（电力系统及其自动化专业论文）电力市场下发电厂运营的风险评估和分析.pdf

竺 坠里 s ke v a l u a t i o na n d a n a l y s i s f o r p o w e rp l a n t o p e r a t i o n i np o w e rm a r k e t a b s t r a c t w i l hc o m p e t i t i o ni n t r o d u c e dt ot h es u p p l i e ds i d ep o w e rm a r k e t t h em a n a g e ro fp o w e rp l a n t c o n c e r na b o u th o wt og a i nm o r e p r o f i t sa n dt r yt or e d u c ea n yu n n e c e s s a r yl o s s t h em a i n t a s kf o r t h et h e s i si st oa n a l y z ep o w e r p l a n to p e r a t i o n r i s kw i t ham e t h o df o rr i s km e a s u r e m e n t t h ew o r k o ft h e s i s sb a s e do nv a l u e a t r i s kw h i c h su s e df o rm e a s u r er i s kt oc a r r yi to u t f i r s t l y t h e s i sw i l lg i v et h ed e f i n i t i o n o fv a ra n dt w oc a l c u l a t i o nm e t h o d s p a r a n v t c ra n d n o n p a r a m e t e rm e t h o d t h eb a s i cc a l c u l a t i o ni d e o l o g yo fh i s t o r ya n dm o n t o c a r l os i m u l a t i o nj s g i v e ni nt h e s i s t h ev a l u e a t q i s ko fa s s e t sp o r t f o l i o sc a nb ec a l c u l a t e dt h r o u g hc o e f f i c i e n tm a t r i x f r a m e w o r ko ft h ev a rc a l c u l a t i o nf o rs h o r t t e r mg e n e r a t i o na s s e t an u m e r i c a le x a m p l ei s g i v e nt oc a l c u l a t ev a r w i t hh i s t o r ym e t h o d an e wm o d e lo fg e n e r a t i o nr e v e n u ew h i c hi s a d a p tt o i t o p r o c e s s i nm a r k o vp r o c e s si s c o n s t r u c t e d m o n t e c a r l om e t h o di sa p p l i e dt os i m u l a t et h er e v e n u eo fg e n e r a t i o nd u r h gt h e p e a k s h o u l d e ra n db a s ej o a dt i m et oe d u c et h ep r o b a b i l i t yo f u n i t p r o f i td i s t r i b u t i o n t h e m e t h o d p r o v i d eam o r ef e a s i b l ew a y t oc a l c u l a t ev a r t h et h e s i sa n a l y z et h er i s ke f f e c to fu n i tb i d d i n g s t r a t e g yt h r o u g h v a rc a l c u l a t i o n t h eb i d d i n g s t r a t e g i e su n d e rb i l a t e r a la n dp o o lm o d ea r es i m u l a t e d t h eu n i tr e v e n u eu n d e rb o t hm o d e sa r e a n a l y z e d m a r k e tc l e a r i n gp r i c e su n d e r d i f f e r e n tb i d d i n gs t r a t e g ya r es i m u