（电工理论与新技术专业论文）电力市场发电企业上网竞价问题的研究.pdf

声 明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文电力市场发电企业上网竟价问 题的研究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行鼬研究 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夕 ，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 做的任何贡献均已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：盟日期：卵l i 型 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：二跹 导师签名 日期：卫9 e ! ! ：! 兰 2 日期：型旦t y 华北电力大学硕士学位论文 第一章绪论弟一早三百。了匕 2 0 世纪8 0 年代，世界许多国家和地区相继进行了电力工业市场化改革，以提高 电力行业效率，降低发电企业的生产成本。改革开放以来，中国国民经济开始腾飞， 仅靠国家办电远不能满足国民经济发展的需要。在这种形势下，中共中央与国务院制 定了一系列集资办电和多渠道筹资办电的政策，促进了发电企业的多元化进程和独立 发电企业的形成，使我国电力工业改革迈出了重要的一步，同时也促发了我国电力市 场的萌芽。发电企业上网竞价，有利于打破垄断，营造发电企业公平、公开和公正的 竞争环境，有利于建立适应市场竞争要求的电价形成机制，有利于完善电力系统自动 化，促进制度革新和技术创新不断涌现，有利于实现产业结构调整和发电资源的重新 整合，更有利于促进发电企业提高管理水平，增强企业的国际竞争力，激发大批德才 兼备、具有国际竞争力的人才不断出现。研究发电企业的上网竞价问题，是电力市场 改革所面临的一项极为重要的工作。现如今，在发电侧电力市场的竞价过程中，发电企 业最关心的是采取什么样的竞价策略才能获得最大的利润。因此，发电企业上网竞价策略 的研究也成为了目前国内外电力市场的研究热点。 1 1 所选课题的目的与意义 由于电力工业具有明显的规模经济特征，加上其发、输、供、用必须协调一致、 技术密集和资金密集的特点，长期以来世界各国都将电力工业列入自然垄断行业。根 据传统自然垄断观点，如果在电力工业内部出现多家企业竞争的局面，不仅会导致重 复建设的出现，使规模效益丧失，降低社会资源的配置效率，而且由竞争产生的分化 现象还会带来大量的“沉淀资本”，从而加大资源的浪费。并且，作为重要的基础工 业，电力工业一旦出现不稳定，必然会对整个国民经济产生不利的影响。但是，正是 由于垄断的存在导致了发电企业只关心生产，即按照调度部门下达的开停机计划和经 济调度来安排生产，对于电力产品的销售从不关心，对于降低生产成本，管理成本等 的要求也常常不高。 当前，电力工业改革的浪潮席卷全球，不论发达的西方国家，还是我国，都在探 索市场化的道路，推动着电力商业化的进程。我国电力工业的改革，是通过实行厂网 分开，竞价上网，逐步引入市场竞争机制，从而达到降低成本，增强活力，提高效益 的目的。作为为参与市场竞争的主体，如何在激烈的市场竞中谋取优势，谋求生存与 发展，是摆在每个企业面前的一项紧迫的课题。针对这一难题。结合进几年来电力企 业改革的实践，只有从研究发电企业上网竞价策略入手，提高发电企业的竞争力，才 能在激烈的市场竞争中立于不败之地。国务院电力体制改革按照党的十五大和十五届 五中全会精神，总结和借鉴国内外电力体制改革的经验和教训，从国情出发，遵循电 1 华北电力大学硕士学位论文 力工业发展规律，充分发挥市场配置资源的基础性作用，加快完善现代企业制度，促 进电力企业转变内部经营机制，建立与社会主义市场经济体制相适应的电力体制。改 革的目标是打破垄断，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。发电竞争上网，给用户已选择的自主权，这样使电价 不再由政府审批，而是通过市场的公平竞争来确定。各发电企业为了确保自身的效益， 必须对各种电价信号作出反应，在生产成员间展开竞争，并被迫进行生产和管理的调 整，已逐步达到以最小的成本满足预测的时变需求。在发电侧引入竞争机制，不但可 以促使发电企业努力降低造价，减低运营成本，提高供电质量，而且有利于增加企业 经济效益，增强市场竞争力。与此同时，良好的竞争环境可以对发电企业起激励作用， 不断吸引社会资本进入发电领域，它对于保证电力行业的可持续发展具有深远的意义 【2 儿3 】 0 由此可见，发电企业上网竞价问题，关系着国家和人民的长远利益，也关系着电 力工业自身的生存和发展。它对于确保电力工业的健康发展，以及国民经济的稳定运 行，具有举足轻重、事关全局的重要性。因此，研究发电企业的上网竞价问题，是电 力市场改革所面临的一项极为重要的工作。 研究发电企业上网竞价问题，就是在充分了解上网电价的产品属性和特殊性质以 及其基本职能的基础上，掌握影响发电企业上网竞价的因素，并根据制定上网电价的 基本原则和发电企业竞价上网必须遵循的竞争原则，制定出发电企业适合自身发展的 竞价策略。