电网调度中心的指令。 电力市场化的目的是打破垄断促进竞争；电力市场设计与运作的失误，不仅可能产生电力供 应短缺、电价飞涨的局面，更重要的是可能造成社会的动荡，这样必然给电力系统的各个环节造成 一定的冲击，损害垄断行业的既得利益。 2 0 0 3 年8 月发生了美加大停电，随后在英国、澳大利亚、马来西亚、芬兰、丹麦、瑞典和意大 利等国又相继发生较大面积的停电事故。而在我国，2 0 0 3 年也出现了严重的大范围缺电现象。前车 之覆、后车之鉴。当前，我国电力工业改革的大趋势是实现商业化运营、走向市场，其总体目标是： 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，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。在国家电力改革精神指 引下，如何充分考虑并借鉴国际上的经验教训，分析电力市场运营系统中的各种风险，从而对可能 危及市场平稳运作的各种风险因素进行评估，对各种风险制定各种评价体系和防范措施，都具有很 强的现实意义。 东南大学工程硕士学位论文 1 2 风险与风险管理的概念 1 2 1 风险的概念 “风险，一词目前尚无统一的定义。i e e e 将“风险”定义为概率与后果的乘积( t h ep r o d u c to f p r o b a b i l i t ya n dc o n s e q u e n c e ) ”】，其两个要素是事故发生的概率和事故产生的影响。风险可能源于自 然、社会、政治、经济、技术等因素，而其最大特征是损失发生的不确定性。 在市场经济下，经济活动中的风险是一种常态，并且集中体现在市场价格的波动上，可以统称 为市场风险。市场风险主要是由供求的不确定变化引起的，如由于生产或消费异常情况的发生、违 约情况等，也可能是由于通货膨胀、利率调整，甚至是策略性地降价、抬价等原因。市场风险给生 产和消费带来了很大的不确定性，扰乱了正常的生产和消费秩序，因而人们通常都有规避市场风险 以稳定生产和消费的需求。 在引入竞争机制为核心的电力市场改革给市场各个成员提供了更大的自由空间，但同时也带来 了新的不确定因素，产生了新的风险，( 当然也带来了新的机会) 。由于市场机制作用的发挥是通过 价格的变化来调节供求的，而电力市场的供求变化远较其他商品市场频繁，往往在一天内经历数次 供求关系的反复，因而电力市场价格的波动远超过其他的商品市场。市场风险的评估、对策及管理 对_ 二电力生产者和消费者来说至关重要，迫切要求利用有关的技术和手段来进行风险的分析与管理。 1 2 2 风险管理的概念 风险管理的概念是1 9 3 0 年由美国宾夕法尼亚大学h u e b n e r 博士提出的，具体指各经济单位通过识 别、衡量、分析风险，并在此基础上有效控制风险，用最经济合理的方法来综合处置风险，将风险导 致的各种不利后果减少到最低限度的科学管理方法【”。电力市场中的风险管理则是指电力市场中的有 关参与方通过风险识别、衡量、分析等环节有效地控制、处置电力市场风险的方法和过程，包括风险 评估和风险控制2 个方面。 1 2 2 1 风险评估 风险评估是选择风险对策制定风险管理方案的前提。风险评估的目的是为了及时发现风险，认 识和分析风险的起因、性质、类型和后果，并以此为基础提出风险防范措施，电力市场运行的风险 可能来自于市场运行和系统运行的各个环节。试图用单一的技术指标来衡量市场的风险是不可能的， 必须对电力市场的风险采用综合评价方法，其现状和目标应当从以下各方面进行风险评估： ( 1 ) 传统的系统安全和稳定性评估。这一方面在传统的电力系统运行中已经有较多的关注和解 决措施。 ( 2 ) 发电容量充裕度评估。