l a t e dw i t hm o n t e c a r l o m e t h o d o nw h i c hv a rc a l c u l a t i o ni sb a s e d i ti s p r o v e d t ob em o s t 它a s i b l ef o r b i d d i n g a c c o r d i n gt ou n i tm a r g i n a lc o s t a tl a s t t h et h e s i sf u r t h e rp r o v i d ed i s c u s s i o nt h ee f f e c to fp o w c rp l a n tr i s kw i t hd e m a n ds i d e p a r t i c i p a t i n g i nu n i tb i d d i n ga sf i c t i o n a lg e n e r a t i o n t h e c o n c e p to fd e m a n d s i d eb i d d i n gi ss t a t e d a n dc o s tm o d e lo fd s bi sc o n s t r u c t e d t h ec o s to fs h i f t i n gp e a kl o a db e t w e e n g e n e r a t i o na n d d s ba r ec o m p a r e d o n eo ft h em a i nf a c t o r so fp o w e rp l a n tp r o f i tv i b r a t i o ni st h e m o v a b i l i t yo f s p o t m a r k e tp r i c e d e m a n ds i d eb i d d i n gh a v i n ge f f e c to ns p o tm a r k e tp r i c e w e l a sp o w e r p l a n to p e r a t i o nr i s ki sa n a l y z e di nt h et h e s i s k e y w 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 第 页 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i f 不包禽 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 的学位或证书面使用过的材料 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 研究生签名同期 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 允凶 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 论文的公斫j 包括刊登 授权东南大学研究生院办理 研究生签名 导师签名f i期 第一章绪论 1 1 引言 第一章绪论 l u 力i 业l 牛遍采州发 输 配 供乖直 一体的肇断返营模式已经7 f 阳 的历止 i u 力i 业是一种规模经济 具有天然的垄断性 由丁电力系统中的发 输 配l u 的改稀在物 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 白从1 9 9 0 年英固推行l b 力 市场改革以米 许多国家 包括经济发达国家 中等发达国家和第三1 l 界国家都进行了l b 力i 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 化的目的是打破携断 促进竞争 这样必然给电力系统的各个环肖造成一定的冲击 损害 举断行业的既得利茄 发电厂作为电力系统中的一个重要生产环 竹 随着i u 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剑改变 所以分析新市场形势f 发i b 厂 的运营模式 对于止确评估发电厂资产和运营的风险还是及其必要的 当时 我国电力 i 业改革的人趋势是实现商业化返营 走向市场 其总体目标是 扣 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 健进i u 力发展 构建政府监管r 的政企分开 公平竞争 开放有序 健康发展的电力市场体系 l 乜力市场健康发展利丁提高电力 业效葡 所以电力企业合理利 j 汞吩配资源 降低 电能成本 增加企业收入是企业寻求发展的途径 1 9 9 8 年8 月 国家l h 力公司制定丁 实行网厂分开建立发电侧 乜力市场的实施 c 案框 架 试行 1 9 9 9 年国家经贸委电力 1 9 9 9 11 6 1 号 关t 进行厂网分开竞价上网试点有 关问题的通知 以及国家经贸委 国家发展计划委员国经贸厅电力 1 9 9 9 4 3 2 号 荚丁 成立厂网分开 竞价上网试点 1 作d i h 的通知 