本文的选题旨在从我国国情出发，通过对发电侧的电力市场分析，根据国 外电力改革的成功经验，指出了发电企业竞价上网只有在“厂网分开”的前提下，才 能建立一个公平、公正、公开的竞争环境。并且依据电价理论和竞价上网的基本原则， 在充分分析发电企业竞价上网的经营环境的基础上，提出了一种基于发电企业风险类 型的新竞价策略。以期能对我国发电企业的管理和经营有所启示，为发电企业竞价上 网提供有益的指导。 1 2 所选课题的研究现状 目前，由于发电侧电力市场竞争的日趋激烈，发电企业如何建立好电力市场环境 下的上网竟价策略，以取得最大产量和最大利润，已经成世界各国研究的主要课题。世界 各国的许多研究者都在考虑用不同的方法来制定企业的最优竞价策略。 从大的方面讲，构造最优的上网竞价策略的途径主要有以下4 类方法： 1 ) 基于发电企业自身机组发电成本特性的报价方法； 2 ) 基于预测竞争对手报价行为的报价方法； 3 ) 基于博弈论的策略性报价方法； 2 华北电力大学硕士学位论文 4 ) 基于预测市场清除价( m c p ) i 拘策略性报价方法。 此外，市场仿真或经验分析也可用于考察策略性的上网竞价行为，但这种方法无 法得到系统的上网竞价策略。 第一类和第二类方法在原理上相当简单。基于发电商自身机组发电成本特性的报 价方法的中心思想是，在电力市场中，发电公司制定竞价策略必须准确掌握自身机组 的成本特性。研究发电公司的竞价策略，也必须从发电公司的成本特性出发。而到目 前为止，大多数研究工作采用了估计其他发电公司的上网竞价行为的方法，较多的是 采用概率方法或模糊集方法进行估计。下面就简单介绍一下常用的几种方法。 多部分上网竞价方法。 该上网电价包括能量价格、启动费用和停机费用等，以反映发电机组的成本结构 和运行约束。电力联营体所采用的拍卖清除算法必须同时计及能量价格和发电机组的 运行约束，这需要用机组最优组合程序来完成。这种方法可以保证所得到的发电调度 计划在技术上是可行的。 单部分上网竞价方法。 在这种上网竞价规约下，发电公司只投下一个交易时段( 如第2 天的每小时) 的能 量价格。市场清除价算法非常简单，只需要根据预报的负荷、发电公司的标价及可供 电量按照价格，从低到高的次序确定各个发电公司在第2 天的每小时的调度计划。市 场操作员并不做机组组合优化，发电公司在构造上网竞价策略时需要计及所有的费用 以及运行约束，并将这些因素臆含在能量标价中，因为这种上网竞价结构不能保证恢 复启停费用等非能量成本。这种上网竞价方法不能保证发电机组运行的可行性，所以 当列入调度计划中的发电机组受到运行约束限制时，需要一种机制来修改调度计划， 例如设立短期平衡市场。 多时段上网竞价方法。 上网竞价策略方面的研究工作主要针对单时段拍卖，多时段的上网竞价问题研究 较少。文献 4 】将多时段的上网竞价问题描述为2 个层次的优化问题。上一层是市场操 作员的经济调度问题，确定市场清除价和各个发电公司的调度计划：下一层是发电公 司自己的机组组合优化问题，采用动态规划方法求解，在此过程中计及所有费用，通 过与上一层的优化问题协调确定上网竞价策略。文献 5 提出了基于拉格朗日松弛方法 的日上网竞价策略，采用了二次上网竞价函数，竞争对手的上网竞价策略被假定为离 散分布。文献【6 】针对加利福尼亚类型的下一个交易日( d a y - - a h e a d ) 市场，构造了发电 公司的一种线性上网竞价模型。并采用了机组组合优化方法来解决在“某些小时未能 被选中而不得不停机( 几个小时后可能需要再开机) 时所引起的费用”这一问题。竞争 对手的上网竞价策略采用了联合正态分布来模拟。 华北电力大学硕士学位论文 节点电价方法 考虑到电力市场覆盖的地理区域可能很大。如果各处的用户支付统一价格则不能 提供正确的经济信号。有鉴于此，很多学者对节点电价做了相当多的研究。节点电价 以边际成本理论为基础，可以同时计及各种成本和输电约束，得到系统中各个节点的 电价。节点电价就是最优潮流计算收敛到最优解时的拉格朗日乘子或对偶变量。这种 方法的主要优点是揭示了正确的价格信号，相当准确但比较复杂。尽管国际上还没有 一个电力市场完全采用节点电价方法，但有些学者已经对实施这种方法后发电公司可 能采用的策略性的上网竞价行为做过分析，研究结果表明，有些发电公司可以利用其 电厂所在的独特的地理位置而故意引起输电拥挤。以便利用节点电价的差值获得套利 机会。 迭代上网竞价法。 在国际上现有的以联营体为基础的电力市场中。对下一个时段的电能交易只拍卖 一次，发电公司没有修改其上网竞价的机会。有些学者指出这种上网竞价方法可能无 法引导出最有效的市场运行状态，建议采用迭代上网竞价，即允许发电公司根据上一 轮的上网竞价结果修改其上网竞价。加利福尼亚电力市场曾对迭代上网竞价做过仔细 的研究分析，即重复进行拍卖和上网竞价，直至得到可行的调度计划且市场清除价趋 于稳定，这种方法在实际电力市场中实现起来比较困难，难以操作。总的来讲，在迭 代上网竞价方面的研究仍处于初步阶段。 用户上网竞价方法。 在一些电力市场中，如加利福尼亚、新西兰和西班牙，允许大用户参与上网竞价， 以对市场电价做出响应。允许用户参与上网竞价被广泛认为是限制发电公司滥用市场 力的重要措施之一。