总发电容量充裕度的监控主要通过长、短期发电容量裕度，需求响 应以及远期合同比例等指标实现。 ( 3 ) 输电容量充裕度评估。电网的容量需求不仅和波动的负荷有关，还和网络的运行方式以及 发电厂和负荷的地理分布有密切关系，因此输电容量的充裕性评估耍比发电容量的充裕性评估还要 复杂。 ( 4 ) 市场势力评估。市场势力的评估有多种方法，由于市场行为的复杂性，每一种方法都不可 2 第一章绪论 能准确评估所有的市场势力形势，因此可采用多种指标对市场势力的情况进行评估，然后综合分析 得出市场势力的真实情况。常用的市场势力评价指标有h e r f i n a h l h i r s h m a n 指标、供给剩余指数、 价格一边际成本上涨指数、滚动平均价格- 成本上涨指数。 ( 5 ) 其它市场风险监控指标或措施。包括电价指标、各类电力商品总费用指标、局部市场阻塞 监控指标、勾结行为监控指标、竞价充分性指标、市场参与者竞价方式改变、电网用户的意见反映 和诉求。 ( 6 ) 电网公司的运营风险评估。本文将对此进行详细论述。 对于一个运行中的电力市场来说只有同时对以上各个评价指标进行评估才能合理确定其风险 水平，从而有效地预防风险。 进行风险评估一般有以下几个步骤： 首先要进行风险识别，即找出所有存在的风险 然后对风险的水平进行衡量 最后进行风险评价，即综合风险收益与风险水平进行各种方案的分析比较，为风险决策提 供依据 1 2 2 2 风险控制 风险控制即在损失发生之前，根据风险评估的结果，实施各种控制工具，力求消除各种隐患， 减少风险发生的因素，或者适当的转移风险损失，将损失的严重后果减少到最低。 1 3 问题的提出 作为电力市场化改革，相对于我国多年实行的垂直一体化的管理模式，对电网公司而言，风险 主要有以下3 类：电网的安全运行风险，经营风险和其他风险。 安全运行风险 电网的安全运行风险，是指由于电力市场化改革，使市场参与者之间的关系发生了本质的变化， 从而使整个电力系统的调度运行、控制管理和安全性管理等方面派生出的安全运行的风险。一般包 括电网的调度运行和安全控制、电网的规划和电厂与电网的协调等方面。 经营风险 电网的经营风险是指在电力购售过程中，由于经营者经营管理不善、电价涨跌变动或电能供需 变化、电力市场所处大环境的经济波动等种种因素造成的经营盈亏方面的风险。一般包括发电商的 市场力风险、用户欠费风险和预测负荷不确定性风险和大用户直供风险。 其他风险 其他的风险，主要指意识的落后、法律的不健全、市场规则的滞后等方面的原因给电网公司带 来的风险。 1 9 9 4 年，j p m o r g a n 银行首先成功地推出称为“风险矩阵”的金融风险分析工具，它实质上就是 v a r ( v a l u ea t r i s k ) 方法。随后。v a r 方法在国际金融系统中得到迅速的推广应用，并很快成为各 3 东南大学工程硕士学位论文 种金融机构评价金融风险的最主要手段。 将v a r 应用于电力市场中，对电力市场中的风险尤其是金融风险进行准确定量评估，可以帮助 电力市场运营者对风险实行有效的管理和预防，对保证电力市场安全稳定运行是十分重要和必要的。 v a r 将市场风险用在特定时间段内在某一特定概率风险下的潜在损失来衡量，即v a l u e a t r i s k 。这 一方法被巴塞尔委员会推荐为商业银行内部风险管理的最主要方法，在金融市场风险的度量和控制 方面已得到十分成功地运用。 电力市场中未来任何时段发电厂的报价意愿、未来时段负荷的不确定性、机组可用率等因素都是 可变的，可看成是随机变量。这些随机变量相互作用，使未来系统的电价最终也成为具有概率分布的 随机变量口。对电网公司来说，电价的波动直接影响了电网公司的利润分布，导致了电网公司的金融 风险。