中规定开始在山尔 上海 浙 l 辽 j 古牛术 黑龙江成立厂网分开 竞价上网试点l 作 网厂分开是将电网经营企业拥有平 管理 的发电厂从其企业经营中分离山米 形成独立经营与核算的发电企业法人实体 与其它独 立发i u 厂参与发i h 市场的竞争 网厂分开以省级电力市场内的独立发电企业为发i 乜侧 i a 力 市场竞争主体 按照同网 同质 同价的原则 实行公平竞争 竞价上网 电网经营企业 应按j i 国家有关法律法规政策规定进行公平调度 发电公司可以由一个人型发l 乜厂组成 也可以由儿个发电厂组成 一个叱网麻同时具有彼此独立的儿个发电公司参与l b 力市场竞 争 住我国传统电力体制r 在对待不同产权的发电厂往往有两科 倾向 其一是对系统内 的发i u 厂采取保护主义 优先保证此类电厂的发电揖 忽略了发电厂的效率 这样降低了 社会的总体敛茄 损害了投资环境 其一二是为了吸引外资 给予电厂种会种优惠待遇 使 其不承担风险就可以获得利润 损害了国家的利茄 而在市场经济条什r 一个完善的l b 力市场应该具备以r 条什 电力生产随着电力川户的需求而变化 l u 力川户会对l b 力价格做出响麻 白由哭卖的市场机制 灭方无肇断行为 变方无携断 7 为 i 前我国l h 力i 业的逛营和以上条仆有很人的筹距 近儿年我国一些l b 网和钳级l u 力 公司也做了一些有赫的尝试 但是电力体制不适l t z i 4 会主义市场经济体制的弊端仍然存在 第1 i 东南人学删1 学位论文 第十个五年规划 们间 我国电力体制改革的主要任务是 实施厂网分开 重组发l u 和 咀网企业 实行竟价上网 建立电力市场运行规则年i l 政府监管体系 初步建立觅可 丌放 的区域电力市场 实行新的电价机制 1 制定发电排放的环保折价标准 形成激鼢消沾i b 溺 发展f 内新j j l i p j 开展发l u 企业向人川户茴接供电的试点i 作 改变l u 嘲企 i k 独家 j 必1 u 力 n q 格局 继续推进农村l l 土力管理体制的改革 2 0 0 2 年1 2 川 旧家l u 力公l d 已重自l 为1 埘家 i u 网公司羊i 5 家发电公司 标志着我国也力市场化改革己进入到实质性阶段 l 也力市场的实质是通过建立一个充满竞争和选择的电力系统运营环境来提高整个 u 力i 业的经济效 f j 竞争和选抒是市场机制互相依存的两方面 从 发l u 侧 来看 l u 力 市场的本质是引入竞争机制 并个发i i 土厂可以充分挖掘备白的淋力 努力降低发 h 成本 提高企业的经济效黼 从 需求侧 的角度来看 i 也力市场的本质为i h 力终端 t j 户提供r 更多的选择机会 它们通过选择使川供i b 价格最低的电能米降低其生产成本 馊其更具觉 争力 我国目前电力体制改革的重点2 一是在发i l l o j g i 入竞争机制 多种经济成分 所订 制形式的独立发电厂 i p p 参与发电侧的市场竞争 这样促进了电力企业的运营摸式从带 断走向竞争 从集中控制走向市场调 h 在这种返营模式 卜 发l u 厂独立承担建设和运行 晌风险 这种赴发电侧引入竞争的模式结构 如图1 1 所示 图1 1 在发电侧引入竞争的电力市场运营模式 在发电侧引入竞争的电力市场模式f l i 王网远营管理机构成为i 乜网返行中枢 独立发 i u 厂必须把l b 卖给电网运营管理机构 电网运营管理机构义把电囊给配电公司 也网管理 机构既要负责整个电能的买卖管理 义耍负责整个电网的安全运行 田此l 乜网管理机构成 为整个电网的运行中枢 采川这种运营模式的电网之间也可以进行电力交易 但只能住i u 网运营管理机构问进行 l b 网运营管理机构能否确保 公平 公止 公开 的原则 正确 地处理各方之间的利筛关系 成为这种运营模式健康运行的前提条件 为保证不同经济形 式 不同经济成分的发电厂平等地参与竞争 必须在发也厂之间引入竞价上网机制 3 t 4 i 4 定相应的法规 使电网买电过释白始至终处于法律和政府监管部门的有效监督之f 以维 护i h 力市场的顺利运行 当然 监管部 可以根据国家能源开发政策及有关法规对符种1 同类刑发电厂获取的利润进行宏观凋控 1 1 1 丁i 乜力不易储存以及电力的输送费 l 非常昂贵 l b 力乖场乖l 其它t 扛场相比较存纯锹 人怕筹删 l u 力市场贝有明照的季仃性和波动性 有其在发i u 侧引入竞争的i u 力市场模式 第2 页 第一章绪论 f 这种特性会更加明显 1 2 发电厂运营中的发电成本特性 随着l 乜力体制改革的进一步深入 在发电侧引入竞争必然给发l 乜厂造成一一定料皮的冲 击 在p o w e r p o o l 中 发i b 厂成为白主经营 自负盈亏的实体 以利润最人化为h 标 分 析发l u 厂成本特性对于发电厂的资产评估和收益分析都是板有必要的 在经济学中 短删成本是指在一段时 j j 内 企业无法改变其川定改箭所限定f 由规 i 5 l 短期成本包括两类 一是同定成本 而是二是可变成本 吲定成本指的是不随产姑变动而 变动的成本 可变成本指的是随产龉变动而变动的成本 总成本 t o t a l c o s t 是企业为购买投入 设备 人力 所支付的货币总h j e 等n l 定成本年 可变成本之和 发l b 公司的厂脐 机组及其它设备的投资都属丁 定成本 发i