（电力系统及其自动化专业论文）中长期差价合同分解及相关问题的研究.pdf

解，算例结果表明所提出的模型和方法是有效的。 传统的中长期差价合同分解都是统一分解，发电商被动接受。提出了“发电 商申报法”分解差价合同电量，在考虑检修、出力约束、系统可分解合同电量和 系统必需合同电量等因素后，采用基于误差的差异度评估函数建立多目标优化模 型，并分别采用“线性加权求和法”和“极小极大值法”将原模型转换为单目标 优化。采用国内市场的实际数据构造算例，计算结果表明模型有效，两种转换均 可获得原问题的有效解，采用“极小极大值法时各发电商调整量的差异较小。 关键词：差价合同；合同分解；异常负荷识别；联盟稳定性；合作博弈；随机负 荷模型；广义自回归条件异方差；机会约束规划；多目标优化； i v 浙江大学博士学位论文 a b s t r a c t c o n s i d e r i n gt h eu n c e r t a i n t yo f t h ed a y - a h e a dm a r k e tp r i c e ，i no r d e rt or e d u c et h e m a r k e tr i s k ，c f d ( c o n t r a c tf o rd i f f e r e n c e ) i si n t r o d u c e dt oh e d g ea g a i n s tm a r k e tr i s k i ns o m ed o m e s t i cm a r k e t s u s u a l l y , c o n t r a c te n e r g ya c c o u n t sf o rm o r et h a n8 0 o f t o t a le n e r g y g e n e r a l l y , c f dt h a tg e n e r a t o r sa n db u y e r ss i g n e da r ee n e r g yc o n t r a c t s ， h o wt od e c o m p o s et h et o t a lc o n t r a c te n g e r g yw h i l ec o v e r i n ga l lp a r t i c i p a n t s b e n e f i t ， i sa ni s s u ew h i c hi si m p o r t a n ta n dw o r t hs t u d y i n g t h ec o n t r i b u t i o n s a r es u m m a r i z e d a sf o l l o w s ： i no r d e rt o a p p l yt h e d e t e r m i n i s t i cc o n t r a c t d e c o m p o s i t i o na l g o r i t h m t o d e c o m p o s ec o n t r a c te n e r g y , t y p i c a ll o a dc u r v em u s tb ep r e p a r e d a b n o r m a lh i s t o r i c a l l o a dd a t aa f f e c tt h ev a l i d i t yo ft y p i c a ll o a dc u r v e t h en o t i o no fd h fi sp r o p o s e d ，i ti s a p p l i e dt oi d e n t i f yt h ea b n o r m a ll o a dd a t a , a n dc o m b i n e dw i t ht t e s tt oi d e n t i f ya n d c o r r e c tt h el o a do u t l i e r t h eh i s t o r i c a ld a t ao fz h e ji a n gp r o v i n c ei su s e dt o t e s tt h e s u g g e s t e da p p r o a c h ，t h er e s u l ti n d i c a t e st h a tt h ea l g o r i t h mi ss i m p l ea n de f f e c t i v e a na n a l y s i so nt h ed e t e r m i n i s t i cc o n t r a c td e c o m p o s i t i o na l g o r i t h mo fe a s tc h i n a e l e c t r i c i t ym a r k e ti sp r e s e n t e d a v e r a g ec o