（电气工程专业论文）电力市场中发电企业报价策略及优化运行对策研究.pdf

嗍4 y 17 5 3 18 2 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：盗堡兰箜日期：叫兰! ：竺 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：i 壅睁! 坠导师签名： 摘要 摘要 区域电力市场化改革初期，采用的是单一买方模式。这一模式经过模拟、试运行，即将进 入实际运行阶段。发电企业将要“竞价上网 ，对企业的发展既是机遇也是挑战。为了赢得未 来市场竞争的主动权，发电企业总是千方百计地降低发电成本，拓宽发电企业的利润空间。 此文着重分析、研究在厂网分开，竞价上网的市场环境下，发电企业如何科学地制定报价 策略和优化运行对策，参与市场竞争，以谋取企业的最大效益。 首先，结合国外以及国内电力市场发展的历史，介绍了电力市场的基本模式，对中国电力 市场的形成和现行的电力市场结构的特点进行了介绍；对电力市场发电侧的报价方法进行了简 要分析。 其次，在分析电力市场中发电企业成本构成的前提下，通过对发电企业报价策略实例分析 研究，构建了电力市场发电厂商量本利分析的数学模型；通过具体的量本利算例分析，形成了 基于量本利分析的报价方法：按成本综合报价策略。 最后通过分析发电企业成本构成的影响因素和管理控制措施，优化发电企业运行，并从综 合成本的控制和管理体制的角度进行分析和探讨，旨在探寻发电企业降低成本的有效途径，并 最终使发电企业在电力市场中赢得“竟价上网的主动权。 关键词：发电成本竟价策略优化运行降本增效 f i r e p o w e re l e c t r i c i t yg e n e r a t i n g e n t e r p r i s e o p p o r t u n i t yo fe l e c t r i c i t yp r i c eb i d d i n g t h e d e p r e s st h ec o s ta n di n c r e a s et h ep r o f itf o r t h ee l e c t r i c i t ym a r k e t i sf a c e dw i t hb o t ht h ec h a ll e n g ea n d e l e c t r i c i t yg e n e r a t i n ge n t e r p r i s em u s t b e i n gi n i t i a t i v ei nt h ec o m p e t i t i o no f h o wt om a k et h eq u o t i n gs t r a t e g ya n dt h eo p t i m i z e do p e r a t i n gs t r a t e g yf o r e l e c t r i c i t yg e n e r a t i n ge n t e r p r i s ei nt h ec o n d i t i o no ft h es e p a r a t i o no ft h ep o w e rp l a n t f r o mt h ep o w e rg r i da n dt h ee l e c t r i c i t yp r i c eb i d d i n ga r ea n a l y z e d ，b a s e do nw i t c h e l e c t r i c i t yg e n e r a t i n ge n t e r p r i s ec a nm a k et h em o s tp r o f i ti nt h ec o m p e t i t i o n f i r s t ，t h ed e v e l o p m e n th i s t o r yo ft h ei n t e r n a la n df o r e i g ne l e c t r i c i t ym a r k e t ， a n dt h eb a s em o d eo ft h ee l e c t r i c i t ym a r k e ta r ei n t r o d u c e d t h ef o r m a t i o no fi n t e r n a l e l e c t r i c i t ym a r k e ta n dt h ec h a r a c t e r i s t i co ft h es t r u c t u r eo ft h ea c t u a le l e c t r i c i t y m a r k e ta r ein t r o d u c e