h 公司的人员 1 资 检修成本等日常开支也基本上属于嗣定成本 由丁i 州定成本是一定要发 生缄已经发生的成本 所以发电厂在做山短期经营决策时可以不考虑这些1 1 i i 定成本 冈此 发电厂的可变成本主要指而燃料成本和机组的启停成本 进行风险分析时土要考虑一些波 动硐素 所以本文主要根据可变成本分析机组利润 文献1 3 2 1 分析r 煤质对发电厂机组山 力 热耗 可川率以及发电成本的影响 文献f 3 3 1 通过试验给山了发l 乜机组在不同运行负 荷r 的煤耗数据 分析了发电山力和煤耗的芙系 机组的燃料成本可以用式 1 1 表示 c f p j 口 a 1 只 口2 只2 p 1 1 式中 c 只 p j 一 发电机的燃料成本 a o a l 口2 一系数 口o 0 a tz o a 2 王o p 一一发电机住t 时刻的l n 力 j f 一一t 时段燃料价格 其l t a 0 表示机组存在空载运行成本 除了燃料成本以外 热力发电机组还存在着启停成本 由丁系统负荷的波动尤其是季 仃性负荷的影响 峰谷著的加人使得发l b 机纽不得不频繁地启停 机纽频繁启停给发l u 厂 带米了i 1 人的损火 合理分析发电机组启停过样中的损火能够优化生产环肖 降低发电厂 的风险 机 f l 启停过程中的热能损火与机纽璀号 容量 管道以及启停方式有关 一般引起的 损火包括三个方面 直接的燃料损耗 辅助设备耗电损耗 辅机耗汽 赴全部启停过程中 总的燃料损失可以抖jf 列线性关系表示 曲 k t 1 2 式中 8 一一总的燃料损火 i k 一一在第i 阶段由第j 种冈素引起的线性损火冈子t t m i n 第3 页 东南人学顺i 学位 仑立 百j 一一在第i 阶段 第j 种闻素作h j 的时间 r a i n 其中主要门结为二种闪素 表达式分别为 直接的燃料损耗冈子足 堕 7 0 0 0 r 辅助设备耗电损耗因子k j e b o 1 0 一 f 二 附加能源损失 辅机耗汽 困子k 警 式c j g g 一一分别为在第i 阶段时间内燃料消耗堵及辅机耗汽越 l i i 一一分别为辅机汽渊的焓雨l 凝结水的焓 k g q r 一一燃料的低位发热最 驯k g e 一一热价系数 e 一一第i 阶段总耗l u 鼍 k w h w 一一额定供l h 煤耗率 k w h 机组启停过剃可以分为以f l 个阶段 停机降荷过程 机组停运过科 锅炉点火准备阶段 点火 升压 冲转 井网 升负衙过科 设备的热状态稳定过程 箨个阶段损火情况如r 1 停机一一由开始降负荷至机组解列 由丁在停机过群中 设备要向蒸汽释放一定的蓄能 基本上可以补偿由丁i 况偏离设 计值而造成的损火 而且停机时间一般不是很长 一般拄能算启停损火时通常习以忽略停 机阶段的热能损火 2 机组停返蝴一一由解列至再启动点火准备阶段 此阶段主要辅助设备的汽源利电源已经切断 但如疏水泵 油泵 盘印裟谶锝一部分 l 电殴备以及耗汽设备在运行 此阶段的损火由耗 乜币i 耗汽两部分组成 3 点火准备阶段损火 在锅炉点火之前 要开启销炉给水泵 除氧器上水 除氧器加热以及凝汽器抽真空等 一系列操作 由丁这些因素造成的启动损有 由丁辅机耗电引起的损火 由于辅机耗汽引 起的损火 给水泵功耗损火 除氧器功耗损火 4 锅炉点火 汽轮机冲转 定速及井网阶段的损火 狂锅炉的点火升乐过利中 除辅机功耗外 人姑的蒸汽经过旁路减温减压进入凝汽器 第4 般 第一章绪论 或直接刘空排掉 造成人蛙的热损火 该阶段的损火在雅个启动过轧 1 t 7 r h 人f 内i l r l 可i i i 总损火的6 0 以上 5 由井网到满载阶段的损火 该阶段的热能损火 主要是由丁住升负荷过穰中i 况及蒸汽参数偏离设计l 况而造成 的 即启动一况与额定 i 况煤耗率之筹 其值取扶丁燃料种类及机组效率的变化 6 设备热稳定阶段的损火 当机组刚刚达到满负荷时 各部什金属内部温度分布尚未达到稳定状态 仍需要一部 分热能加热金属内部 机组热耗仍高于额定稳定工况 需要经过一段时间后醍 i r 达到稳定 一般国产3 0 0 m w 以 卜机纽这段时间人约需要6 0 分钟左右 发i 乜机组的成本特性是变化的 文献f 9 1 提山了机组冷态启动和热态启动的成本模 他 燃料价格的波动 发i 乜没备参数及性能 机组投运时间的变化 机纽检修 环境温度 f f i 衙 环水温的变化 以及机组运行控制水平的变化等许多因素都对发i u 成本特性产生影响 札 i u 力市场条什r 发电公司麻当准确地把握机组的成本特性 制定台理的竟价策略 最人 限度地降低运营风险 1 3 问题的提出 发电市场是电力市场中最先开放的市场 发电市场的远作模式分为舣边台同模式利交 易中心集中竞价山清模式两人类 也称为b i l a t e r a l 模式和p o o l 模式 由丁电力价格和其它 现货产一铺价格相比 因为其不能被实际储藏 以及输电系统的约束等特性 尤其容易山现 波动 发电厂希望获取其电能输山的全部价值 然而发电厂从运行中所获取的利润取决丁 i h 力i i f 场价格 机纽发电成本 发l 龄 燃料价格等诸多冈素 由 f 这些冈素都存在萧不 确定 陆 导致发电厂面临着市场风险 本文把风险定义为预期收入的不确定性 电力市场中发l 乜厂面临着电力价格风险 发 l b 蜮风险 燃料价格风险以及机组可川率的风险 