n t r a c tq u a n t i t yp r o p o r t i o n ，c o r r e l a t i o no f c o n t r a c tq u a n t i t yp r o p o r t i o na n dp r i c eh a v e b e e na d o p t e dt oe v a l u a t et h ee q u i t yo ft h e a l g o r i t h m e x p e c t a t i o n , s t a n d a r dd e v i a t i o na n dh a l fs t a n d a r dd e v i a t i o nh a v eb e e n a d o p t e dt oe v a l u a t et h ei n c o m ea n dr i s k so fg e n e r a t o r s a ne m p i r i c a la n a l y s i si sd o n e b a s e do nt h eh i s t o r i c a ld a t ao fe a s tc h i n ae l e c t r i c i t ym a r k e t t h er e s u l ti n d i c a t e st h a t t h ea l g o r i t h mt r e a t sb u y e ra n dg e n e r a t o r sf a i r l yi nt h et r i a lo p e r a t i o n , c f dc o n t r a c t s h e l pt or e d u c et h eg e n e r a t o r sr i s ke f f e c t i v e l y f r o mt h ev i e w p o i n to fc o o p e r a t i v eg a m e ，p e ru n i tn e tr e v e n u ei sa d o p t e dt o e v a l u a t e s i n g l eb u y e ra n dg e n e r a t o r s u t i l i t y , t h ec o n d i t i o n s u n d e rw h i c ht h e g e n e r a t o r sa n db u y e r sa r ew i l l i n gt op a r t i c i p a t ei nc o n t r a c td e c o m p o s i t i o ni sd e r i v e d i na s i n g l e - b u y e r - s i n g l e s u p p l i e rm a r k e t ，i fb o t hp a r t i e sa r er i s k a v e r s e ，t h ec o a l i t i o ni s a l w a y ss t a b l e ；i fb o t hp a r t i e sa r er i s k a d v e n t u r o u s ，t h ec o a l i t i o ni sa l w a y su n s t a b l e i n as i n g l e b u y e r - m u l t i - s u p p l i e r m a r k e t ，t h e c o a l i t i o ni s c o n d i t i o n a l l ys t a b l e a n u m e r i c a ls t u d yb a s e do nt h eh i s t o r i c a ld a t ao fs o m ec h i n ap r o v i n c i a le l e c t r i c i t y v m a r k e ti sp e r f o r m e d t h er e s u l ti n d i c a t e st h a tt h ep r o p o s e dm o d e li sr e a s o n a b l ea n d e f f e c t i v e t r a d i t i o n a ld e c o m p o s i t i o no fc f dd e c o m p o s i t i o ni sb a s e do nt h ef o r e c a s t e dl o a d ， t h el o a du n c e r t a i n t ym a yl e a dt ot h a td e c o m p o s i t i o nr e s u l tc a l l ts a t i s f yt h ee x p e c t e