文献【6 】提出了构造发电公司和用户上网竞价策略的一个优化模 型，假定市场操作员采用以社会效益最大为目标的最优潮流程序确定调度计划和市场 清除价，其他参与上网竞价的发电公司和用户的标价被假定为一个估计值。文献 7 】基 于线性上网竞价函数，同时研究了发电公司和大用户的上网竞价策略，用联合正态分 布表示竞争对手( 发电公司和参与上网竞价的大用户) 的上网竞价行为，并采用蒙特卡 罗( m o n t ec a r l o ) 方法来求解这一随机优化问题。 第三类方法应用了博弈论中的一些思想，有不少研究工作采用了这种方法。它大 体可分为2 种。第1 种是基于矩阵博弈模型，首先将候选的上网竞价策略表示为离散 量以迎合这种模型的特征，当上网竞价策略为几个离散点时，可以构造各个发电公司 采用不同的策略组台时的收益矩阵，进而找到一个平衡的上网竞价策略组合。该平衡 点对应于最优的上网竞价策略。然而实际上，上网竞价策略是连续量，在这种情况下 理论上还不清楚电力市场是否存在这样一个平衡点。这种方法的另一个缺点是假定了 所有发电公司的可选择的上网竞价策略为公共信息，这肯定是不现实的。这种方法可 4 华北电力大学硕士学位论文 以用来粗略地分析发电公司的上网竞价行为，但不适于用来发展系统的上网竞价策略。 第2 种是基于寡头博弈模型( 主要包括c o u r n o t 模型、s t a e k e b e r g 模型和供给函数 模型) 。尽管从原理上讲，这些模型的平衡点对应于发电公司的最优上网竞价策略，但 这些模型更适于分析电力市场中潜在的市场力，而不是构造上网竞价策略。这是由于 在应用这些模型时做了很多简化假设，这样得到的平衡点对构造上网竞价策略可能没 有什么意义。此外，这种方法的一个共同缺点是假设所有发电机的成本信息是公共信 息，而在电力市场环境下，生产成本信息无疑是发电公司重要的内部信息，不可能公 布于众。 第四类方法是现今比较流行的制定发电企业竞价策略的方法。如果能较准确地估 计出市场清除价，发电公司很容易获利。然而，预测市场清除价是一个相当困难的任 务，这需要对负荷需求、其他发电公司的上网竞价行为以及输电拥挤状况有一个比较 全面的了解。由于很多电力市场刚建立不久，历史数据尚不充分，且市场结构和管理 规则尚未稳定下来，要对市场价格做比较准确的预报相当困难。本文的方法是对这一 类方法的改进，需要掌握的信息是预测的市场需求信息和由独立市场操作机构( i m o ) 颁布的每小时电价，而并不过多的依赖过去每小时竞价的信息和电量的分配情况【8 也2 1 。 1 3 本文难点和主要工作 本文的重点和难点是通过对发电侧的电力市场分析，根据国外电力改革的成功经 验，提出了一种基于发电企业风险类型的新型上网竞价策略，以期能对我国发电企业 的管理和经营有所启示，为发电企业竞价上网提供有益的指导。在本文改进的方法中， 需要掌握的信息是预测的市场需求信息和由独立市场操作机构( i m o ) 颁布的每小时 电价，而并不过多的依赖过去每小时竞价的信息和电量的分配情况。它将风险型决策 方法应用于发电企业制定上网竞价策略中，并引入了预测电价的概率分布函数及其置 信度的概念，使用了一些预测电价的脚本量作为输入量，同时用一种优化过程找到这 些电价脚本量( 包括预测电价) 的最优产量，最后根据这些最优电价一产量适配组合 得到发电企业的最优竞价曲线。新竞价曲线中的每一块区域都是最优的，而并不像以 预测电价为基础的竞价策略那样，只有预测电价在曲线上对应的产量才是最优产量， 从而扩大了发电企业的策略选择范围，提高了发电企业竞价策略的精确比选程度。 新竞价策略不但提高了发电企业获得发电权的概率，增加发电企业扩大效益的机 会。而且使发电企业可以在每轮交易过程中更好、更确切的根据自身特点安排机组发 电计划，实时调整其上网竞价方案。值得一提的是，实验结果显示，风险追求者在高 负荷时期并不会冒险去参与竟价，它们在低负荷时期反而会出底价来赚取额外的利润。 只有当其认为在边际电价处有很大的可能性能以高价分配到电量时，才会在高负荷时 期去冒风险行动。 华北电力大学硕士学位论文 本篇论文的主要工作如下： 第一部分介绍了发电企业上网竞价问题的研究现状，探讨研究发电企业上网竞价 问题的目的与意义。并指出了发电企业竞价上网问题，已成为我国目前电力体制改革 的一项重要课题。 第二部分介绍了发电企业上网竞价策略设计的理论基础和原则。在充分了解上网 电价的产品属性和特殊性质以及其基本职能的基础上，找到了影响发电企业上网竞价 的因素，分析了制定上网电价的基本原则和发电企业竞价上网必须遵循的竞争原则。 第三部分提出了一种基于发电企业风险类型的新竞价策略。它使用了一些预测电 价的脚本量作为输入量，同时用一种优化过程找到这些电价脚本量( 包括预测电价) 的最优产量，最后根据这些最优电价一产量适配组合得到竞价曲线。发电企业可以根 据其风险的态度选择合适的竟价策略。 第四部分以美国安大略省某一2 9 4 m w 热电厂为实例，假设其分别为风险保守者 和风险追求者时，运用本文提出的新方法来建立竞价策略进行分析。并与以往的竞价 策路进行比较，总结了本文方法的优势。 第五部分是对整篇论文的总结和回顾，并提出了有待进一步解决的问题。 