风险管理对发电企业米说非常重要 也 对政府平 法律法规实体在制定能源政策有重要意义 目前我国l 乜力市场在许多地方仍需逐 步得到完善 表现在 经常性部分地被管制 电力生产和i 交易部fj 之间关系的复杂性 较 人的季1 性变动的影响 人的投资周期的影响等 电力市场风险越化方法的发展年 i 改进对 公i 日高层管理人员来讲已经很有必要 对丁发电公司的管理层人员而言 比较直观地了解发电企业在变化的电力市场环境r 可能会山现的损火值是很重要的 从风险管理的角度来看 电力市场具有明显的季 1 性 波动性 均值同复等特点 尽管存在电力价格的不确定性 但电力方面的远期市场在美国 并发达国家仍然以标准的商业模式发展起米 l u 力价格的变化直接影响着发l h 厂的利润分布阱1 从而影响风险值v a r v a l u ea t r i s k l b 力价格具有以f 特点m i 夺 电力价格的不稳定性i 是受到电力负荷以及电力投标 电厂报价 的影响而产生 的 夺 l 乜力价格是由发l b 机组投标价格的顺序来决定的 夺晟后成交的电力价格还取决于机组的可利h 性 电力价格山现波动的原冈主要有i 夺 i u 力供给与需求之间的不平衡 夺 计划外的停电 夺 气候闪素对发屯 配电 歧备造成的损害 夺 非 l e 常季协内的持续高温 第5 负 东南大学硕i 学位论文 夺 i l 土力传送的限制 夺 缺乏透明的现货市场 夺 叱力供给合同的不履行 缺乏对l u 力市场的信赖 v a r v a l u ea tr i s k 产生丁1 9 9 4 年 枉 连串举i ij 瞩1 1 的衍生产 灾埘i 以后 金 融行业需要一种j 只米计封市场风险 这种需要使得v a r 铍 泛接受 v a r 挫术通川 i 复杂的投资绷合 把一个渐在的风险心一个简明的数值表达明白 f 洲金融危机使得人们 对v a r 有了直接的含义 就像在很多市场中一样 风险值模刑在阳方一些发达国家的能源 部 也已经被作为考察风险的一种最常h j 的方法 v a r 是每个电力交易公司主管每天在离升办公室之前必须知道的个数字 这个数字 展示的是如果市场价格在公司能够改变现有状态之前山现较人波动 公司将会损火的金钱 数目 明确地说 v a r 衡苗在正常市场条1 1 l i 的 定时问内 在特定的谱 彳者水 f p 最人的 投资 r 合的预期损火 我们通过v a r 进行风险管理的目的就是使发电公司的损火堆小 如幽1 2 所永 往进 行风险管理前利润分布的波形分布比较平缓 对应的风险较人 企业进行风险管理斤 发 i b 厂机组利润分布的波形变得比较陡 可以看 在一定的概率水平f 其风险值v a r 相对 增人 即风险降低 2 5 2 妄1 5 v 墨1 1 1 5 0 1 4q 的 t 啪1 讳 鼍品j 曩z 椭 1 1 们 圈1 2 风险管理措施调整前后的机组利润概率分布比较 1 4 相关问题的研究内容及现状 随着网厂分开 竞价上网工作的进一步展开 发电侧l 乜力市场运营机制j e 逐步得到 完善 发电厂既要产l u 义要向由并省 区域交易机构售电 目前发电厂商竞价上网的模式 已被越米越多人十所认同 在电力市场中电能成为一种有价商晶 它的价格由市场的供求关 系决定 当供l u 姑人丁i 需求 即市场处于完全竞争时 竞价上网有了实现的可能 这时l u 能买卖 采 招投标的方式进行 并发电厂商竞价上网的方式平i i 竟价策略有很强的随机 i j h 实时性 不仅与电力市场的经济效茄相关 而且与系统实时负荷相关 另外还直接影响 b 力系统的 安全和可靠性 简单地说就是其报价高低与上网返行 收益多少的风险有着密切的关系 发电厂商根据白己盈利的期望报价 必须对自己的报价方案进行合理的风险分析 而斤作山 决策 保证臼己可以在上网发电同时获得合理的收黼 发电企业的利润由两部分组成 一部分由价格的上升引起 一部分由上i 列l u 蛙 勺增 加引起 相应地 发l b 厂在遥营管理过程中 必须面对这样儿个问题 一是发l b 机绷能否 上网 二姓上网电价能否满足对利润的期望 三是上网电鼙能否达到预期的要求 这些市 场冈素的不确定性给发电企业的运营带来了一定的风险 如何簟化风险对发 b 集团一l 层管 理者有效地进行企业管理很有必要 第6 负 第一幸绪论 1 j t jv a r 计始金融领域l 资产矧合的j x l l 硷扯似方发达嘲家止4 逐步褂剑麻j 1 1 文献 1 6 1 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j 风险管理的内 i l lj x l l 硷i p 蜮模型 提山了市场价格羊 收黼率度龉雨l 统计的方法 建丑了基r 随机过科n 勺收黼牢 模j 忆分析了模j 诅剥v a r 的影l 响 目前有许多进行风险值v a r 计算的研究方法j e 住实践中得以验证 文献1 5 i 婴描述 了金融领域内风险值v a r 的背景 捉山了川德尔塔止态方法i t 算v a r 的基本原理以及庸 川 还介纠了结构蒙特 罗方法 历史模拟法 麻力测试等方法来计算v a r 文l r 1 2 6 1 0 j ij 蒙特 罗方法进行离散空间的条什期望值平 概率分布函数的讣并 h 指 9 j 化特定f i 况 r 选取置信区间的人小 利 l i j 金融数学利 j 