因此，可以将v a r 方法应用于电力市场金融风险的分析，例如可以用v a r 法评估市场电价风险， 电网公司的毛利润风险，电网公司的收入风险等。实际运用中可根据所要研究和定量计算的风险类型， 找出相关的影响因素，然后根据本文的方法计算相应的v a r 值，最后根据v a r 值确定风险的防范方法。 1 。4 相关问题的研究内容及现状 在电力市场模式下，电网公司关心的是如何获取更高的利润，并且尽量降低不必要的损失。然 而由于电力市场中存在许多的不确定性因素，带来了巨大的金融风险。因此有必要利用一种有效的 风险量化的方法来分析电网公司运营过程中所面临的金融风险。 利用v a r 计量金融领域内资产组合的风险在西方发达国家正在逐步得到应用。文献 6 】通过全 球银行业风险管理的方法以及金融风险的管理和监督提出了风险管理的内部风险计量模型，提出了 市场价格和收益率度量和统计的方法，建立了基于随机过程的收益率模型，分析了模型对v a r 的影 响。 目前有许多进行风险值v a r 计算的研究方法正在实践中得以验证。文献 5 】主要描述了金融领 域内风险值v a r 的背景，提出了用德尔塔正态方法计算v a r 的基本原理以及应用，还介绍了结构 蒙特卡罗方法、历史模拟法、应力测试等方法来计算v a r ；文献 2 6 币1 j 用蒙特卡罗方法进行离散空 闻的条件期望值和概率分布函数的计算，并且指明在特定情况下选取置信区间的大小，利用金融数 学和贝叶斯风险方法进行风险值v a r 的计算；文献 2 8 1 在有效控制资产组合风险值的基础上，介绍 了一种新的资产评估的方法，即利用神经网络的方法进行资产组合的分配；文献 3 5 1 提出了正态参 数法和历史模拟法之外的另一种方法来计算v a r 值，该方法利用均值加权绝对误差函数来估计尾部 百分位数。 市场价格的波动是带来风险的主要因素之一，文献 2 9 】应用介于参数法和非参数法之问的半参 数法来评估市场收益的波动性和百分位数，该方法具有自动适应市场价格动态变化的灵活性。 文献 2 7 】描述了计算v a r 的优化算法，通过线性规划来降低风险a 电力工业的发展尤其是电力市场在全球的展开。分析、评价电力市场给参与各方带来的风险已 成各个层面日益关心的问题。但是目前为止，有关电力市场金融风险分析计算方面的研究工作还不 是很多。文 3 6 1 - - 【3 9 对电力市场金融风险的分析计算和防范进行了初步探讨，其重点主要是讨论如 何采用电力期货来规避电力市场价格风险。而这些方法仍然主要沿用原来金融领域中的方法，实际 上还是无法对实际电力市场进行金融风险的定量分析计算；文f 4 0 卜一【4 z l 讨论了将v a r 方法应用于 电力市场金融风险分析评估，但没有给出实际的算例。文 4 3 、 4 4 将v a r 方法应用于电力市场金 融风险的实际计算分析，其中文 4 4 1 给出了采用v a r 历史模拟法计算电力市场金融风险的简单系统 ( 两台机组) 的算例，并得到了电力市场金融风险的计算初步结果。 4 第一章绪论 电力作为一种特殊的商品，其市场的供求变化远较其他商品市场频繁，价格的波动性远超过其他 的商品市场。对电价及其购售过程中金融风险的研究是目前国内外研究电力市场的热点。文 2 0 】、 2 1 】 分析了电力市场下电价的不确定性，其中文 2 0 】以序列运算理论为基础提出了由机组报价的概率性而 直接导致的不确定性电价问题；文 2 1 1 讨论了系统剩余容量百分比对电价的影响。文 2 2 】一【2 4 分别从 不同角度分析了购电商的市场行为，其中文【2 2 】、【2 3 用概率的方法分析了电力市场中购电商的市场分 配问题，文【2 4 】利用系统剩余容量评估购电成本。