d t a r g e t ，s oc o n s i d e r i n gl o a d u n c e r t a i ni sn e c e s s a r yw h e nd e c o m p o s i n gc o n t r a c t a s t o c h a s t i cl o a dm o d e lb a s e do nt h eg a r c h ( g e n e r a l i z ea u t o r e g r e s s i v ec o n d i t i o n a l h e t e r o s c e d a s t i c i t y ) m o d e li ss u g g e s t e d f o rc o n t r a c td e c o m p o s i t i o n t a k i n gt h e m i n i m i z e ds t a n d a r dd e v i a t i o no ft h ed i f f e r e n c eb e t w e e nc o n t r a c tr a t i oa n da p p o i n t e d r a t i oa st h eo b j e c t i v e ，t h ep r o b a b i l i t yt h a ta c t u a ls t a n d a r dd e v i a t i o ni ss m a l l e rt h a nt h e e x p e c t e ds t a n d a r dd e v i a t i o na sac h a n c ec o n s t r a i n t ，a no p t i m a lc o n t r a c td e c o m p o s i t i o n b a s e do nc h a n c ec o n s t r a i n e dp r o g r a m m i n gi sp r o p o s e d ag e n e t i ca l g o r i t h mb a s e do n m o n t ec a r l os i m u l a t i o ni su s e dt os o l v et h ep r o b l e m ，t h en u m e r i c a lr e s u l ti n d i c a t e s t h a tt h em o d e la n dm e t l l o di se f f e c t i v e t r a d i t i o n a lc o n t r a c td e c o m p o s i t i o nm e t h o di sb a s e do ns u c hi d e a ：c o n t r a c t sa r e d e c o m p o s e di nac e n t r a l i z e dw a y ；g e n e r a t i o nc o m p a n i e sa c c e p tt h er e s u l tp a s s i v e l y ” an e wc o n t r a c td e c o m p o s i t i o nm e t h o dn a m e d “g e n e r a t i o nc o m p a n yd e c l a r a t i o n m e t h o d ”i sp r e s e n t e d t h em a i n t e n a n c e ，t h ep o w e rc a p a c i t yo fu n i t s ，e t c a r et a k e n i n t oa c c o u n t ad i f f e r e n c ee v a l u a t i o nf u n c t i o nb a s e do ne r r o r si sa d o p t e dt ob u i l da m u l t i p l eo b je c t i v eo p t i m i z a t i o nm o d e l ，“l i n e a rw e i g h t e ds u m a n dm i n i m a xm e t h o d a r er e s p e c t i v e l ys e l e c t e dt oc o n v e r tt h eo r i g i n a lp r o b l e mi n t oas i n g l eo b j e c t i v e o p t i m i z a t i o n ac a s es t u d yo fad o m e s t i cm a r k e ti sp e r f o r m e d ，t h er e s u l t si n d i c a t et