6 华北电力大学硕士学位论文 第二章发电企业上网竞价的设计基础 研究发电企业上网竞价问题，就是在充分了解上网电价的产品属性和特殊性质以 及其基本职能的基础上，掌握影响发电企业上网竞价的因素，并根据制定上网电价的 基本原则和发电企业竞价上网必须遵循的竞争原则，制定出发电企业适合自身发展的 竞价策略。与此同时，发电企业经营环境分析是发电企业制定竞价上网的对策的基础 和前提。通过对发电企业经营环境的分析，可以找出企业外部环境存在的机遇和问题， 以及企业内部环境存在的优势和劣势，从而找出发电企业竞价上网的对策。 发电企业的上网电价是指电力生产企业向电网输送电能的结算价格。有些国家称 上网电价为发电厂售电价格。上网电价是电价的源头，在电价中的地位非常重要。对 电网经营企业而言，上网电价也称电网的购入电价。其计价点一般在发电企业与电网 产权的分界处。它对电力企业的生存和发展有着举足轻重的作用，从这方面看，上网 电价是电力企业的命根子。 2 1 发电企业上网电价的基本理论 上网电价作为输送电价和配送电价的源头，不但具有电价的基本属性，而且有其 特殊的性质和基本的职能。它是电能商品的价格，对电力生产的资源优化配置起着重 要的杠杆作用。电能是一种很难用其他商品替代的重要生产资料，它的价格对人民物 质生活水平有着明显的影响，起着一定的促进或抑制作用。由于电能的生产、分配和 消费具有固有的特殊规律，使电价除了具有一般商品价格的共性之外，还有不同于一 般商品的个性。因而上网电价有其独特的定价理论和方法，上网电价所涉及的内容也 因此而变得复杂。 2 1 1 上网电价的产品属性 研究上网电价的形成机制，首先必须从电力产品的基本属性入手。电力产品是现 代社会中企业和家庭必需的、共同使用的产品，是现代文明生活中不可获缺的要素。 电力产品的这种共同必需性，与一般的公共产品不同。一般公共产品是指由于消费的 集团性和个别消费的不可区分造成价格形成的困难，因而难以通过市场机制来提供的 产品。但由于这些产品对国民来说又是必不可缺的，因此需要由政府通过财政支出来 提供。而电力产品虽然具有共同必需性，即电力企业在向用户提供电力时，必须满足 用户供给的公平性和无差别要求，但相对每一个具体用户来说，其使用量又是可以简 单计量的，可以排除用户使用电力却不支付合理费用的可能，因此，是一种可以形成 价格的产品。电力的这种共同必需性和价格形成的可能性使其成为一种准公共产品。 由于电能特殊的产品属性，上网电价的形成又有以下几个特点： 华北电力大学硕士学位论文 1 ) 电力企业规模大，资金密集，投资期长。因为电力工业是一个资本进出障碍较 大且生产能力增减呈跳跃的产业，如果企业不能从长期观点出发，进行必要的成本补 偿和持续投资的话，不仅不能保障稳定的电力供给增长的需要，而且也会影响产业的 长期稳定发展。 2 ) 电能消费范围广泛，可替代性差。因而自本世纪初以来，在能源消费构成中逐 渐居于主体地位。电能不仅可用于光能、热能、机械能、化学能等能量转换，还可广 泛用于广播、通信和电子技术等方面，其中除热能尚可用燃料能源替代外，其他用途 则几乎不可能用其他能源替代。在当今任何一个已进入现代文明的国家，如果出现大 面积停电，都会造成巨额的经济损失，社会秩序也将陷入混乱。随着国民经济的增长 和人民收入的提高，电能对经济发展和社会稳定的作用仍将有增无减。因此，上网电 价具有相对的稳定性。 3 ) 电能的发供用瞬间同时完成。电能不能贮存，不存在半成品等物质形态。电能 的发供用瞬间同时完成意味着电能的生产与消费必须时刻保持平衡，或者说必须同时 完成。因此，电力需求随用户用电的季节、时间的不同而变动，由于电力供给又必须 及时、稳定地满足任何时段的负荷需求，因此电力产业需配备能满足用电高峰负荷所 需的供电设备。这样一来，在用电低峰时，又会出现设备闲置的情况。上网电价就必 然会包含其长期与短期的资金、设备的循环投入、维修与更新费用。 4 ) 发电、供电和用户在效益和安全上存在着一体化关系。电能必须通过输电网络 送到用户，才能实现其价值和效用，因此，电网的合理调度及配置相应的输电、变电、 配电设备和保护装置对于包括发电厂在内的整个系统的生产成本、电能供应质量及设 备安全具有重要的作用。电能生产与用户必须通过输电网络直接联系的特点，决定了 电力工业在输配电环节具有区域垄断经营的特点。由于一次能源资源分布不均衡、地 区间经济发展程度的差异及地理环境的不同等因素，这种在输、配电环节具有区域垄 断经营的特点，导致上网电价也具有区域性的特征。 5 ) 消费时间集中。电能的基本用途是动力和照明。除少数行业外，白天生产的效 率显然优于夜晚，因而动力用电往往集中于白天。照明用电则正好相反，虽然白天也 有少量需要，但绝大部分消费显然要集中于夜晚。因此，上网电价具有季节性和时间 性23 l 。 2 1 2 上网电价的特殊性质 电能生产的基本特点，决定了上网电价的特殊性，主要表现在以下几个方面： 1 ) 电力生产和输送的特点也决定了自身成本核算的特殊性。丰水时多依靠水电， 成本较低；枯水时主要依靠火电，成本较高。高峰负荷时成本较高，低谷负荷时则成 本较低。低压用电线路损耗较大，电价应较高；高压用电线路损耗较小电价应较低。 华北电力大学硕士学位论文 因此，电力企业必须在成本核算的基础上合理确定电价水平和电价体系，以满足用户 对供给的公平性要求。 