文 2 0 - - 2 4 主要是用纯数学方法研究电力市场金融 风险问题，而没有从经济学的全新视角来分析，市场环境下，需正确运用金融风险领域的方法来解决 的电力市场金融风险的问题。 因此，应用v a r 值计算分析价格波动及其对电网公司风险的影响是电网公司进行风险管理过程 中一个极其重要的环节。 1 5 本文的主要工作 电力市场环境下，对电网公司来说，可能面临发电商的市场力风险、购电风险、预测负荷不确 定性风险、用户欠费风险和大用户直供风险等带来的金融风险。电价作为电力市场的核心问题之一。 其异常波动是导致金融风险发生的主要原因。本文工作主要围绕两个方面，一是预测负荷不确定性 下的电价分析，二是电费回收的风险分析。具体说来，主要包括以下几个方面： ( 1 ) 电力市场环境下，电网公司面临巨大的金融风险 在电力市场环境中，市场参与者在获得预期利润的同时，也可能面临巨大的金融风险，而电价的 异常波动是导致金融风险发生的最主要原囚。因此，对电力市场中的金融风险进行准确评估，对每一 个市场参与者都是十分必要的。本文首先介绍了电力市场下区域电网公司的设计以及建设原则，从根 源上剖析其内部可能产生的风险，并对各种风险进行论述，最后在此基础上研究了电力市场下电网公 司的风险应对策略。 ( 2 ) 在分析电网公司风险时，运用风险值v a r 方法 v a r ( v a l u ea tr i s k ) 是金融领域中评估金融风险比较成功的一种方法。本文介绍了风险值v a r 的 定义，给出了v a r 的两种基本计算方法：历史模拟法和蒙特卡罗模拟法，并介绍了v a r 的准确性校 验。 ( 3 ) 根据预测负荷值，考虑预测负荷的不确定性应用v a r 方法预测电价 电价是电力市场中核心问题之一。交易中心执行交易过程，根据机组报价数据确定系统边际电 价。值得注意的是，未来的系统边际电价是一个随机变量，这是由于未来时间机组可用率、系统负 荷等不确定性因素的存在。因此，从概率角度考察电力市场中的电价分布规律是非常合理而且也十 分必要的。与其他研究不同的是，本文提出了预测负荷不确定性的概率性而直接导致的不确定性电 价这一新问题。鉴于这个问题的复杂性，本文以v a r 方法为基础，引入预测负荷偏差一电价关系， 并利用蒙特卡罗方法建立风险评估模型。较好地解决了预测负荷和电价的相关性问题计算出基于 预测负荷不确定性的电价v a r 值，从而合理地预测电价，为评价电力市场的风险提供直接的依据。 本文运用实际市场运行的数据进行分析计算，结果表明，该模型对于预测电力市场中的电价是可行 的，对进一步计算电力市场中的金融风险从而对电力市场金融风险预测和防范具有参考价值。 ( 4 ) 以江苏省电费回收工作为基础，分析电费回收风险的根源及应对策略 主要分析了电费管理过程中内部风险、用电客户信用风险以及外部环境风险产生的内部根源， 并给出电费回收风险度量的依据，最后从电费信用风险管理的各个流程入手，在各个关键流程中全 5 表南大学工程硕上学位论文 面采用信用风险管理技术，提出一套改进电力公司电力营销流程，增强电费回收风险应对的策略。 ( 5 ) 本文用美国加州电力市场2 0 0 0 - - 2 0 0 3 年的实际运行数据( h t t p ：w w w c a i s o c o m ) 作为 历史数据，并对结果进行准确性校验，以增强本文方法的说服力。 本文的结构安排如下： 第一章：绪论 介绍了本文的研究背景、意义，该问题研究的现状和存在的问题，以及本文的主要工作。 第二章：电力市场下电网公司的运营风险分析 本章首先介绍区域性电力市场的设计，包括区域市场的设计原则，设计模式等，然后介绍区域 市场中电网公司所面i 锰的各种风险，并进行分析论述，而其中的预测负荷不确定性风险以及电费回 收风险将在第三章和第四章中详细论述。 