h a t t h es u g g e s t e dm o d e li se f f e c t i v e ，t h es o l u t i o no ft h eo r i g i n a lp r o b l e mc a nb eo b t a i n e d b yb o t hc o n v e r s i o nm e t h o d s w h e nm i n i m a xm e t h o di ss e l e c t e d ，t h ed i f f e r e n c ei n g e n e r a t i o nc o m p a n i e s a d j u s t m e n tq u a n t i t yi ss m a l l e r k e y w o r d s ：c o n t r a c t f o r d i f f e r e r n c e ；c o n t r a c td e c o m p o s i t i o n ；l o a d o u t l i e r i d e n t i f i c a t i o n ；c o a l i t i o ns t a b i l i t y ；c o o p e r a t i v eg a m e ；s t o c h a s t i cl o a dm o d e l ；g a r c h ； c h a n c ec o n s t r a i n e dp r o g r a m m i n g ；m u l t i p l eo b j e c t i v eo p t i m i z a t i o n ； v i 浙江大学博士学位论文 插图清单 图2 1 眈，计算示意图4 图2 22 0 0 4 年8 月标幺负荷曲线4 图2 3 的对比- 4 图2 4 厶的对比4 图3 1 各电厂气和乓4 图3 2 各电厂s f 和s 4 图3 3 各电厂s 一和s 一4 ，二 厂 图3 4 各电厂和b 嘴4 图3 5 各电厂和4 图4 1 双方为风险厌恶型时p 。b 和。g 随4 变化4 图4 2 双方为风险厌恶型时p 。 b 和。g 随r e 变化4 图4 3 双方为风险喜好型时p 。b 和。g 随么变化4 图4 4 双方为风险喜好型时尸。 b 和。g 随凡变化4 图5 1e 的概率密度函数4 图5 2 算法流程图4 图5 3 原始序列y t 的自相关和偏相关函数图4 图5 4 变换后序列w ，的自相关和偏相关函数图4 图5 5a = o 9 5 时的合同分解结果4 图5 6e 随a 的变化4 图5 7 成i a 0 5 随a 的变化4 图6 1 申报电量和最终电量示意图。4 图6 2 一般情况下模型a 计算结果的6 r 4 图6 3 一般情况下模型b 计算结果的4 4 图6 4 申报大于系统可用时模型a 和b 的如七4 x i x i i 图6 5 申报小于系统必需时模型a 和b 的电4 附表清单 表2 1 异常形状负荷识别结果4 表2 2 尺。胡的对比4 表3 1 平均合同电量比例名4 表3 2 各电厂和e ( e m ) 4 表4 1 各发电厂商的合同价格4 表5 1 机组基础数据4 表5 2 系统可分解电量4 表5 3 参数估计4 表6 1 发电商基础数据4 表6 2 发电商最小、最大上网能力4 表6 3 发电商申报电量4 表6 4 系统可分解和必需电量4 表6 5 一般情况下模型a 的田统计结果4 表6 6 一般情况下模型b 的西统计结果。4 表6 7 申报大于系统可用时模型a 的西统计结果4 表6 8 申报大于系统可用时模型b 的西统计结果4 表6 9 申报小于系统必需时模型a 的西统计结果4 表6 1 0 申报小于系统必需时模型b 的毋统计结果4 独创性声l 刿 本人卢1 1 月所毒交的学f 诊沦文足本人住导! j i l j 指导f 进行的研究一r ：作及取得的 研究成果。抓我所知，除j 义 特) j 4 j | i 以f ，】对主和敛谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也f i 包含为扶得逝江盘堂或其他教育机 构的学位或证书i n i 使j h 过的材料。与我一同j 作的同志对本研究所做的任何贡献 均已在沦文中作了明确的说1 1 j 】j f 表示谢意。 学位沦文作者签名：签。芦 - j 划：年月日 学位论文版杖使用授4 义书 本学位论文作肯充全j 7 解逝姿态堂有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向陶家自哭部fj 或机构送交论文的复f lj f l ：和磁磕，允许论文被查阅和 借阅。