2 ) 上网电价的形成机制随电力市场引入竞争和开放程度的变化而变化。电价的形 成与电力市场的发育程度有密切关系。电力产业按其产销的特点可划分发电、输电、 配电和零售四个环节。在大多数国家电力产业中，发电环节由少数特大型企业占据， 原因是在满足电力消费基础需求时，大规模发电的经济性，以及为适应季节、时间产 生的需求变动，保障电力有效安全供应所需的各种发电设备配套使用方面的经济性。 因此，可以看出，整个上网电价的形成机制是随着电力市场的发育程度不断变化的。 2 1 3 上网电价的基本职能 在社会经济中，由于价格是价值信息的传导者和再生产全过程的调节者，因此， 商品价格一般具有表价和调节两项基本职能【2 4 1 。 1 ) 上网电价的表价职能。价格的表价职能是把商品的价格向参加商品生产和交换 活动的个人或团体表示出来， “表现为一定量的货币”的职能。在市场交换过程中， 商品的价值是通过商品自身所蕴含的量化的社会劳动所体现出来的，这种量化的社会 劳动的多少正是决定不同的商品和它的价值的基础。为满足社会不断增长的各类需求， 电力企业也必需为之付出不同程度的社会劳动。也就是说，这些不同程度的社会劳动 需要不同的服务成果，因而构成了不同电力产品价格的基础。在电价信息的两端，一 边是电能价值的货币形态，另一边是关心价格的电力企业和电力用户。 2 ) 上网电价的调节职能。价格的调节职能对电力企业来说，就是引导企业不断的 改进技术，减少消耗，合理经济的选用燃料，降低上网电价，从而增加竞争力。发电 企业必须重视成本分析，深入了解成本组成的各个要素，加强管理，不断地降低成本， 从而使企业获得最大的利润。 2 2 发电企业上网竞价的影响因素 影响发电企业上网竞价的因素概括起来有两大类，一是宏观因素，包括政府政策、 科技发展水平、国民经济增长速度、税收和汇率等外部经营环境因素；二是微观因素， 包括经营目标、成本等内部经营环境因素。发电企业经营环境分析是发电企业制定竞 价上网的对策的基础和前提。通过对发电企业经营环境的分析，可以找出企业外部环 境存在的机遇和问题，以及企业内部环境存在的优势和劣势，从而找出发电企业竞价 上网的对策。 2 2 1 发电企业的夕l g g 经营环境 这里通过美国哈佛大学的教授米歇尔波特( m i c h a e lp o r t e r ) 发明的五种影响力模 型来分析发电企业经营环境的结构。买方的影响力、原材料供应的影响力、潜在对手 9 华北电力大学硕士学位论文 进入该行业的威胁、替代产品的威胁和竞争对手的威胁。这五种影响力将受到四种环 境的变化的影响，那么发电企业也必须面对和适应这四种环境2 5 1 。 1 ) 政治环境。对发电企业影响较大的有： 电源布局的调整) ；电力环保政策；电价政策 入w t o 后给发电企业带来的机遇和挑战。 电力体制改革；电力规划( 电力结构和 ( 或竞价规则) ；电力法规以及中国加 电力行业是一个相对垄断性的行业，因此电力企业向用户提供电能的电价受政府 政策的影响特别大。电能商品与国民经济发展和人民生活密切相关，是各行各业生产 所需的、必不可少的能源和动力。电力行业既是重要的基础产业，又是重要的公用事 业，电价制定得合理与否和电价的适当调整都会涉及和影响到社会的各个部分。因为 电价对其他行业产品的价格的影响具有拉动效应。如果电价太高，势必导致其他行业 产品的价格上扬，或致使用户承受不起。因此电价不可能像有些产品的价格那样可以 完全由市场给予调节。因此，政府往往要对其价格实施监管，从宏观经济调控的角度 给电力企业确定适当的电价。其目的是为了更好地贯彻国家的产业政策和能源政策， 既保证电力企业的正常经营和生存发展，又保证整个国民经济有序地健康发展。这就 是在我国实行“竞价上网”的同时，要建立健全国家监管制度，制定合理的监管措施， 保证电力市场的公平、公正、公开的运行。 2 ) 经济环境。发电企业最直接的市场有销售市场，供应市场、资金市场和劳动力 市场等。经济增长速度越快，对电能的需求量也就越大，而需求决定了电力资源开发 的成本由低到高的限度。在开发技术没有重大进步的情况下，电能资源开发的总规模 越大，边际成本就越高。需求水平高，则可承受的开发成本就高，总开发规模就应随 之扩大，电价就高一些；反之，需求水平低，可承受的开发成本也低，总开发规模也 必须限定在相应范围内，电价就低一些。这就是经济增长速度影响电价的机理所在。 影响国民经济增长速度的因素则比较复杂，它是劳动生产率、人口、资源等多方面因 素综合作用的结果。 3 ) 技术环境。当今时代已进入了知识经济的时代，技术创新和技术成果的转化是 企业赢得市场的法宝，发电企业作为一个技术密集型企业，尤其要重视技术更新、技 术创新和科技成果的转化等工作。可以预见：谁重视技术创新，谁赢得明天的市场。 科技发展水平是决定电力工业经营效率的主要因素，也是导致电价变动的重要原因。 根据世界各国的实践经验，随着电力工业新技术的采用和管理水平的提高，除了靠法 律的约束和政府的干预外，依次在发电、输配电和售电环节适当引入竞争机制，也已 成为一种可供选择的促进手段。“竞价上网”促使发电企业在管理制度上有所创新， 建立一套适合现代企业管理制度的管理模式，在岗位的设置和人员的组合上科学安排， 保证管理体制的高效运转；在技术创新上，提高设备运行的安全性和稳定性。 