d s e c o n d ，m a t hm o d eo ft h eq u a n t i t y ，c o s ta n dp r o f i t si se s t a b l i s h e d ，b ya n a l y z i n g s o m ee x a m p l e so fb i d d i n gs t r a t e g ya n dt h es t r u c t u r eo ft h ec o s to ft h ee l e c t r i c i t y g e n e r a t i n ge n t e r p r i s ei nt h ee l e c t r i c i t ym a r c r t b ya n a l y z i n gs o m ea c t u a lc a l c u l a t i o n e x a m p l e so fq u a n t i t y ，c o s ta n dp r o f i t s ，t h eb i d d i n gq u o m o d ob a s e do nt h em o d eo ft h e q u a n t i t y ，c o s ta n dp r o f i t si se s t a b li s h e d l a s t ，t h ef a c t o rw it c hh a v ea ne f f e c to nt h es t r u c t u r eo fc o s t ，t h em e a s u r eo f m a n a g e m e n ta n dt h ec o n t r o lo ft h es y n t h e ti c a lc o s ta r ea n a l y z e d t h ew a y ，b yw it c h t h ee l e c t r i c i t yg e n e r a t i n ge n t e r p r i s ec a nd e p r e s st h ec o s ta n db ei n i t i a t i r ei nt h e e l e c t r i c i t yb i d d i n g ，i sd i s c u s s e d k e yw o r d s ：e l e c t r i c i t yg e n e r a t i n gc o s t ，t h es t r a t i g yo ft h ee l e c t r i c i t yb i d d i n g ， o p t i m i z e do p e r a t i o n ，d e p r e s st h ec o s ta n di n c r e a s et h ep r o f i t s 目录 目录 摘要i 第一章绪论1 1 1 课题的研究背景与意义1 1 2 国内外电力市场进程1 1 2 1 国外电力市场发展历史1 1 2 2 国内电力市场发展现状3 1 3 华东电力市场概述与发电企业竞价策略4 1 3 1 华东电力市场简介4 1 3 1 1 华东电力市场建设目标4 t 3 1 2 市场交易规则简介5 1 3 2 竞价策略研究概述6 1 3 2 1 基于成本分析的发电厂商报价策略6 1 3 2 2 基于博弈论的方法7 1 3 2 3 基于最优化方法的发电厂商报价策略7 1 4 此文的主要工作8 1 4 1 此文采用的方法8 1 4 2 此文主要工作及内容安排8 第二章发电企业成本构成分析10 2 1 发电企业在区域电力市场初期的竞争策略10 2 2 发电企业成本构成10 2 3 发电成本在未来的发展趋势1 1 2 3 1 燃料成本持续上涨1 1 2 3 2 用水成本不断升高12 2 3 3 环保成本不断增加1 2 2 3 4 投融资成本也在增加12 2 3 5 电力市场中提供辅助服务的成本：a g c ( 自动发电控制) 成本1 3 2 3 6 电力市场中提供辅助服务的成本：备用成本( 主要是机会成本) 1 4 2 3 7 电力市场中提供辅助服务的成本：无功成本( 主要是机会成本) 16 2 4 对目标发电企业的竞价成本分析17 2 4 1 市场规则对竞价成本分析的影响17 2 4 2 变动成本分析18 第三章发电企业报价策略的研究19 3 1 发电企业报价策略选择的影响因素19 3 2 发电企业报价策略实例分析研究19 3 2 1 市场竞价中标信息分析2 0 东南大学工程硕士论文 3 2 2 发电企业报价策略分析2 0 3 3 发电企业在区域电力市场初期的报价策略2 2 3 3 1 电力市场初期单一购买模式概述2 2 3 3 2 报价策略的制定原则2 3 3 3 2 1 建立与完善相关的竞价决策支持系统2 3 3 3 2 