本人授权澎望苤堂n j 以将学化沦文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采川影印、缩印或士- 1 描等复i i i j 手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文n ：解密后通川术授权 s ) 学位论文作蕾签名： 签字日期： 学位论文作昔毕业后太向： 工作甲位： 通讯：t ：bj ：j f - _ ： 繇侈铮飞亏 誉删晓o o 妒m 夕日 电话： 邮编： 浙江大学博士学位论文 致谢 在攻读博士学位期间，我的导师甘德强教授在学 - - j 和生活上都给予我大量的 指导和帮助，使我得以顺利完成学业。甘老师渊博的学识、敏锐的科学洞察力、 严谨的治学态度使我受益无穷；甘老师对科学研究孜孜不倦的求真态度，忘我的 工作精神时时鞭策着我，在此谨向甘老师致以最诚挚的感谢! 感谢浙江省电力公司的戴铁潮高级经济师、张宁高级工程师和叶炯工程师 等，不论是合作项目还是论文工作，都得到各位的支持和帮助，在此表示诚挚的 谢意! 感谢周浩教授在学 - - j 生活上所给予我的关心和支持。感谢我所在实验室的杨 莉老师、谢俊博士、辛焕海博士，论文的多项工作得到了各位的帮助。感谢于洋、 吴荻、王康、刘梅招、卢永、谭海云、庄晓丹、雷金勇和赵一琰等同门，不仅在 学 - j 中给予我很多的支持和鼓励，更在平时的生活中给予我更多的帮助，在此表 示诚挚的谢意! 感谢我的父母和女友长期以来对我的学业的支持和鼓励，感谢你们带给我坚 持的动力! 感谢所有关心过我、帮助过我的人! 绪论 1 绪论 1 1 国内外电力工业市场化改革 由于电能不能大规模地有效储存并且要求供需之间瞬时平衡，近百年来，电 力工业在世界各国都是传统的垄断性行业。随着电力通讯技术、计算机技术和电 力电子技术的发展及其在电网中应用，电网运行方式日益灵活，使得在电力工业 引入改革成为可能。从2 0 世纪8 0 年代开始，世界上很多国家陆续进行了电力工 业的市场化改革，其主要目标是引入竞争，降低电价，合理配置资源。电力工业 市场化的浪潮逐步席卷全球，对于这种新兴的电力经营体制，各国都在不断的研 究探索和完善之中【1 捌。 1 1 1 国外电力工业市场化改革 英国在1 9 9 0 年开展电力市场改革【3 1 ，其他各国也纷纷进行电力工业市场化 改革的尝试。北欧的挪威、芬兰、瑞典和丹麦建立了世界上第一个区域性跨国电 力市场【3 】；澳大利亚于1 9 9 8 年建立了国家电力市场【3 1 ；身为经济强国的美国，电 力工业改革更是如火如荼，已建立了p j m 、新英格兰、加州、纽约和德州等多个 电力市场【4 1 ；日本【5 。刀早在上世纪9 0 年代就开始开始探讨电力放松管制和实施自 由化，采用先立法后改革，相应市场已建立；韩 8 , 9 1 、印度【1 仉13 1 、阿根廷 1 4 , 1 5 】、 土耳其【1 6 1 和南非【1 刀等国也已经开展电力市场的建设。 1 1 1 1 英国电力市场 1 8 , 1 9 1 英国是世界上较早进行电力市场化改革的国家之一。英国的电力系统可分为 3 大独立部分：即英格兰和威尔士、苏格兰及北爱尔兰。其中英格兰和威尔士电 网也是英国最大的电网，与苏格兰电力系统互联，年用电量约占全国总用电量的 9 0 。通常所说的英国电力市场就是指英格兰和威尔士电力市场。 自1 9 9 0 年以后，英国的电力工业从分解垂直一体化开始经历了两次重大变 革( p o o l 模式和n e t a 模式) ，通过这两次变革，英国政府将私有化和竞争引入 了电力行业的每个部门。 英国首先将原来的发电、输电、配电统一经营的中央电力局分解成三个部分： 发电部分建立了三个独立经营的发电公司；输电部分建立了国家电网公司；配电 部分组建了十二个地区性独立经营的配电公司。与此同时建立了一个电力市场交 浙江大学博士学位论文 易机构，名为电力联合运营中心( 称p o w e rp o o l 或p 0 0 1 ) ，由国家电网公司负责运 行。国家电网公司承担着电力市场的动态运行工作，电网向各发电公司、配电公 司以及直联大用户开放，各发电公司都可利用电网出售电力，并付给n g c 电网 联接费和电网使用费。 虽然p o o l 模式一直运作良好，但也存在某些问题，遭到各方的批评。新的 电力交易机制n e t a 于2 0 0 1 年3 月2 7 日开始实施。在英国电力市场，以双边合 同为主的n e t a 模式已完全取代了集中交易的p o o l 模式。双边交易可通过面对 面的方式或在任意一个电力交易中心p x ( p o w e re x c h a n g e ) 进行，双边交易量占 总交易量的9 7 9 8 。n e t a 模式还包括平衡市场和不平衡结算机制。通过分别 申请、颁发配电和售电执照，英国电力市场目前已实现了配、售电业务的彻底分 开，实现了用户侧市场的完全竞争。 1 1 1 2 北欧电力市场2 睨3 】 北欧电力市场是世界上第一个区域性跨国电力市场，目前已建立起较完备的 交易体系。除了o t c 市场( 柜台交易市场) 和双边市场外，大量的交易发生于北 欧电力金融市场、北欧电力现货市场和北欧电力平衡市场，实时平衡由各国输电 系统运营机构( t s o ) 负责实施。 