4 ) 社会环境。它是指企业所在的区域的人1 ：3 密集程度，居民的收入水平、文化教 1 0 华北电力大学硕士学位论文 育水平、工业用电和居民用电增长的趋势等，这些将决定电力的需求和发展方向。 目前的电力工业体制由于政企不分，行业垄断，地区壁垒，电价形成机制极不合 理，全国互联网没有形成等深层次的问题，阻碍了全国范围的竞争、全国统一开放的 电力市场的形成和电力资源的有效配置。主要表现在以下两个方面【2 6 j ： 1 ) 发电企业的效率低下的根本原因是缺乏外部约束和外部竞争 虽然通过成立了国家电力公司，已在电力企业的政企分开方面取得了一定的进展， 但国家电力公司在发电容量、电厂的建设经营、电网的管理和调度上仍处于垄断地位。 2 ) 上网电价方面存在严重的问题 上网电价形成机制不科学。发电厂的上网电价按照电厂的建设成本单独核定，实 行还本付息电价，造成“一厂一价”或“一机一价”，同网同质不同价，新建电厂之 间的价格各异。上网电价结构不合理。电价难以真实的反映电力的生产成本，工业用 电水平偏高，一户多价，管理混乱，由于整个电力消费的结构中，工业用电一直占有 7 5 以上的生产份额，电价的成本直接关系到工业企业成本的高低。 2 2 2 发电企业的内部经营环境 发电企业参与竞价上网，除企业外部的经营环境对发电量和上网价格的影响外， 其企业本身的经营管理，特别是成本管理，将直接影响到其上网价格的确定。企业本 身的经营管理目标是在满足社会需要的条件下取得合理的利润。从企业本身的利益出 发，上网电价应该是成本与合理利润之和，成本在制定上网价格时起决定性作用。因 此，发电企业必须重视成本分析，深入了解成本组成的各个要素，加强管理，不断地 降低成本，从而使企业获得最大的利润。 1 ) 发电成本 发电成本的成本分析一般从固定成本和可变成本分析入手。而边际成本和容量成 本是对整个电力作为一个发、输、供电系统而言，主要作为电价核定的依据。电力、 热力产品，按生产费用的经济性质和经济用途相结合的原则设置“燃料费”、“购入 电力费”、“水费”、“材料费”、“工资及福利费”、“折旧费”、“修理费”和 “其他费用”八个成本项目以及相应的明细项目。 燃料费：生产电、热耗用的燃料( 包括煤炭、石油、天然气、液化气等) 数量。 购入电力费：电网转为售电而购入的电量电费( 包括小水电、小火电、自备电 厂、集资电厂、地方电网的电量电费) ：电网内部或电网之间互供电量的电费；新机 组正式生产前上网电量的电费；按照国家政策规定，购入超产电、加工电、带料加工 电等费用。 ( 以上购电费不包括无功电费) 水费：发电、供热用的外构水费，包括火电厂除灰、冷却、锅炉补给水费，水 华北电力大学硕士学位论文 电厂发电和蓄能用水的外购水费；调相机冷却等用水的外购水费；水电厂按规定提取 的库区维护费。 材料费：电力、热力生产经营过程中耗用的材料、事故备品、低值易耗品以及 不应计入燃料项目的其他各种生产用燃料。 工资及福利费：从事电力、热力生产经营的职工( 包括固定职工、合同制职工、 临时工、学徒工及经批准的计划外用工等) 的工资、奖金、紧贴及按照职工工资总额与 规定的比例，提取的职工福利费。 折旧费：按照应计折旧的固定资产原值和规定的比例提取的固定资产折旧费。 修理费：固定资产在修理过程中发生的料、工、费。包括贮灰场、江堤护坡、 拦河坝、水工建筑物的加固、加高、加宽、防水措施、简易道路维护等发生的料、工、 费，人工费用一般指修理作业中发生的外委人工费。 其他费用：指不属于以上各项目而应计入电、热力成本的其他费用支出。其项 目和开支范围一般包括：办公费、水电费、差旅费、低值易耗品摊消、劳动保护费、 外部劳务费、运输费、工会经费、职工教育费、外购无功电费、业务费、保险费、租 赁费、税金、试验研究开发费、燃料贮存亏损费、取暖费、超标排污费、坏帐损失、 停工损失、待业保险费、劳动保险费、业务招待费、土地使用费、审计费、技术转让 费、无形资产摊销、咨询费、诉讼费、递延资产摊销及其他。 一般来说固定资产成本包括材料费、修理费、工资和福利( 1 4 工资总额) 、折 旧费、财务费用( 利率、手续费) 、其他费用( 差旅费、办公费、运输费、税金) 等。 而可变成本则主要是指燃料费、水费、维护费等。 2 ) 成本分析 对于发电企业来说，影响最大的主要由可变成本的燃料费、固定成本的折旧费、 材料及修理费、工资及福利费、期间费用的利息组成，这样我们可以从企业管理的角 度将成本归结为原料成本、运行成本、资金成本、人力成本四个方面进行分析。 原料成本：对于火力发电( 包括燃煤、燃油、燃气) ，受到燃料市场的影响比 较大，包括国家的能源政策，国际的原油价格的波动情况等，对于老、小机组，由于 机组容量较小，燃料消耗大，燃料成本较高；而对于新建的大容量机组，由于机组的 经济性较高，燃料成本相对低。水力发电的原料成本主要由水费组成，相对于火力发 电，其成本很低，而对于抽水蓄能机组和核能发电，其成本很高。 运行成本：对于水力发电，由于其辅机较少，系统也相对单一，其运行成本很 低，而对于火力发电，辅机较多，运行、维护成本较高；同时，对于一些老、小机组， 由于设备老化，故障多，运行成本相对于新建的大容量机组，也高得多。 