2 利用量本利模型2 3 3 4 基于成本的发电侧报价方法2 5 3 4 1 量本利分析算例2 5 3 4 2 基于量本利分析的报价方法2 6 3 4 2 1 按平均电价报价2 6 3 4 2 2 按成本综合报价2 6 第四章发电企业优化运行对策2 9 4 1 固定成本的控制和管理2 9 4 1 1 降低折旧费用2 9 4 1 1 1 南京热电厂的技改项目管理有自己的特色2 9 4 1 1 2 建立降低新建电力工程造价的有效制度3 0 4 1 2 其它费用的降低3 2 4 1 2 1 实行招投标工作制度以降低采购成本3 2 4 1 2 2 节约用纸以减少办公费用3 2 4 1 3 发电企业的发电项目的投融资成本3 2 4 2 变动成本的控制和管理3 3 4 2 1 加强燃料管理，降低变动成本3 3 4 2 1 1 影响燃料成本的主要因素3 3 4 2 1 2 发电企业控制燃料成本的主要方法3 4 4 2 2 加强节能降耗工作，提高机组效率和性能3 5 4 2 2 1 节能降耗的主要措施3 5 4 2 2 2 降低综合厂用电率3 5 4 。3 综合发电成本的管理3 6 4 3 1 环保成本的控制管理3 6 4 。3 。1 1 环保工程的建设对发电企业的可持续发展的重要意义3 6 4 3 1 2 建设循环经济3 6 4 3 2 加强对运行人员的科学管理3 7 4 3 2 1 实行标杆管理和小指标竞赛3 7 4 3 2 2 员工帮助计划3 7 4 3 3 检修设备的、零缺陷管理，和、状态检修管理3 8 4 3 3 1 发电企业的日常维护实施零缺陷管理3 8 4 3 3 2 状态检修管理3 8 4 3 4 建立完善的电力营销体系并采取科学合理的营销策略3 9 第五章结论与展望4 1 5 1 工作总结4 1 目录 5 2 对未来工作的展望 致谢 参考文献 在学期间发表的论文 v 第一章绪论 1 1 课题的研究背景与意义 第一章绪论 中国的电力工业在历经百年的发展后，目前正逐步从传统的计划经济模式向新型的市场化 模式过渡，不断建立并完善发电侧电力市场运营机制，实行厂网分家，竞价上网。发电厂与调 度中心的功能和职能将发生根本性的变化。在上海、浙江、山东等省市试运行省级电力市场试 点，并取得一定的经验与总结后，华东地区开始实施区域( 华东地区四省一市) 电力市场。为 此，国家电力监管委员会颁布了华东电力市场运营规则l l j 以规范和指导华东电力市场的运 作。同时，为了检验市场规则的有效性，也为电力市场的长期稳定运行积累经验，华东电力市 场分别于2 0 0 6 年4 月和2 0 0 6 年1 2 月进行了两次调电试验，取得了巨大的经济效益与社会效 益。为了更好的适应新规则，帮助发电企业提高新的市场环境下的竞争力。此文以华东地区某 发电公司为对象，以华东电力市场运营规则及其它相关法规为依据，以实现发电厂商利润 最大化为目标，通过对市场规则和发电成本的分析和讨论，并结合现有的报价决策技术，形成 一套适应于华东电力市场现有规则的市场报价策略方案，同时制定发电企业优化运行相关对策 以降低发电厂商运营成本，提高发电厂商的生产效益。 1 2 国内外电力市场进程 电力工业在全世界范围内正发生着深刻的变化，电力工业由原来的纵向一体化的整体体系 被分解成为发电、输电、配电和售电几个独立的市场环节。电力工业的改革目标在于提高电力 生产效率，使电价的形成合理化，从而为社会提供更高质量、更经济、更安全的电力产品，在 电力工业内部建立良好的市场竞争机制，促进电力工业本身的良性发展，并使全社会在电力改 革中获得更好的经济效益和社会效率。 国外的电力市场实践始于7 0 年代末8 0 年代初的智利，其主要动力是政治改革的需要以及 整个能源工业的改革。但真正引起世人瞩目的当属8 0 年代末9 0 年代初启动的英国电力市场改 革，其市场实践令人看到了市场体制的巨大潜在效益。 进入9 0 年代中后期，以“电力市场 为中心的电力产业体制改革之风席卷了整个欧亚、 拉美国家，甚至部分非洲国家( 如南非) 都进行了不同程度的电力市场化尝试。其实质是打破 传统电力产业垄断经营模式、建立电力交易市场，并通过市场对电力供需进行调节，以达到合 理配置有效电力资源的目的。 1 2 1 国外电力市场发展历史 国外电力行业的市场化改革开始的较早。到目前为止，已经形成了较为成熟的市场模式， 并取得了宝贵的运营经验。其中，最具代表性的电力市场模式主要有以下几种。 a 英国电力市场 1 9 8 9 年，英国议会批准了1 9 8 9 年电力法，该法提出了电力产业私有化步骤，为其结构 变革提供了法制框架，并通过了关于英格兰、威尔士和苏格兰地区电力产业的私有化计划，开 始了英国电力产业的第一次改革1 2 j 。英格兰和威尔士地区建立了强制性的电力交易系统电 力库( p 0 0 1 ) 。 