在北欧电力市场，市场成员除了大量签订金融合同，开展双边交易和少量柜 台交易外，还积极参与现货市场进行合同调整。现货市场为日前物理市场，电能 的买方和卖方对第二天各个交易时段的电能进行竟价交易。 由于用电需求的随机性和发电机组非计划停运的不确定性，决定了市场交易 成员在现货市场闭市后有进一步调整发购电报价的需求，北欧的电力平衡市场应 运而生。 目前，北欧的电力零售市场已经向全部的电力用户开放，实现了配售分开。 在电力零售市场中，大用户如工业、商业和服务业用户，一般通过现货市场、平 衡市场与电力零售商签订合同。而小用户如居民用户，则主要在零售市场中选择 自己满意的零售商，并选择合适的合同类型进行签约。 1 1 1 3 澳大利亚电力市场2 4 之6 1 澳大利亚国家电力市场于1 9 9 8 年开始运作，它在大范围供应和购买电力方 面引进竞争机制，并为贯穿澳大利亚首都地区( a u s t r a l i a nc a p i t a lt e r r i t o r y ) 、新 绪论 南威尔士( n e ws o u n t hw a l e s ) 、昆士兰( q u e e n s l a n d ) 、南澳大利( s o u t ha u s t r a l i a ) 和维多利亚m c t o r i a ) 的电网带来开放式接入体带t ( o p e na c c e s sr e g i m e ) ，其最终目 标是为用户提供廉价电力。目前澳大利亚的首都地区、新南威尔士、昆士兰、南 澳大利亚和维多利亚已通过电网连接起来。 澳大利亚的电力市场由现货交易、短期期货交易、长期差价合同三部分组成。 其中现货交易要求所有符合要求的发电商必须通过现货交易市场竟价卖电，该价 格由每半小时的供需平衡决定。短期期货交易主要是买方用以减少意外引起价格 突涨的风险，这种报价只限提前一到两天的时间；长期差价合同是电力市场交易 中的一个选项，用以减少市场风险。国家电力市场管理公司负责运营全国电力市 场，并负责对系统执行集中统一调度。 1 1 1 4p j m 电力市场2 7 ，2 8 】 覆盖美国宾夕法尼亚州、新泽西州和马里兰州等州的p j m 互联电网有限公 司是北美最大的集中调度控制电网，也是世界上最大的电力批发市场。 p j m 电力市场由p j m 组织不断发展形成。该组织始建于1 9 2 7 年，是世界上 第一个电力联营组( p o w e rp 0 0 1 ) ，负责协调成员之间的合作应联邦政府改革 的要求，1 9 9 7 年p j m 组织改组成p j m 互联电网有限责任z , 阔( p j ml l c ，简称 p j m ) ，开始执行开放输电网的市场化改革，建立了美国第1 个区域性的、基于 报价的电力市场。1 9 9 8 年p j m 成为区域独立系统运行机构，并逐步增加电力交 易种类，包括支持备用分配制度的容量交易市场、输电权交易市场、前1 d 的电 能交易市场、实时电能交易市场以及为系统提供备用资源的辅助服务市场等。 1 1 1 5 纽约电力市场2 9 】 纽约是世界上市场经济历史最发达的地区之一，但在电力改革上并没有采取 激进的市场自由化道路，而是稳中求进，逐渐演化出先进成熟的电力市场模式。 n y i s o 采用“独立董事会+ 管理委员会”的管理体制，独立董事会是市场日 常运行的最高管理机构和市场规程的执行机构，董事会成员与市场成员无隶属关 系，可保证市场日常运作的公平，所有市场成员均无权直接干预。管理委员会有 权提出市场规程的修改动议，管理委员会成员由发、输、配、用等参与市场的各 方按一定比例构成。规程的修改动议需要经投票多数通过，再上报国家管理机关 批准。 浙江大学博士学位论文 n y i s o 由众多负荷供应体l s e ( l o a ds e r v i n ge n t i t y ) 构成买方，l s e 互相竞 争争取用户。l s e 实质上是电力销售公司，不拥有输电网和配电网。l s e 可以直 接与发电公司签订购电合同。也可参加批发市场提交用户侧报价。这样用户有选 择权，有利于发挥需求侧管理的积极性。这种买卖双方的互动使得电力市场能活 跃起来。 n y i s o 采用了电能与运行备用一体优化的交易模式，制定在从报价意义上 成本最小化的发电计划。最有特色的是其“双结算机制”，一方面可以协调日前 市场交易，有利于保证电力系统在电力市场条件下的安全稳定运行，另一方面可 以提高价格的可预见性，减少市场成员的风险，有利于电力市场的稳定性 1 1 1 6 德州电力市场【3 0 】 德克萨斯州位于美国中南部，用电量居美国各州之首，约占全美1 2 德州 发电机组类型丰富，包括燃煤、燃气、核电及可再生能源机组( 风电、水电等) ， 容量分别约占全州总量的2 3 8 、6 8 0 、5 8 和2 4 德州电网相对独立，仅 有3 条直流输电线与外州相联，但传输功率有限，通常不向外州购售电德州大 部分电网由德州电力可靠性委员会( e l e c t r i cr e l i a b i l i t yc o u n c i lo ft e x a s ，e r g o t ) 调度管理。