页斯风险方法进行风险值v a r 的计算 文献1 2 8 l i 有效控制资产组合风险值的基础上 介绑了一种新的资产评估的方法 即利j i 神经网络 的方法进行资产组合的分配 文d 献 3 6 1 提出了j l 态参数法私i 肼史模拟法之外f 内 年l i 厅泄 米计算v a r 值 该方法利h j 均值加权绝对误筹函数米仙计尾部a 分位数 市场价格的波动是带来风险的主要冈索之一 文献f 2 9 1 应j l 介丁参数法平 一班参数法之 问的 r 参数法术评估市场收苘的波动性和百分伉数 该方法具有臼动适廊市场价格动态变 化的灵活性 文献1 2 7 1 描述了计算v a r 的优化算法 通过线性规划米降低风险 l u 力l 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再方带 来的风险已成各个层面日茄关心的问题 文献1 3 5 1 日u 竞争l 乜力市场中的短划价格波动使 得i h 力公司有必要进行风险管理 以加州风险管理方法为例 提山金融 j k l j i i j v a r i i 化风 险的方法可以在l 乜力系统中得以麻m 文献f 7 1 提山了基丁价格的机组组台的风险管理方 法 构造了发l 乜厂资产评估的基本框架 并且针对v a r 的变化分析了发l 乜竞价策略的灵敏 度 文献f 3 4 1 d 二期货理论的基础上 利川电力菇价台约满足儿何布脚j 运动和价格均仇同复 特点 根据发电资产评估规则 提出进行发电资产的风险管理方法 我国l b 力市场由下刚刚起步 市场研究中的许多问题仍然处1 探讨和摸索i i tj o j 发i b 公司竞价策略的研究陟5 0 i 对于降低发电运营风险 很好地进行企业内部风险管理1 5 7 5 3 1 是极 其哦要的 竞价策略是指发电商利川电力市场的这种一m 完美性不按边际成本报价丽埔加自 身利箭的报价行为 党价策略的主要目标是在考虑电力系统远行的并种规则利限制条仆的 堆刑 l 通过合法地操纵市场力 合理选抨报价曲线 谍求白身利黼的厦人化 在竞价过 种中 发电公司最关心的是采取什么样的竞价策略报价时才能获得最人的利润 冈此 对竞价 策略的研究成了目前国内外研究电力市场的热点 庶川v a r 值的e e l i 算分析竞价策略 7 i 对发电厂风险的影响是发l 乜厂进行风险管理过 中一个及其重要的环 竹 1 5 本文的主要工作 住发电侧引入竞争 f j l 乜力市场模式r 发电企业芙心的烛如何获取更高的利润 乩 辟姑降低不必要的损火 然而 大有不测风云 市场风险变幺j 莫测 本文的主要i 作就是 0 i 进一种风险鼙化的方法米分析发电企业运营过群中所面临的风验 本文l 作用绕风险评 俐日标一 风险值v a r 一一计算和分析展开的 主要包括以f j i 个方面 1 在进行发i 也厂风险分析时 运川风险值v a r 方法 给 了风险值v a r 的定义 给山了v a r 的两种基本的测算方法 参数法羊 l r 参数 法 介 f 了历史模拟法平l i 蒙特k 罗方法的基本计算思想 从资产组合的角度麻川方第m 方 筹方法计算组合资产的v a r 值 给出了发电厂短期资产评估的基本框架 升且应l t j y j 止幞 第7 撕 东南人学坝i j 学位论文 拟法对发l h 厂v a r 计算作为算例分析 2 建立一种计算发l b 厂运营风险值v a r 的新方法 发l 乜厂的利润取决 i 两个主要环1 成本雨l 收黼 本文建 了发l b 机州收漪的新 f 5 3 7 一一马尔科丈过程中的i t o 过l 模型 麻川了蒙特k 罗方法对机鲥柚 4 l l 脊i i j 段i 小时后的收矗 t 情况进行了模拟 得出了机绷扫 峰 平 谷f i 个时段利润分 i n 勺概率火系 3 应川风险值v a r 进行机组报价策略对发i l l 厂风险影响的分析 对发电厂在b i l a t e r a l 模式和p o o l 模式f 的报价策略进行模拟 进行b i l a t e r a l 模式平i p o o l 模式的发电厂收j i 分析 廊 j 蒙特 罗方法模拟山不同报价策略f 的市场消弗价格 以此进行不同竞价策略组台 r 的v a r 值计算 论证按照边际成本进行报价的策略鼹可行 4 进一步探讨需求侧的 虚拟发l b 资源 负瓦 参与机组竞价时对发电厂风险的 影响 进一步阐述需求侧竟价的概念 建立单位需求侧竟价成本模璀 从成本的们度比较了 发i u 机凋峰成本平 需求侧竞价成本 现货市场价格的波动是发l 乜厂利润变化的j l 要冈素之 分析了需求侧竟价对现货市场价格的影响 从而分析了对发也厂运营风险的影响 本文的结构安f l l 女t lf 第一章 绪论 介2 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1 f l 筇二章 发l u 厂风险评估指标v a r 值的计算 给山了风险值v a r 的定义和基本的测算方法 给出了发l b 厂短期资i 评估的瓤木桃 架 并且戍川历史模拟法对发电厂v a r 计算作算例分析 第三章 l l o 过程的蒙特 罗模拟求解v a r 建立了发t b t l t 组收益的新模型一一马尔科大过程中的i t 0 过科模型 廊川了蒙特p 岁 方法对机组在峰 甲 谷时段1 