1 9 9 0 年4 月 2 0 0 0 年4 月：改造前由中央发电局统一调度，改造后分为四个公司：国家 电网公司、国家电力公司、国家发电公司、国家核电公司。国家电网公司负责日常管理和经营， 建立全国性电力市场体系。其显著的特点是：全部高压电网有国营公司经营管理，电网承担大 东南大学工程硕士论文 量的转运业务。 2 0 0 0 年4 月 2 0 0 5 年4 月：在总结英国和其它国家电力市场近年来的运行经验，并借鉴 其它商品的特点后，英国提出了一种新的、更为完善的电力模式1 3 1 。英国新电力市场主要包括 长期市场( 一年或更长) 、中期市场、短期市场、实时市场。其中长期市场基于年度基本负荷， 通过交易人的双边交易来完成。中期市场基于季度、月或周的基本负荷，可以通过双边交易或 由交易中心产生竟价。短期市场和实时市场通过电力市场联营体实行电力现货交易，发电商将 电卖给电力联合运营中心，大用户或供电公司向电力联合中心购电。由此构成了英国第二次电 力市场体系变革新电力交易制度( n e t a ) 。 2 0 0 5 年4 月：燃气和电力市场办公室提出改革苏格兰地区的电力市场，将n e t a 从英格 兰和威尔士地区推广到整个不列颠地区，建立一个统一的不列颠电力交易与输电制度( b e t t a ： b r i t i s he l e c t r i c i t yt r a d i n ga n dt r a n s m i s s i o n a r r a n g e m e n t s ) ，从而实现在更大范围内通过市场有效 地配置电力资源。b e t t a 的目标是在整个不列颠地区引入批发电力交易和输电制度，促进覆 盖不列颠地区的竞争性电力市场进一步发展，建立统一的不列颠电力市场 4 1 。在b e t t a 市场 中，一个新的、独立的不列颠系统运行机构，负责不列颠地区电力系统的实时平衡与系统调度。 国家电网公司不再是整个不列颠地区的系统运行机构，而只是不列颠输电系统的所有者之一。 b 美国电力市场 美国电力市场化的改革主要可以分为四个阶段：引入供电竞争、电网的开放性接入和传输 服务的非歧视、独立系统运营商( 1 s o ) 、电力区域传输组织( r 1 o ) 。 1 9 7 8 年美国公共事业管制政策法的通过标志着电力供应环节的竞争开始引入。 联邦能源管理委员会( f e d e r a le n e r g yr e g u l a t i o nc o m m i s s i o n ，f e r c ) 在19 9 6 年颁布了第 8 8 8 号、第8 8 9 号法令，开始对垂直一体化的公用电业进行体制改革。要求各电力网络运行商 必须采用普遍适用的开放接入传输服务收费来消除不合理的电力传输服务，同时还要求所有的 电力传输设备的所有者向即时信息系统数据库提供关于可使用传输容量、备用容量、传输辅助 服务价格等信息。 美国电力市场以p j m 和加州的市场体系为代表。各电力市场的组织者对于各自市场的理 解也不尽相同。 p j m 由8 家电力公用事业单位组成，是北美最大的电力库系统。根据协议，各电力库成 员仍然保持独立，并拥有其所属的电力传输系统的所有权和控制权，但共同让出部分权力给各 成员单位代表组成的管理机构及其下属机构。由管理机构及其下属机构负责电力库覆盖范围的 电力传输设备的使用、维护，保证系统稳定性和可靠性，并统一制定各成员的装机容量计划和 备用容量计划等。 在市场交易方面，只拿出少量电量( 2 0 左右) 参与竞价，其余大部分电量都用于满足长期 双边合同的要求以保证可靠供电。由于该模式的成功，f e r c 以p j m i s o 为蓝本制定了标准 市场设计( s t a n d a r dm a r k e td e s i g n ，s m d ) ，并向全国推广。目前p j m 市场也是国内外相关领域 研究的热点，其市场的透明程度之高也为广大的研究工作者提供了难得的实践参考与数据来 源。 加州电力市场则与p j m 有所不同。发电厂以及发电公司，可以直接和用户签订合同。另 外，新成立电力交易市场( p x p o w e re x c h a n g e ) ，它了解发电和用户的情况，发布信息并提供 电力电量交易合同服务。p x 可作为交易竟价中心，按供求曲线确定市场出清价( m c p m a r k e t c l e a rp r i c e ) ，并以此作为电能交易结算依据1 5 1 。 同时，还要有一个独立的系统运行机构i s o ( i n d e p e n d e n ts y s t e mo p e r a t o r ) ，类似于现在的 调度控制中心。i s o 的主要职责是保证系统电网的安全运行，运行方式的制定、适时调度、系 统监控、在线安全分析、市场管理、及经营辅助服务( a n c i l l a r ys e r v i c e s ) 。 