第三章：基于预测负荷不确定性的电价分析 从v a r 的定义及其在购电风险中的作用入手，介绍v a r 的计算方法，提出了由预测负荷的不确 定性而直接导致的电价不确定性问题，引入预测负荷偏差一电价的关系，并利用蒙特卡罗方法建立 风险评估模型，较好的解决了预测负荷和电价的相关性问题，从而合理预测电价。最后给出以美国 加州电力市场的实际运行数据为算例进行验证。 第四章；电费回收风险分析 本章从实际工作中会遇到的问题展开论述，阐述了电费回收风险如何识别，剖析其产生的根源 并给出电费回收度量的依据，最后提出一套电费回收风险的应对策略。 第五章：总结与展望 总结全文，并提出下一步的工作。 6 第二章电力市场下区域电网公司的风险分析 第二章电力市场下区域电网公司的风险分析 我国各省之间资源分布和负荷分布存在较大不平衡，因此实现区域联网，各省之间开展经济功 率交换，将会取得显著经济效益，促进资源优化配置。世界银行对华东电网四省的经济功率交换的 潜在效益进行了分析论证。其结果证明，加强省间电力交易将产生显著的综合经济效益。为了实现 省间电力交易，就要建立区域性电力市场。 在区域电力市场中，市场主体的职能和关系都发生了很大的变化。本章首先介绍区域性电力市 场的设计，包括区域市场的设计原则，设计模式等，然后介绍区域市场中电网公司所面临的各种风 险，并进行分析论述。 2 1 区域性电力市场的设计 根据我国实际，现有的区域电力公司应承担区域电网运营职能。为了协调和管理区域电力市场， 并同时保证电网安全运营，要设立一个“系统操作者”机构，负责监督市场各参与者的行为，以保 证它们遵守市场规则、电网技术法规和安全标准；为那些采用市场交易而不是双边交易者进行结算； 负责维护电网运行安全，协调由区域电网调度的机组的排序和调度；当发电机组或输电网发生故障 时，负责通知各个参与者交易变动等。考虑到我国目前实行中央和地方两级财政的现实，需要制定 相应的区域共同市场的电价机制及市场电价稳定制度、建立区域电力市场结算的多结算体系。同时， 在设计区域共同市场竞价机制及交易规则时，必须考虑各方利益的平衡协调，从定量、定性两个方 面对区域内各省地方经济( 利益) 可能造成的影响、各省电网公司的经营可能造成的风险以及不同 的定价机制对市场成员的影响( 如各省电网公司的盈亏) 进行充分考虑，加以妥善解决。要制定出 得到区域内各省政府认可的公平合理的市场盈余( 亏) 分配( 摊) 方案，市场竞争机制必须有利于 促进区域内各省经济的持续协调发展，有利于促进电力投资，馒电力投资市场健康发展，有利于市 场风险的规避，有利于促进电力工业的可持续协调发展。同时，在设计区域共同市场的竞价模式和 规则时，必须考虑各方利益的平衡协调及资源配置的公平性，做到公平、公正、公开，充分考虑如 何保证电网的安全稳定运行，以及市场交易与电网调度的有效配合。因此，有必要对区域共同市场 的设计、实施加以深入地研究。 2 1 1 区域共同市场建设的原则 设计区域电力市场的一个重要原则是，要使各省电力交易上有尽可能大的自主权、灵活性和自 己所希望的交易方式。设计区域电力市场时，要掌握各省间有可能进行什么种类的电力交易。区域 电力市场运营者从确保系统稳定安全角度来指导双边交易的实施，但不应干预省间双边交易。总之， 区域共同市场的设计必须坚持遵循以下一些原则。 1 遵循电网运行的客观规律( 电力生产的特殊规律) 以及市场经济规律。区域电力市场要达到 “安全性与经济性的协调统一”，要充分利用市场机制保证电力系统的安全稳定运行，同时，系统的 安全稳定运行要注意兼顾其经济性，提高市场交易效率和降低交易成本。 2 从区域电网的实际出发( 区域内各省的电价水平、经济发展水平资源分布、各省承受可能的 电价波动能力的差异) ，充分借鉴和吸收国外电力市场改革的经验教训，使竞价交易机制具有可操作 性，兼顾各省利益，协调发展，形成“多赢”局面。 