e r c o t 成立于1 9 7 0 年，是北美的l o 个区域可靠性委员会之一，职 责是保障e r c o t 系统可靠安全运行。 1 9 9 5 年，德州迈出了开展全面电力市场竞争的重要一步，对电力批发市场 解除了管制。1 9 9 6 年9 月，e r c o t 在p u c 的授权下扩展了职能，并改组为一 个非盈利性的独立系统调度机构( i n d e p e n d e n ts y s t e mo p e r a t o r , i s o ) ，e r c o ti s o 仍受p u c 监督。2 0 0 1 年6 月e r c o t 电力批发市场的规则( ( e r c o t 草案通过， e r c o t 开始作为一个e r c o ti s o 管理下的独立“控制区域”运行。2 0 0 2 年1 月1 日，e r c o t 电力批发和零售竞争市场开始正式运作。 1 1 2我国的电力工业市场化改革 电力工业是国民经济的基础产业，又是国家的公益事业，也是各行各业的物 质技术基础，提高电力工业整体效率和管理水平，降低电价，提高电力服务质量， 有利于提高我国整体经济的国际竞争力。我国是发展中国家，正在进行社会主义 市场经济改革，电力工业作为基础产业，既要实现快速发展，又要推进市场化改 革。相应地，我国的电力市场改革既要有自身的特点，又要顺应世界电力工业的 4 绪论 发展趋判3 1 1 。 1 1 2 1 我国电力工业改革历程【3 2 】 2 0 世纪8 0 年代，随着改革开放的不断深化，电力短缺成为制约经济发展的 “瓶颈”。国家有关部门制定了包括开征能源交通基金在内的一系列加快电力建 设的政策措施。 1 9 9 5 年，由于电力短缺未见明显缓解，“独家办电”的垄断体制弊端日益显 露。我国开始实行多家办电，允许外商投资电力项目，电力市场形成多元化投资 主体，对电力发展起到重要推动作用。这个阶段被称为第一轮电力改革。 1 9 9 7 年1 月，国家电力公司的成立被认为是第二轮电力体制改革的开始。 改革目标是通过完成公司改制，实现政企分开，打破垄断，引入竞争，优化资源 配置，建立规范有序的电力市场。 1 9 9 8 年8 月，国家电力公司推出以“政企分开，省为实体”和“厂网分开， 竞价上网”为内容的“四步走”的改革方略。我国竞争性电力市场的实践探索开 始。 1 9 9 8 年1 2 月，国务院办公厅转发国家经贸委关于深化电力工业体制改革 有关问题的意见，在上海、浙江、山东和辽宁、吉林、黑龙江6 省市进行“厂 网分开、竞价上网”省电力市场试点工作。 2 0 0 2 年2 月，国务院印发国务院关于印发电力体制改革方案的通知( 国 发 2 0 0 2 5 号) 。3 月，电力体制改革工作小组成立。我国进入新一轮电力市场改 革。 2 0 0 2 年1 2 月，重组原国家电网公司资产，组建两大电网公司、五大发电集 团公司和四大辅业集团公司，基本实现了厂网分开，电力工业长期以来的垂直一 体化垄断经营模式得到改变，发电侧竞争态势基本形成。国家电网公司对所属五 个区域电网公司进行了重组改造，南方电网公司积极组织跨省交易，以区域电网 公司为主体的输电运营框架开始形成，使从体制上动摇“省为实体”的行政壁垒 成为可能。 2 0 0 3 年开始，在国家电力监管委员会的推动下，东北、华东、华中、华北、 南方等区域电力市场建设正在紧锣密鼓地进行，初步形成了统一市场和共同市场 两种市场结构的区域电力市场模式。 浙江大学博十学位论文 几年来的实践表明，六个省级市场试点单位的电力市场技术支持系统的建设 和运行都取得了较大进展，区域电力市场的模拟运营和实际调电运行也取得了一 定的成绩，例如：经济效益显著上升，一系列的运行指标达到了新水平；企业的 成本和费用增长得到控制；电网调度能力增强，调度自动化水平和各项专业管理 水平得到提高；企业内部管理得到加强；还有更为重要的是人的观念发生了变化， 竞争意识和市场意识增强了【3 1 1 。 1 1 2 2 我国电力市场现阶段发展的特点【3 3 】 一个完整的电力市场一般包括现货市场( 即日前交易市场) 、实时市场( 短期平 衡市场) 、合同市场和辅助服务市场( 如紧急支援服务) 等四个交易市场。从市场结 构和实际运行的角度而言，目前国内市场要么是仅仅实现其中几个市场，要么是 仅仅在结构上实现但尚未实际运行。简言之，我国电力市场处于初级阶段或者说 是过渡时期。 我国电力市场实行“网厂分开、竞价上网”后，不论是是在省级电力市场试 点，还是在区域电力市场试点，都仅仅实现了发电侧市场的开放。发电侧电力市 场的主体是各个独立发电企业与电网经营企业，电网经营企业负责组织各发电公 司间的竞争，政府负责对电力市场进行监管。现行发电侧电力市场的模式是 “1 + n ”型，其中“1 ”代表电力市场的单一购买者即电网经营企业；“n ”代表 参与市场竞争的各个发电企业。一般的用户不能与发电厂交易，只能通过电网经 营企业零售的方式供电【3 1 1 。 