各电力公司将电能卖给p x ，辅助服务卖给i s o 。辅助服务提供输电系统支持服务以保证 电力系统可靠运行。 目前加州的p x 与i s o 都是独立的非赢利机构，它们既不拥有发电设备，也不拥有输配电 设备，以保证处理问题的公正性。系统中电网与配电公司( u d c - _ iy t i l i t yd i s t r i b u t i o nc o m p a n y ) 2 第一章绪论 为电力零售商和用户提供开放的输、配电服务。 而在市场交易方面，加州电力市场的i s o 则认为，参加竟价的电量愈多愈好，有利于公 平竞争，但其对电网运行可靠性重视不够，因此在2 0 0 0 年 2 0 0 1 年出现了能源危机，造成了 较大损失。 c 北欧电力市场 北欧电力市场是目前世界上唯一的跨国电力市场。挪威、瑞典、芬兰、丹麦四个国家先后 进行了模式类似的电力市场化改革，并建立了北欧联合电力交易市场。各国电网公司作为各国 的系统操作员负责各自系统的安全运行，并对跨国交易进行协调。联合交易市场是自愿参与的 市场，包括现货交易、期货交易、期权市场和平衡市场组成。在期货市场与期权市场中，市场 参与者通过签订预约合同或者契约合同来回避将来可能的价格波动风险。在现货市场中，采用 边际定价方法确定系统电价( 所有发电商报价形成的供给曲线和所有需求报价形成的需求曲线 的交点就是系统电价) ；在平衡市场中，在运行前两小时，各发电商在既定的发电量基础上增 出力或者减出力报价，交易中心采用边际定价方式进行结算。各国电网公司的调度中心负责各 自系统的安全运行与控制，通过建立电力平衡市场和平衡机制来解决系统实时平衡问题，同时 通过合同购买各种辅助服务来维护系统的安全运行。 1 2 2 国内电力市场发展现状 中国电力产业的改革始于上世纪8 0 年代初的“集资办电政策。中国电力产业改革先后 经历了完全垄断、集资办电、模拟电力市场、电力市场试点以及“厂网分开、竞价上网实施 等多个阶段。 1 9 9 8 年原国家电力公司确定了“厂网分开 、“省为实体 的改革方向，并指定山东、 浙江及上海等省市电力公司为电力市场试点单位( 随后东北三省也试行统一的电力市场) ，并 于2 0 0 0 年初正式投入商业化营运，取得了较理想的经济效益和社会效益。 2 0 0 2 年1 1 月，包括5 家发电集团，2 家电网公司和4 家辅业集团在内的1 1 家新组建或改 组的电力企业正式成立，宣告中国电力工业垄断时代的结束。由于2 0 0 3 年开始的缺电严重困 扰了中国经济的发展与电力工业自身的发展，到2 0 0 3 年底，全国已有2 1 个省市不同程度的出 力拉闸限电。同年7 月浙江电力市场的试点和竞价上网停止。 电力工业的改革举步维艰，为了缓解中国电力能源的紧缺，电源建设和电网建设进入了高 速发展阶段。2 0 0 5 年中国电力达到基本的供需平衡，电力短期过剩已成定局。 2 0 0 4 年5 月1 8 日，华东电力市场第一阶段试点工作正式开始，月度竞价模拟市场正式运 行。 2 0 0 4 年1 2 月，东北电力市场正式试运行，是中国最早进入试运行的区域电力市场。试运 行暴露出了较多的问题，突出表现在平衡帐户的亏损，2 0 0 5 年亏空了3 5 亿元，2 0 0 6 年仅两 轮年度竞价亏空就超过3 0 亿元。目前，东北电力市场处于暂停总结阶段。 2 0 0 5 年1 0 月2 8 日，华东电力调度中心成功开始了日前市场竞价模拟，在国内属于首次。 设计了优化的日前竞价交易模式，使得华东电网的资源优化配置和分区控制有机的结合。引入 了多种市场风险控制手段、日前市场全电量报价模式、采用节点电价形成机制等。 2 0 0 5 年1 1 月2 1 日，南方电力市场模拟运行正式启动。南方电力市场采用多买多卖的双 边交易市场模式，首次选择电力市场交易机构和调度机构分设体制，在竞价排序中引入输电费 用、输电损耗等市场交易参数。 2 0 0 6 年4 月2 6 日至2 8 日，华东电力市场成功的进行了为期3 天的技术联调和调电试验， 试验结果取得了令人满意的成绩。 2 0 0 6 年1 2 月2 0 日至2 6 日，华东电力市场又进行了历时7 天的第二次调电试验。通过对 交易结果的分析，按照市场价格结算电量中不同大小机组的电量安排来看，与计划方式相比， 6 0 0 m w 及其以上机组多发电量1 0 5 亿千瓦时，市场成交价格较国家核定平均上网电价有明显 3 东南大学工程硕士论文 下降。调电试验进一步检验华东电力市场适应不同外部环境的能力，检验华东电力市场规则、 技术支持系统和生产结算流程，增强市场主体的实战能力，为下一步开展正式试运行奠定基础。 1 3 华东电力市场概述与发电企业竞价策略 1 3 1 华东电力市场简介 华东电网覆盖上海、江苏、浙江、安徽、福建四省一市，是中国乃至当今世界最大的区域 电网之一。