3 ，市场结构、市场模式、交易品种的设计应充分考虑规避安全风险和市场风险。必须充分考虑 7 东南大学工程硕士学位论文 如何保证电网的安全稳定运行，努力实现市场交易与电网调度的有效配合。保证电网安全不仅体现 在制定调度交易计划或购电计划时要进行安全校核，更重要的是在设计电力市场竞价模式和规则时 充分考虑电网安全运行。建立有利于实现安全可靠供电和高效竞争的区域电力市场。 4 要体现公开、公正、公平的原则。坚持实现资源优化配置与实现资源公平配置的相协调原则 ( 亦即：坚持区域资源优化配置与区域内各省经济发展相执调的原则) 。充分发挥市场配置资源的基 础性作用，贯彻落实国家政策，坚持社会效益最大化，最大限度地大范围实现电力资源优化配置及 合理流动。同时，在设计区域共同电力市场的竟价模式和规则时，必须坚持“三公”原则，实现资 源优化配置与公平配置的有效协调。 5 正确处理好各方利益的协调，促进区域内各省市经济的持续协调发展。 2 1 2 区域共同市场模式的组织形式和特点 区域共同市场模式的基本特点是保留省级市场，各省电网公司( 以下简称省公司) 组织本省的 电力交易，并通过区域市场，出售剩余的电力电量或者购买外省相对便宜的电力电量。 1 区域共同市场模式的组织形式 区域共同市场有以下几种组织形式。 ( 1 ) 公司之间协商签订电力电量交易合约，送电省在省内市场中将省内负荷与省外负荷相加， 作为省内市场的竞争负荷；购电省在省内市场中减去外购的电力电量； ( 2 ) 对于电力资源富余的省，省公司组织省内市场交易。然后组织省内发电厂参加省外市场的 竞争，由省公司代理，形成集中报价曲线参与省外市场竞争； ( 3 ) 区域内每个省市提供一定比率的负荷作为区域电力市场的竞争负荷，区域内发电厂直接竞 争这部分电力电量，由区域交易中心形成区域电力电量的交易计划，由省公司形成省内交 易计划，省公司综合两个计划组织执行； ( 4 ) 要求区域内各省市开放一定比率的市场份额，组织区域电力市场的竞价空间。由各省电网 公司在市场上竞价卖电。省电网公司负责从本省市发电厂购电；等等。 从市场中电力收购者组成来看，区域共同市场的类型可分为如下两类： ( 1 ) 电厂的电力都出售给省公司，是否向外省售电、从省内市场采购多少电力电量都由省公司 决策，即将省内市场和省外市场结合在一起； ( 2 ) 发电厂可参与的市场被明确划分为省内市场和区域市场，省内市场的电力，电量由省公司采 购用以满足本地负荷；区域市场的电力电量内区域公司采购或者省公司代理采购，用于满 足全区域内的负荷，即分开组织省内市场和省外市场。 2 区域共同市场模式的特点分析 8 第二章电力市场下区域电网公司的风险分析 在区域共同市场中，在发电侧电力市场阶段，由于省公司必须采购足额电力电量以满足负荷需 求，而用户没有参与市场竞争，用电价格相对固定，因此，相对来说，省内市场需求缺乏价格弹性； 相反，跨省的电力市场富有价格弹性。因为省公司从外省购电时，一般具有更多的选择：着某省外 送电的报价过高，购电省公司可以选择其他省公司的电力电量，或者从本省的发电厂收购。另外区 域市场的集中度小于省市场的集中度。因此发电厂在省内市场的市场力将显著大于在区域市场的市 场力。 如果省内市场和省外市场分开组织，由于发电厂在省内和区域市场中市场力的差别。发电厂将尽 量在省内回收所有成本，甚至牟取超额利润；在区域市场中，竞争激烈时，发电厂将愿意以略高于电 量成本的价格参与竞争。这种情况下，外送电价格可能低于内部采购价格，导致成本转移，即，外送 电地区电价上升，购电地区电价下降。出现这种情况时，虽然部分达到了资源优化配置的目的，但是 双方用户并没有平等享受资源优化配置带来的效益。