近年来，随着电力市场改革的不断推进和深入，我国的电力市场化已经取得 了阶段性的成果，各个试点单位运行情况良好，发电企业的竞争意识明显增强， 上网电价也有了一定程度的降低。 1 2 电力市场中的合同 为打破垄断、鼓励竞争、提高效率而进行的世界范围的电力工业结构重组和 解除管制，在引导电力工业市场化运营的同时，也使得各个市场主体面临着前所 未有的市场风险，特别是市场价格波动的风险。不同于一般商品，电能不能大规 模地有效储存，并且要求供需之间瞬时平衡，由于需求的变化不能通过储存来平 衡，因而电力市场均衡价格呈现出类似于负荷变化的随机性；由于有限的机组发 电容量和输电容量，以及较低的需求弹性，电力价格表现出强烈的跳跃和尖峰特 6 绪论 性；由于电力市场的寡头垄断特性，部分发电商利用其市场力操纵电价也使得电 价的变化更加复杂。电力市场中电价的易变性和难以预测性使得各个市场参与者 都面临巨大的利益损失风险，越来越多的市场参与者认识到电力市场中风险管理 的重要性3 4 1 。 合同能够锁定电力价格以回避电价波动风险，为电力用户提供稳定的电力供 应，为发电商带来长期稳定的需求因此，世界各国在电力市场化初期均大量采 用远期合同进行电力交易，如英国、挪威、澳大利亚等【3 5 1 。 1 2 1 合同概述 电力市场中的合同可分为电力物理合同和电力金融合同两大类。电力物理合 同是指价格固定而且合同电量交割和现货竞价市场无关的远期合同。物理合同的 合同电量不再参与现货竟价，签订后将合约电量上报调度中心执行交割，签订电 力物理合同将减少发电商在现货市场中的投标容量。电力金融合同由于其合同电 能通过现货市场交割，合同电量仍然参与现货竞价，所以金融合同并不影响现货 市场的竞争。电力市场中常用的电力金融合同有差价合同、可选择远期合同和期 货合同等【3 5 】 1 2 1 1 灵活电力远期合同【3 5 】 灵活电力远期合同是指由合同的买方或者卖方根据自己的需要灵活制定合 同交割计划的电力双边合同。灵活电力合同分为买方和卖方两种。 买方灵活电力合同指买电方决定交割计划的合同。以自身效益最优为目标， 根据市场信息和自己的用电需求，买方决定在合同有效期内各个时段的合同电力 交易量，合同签订后卖电方则有义务按照买方的交割计划供电。若合同交割时市 场价格高于合同价格，买方可将合同电力倒卖到实时市场获得更大收益。第二种 是卖方灵活电力合同，以供电成本最低为目标，卖方决定在合同有效期内各个时 段的交易电量，合同签订后买方则有义务按照卖方确定的交割计划接受供电。若 合同交割时市场价格低于合同价格，卖方可以通过市场购电较低供电成本。 1 2 1 2 电力差价合同3 4 0 6 】 电力差价合同一般适用于电力市场的联营体交易模式，由于其形式简单、易 于理解和操作，因而在英国、澳大利亚等国家的电力市场中得到了广泛使用。差 价合同可分为单向差价合同和双向差价合同。 7 浙江大学博士学位论文 单向差价合同分为买方差价合同和卖方差价合同两种形式所谓“买方差价 合同”是：买方以实时电价与联营体进行买电结算，但当合同交割时的实时电价 高于合同敲定价格时，卖方需要把实时电价与合同敲定价格间的差价补偿给买 方；所谓“卖方差价合同”是：卖方以实时电价与联营体进行卖电结算，但当合 同交割时的实时电价低于合同敲定价格时，买方需要把合同敲定价格与实时电价 间的差价补偿给卖方。买方差价合同与卖方差价合同的结合就形成了双向差价合 同。 1 2 1 3 可选择远期合 3 4 , 3 5 】 可选择远期合同又叫可中断远期合同。受负荷及供给不确定性因素的影响， 可能出现暂时的供需不平衡，但电力需求和供给必须保持平衡，此时需要中断部 分用户的用电或者部分发电商的供电；同时对于风险厌恶的发电商或者用户，其 发电或者用电具有一定的灵活性，允许在支付一定费用的情况下中断发电或者用 电，因此出现了可选择远期合同。这种合同需规定两个价格，即合同敲定价和合 同中断价两种价格。当合同交货时的市场价格低于中断电价时，则电力公司供电 给用户；当合同交货时的市场价格高于中断电价时，则电力公司不供电给用户， 而支付给用户中断电价( 相当于一种违约金) 可选择远期合同的类型有双边可选择远期合同和单边可选择远期合同，其中 单边可选择远期合同又可分为用户与电力公司之间的可选择远期合同和独立发 电商与电力公司之间的可选择远期合同。双边可选择电力远期合同是两种单边可 选择远期合同的综合，交易双方均提出自己的可中断电价 1 2 2 合同的影响 在市场中引入合同后必然对市场所有影响，国内外学者采用不同的方法，研 究了合同对市场的影响的方方面面。 文献【3 7 】采用供应函数的均衡分析，通过一个远期合同市场- 9 现货市场分开 竞争的两阶段均衡模型，表明电力市场中远期合同市场交易有助于减少发电商利 用市场力来操纵市场的行为，从而有利于形成高效的市场均衡电价。以文献【3 7 】 为基础，文献【3 8 】增加需求不确定和网络约束，得到同样的结论。文献 3 9 】采用 实验经济学方法分析了寡头垄断电力市场的远期合同交易，表明引入远期合同可 降低市场出清价、减少寡头垄断的市场