小时屙的收菇情况进行了 拟 得山了机绑住峰 i 谷 箨个时段利润分布的概率关系 在此基础上计算v a r 值 第四章 竞价策略对v a r 的影响分析 在市场价格风险和发电带风险的基础上 建立了b i l a t e r a l 模式和p o o l 模式f 发l b 厂机 组收黼模刑 并且对机组不同竟价策略进行了模拟 根据不同的报价系数 以及市场价格 的波动性数k 的变化 通过利h j 风险值v a r 的计算 分析了市场因素的灵敏度 从而比 较直观地分析了党价策略对发电厂运营风险的影响 第雨章 需求侧竞价对发电厂运营风险的影响 建立单位需求侧竞价成本模型 从成本的角度比较了发电机凋峰成本汞i 需求侧竞价成 本 现货市场价格的波动是发电厂利润变化的主要田素之一 分析了需求侧党价对现货市 场价格的影响 从而分析了对发l u 厂运营风险的影响 第人章 总结与展望 总 全文 井提出f 一步的1 作 笫8 负 第一章 发1 u f 风险评i 古指标v a r 值的计算 第二章发电厂风险评估指标v a r 值的计算 风险通常被定义为结果的不确定性 概率术语是表达这k l f 确定性的j 玻女r 方法 在发i u 删引入竞争机制的l u 力市场模式f 发电厂风险管理的口标是消除其所获利润的波动性 发 i l l 厂的管理者必须能够评估发电厂运营过科中 忤在的损火 发电厂的市场风险是指山 u 力 市场价格的变化 或i 乜力价格水平波动性的变化 或市场价格水 f 问的甜l 芙悱的变化所引起 的发电资产价值可能的不利变化 风险 般以价格波动的形式米度蜡 价格波动引起发 u 一 收黼率的变化 风险对竞争性l h 力市场中评估发l u 机纲资产价值起了 e 耍作川 风险j 1 有客 观性丰 主观性 客观性指的是所有市场参与者都面对相同的i h 场不确定性 j 观性指的姓对 市场远营的不同管理方法会导致不同程度的风险 在电力i 订场r 返营的发电厂基本任务2 一就是管理风险 风险管理最重要的是掌握一种 风险测座的蛙化方法 即对朱米一段时问内一定概率水平f 资产逛营可能遭受的损火的测 度 本章山弈主要包括v a r 计算的理论基础 v a r 帕测算方法 发l u 厂v a rn i 计竹的j 本框架利计算步骤 最后在历史模拟法基础i 二给出v a r 的计算实例 2 1 理论基础 风险值 v a l u ea tr i s k 简称v a r 产生丁1 9 9 4 年 往一连串举世瞩目的衍生产l 铺灾 难以后 金融行业需要一种 i 具来计量市场风险 这种需要使得v a r 被广泛接受 对丁发 l 乜厂风险分析而肓 v a r 是一个可行的估计 定义2 1 v a r 的通常定义为 在一定的持有j j 内 一定置信水平f 从不利的i l f 场 变动中可能会蒙受的最人损火 v a r 具有以 f 重要的特征 v a r 是个总结性皮衬值 v a r 是一种独特的风险度量方法 它在综合的框架r 考 虑了市场风险所有可能的来源 v a r 要求h j 随机形式来表示一个资产组台未来的损益 p l v a r 值依赖丁所选择的时间范围 v a r 取决 r 所选抒的概率水平 定义2 2 波发l 也资产预计超过损火额v a r 的概率为x 则概率水平i t 1 一j 为 求取v a r 的置信水平 置信水平是v a r 定义中的两个重要参数2 一 如前所述 发电厂的v a r 是指这样的一 种损 人额 对 r 给定概率 置信水平 持有艄t 日 在t 日持有蹦内预 超过这 损 火钡的概率只有x 幽2 1 给出了发电厂v a r 的定义幽形 其中横轴表示短j j 发i u 资产 损蔬值的变化 纵轴表示损舔值变化可能发生的概率 在v a r 计算中通常使川的置信水平 m 为9 5 或9 9 例2 1 所示在置信水平9 5 i 发电资产的最小利润为一3 3 万元 发电厂预期的利润为 3 万元 幽中所示的与预删利润有关的v a r 为一6 3 万元 与零值 发l 乜资产最初收黼 订 芙的v a r 值为一3 3 万元 如果所取的时间段为1 0 0 天的话 在给定的置信水平9 5 f 意味着相对预 j 收茄的损火中仪有5 天会超过6 3 万元 相对零值的损火中仅有5 大会超过 3 3 万元 同样地 9 9 的置信水平意味着1 0 0 天仅有1 天的损失会超过v a r 值 从陛 第9 碱 东南人学顺 i 学位论文 2 1 可以看山 所选取的置信水平越人即越接近1 落1 v a r 线左边的枣什就会越少 这将 对这些事什的准确预测带来凼难 所以选取适当的置信水平是很重要的 麓t 晶矗眦让 图2 1发电厂v a r 的定义 定义2 3 我1 j 分析发电资产损火情况时 必定要选择一个时间范同 这个u j f n j f 0 就 是v a r 计算的持有期 持有期是v a r 定义中的另一个重要参数 在选择持有删时考虑的第一个因素是新交易 发生的频率 以及新交易对发电资产的影响 如果新交易对发电运营的资产有很人的影响 则使j i j 一个较k 的持有期就没有多人的意义 闪为发电资产风险在这个持有期结束之前就可 能发生显著性变化 从而使得v a r 的计算变得不太准确 选扦持有划考虑的第二个冈索是收集与发电运营风险有关的数据 田为发l u 厂作风险报 告时必须依靠这些数据来创建新的报告 