截至2 0 0 5 年底，华东电网统调装机1 0 3 7 9 万千瓦，其中，火电装机8 8 1 0 万千瓦， 占8 4 9 ；水电装机1 2 5 8 万千瓦( 含抽水蓄能机组1 9 8 万千瓦) ，占1 2 1 ；核电装机3 0 7 万 千瓦，占2 7 。华东电网以5 0 0 千伏双环网为主要输电网架，四省一市各以2 回及以上5 0 0 千伏线路与华东主网相联，并通过葛沪、三常、三沪三回直流线路与华中电网相联，通过阳城 至江苏5 0 0 千伏交流线路与华北电网相联。 2 0 0 5 年，华东电网统调最高负荷8 5 8 2 万千瓦；全社会用电量6 1 0 0 亿千瓦时。预测，“十 一五 期间华东电网用电仍将较快增长，2 0 1 0 年华东电网最高负荷1 3 6 亿千瓦；年用电量8 5 0 0 亿千瓦时。目前，华东电网在建机组规模较大，“十一五 计划投产电源规模达6 2 4 1 5 万千瓦。 总体看来，“十一五 期间华东电网电力供应将出现供大于求的局面，但由于部分地区用 电需求增长的不平衡、电网侧与发电侧发展水平的不一致，加之用电高峰都在夏( 冬) 季，省 市间用电负荷的互补性有限，可能出现地区性、时段性的用电紧张情况。 除区域内发电企业提供电能外，华东电力市场还接受来自于华东四省一市以外区域的电 能，包括三峡、阳城、葛洲坝、湖北、河南、川渝等地区。 1 3 1 1 华东电力市场建设目标 1 建设华东电力市场的总体目标是：引入竞争机制，打破市场壁垒，实现电力资源优化配 置，促使电力企业加强管理、提高效率、改善服务，形成政府监管下的统一、开放、竞争、有 序的区域电力市场。 2 依据华东电力市场试点方案，华东电力市场的建设分三期实施。其中，华东电力市 场一期的目标是：建立华东统一的电能交易平台，部分电量在这一平台上统一竞争，有步骤地 开展大用户直接向发电企业购电试点，建立华东电力市场运营的法规体系和监管组织体系，改 革和完善电价制度，初步建立输配电电价体系，建立统一竞争、分区控制、区域和省( 市) 协 调运作的华东电力市场。 二期目标：逐步增加参与竞争的发电企业的范围，增加竞争电量的比例，增加电能交易品 种，开展大用户、独立配售电企业与发电企业的双边交易，开展辅助服务和输电权交易，增加 交易品种，完善电价管理和市场价格监管制度，建立统一运作的华东电力市场。 三期目标：随着电力体制改革的深化，在售电环节引入竞争机制，所有具备条件的发电企 业和用户直接参与市场竞争，开展电能金融合同交易，形成政府监管下的统一、开放、竞争、 有序的华东电力市场。 目前，华东电力市场的建设处于第一阶段，即建立了华东统一的电能交易平台，部分电量 ( 约占总电量需求的1 0 ) 在该平台上统一竞争。同时，将该统一市场( 称为主市场) 又按 交易时间进一步划分为月度市场和日前市场两部分，各市场参与方分别在这两部分市场中进行 集中竞价交易，并按照交易出清结果安排各市场参与机组的次月( 日) 发电计划。电力交易发 生时，如出现负荷波动或故障时，则由相关电力调度机构进行实时平衡，平衡电量则按照相应 合同价格进行结算。 4 第一章绪论 1 3 1 2 市场交易规则简介 华东电力市场范围内的机组分为a 类机组和b 类机组，其中a 类机组为单机额定容量 1 0 0 m w 及以上常规燃煤机组，其余为b 类机组主要包括核电机组、水电机组、抽水蓄能机组、 燃气( l n g ) 机组、燃油机组、i o o m w 以下的燃煤机组、风力、垃圾焚烧发电等属可再生能 源范畴的机组、热电联产机组、自备电厂所属机组、其它非a 类的统调机组等。a 类机组必 须参加主市场的集中竞价交易，即月度市场交易与日前市场交易，b 类机组的发电计划仍按照 传统调度方式进行排定。 a 月度市场交易规则 1 实行峰电量、谷电量分别竟价，发电企业对峰、谷两时段分别提交发电报价，省( 市) 电力公司对峰、谷两时段分别提交购电报价。 2 本省( 市) 范围内发电机组的中标电量视作月度合同处理，合同的买方为省( 市) 电 力公司，卖方为省( 市) 范围内中标的发电机组，月度中标电量为月度合同电量，月度竞价中 标电价为月度合同电价。 3 发电企业月度报价曲线以机组为单位，对于峰、谷分别提交报价曲线。 4 注册机组的报价必须符合以下要求： ( 1 ) 每台机组按峰、谷时段分别申报售电段电价，电价以人民币元m w h 为单位( 含增值 税) ，不保留小数点； ( 2 ) 各机组申报的段电价不得超过发布的最高限价，高于最高限价的报价按最高限价作相 应处理； ( 3 ) 各机组申报的段电价不得小于零； ( 4 ) 机组申报的月度竞价交易电量不得超过月度申报电量上限，且不得小于零。 在发电企业形成月度市场竞价策略时，现阶段市场实际只接受企业对于峰、谷电价的申报， 而电量则由华东网调公布。 