资金成本：对于过去国家投资的电厂，由于不存在还本负息，基本上没有资金 1 2 华北电力大学硕士学位论文 成本，而对于八十年代中后期集资、合资与独资的发电企业来说，资金来源大部分来 自于资本市场的融资及银行贷款，存在融资成本和归还本息的压力，其资金成本都很 古 同o 人力成本：对于国有投资的老电厂，一直源袭计划经济的运营模式，其管理机 构庞大，人浮于事，退休职工多，企业负担重，生产效率低，相应的人力成本较高； 而对于新厂新办法所建电厂，采用现代企业制度进行管理，人员编制少，职工队伍精 干，相对人力成本较低。 3 ) 利润分析 发电利润有多种不同计算方法【2 7 1 。 固定资产净值利润算法 ( 年初固定资产净值+ 年末固定资产净值十年初在建工程) 2 - ( 年初贷款形成固定 净值+ 年末贷款形成固定资产净值) 2x 扣除率 x 固定资产净值利润率( 卜公益金、公 积金提取率) ( 卜所得税率) 还贷利润算法( 这是目前常用算法) ( 还贷利润+ 企业留利) ( 卜公益金、公积金提取率) x ( 卜所得税率) 其中：还贷利润= 本年还贷一折旧x 折旧还贷率。这是目前常用算法。 资本金回报利润算法 ( 年初注册资本金+ 新增加资本金x 月数t 2 ) 资本金回报率+ 还贷利润) ( 卜 公益金、公积金提取率) x ( 卜所得税率) 总资产报酬利润算法 ( 年初资产总额+ 年木资产总额) 2x 总资产报酬率 ( 卜公益金、公积金提取率) ( 1 一所得税率) 4 ) 发电税金和附加 所得税：所得税款= 发电利润x 所得税率 城建及教育附加费： ( 发电成本+ 发电利润) x 增值税率一进项税额 城建及教育附加费率( 卜增值税 率x 城建及教育附加费率) 上网电价：( 发电成本+ 发电利润+ 城建及教育附加费) 厂供电量【2 3 彩】 2 3 发电企业上网竞价的基本原则 我国目前电力市场的改革主要任务是“厂网分开、竞价上网”，即将电力公司拥 有的发电厂与电网分开，建立规范的、具有独立法人地位的发电实体，市场也只对发 华北电力大学硕士学位论文 电侧开放。随着独立发电公司的出现和厂网分开，形成了发电公司与电网公司之间的 平等经济关系，原有的行政隶属关系不复存在。电网公司不能直接向独立发电公司下 达行政命令，涉及生产和经营的各种问题，只能通过合同、协议来解决。 为此，发电企业上网竞价的过程中，不但要依据自身的特点，按照成本补偿合理 收益的原则制定自身的上网电价，还应该还要按照“公平、公正、公开、有序”的市 场准则，形成发电竞价上网的机制。发电竞价上网必须以实现最大范围内的资源优化 配置为目标，在保证电网安全稳定运行的基础上，以最小的购电成本，满足负荷需求。 在建立和开放发电市场时，应按照建立现代企业制度的要求，贯彻竞争原则、效益原 则、资源优化配置原则和科学管理原则，从而调动各方面办电的积极性，广泛吸纳国 内外资金用于电源建设，以满足不断增长的工农业生产和生活用电的需求。 2 3 1 制定上网电价的一般性原则 发电企业制定上网电价一般应遵循以下原则：在市场竞争条件下保护办电投资者 利益，社会平均成本补偿原则；资源有效配置原则和电力企业充分有效配置原则等等。 1 ) 成本补偿、合理收益原则 发电企业的上网电价应当在能够补偿电力生产、销售全过程发生的合理的成本、 费用支出，以维持电力企业的正常经营的前提下，保证电力投资者能够获得合理的收 益。因为电力工业是一个资本进出障碍较大且生产能力增减呈跳跃的产业，如果企业 不能从长期观点出发，进行必要的成本补偿和持续投资的话，不仅不能保障稳定的电 力供给增长的需要，而且也会影响产业的长期稳定发展。因此，电力产业必须获得一 个合理的投资报酬率，使电力企业财务结构趋于健全，有能力筹措长期从事电力开发 建设所需的资金，以便其能够实现适当投资，确保充足的比例供应，满足用户需求。 电价应当在较长的时期内，接近电能供给的必要投入价格与资本正常盈利水平之和， 不允许市场价格背离生产成本的幅度过大。 2 ) 资源有效配置原则 发电企业上网电价的制定应符合经济效率原则，促使电力资源有效利用。但电力 产业由于具有自然垄断属性，一般多以垄断或区域性垄断的方式经营。因此防止垄断 企业通过制定垄断价格等方式滥用市场支配力，以便实现资源的有效配置，成为电价 制定的重要原则。电能是一种生产与消费既极端一致、又必然经常脱节的特殊商品。 也就是说，它的资源最佳配置的物质表现，不是一定期间内的产出数量，而是这一期 间内瞬间的最大负荷的满足能力。因此，上网电价必须反映电能成本特殊的发生方式。 3 ) 电力企业充分效率原则 在垄断性的市场结构条件下，由于企业竞争压力不足，企业提高内部效率的积极 性有可能衰退。因此，上网电价制定应有利于提高企业内部效率，这包括在发电环节 1 4 华北电力大学硕士学位论文 引入竞价上网机制，在现有可利用技术条件下实现燃料、劳动力和设备的最佳组合， 优化发电规模，实现尽可能高的送配电效率和设备利用率等等。 2 3 2 发电侧市场竞价上网的原则 电力市场化改革的目标是引入竞争机制，使电价形成机制合理化，优化资源配置， 提供优质服务，促进电力工业的可持续发展。发电企业竞价上网的关键是竞价规则的 制定。只有制定公平、公开、公正的竞价规则，才能保证竞价上网改革的顺利进行。 