有了持有期的定义 我们考虑一f 时间加总的问题 我们提山一个假设 在连续t l j q h j l 式 问的机绸收茄不相关 那么我们可以得到以f 丽个定理 定理2 1 设在基准时期 每小时或每犬 每周 每月 每年 内机组的收孺率r 的j 9 望位为 那么在时段丁 小时或天 周 月 年等 范阐内机组收茄率r 的期望值肛为 肛一肚 t e 明 设在丁个基准时段内的机组收益率分别为尺 r 2 r 而且假设t 个时 段的机组收黼率遵循同样的分布 则有期望值e r e r 2 e r r 2 肛 所以e r e r 1 r 24 r r e r 1 4 e r 2 e r r 肛 t 定理2 2 设在基准时 l i j 每小时或每天 每周 每月 每年 内机组的收黼率r 的波 动率 岬标准著 为 那么在时段t 小时或天 周 i j 年等 范同内机组收黼率月 第1 0 页 础 洲 惴 似 钱 第二章发l uj 风险评估指标v a r 值的汁算 的波动率仃为 u 一 7 f 证明 没在丁个基准时段山的机组收黼率分别为r r 2 r 而 i 假设t 个州 段的机l 收黼率遵循同样的分布 则有方若y r v r 2 一v r r j 2 所以y r v r l r 2 月r v r 1 y r 2 v r 7 一 7 2 丁 1 是仃 矿两 盯 f 2 2 风险值v a r 的测算方法 风险值v a r 撮人的优点是以一个简单易慵的数字表明了发电机组在电力巾场中所i 丽临 的风险 如前所述 v a r 表明了在一个目标时问划限内 给定的置信水平r 所能承受的晟 人损火 衡量v a r 的第一步是对两个数量因素的选取 1 基本时间间隔的k 短 2 置信水 甲的人小 2 2 1 一般分布中的v a r 计算 现定义以卜 参数 c 一一发电机组的短删总成本 w 一一发l 乜机纽的短期收黼 w 一一给定置信水平cf 发l u 机组的最低收茄 月一一发电机组的短期收黼率 曰一一机组的最低利润 r 一一给定置信水平cf 发l h 机组最低收茄率 盯一一r 的均值与标准筹 机纽收髓率表示为 r 旦生 1 0 0 c 以最低收茄率r 表示最低收懿w 得到 2 1 w c 1 r 2 2 风险值v a r 勺计算一般分为相对预期收益的损失和相对短期发电成本的损失两种情况 1 v a r 定义为机组损火与机组预期收益有关 v a r 均值 w 一e o 矿 第1 1 贰 东南人学坝i j 学位论 c c 1 r c 1 儿 c r 一 2 3 2 v a r 定义为机组损火与短删发电成 舡彳一天 v a r 零值 w 一c c 1 r 一c cr 2 4 所以 在这两种情况f 找到了给定置信水平cf 发电机坌兀的最低收黼或最低收赫率 就可以求山机组的v a r 如果考虑机组损火与短期发电成本有关 机组的利润为机组收黼与机组短蝴发电成本的 著值 那么v a r 最普通的形式可以从机组朱来利润 6 的概率分布r 求墩 谯给定的鬣信 水平cf 机组利润低 y b w 一c 的概率p p b b 1 一c 1 一c j 6 曲 p 6 s b p 2 5 这里给定置信水平c 下发电机组的最低利润b 的数值也称为分布的抽样分能数 q u a r t i l e 图2 2 所示 5 的置信水平f 2 i i 2 5 为从损火一侧直方图r 获得f n 风险 值v a r 如幽 在给定的置信水平9 5 f 机组1 日的风险值v a r 为一2 7 5 万元a 嵩 5 损失 搦率 r 卅忆 机掘利润c 艿竞 图2 2 机组利润分布 对1 不同的时间范同 v a r 的值也是不一样的 我们从定理2 2 也可以肴山持有j j j 为 f 人的v a r 为1 天的v a r 的 f 倍 2 2 1 1 历史模拟法 历史模拟法是个简单的 非理论的方法 它对潜在市场因素的标准分布不做假定 但是 历史模拟法假殴l 乜力市场未米的价格信息与历史上的价格信息一样 都取自同一经验分布 所以从统计 学的角度来讲 此方法的唯一假定就是机组收j i 率服从一个静态过料 从而概率 密度函数不随u 十间变化或者发生人的变化 历史模拟法利川的是从机组历史利润分布中推导山机组利润的实际分布 例如要计算发 l u 机 n 柏 9 5 筒信水平上的每日v a r 我们取1 0 0 0 个观察值 其i i 镩步骤如f 1 依据历史数据 创建由1 0 0 0 个观察值组成的机组收蘸值时间序列 从而转化成 第1 2 j i f 第二帝发 uj 风险订估指标v a r 值的计斡 1 0 0 0 个机组利润序列 2 利j 4 41 0 0 0 个历史单口利润值 计算机组利润一天范闸山1 0 0 0 个可能值 从i 耵得 山机组 日利润可能的取值范隔 3 将机组利润的模拟变化值4 t l i l f 得 i i l f l l 利澜的频肢分m j f 队 4 找山全部模拟值晟 左侧 的5 5 由步骤 4 得出的值就是日v a r 历史模拟法订三个明罹的优点 1 该模型本质上廿常简单 人多时候无需什计任何参数 市场冈紊序列部灶脱测 柬的 2 完全体现了市场冈素的实际分布 3 非常易丁向最高管理层做出税明 但是历史模拟法也有缺i i i 1 市场冈索的未来分布与历史分布差别过人 测算的结 f i 就会不准确 2 运算鼍很人 2 2 1 2 蒙特卡罗模