5 发电企业竞价前可获得的基础数据为： ( 1 ) 竞价月各省( 市) 峰、谷总用电需求预测量； ( 2 ) 竞价月各省( 市) b 类机组分月计划电量总额； ( 3 ) 竞价月省( 市) 联络线传输电量限额； ( 4 ) 竟价月各市场主体的购售电申报电量上限( 企业机组) 。 6 发电企业竞价后可获得的基础数据为： ( 1 ) 月度竞价交易峰、谷分省市场清算价； ( 2 ) 月度竞价交易峰、谷分省中标电量； ( 3 ) 各机组月度竟价交易峰、谷中标电量、中标电价( 企业机组) ； 7 月度竞价交易按高峰时段、低谷时段分别出清。 8 华东电力调度交易中心将按网损折算后的发电报价和购电报价统一排序，形成全网发 电报价曲线和购电报价曲线，其中月度购电报价曲线按电价降序排列，月度发电报价曲线按电 价升序排列。 b 日前市场交易规则 1 执行日、竞价日、申报日和交易时段。 ( 1 ) “执行日 为执行日前计划的自然日，以1 5 分钟为周期划分交易点，每执行日含9 6 个交易点，相邻两个交易点间为一个交易时段： ( 2 ) “竞价日”为“执行日 前一个“工作日”，“工作日由华东电力调度交易中心安 排并公布，竞价日内，发电企业进行报价，并通过市场运营系统产生执行日的调度计划； ( 3 ) “申报日 为“竞价日”前一个“工作日”，省( 市) 电力公司从申报日开始数据申 报。 2 发电企业日前竞价交易报价以机组为单位完成报价，各机组申报的最高报价不得高于 最高限价，最低电价不得低于零。 5 东南大学工程硕士论文 3 每台机组在执行日每个交易点的报价曲线最多允许申报1 0 组( 段电价，段电力) ，段 电力以i v l w 为单位并不小于零，段电价以元m w h 为单位：段电力含一位小数，段电价为整 数。 4 从一个段到下一个段的电价必须单调递增，每台机组在每个交易点最后一段的段电力 必须等于机组最大允许出力。 5 华东电力调度交易中心以执行日每一交易时段的全网购电成本最小化为目标函数，通 过带安全约束的优化计算出清市场，获得日前竞价交易的发电计划和节点电价。 6 发电企业竟价前可获得的基础数据为： ( 1 ) 执行日每个交易时段的华东负荷预测，9 6 点区外来电负荷和联络线9 6 点潮流； ( 2 ) 执行日a 类发电机组检修总容量； ( 3 ) 执行日各机组已安排每个合同出力计划、月度竞价交易出力计划( 此企业机组) 。 7 发电企业竞价后可获得的基础数据为： ( 1 ) 各省( 市) 参考节点各交易时段的电价； ( 2 ) 各机组的日前发电计划( 此企业机组) ； ( 3 ) 各机组的节点电价( 此企业机组) ； 8 华东电力调度交易中心应统计发电机组在日前竞价交易中的中标电量情况并定期予以 公布。 c 实时平衡和辅助服务 1 实时平衡按照现行调度管辖范围的划分，华东电力调度交易中心、各省( 市) 电力调 度交易结算中心负责各自调度管辖范围内的安全责任。 2 华东电力调度交易中心负责调用华东直属和代管发电机组的辅助服务；省( 市) 电力 调度交易结算中心根据华东电力调度交易中心的要求，负责安排省( 市) 内机组的辅助服务； 发电企业应采取一切合理措施确保具有辅助服务能力的机组能够提供辅助服务。 从华东电力市场的规则来看，其实时平衡和辅助服务暂未开展集中竞价，市场交易的主要 组成部分集中在主市场。因此此文着重解决的是针对上述规则的发电企业主市场报价策略的形 成问题，而对辅助市场只讨论因提供辅助服务随之而来的相关成本的变化。同时还可以看到， 由于月度市场只进行峰、谷时段的单一电价的申报，较之日前市场的竞价相对要简单很多，为 了突出此文的论述重点，此文后续章节将只针对日前市场的竞价策略进行分析。 1 3 2 竞价策略研究概述 在非完全竞争的电力市场中，发电企业可以通过策略性的报价获取更大的利润。近年来， 国内外在发电企业报价决策方面做了大量的研究工作。现有的方法主要有以下几种：基于预 测下一交易时段市场出清价格；基于博弈论求取市场均衡点；估计其它对手的报价行为； 历史经验方法；基于边际价格的方法等。其中有些方法过多依靠经验，缺乏理论支持，有 的方法对于实际市场做了过多的假设，使得结果与实际的市场行为有较大的偏差。 1 3 2 1 基于成本分析的发电厂商报价策略 基于成本分析的方法是目前国内电力市场试点省市中参与竞价上网的发电厂商应用最普 遍的一种竞价策略。其核心思想是首先明确本厂的实际发电成本，然后加上一定的利润率作为 其报价。此方法具有原理简单、操作方便、易于掌握，并可与发电厂现有m i s 系统结合使用 等特点。但由于该方法没有考虑其它发电厂商的报价情况及系统中负荷的实时波动，因而很难 达到利润最大化的目的，根据该方法制定的报价只是一个可接受的报价而不是最优报价。 文献【6 】以实时成本为基础制定发电厂商的报价策略，其报价为在实时成本的基础上加上 利润和税金作为其报价；并考虑在不同负荷时段设置不同的利润率。文献【7 】将发电厂商的成 本分为固定成本和变动成本两部分，指出只要上网电价高于变动成本，就要尽可能多争取上网 6 第一章绪论 容量；并给出了能快速制定报价的利润曲线图。 