省内市场需求缺乏价格弹性，使得发电厂在省内 市场有更多的投机机会。 2 2 区域共同电力市场中的省级电力市场运营模式 2 2 1 水、火电竟价模式 在这种模式下，所有火电厂均参与中长期合约市场的交易。省调度中心可直接调度的火电厂参 与日前电力市场的交易。自动化水平较高的火电厂( a g c 机组、负荷跟踪能力强的机组) 参与实时 市场与辅助服务市场的交易。 在中长期合约市场上，采用边际电价的结算规则，通过多次拍卖竞争形成成交电量和成交电价。 对一年以上的中长期合约市场根据年发电量的多少进行报价，对月度合同市场则根据月增加多少发 电量( 相对年度合同市场上已成交的电量) 进行报价。 在日前市场上，将中长期合约市场上的成交电量分解到日，并将中长期合约日电量按系统负荷 曲线的归一化的标幺值分解到各调度时段，从而形成各时段的中长期合约电量。负荷曲线与各时段 的中艮期合约电量的差值为日前电力市场的竞价空间。在日前市场上，根据市场供求情况，采用相 应的购电价格形成机制，防止过高的边际电价使电厂获取过高的超额利润。 在实时市场上，只有负荷跟踪能力强、具备专用的数据通道的机组参与实时市场的竞争。实时 市场的竞价空间为超短期负荷预测值与预购电计划发电出力的差值。根据市场供求情况。采用相应 的购电价格形成机制，组织竞价。 在辅助服务市场上，具有辅助服务能力的机组可参与竞价。在调频辅助服务市场上，交易中心 公布所需调频容量，机组按容量与电量分别报价，交易中心将根据容量价格与电量价格之和，按控 制的边际电价结算规则组织竟价，但调频服务的结算价格不得低于有功市场上机组的边际结算价格， 以鼓励机组参与调频服务。在热备用辅助服务市场上，机组按容量与电量分别报价，但竞价排序指 标为电量报价与系统故障概率之积加上机组容量报价。根据市场供求情况，采用相应的购电价格形 成机制组织竞价。 地区小火电竞价模式：由于小火电的数量较多且不具备专用的通信通道。这些电厂仅参与年和 月的合约竞价市场。每天的出力曲线将根据分解到日的电量和负荷曲线的标么值确定。值得强调的 9 东南大学工程硕士学位论文 是，对子有条件的省级市场，小火电竞价上网应在省级中长期合约市场上进行，而不是按地区组织 竞价，实现更大范围内的资源优化配置。对于不具备一定条件的省级市场，在总的小火电电量一定 的条件下，小火电分地区竟价上网。 供热机组竞价模式：在供热季节这类机组将根据“以热定电”的原则，不参与竞价。按固定出 力曲线上网发电，其电价按物价局核定的价格进行结算。在其他季节，将与其他机组一样参与竞价。 水电竞价模式：对于水电厂较少的省市，建议水电不参与竞价上网，采用租赁的办法，由电网 公司经营。水电调度经济原则是利用有限的水电发电量降低日前市场、实对市场和辅助服务市场上 火电系统的边际发电电价。 2 2 2 机组分组( 类) 竞价上网的模式 在电力市场初期，考虑到我国电力工业的现状，特别是由于历史原因形成而非机组本身的固有 特性所致的电厂之间的成本差别，如新老电厂差异、投资来源渠道差异、还贷条件差异、投资回报 方式差异等，可将省电网内所有机组按成本差异分成几种类型，按照一定的市场运行规则，采用机 组分组( 类) 竞价上网的模式。 目前组织竞价的困难在于电厂之间的成本差距太大。由于不同机组的建厂时间不一样、银行还 贷任务完成的情况不一样，各电厂的竞争力也不在同一水平上。新电厂的银行还贷任务较重，老电 厂的负担较轻，难以公平竞争。所以，首先要解决起跑线问题，按照机组的成本差别进行分组，然 后在各组内部组织竞争。在实际操作中，依据火电厂发电累计利爿j 小时数将参与竟价的机组分为两 组。其中，第一组是那些累计发电利用小时数基本上已经保证了其还本付息的电厂，将基于运行成 本组织竞价上网；第二组是那些累计发电利用小时数不足以完成其本息的电厂，将基于全部成本组 织竞价上网。