电力市场竞价模式和规则设计应满足这个目标，其基本原则如下： 1 ) 必须充分考虑如何保证电网的安全稳定运行。安全是最大的经济，一次电网大 事故足以抵消电力市场所获得的效益。 2 ) 制定价格机制必须兼顾发电商和消费者的利益。一方面有利于电源和电网的长 期发展，有利于在电力行业投资；另一方面促进发电商的竞争以降低上网电价，降低 消费者的用电电价。 3 ) 要保证竞争的充分性，保证市场信息对所有市场成员的公开，防止市场成员之 间的串通、倾销、哄抬电价等投机行为，真正将上网电价降下来。 4 ) 为了保护环境，在竞价上网规则中，应考虑环保指标对发电排序的影响。 5 ) 为了保证电力市场的有序性、竞争的充分性，以及电价和电力供给的稳定可靠， 必须扩大期货与期权交易在电力市场的份额。 6 ) 电力交易全过程应该有严格公平的监管。 发电厂严格按照公司法及有关规定实行现代企业的运作。在所有市场主体的 行为规范准则及相互关系进行了明确的界定后，政府还要为市场竞争的主体建立一个 公平的外部环境，即设有独立的电网调度机构和电力市场管理机构。其制定出的竞价 方案应保证对所有发电公司的“公开、公平、公正”，有效地防止“单一买主”的垄 断和不公正的行为，保证竞价的充分性。 总之，竞价模式和市场规则要适应电力的买方和卖方市场，防止发电商的过度投 机。最后，竞价原则必须体现保护先进、淘汰落后的改革思路。竞价上网的结果就是 促进技术先进、低能耗的大机组发展，淘汰耗能高的小火电机组，最终达到降低社会 电费负担，减少环境污染的目的。另外，为了保证电力市场运行的有序性、竞争的充 分性，以及电价和电力供给的稳定可靠，应当引入一些金融工具( 如差价合约) 来规避 发电与供电双方风险，适当扩大期货与期权交易在电力市场中的份额，制定期货与期 权市场的交易规则2 8 】【2 9 1 。 2 4 本章小结 本章介绍了发电企业竞价上网设计的理论基础和原则。从发电企业上网电价的产 1 5 华北电力大学硕士学位论文 品属性、特殊性质和基本职能三个方面入手，分析了影响发电企业上网竞价的宏观和 微观因素。探讨了发电企业制定上网电价的基本原则和发电企业竞价上网必须遵循的 竞争原则，并通过对发电企业经营环境的分析，找出企业外部环境存在的机遇和问题， 以及企业内部环境存在的优势和劣势，从而为发电企业建立切合实际上网竞价策略奠 定了扎实的基础。 1 6 华北电力大学硕士学位论文 第三章发电企业上网竞价的新型策略 随着以“竞价上网”为核心的电力体制改革的不断深入，传统的电力企业将面着 越来越激烈的市场竞争。在电力市场环境下，发电企业从传统的完成发电任务转变为 报价竞标发电负荷以获得最大的利润，其目标和行为发生了本质的变化。发电公司要 事先申报电力价格、辅助服务价格等信息，电力运营中心根据各发电公司申报的信息 和用户的用电需求，本着“公平、公正、公开”的原则采用低价先调的原则选择各发 电公司该时段上网电量，并按照统一的价格进行结算。这样，如何利用自己掌握的信 息合理申报，以获得最大的利润，是发电企业制定上网竞价策略所要解决的问题。 在现今的能量竞争市场中，发电企业总希望能使自己的利益最大化。为了这个目 的，它们建立了包括调整技术输出和制定自身计划的长期和短期的经济目标。而为了 完成长期或短期的经济目标所制定的一系列电价一一产量的适配组合就构成了本文中 所说的竞价策略。而电力市场中的任何一个发电企业在制定上网竞价策略时不仅要考 虑市场环境，包括市场规则、竞争者的行为、预测市场的变化等因素，还要分析发电 企业自身的风险类型。本文将风险型决策方法应用于制定电力企业竞价上网报价策略 的选择问题中，根据竞价企业对风险的不同态度选取不同的报价策略。运用此种决策 技术分析，可以有效地降低单一衡量标准的失误，增加其准确性和可靠性，使有限的 信息产生最大的收益，达到最佳的决策效果。本章在以往以预测电价为基础的竞价策 略的基础上，提出了一种基于发电企业风险类型的新竞价策略。在这种改进的方法中， 它引入了预测电价的概率分布函数及其置信度的概念，将一些预测电价的脚本量作为 输入量，通过求取发电企业最大利润的过程找到相应的最优产量，最后根据这些最优 电价一产量适配组合得到发电企业的最优竞价曲线。不同的发电企业可以根据其风险 的态度选择合适自身特点的竞价策略。新竞价曲线中的每一块区域都是最优的，而并 不像以预测电价为基础的竞价策略那样，只有预测电价在曲线上对应的产量才是最优 产量，从而扩大了发电企业的策略选择范围，提高了发电企业竞价策略的精确比选程 度。 3 1 发电企业风险防范类型 由以往的经验可知，电力市场中的任何一个发电企业在选择合适的竞价策略时不 仅要考虑市场环境，包括市场规则、竞争者的行为、预测市场的变化等因素，还要分 析发电企业自身的风险类型。在发电企业进行竞价策略选择的过程中，发生的任何损 失和风险总是由竞价的发电企业承担。他们的基本特征是有权独立决策，并且对决策 的后果负责。因此，各发电企业对风险的态度是决定如何选择竞价策略的关键。 1 ) 发电企业的风险分析 华北电力大学硕士学位论文 在某项事件的未来发展中，可能出现多种不同的结果，其中某些结果将对事件主体 产生损失，这种损失的可能性就称为风险。发电企业风险就是指发电企业在其