1 3 2 2 基于博弈论的方法 文献【8 】对博弈论在电力市场中的应用作了比较全面的综述。应用博弈论方法的报价策略 大致可以分为两类 9 1 。第1 类是基于矩阵博弈模型，首先将候选的报价策略表示为离散量，以 适应这种模型的特点。当报价策略为几个离散点时，可以构造各个发电厂商采用不同的策略组 合时的收益矩阵( p a y o f fm a t r i x ) ，进而找到一个平衡的报价策略组合，该平衡点对应于最优 的报价策略。然而，实际上报价策略是连续量，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报价策略为公共 信息，这肯定是不现实的。也许这种方法可以粗略分析发电公司的策略性报价行为，但不适用 于用来发展系统的报价策略。第2 类是基于寡头博弈模型( o l i g o p o l yg a m e ) ，主要包括c o u m o t 模型、b e r t r a n d 模型和供应函数模型( s u p p l yf u n c t i o nm o d e l ) 。其中c o u m o t 模型和供应函数 模型更符合电力市场实际情况。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报 价策略，但是这些模型更适合于分析电力市场中潜在的市场力，而不是构造报价策略。这主要 是由于在应用这些模型时作了很多简化假设，这样得到的平衡点对构造报价策略可能没有什么 实际意义。此外，这种方法的一个重要缺陷是假设所有发电厂商的成本信息是公共信息，而在 电力市场环境下，要获得对手的生产成本相当困难，在目前的过渡时期可能还有可能获知，但 随着市场的进一步完善，发电厂商的成本信息将越发成为一种私有信息。 文献【1 0 】在寡头市场下建立了不完全信息下的古诺博弈模型。文献【l l 】 1 2 】应用供应函数模 型对寡头博弈的均衡解进行了分析。文献 1 3 g r 叹边交易均衡点的求解过程中应用了网络优化技 术。文献1 1 4 用虚拟竞争对手的概念，将多人博弈问题简化为两人博弈问题，并研究了重复博 弈问题。文献【15 】研究了简易当量电价体制下的双寡头古诺博弈模型，在纳什均衡点的求解过 程中采用了网格收索算法。文献 1 6 1 7 1 应用供应函数模型研究了远期合同对发电厂商在现货 市场中报价策略的影响。 1 3 2 3 基于最优化方法的发电厂商报价策略 基于最优化方法的发电厂商报价策略通常是构造一个两层的优化模型。上层优化模型是发 电市场的出清模型，电力市场运行机构根据发电厂商的报价及预测负荷( 或负荷报价) ，按照 整个电力市场运行成本最小( 或社会福利最大) 的原则，确定发电调度计划及市场出清电价。 一般情况下，通过求解相应的k t 条件可以得到市场出清电价。下层优化的目标是发电厂商利 润最大化，两层优化之间通过市场出清电价进行协调与联系。最初的研究假设已知市场中其它 发电厂商的报价；但是在实际的电力市场当中几乎不可能确切知道竞争对手的报价情况。因而 进一步的研究假设其它发电厂商的报价服从某一个概率分布；并且通过某种方法，可以估计出 其它厂商报价的概率分布，进而发电厂商的最优报价问题成为一个随机规划问题。 文献【1 8 】 1 9 】假设其它发电厂商的报价有限种可能，即其报价服从一个有限的离散概率分 布，然后利用类似穷举的方法得到自身的最优报价策略。文献【2 0 】假设其它发电厂商的报价服 从连续正态分布，然后通过m o t ec a r l o 模拟的方法求解自身的最优报价策略；文献【2 l 】、【2 2 、 【2 3 分别将该方法扩展为考虑大用户报价、同时考虑主市场和辅助服务市场竞价和发电厂商分 段报价的竞价策略。文献 2 4 】以发电厂商利润最大化为目标，根据厂商之间供需互补的关系， 在满足运行约束的条件下，得到机组报价曲线的最优调整策略。文献【2 5 】在两层优化模型中采 用了基于内点法的最优潮流模型作为电力市场出清模型，并分析了发电出力，电厂收益及潮流 对电厂报价的灵敏度。文献【2 6 】考虑了机组的自组合问题，将市场出清电价作为两层优化间的 协调变量。与上述文献不同，文献【2 7 】在一些简化条件下，根据报价是否成功的概率得到发电 厂商的期望收益，并由此得到使发电厂商期望收益最大报价策略。 7 东南大学工程硕士论文 根据最优化方法制定发电厂商报价策略时，难点之一是如何估计对手的报价情况，文献 【2 8 2 9 根据边际成本的定义和随机生产模拟技术，提出了一种短期边际发电成本的概率学预 测方法，但由于需要知道每个发电单元的具体情况，在实际电力市场中很难直接应用。由于精 确预测每一发电单元的报价情况很困难，文献 3 0 】【3 1 分别用模糊理论和可能性理论来描述对 手的报价情况