各组的竞价电量按照以下方法确定：第二组的竞价电量定为本组内各机组的合同电量 之和，总负荷需求电量与第二组的竞价电量之差作为第一组的竞价电量。该方案能够较好地保证不 同类型、不同产权机组的公平竞争。 2 2 3 限量竞价模式 在开展“竞价上网”时，遇到的最大问题是如何处理原有的购电合同。为解决这一关键问题， 既要考虑到已有的还本付息政策的延续，又要引入竞争机制、推动电力市场的发展。限量竞争是指 只将市场需求的一部分( 通常为1 0 - 2 0 ) 作为竞争电量，其余的则作为合约电量( 或基本电量) 分解到各机组。 对于“双轨制上网电价”方案，在交易计划制定时，首先保证各机组的基本电量得到完成，其 余电量部分由各机组竞争得到。 对于“差价合约”方案，在交易计划制定时，将所有需求电量参与竞争。而在结算时，合约电 量部分按照合约规定的电价结算，机组的超出电量部分按照竞争电价结算；若机组合约电量未完成， 则按照差价进行补偿。 2 2 4 省级电网交易中心在区域共同电力市场中的作用 根据我国经济以省为实体的现状，以价格为基础的代理商机制应作为发展区域共同电力市场竞 价模式。在这一模式中，各省的电网交易中心不但是单一的购买者，而且还是本省发电商进行大区 1 0 第二章电力市场下区域电网公司的风险分析 卖电的代理商。省电网交易中心将组织全省的发电厂的剩余电力到大区竞价，向大区申报卖电和买 电的报价曲线。由此必须制定省电网交易中心作为代理商的交易规则。 2 3 区域共同市场模式的交易机理与网省间的运作 区域共同市场模式的交易机理，实质上是一种主从递阶决策问题。这种决策问题规模大、结构 复杂，涉及对问题做出决策的决策者多，而且这些决策者各自处于不同的层次上。一般地，高一级 决策机构( 者) 自下而下地对下一级若干决策机构( 者) 行使某种控制、引导权，而下一级决策机 构( 者) 在这一前提下，也可以在其管理范围内行使一定的决策权，尽管这种决策权比较起来处于 从属地位。另外。在这种多层次决策系统中，每一级都有其自身的目标函数，且越高层机构的目标 越重要、越权威、越具全局性因此。最终的决策结果往往是寻求使各层决策机构的目标达到某种 协调的方案。在这一方案下，既可便最高层决策机构的目标达到“最优”，也可使作为上级决策的“约 束”的较低层决策机构的目标在从属位置上相应达到“最优”即下层决策以上层决策变量为参数。 我们称具有以上基本特征的决策问题为主从递阶决策问题。概括地说，这一类决策问题有以下几个 主要特征：有多个相对独立的决策者参与决策，并有各自的目标函数与决策变量：某个决策者或某 些决策者的决策将影响多其他某个或某些决策者的决策( 利益) ；决策系统为主从递阶结构，即多个 决策者处于不同的决策层次，而不同层次下的决策者具有不同的权力、利益，居于较高层次的决策 者一般具有较大的权力，它可以根据自己的决策目标对下级决策进行调控，下级的决策也会对上级 决策产生影响，上下级之间具有一种相互制约的主从关系；由各决策者共同做出的最后决策( 或解) 应当是各决策者均可接受的满意决策( 或满意解) 。 对于区域共同市场模式的交易机制，区域电力调度交易中心决策层从全区域电力资源的优化配 置考虑，设立相应的指标，并将有关决策( 本文的决策包括交易计划的制定和电网安全校核等，下 同) 给各省电力调度交易中心。区域内各省电力调度交易中心决策层从自身的条件和利益出发，根 据自身的权限，对本省制定出相) 应指标，并各自对区域电力调度交易中心决策层的决策做出“最 优”反应。由于区域电力调度交易中心决策层具有更大的权力，它可以通过各种直接与间接的控制 与协调手段来“修正”各省电力调度交易中心的决策，最终得