楊 濤 朱 琳

（北京京西燃?xì)鉄犭娪邢薰荆?/p>

0 引言

改革開放以來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)現(xiàn)飛躍，取得了一系列舉世矚目的成就。電力行業(yè)作為先行行業(yè)，在這40年中同樣取得了輝煌成就。1978年，我國(guó)的裝機(jī)容量?jī)H有0.57億千瓦，而截至2017年底，我國(guó)的裝機(jī)容量達(dá)到17.1億千瓦，位居世界第一。然而隨著電力需求的飛速增長(zhǎng)和電網(wǎng)規(guī)模的不斷壯大，行業(yè)壟斷成為必然。壟斷雖然可以集中行業(yè)力量，使行業(yè)得到迅速的發(fā)展，然而卻存在經(jīng)濟(jì)效益低、運(yùn)營(yíng)成本高的弊端。隨著改革開放的深入，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念已經(jīng)從大刀闊斧變?yōu)榫蚣?xì)算。因此，電力體制改革勢(shì)在必行。

1 我國(guó)電力體制改革發(fā)展歷史

我國(guó)在電力市場(chǎng)化的道路上共發(fā)生三次改革。第一次，從二十世紀(jì)八十年代開始。當(dāng)時(shí)我國(guó)電力短缺問題嚴(yán)重，多地出現(xiàn)拉閘限電現(xiàn)象，嚴(yán)重限制了國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此國(guó)務(wù)院于1995年印發(fā)了《關(guān)于鼓勵(lì)集資辦電和實(shí)行多種電價(jià)的暫行規(guī)定》，拉開了我國(guó)電力體制改革的序幕。首先在發(fā)電側(cè)通過引入民間資本，鼓勵(lì)多渠道籌集資金開展發(fā)電企業(yè)投入，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電側(cè)的投資主體多元化。發(fā)電側(cè)投資多元化開始后不久，于1995年12月，國(guó)家出臺(tái)了第一部《電力法》。這是我國(guó)的第一次電力體制改革。

我國(guó)的第二次電力體制改革發(fā)生在1997年前后，其主要特征為政企分開。1997年，國(guó)家電網(wǎng)公司正式成立，承擔(dān)起國(guó)有電力資產(chǎn)經(jīng)營(yíng)職能，而原先的電力工業(yè)部則被撤銷，其職能移交給了國(guó)家綜合管理部門，并由這一部門行使電力行業(yè)的政府管理職能。第二次電力體制改革中，省一級(jí)別開始了競(jìng)價(jià)上網(wǎng)開始試點(diǎn)工作，這為我國(guó)的第三次電力體制改革埋下了伏筆。

2002年，國(guó)發(fā)［2002］5號(hào)文，即《電力體制改革方案》印發(fā)。該方案明確了健全電價(jià)機(jī)制，打破壟斷，引入競(jìng)爭(zhēng)，構(gòu)建政府監(jiān)管下的公平、開放、有序、健康的電力市場(chǎng)體系。這一時(shí)期，我國(guó)電力行業(yè)發(fā)電環(huán)節(jié)和輸電環(huán)節(jié)徹底分開。發(fā)電環(huán)節(jié)由五大發(fā)電集團(tuán)公司完成，“五大”即中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司、中國(guó)華能集團(tuán)公司、中國(guó)大唐集團(tuán)公司、中國(guó)華電集團(tuán)公司和中國(guó)電力投資集團(tuán)公司。在發(fā)電領(lǐng)域，除了“五大”還有“四小”，即國(guó)投電力、國(guó)華電力、華潤(rùn)電力以及中廣核。在輸電環(huán)節(jié)成立“兩網(wǎng)”，即國(guó)家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司。此為第三次電力市場(chǎng)改革。

通過三次電力體制改革，我國(guó)在電力市場(chǎng)化方面取得了一定的經(jīng)驗(yàn)和成果。然而我國(guó)的電力市場(chǎng)體系還存在很多不足之處，例如定價(jià)機(jī)制不明確、政府職能轉(zhuǎn)變不到位等。因此，我國(guó)的電力體制改革還有很長(zhǎng)的路要走。

3 我國(guó)電力市場(chǎng)交易模式的發(fā)展方向

3.1 電力市場(chǎng)交易模式綜述

電力市場(chǎng)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，隨著經(jīng)濟(jì)模式的不同，演化出多種不同的交易模式。每種交易模式均有利弊。電力市場(chǎng)的交易模式不具備可復(fù)制性，不可以拿來即用，而應(yīng)當(dāng)根據(jù)我國(guó)國(guó)家特點(diǎn)并結(jié)合我國(guó)當(dāng)下的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r加之以外國(guó)電力市場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出一套符合我國(guó)國(guó)情的電力交易規(guī)則。電力市場(chǎng)交易模式的劃分有不同的標(biāo)準(zhǔn)，按市場(chǎng)集中程度劃分則可分為雙邊交易模式、電力聯(lián)營(yíng)模式和混合模式。按市場(chǎng)開放程度則可劃分為壟斷模式、批發(fā)競(jìng)爭(zhēng)模式、單一買方模式和零售競(jìng)爭(zhēng)模式。

3.1.1 按市場(chǎng)開放程度劃分

電力經(jīng)濟(jì)在發(fā)展過程中，電力市場(chǎng)隨之逐漸開放。電力交易模式從壟斷模式到零售競(jìng)爭(zhēng)模式的轉(zhuǎn)變，不僅有助于提高電力交易的公平性，還能提高電力交易環(huán)節(jié)的交易效率。

表1 電力交易模式的特點(diǎn)

3.1.2 按市場(chǎng)集中程度劃分

電力市場(chǎng)按集中度可分為：雙邊交易模式、電力聯(lián)營(yíng)模式和混合交易模式。所謂雙邊交易模式，就是電力商品的交易量和交易價(jià)格均由買賣雙方協(xié)商完成。在該模式下，市場(chǎng)所有參與者享有交易自主權(quán)，交易者眾多使得電力市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)得到弱化。但該交易模式的交易成本較高，易受到杠桿加成帶來的信用風(fēng)險(xiǎn)交易操作多樣化不易控制。

電力聯(lián)營(yíng)模式，通過設(shè)立交易中心，要求電力市場(chǎng)所有交易者均通過交易中心完成交易，不能進(jìn)行雙邊交易。交易時(shí)，電量以及電價(jià)均由市場(chǎng)決定。該交易模式優(yōu)點(diǎn)在于集中可控，缺點(diǎn)在與缺乏靈活性。

混合交易模式則結(jié)合了上面兩種交易模式的特點(diǎn)，在同意設(shè)立交易中心的同時(shí)也允許買賣雙方進(jìn)行雙邊交易。該模式下，電力市場(chǎng)不僅集中可控而且更加靈活，既能滿足大部分電力交易需求，又可以滿足特殊交易需求。正因?yàn)榛旌辖灰啄Ｊ骄邆渖鲜鰞?yōu)點(diǎn)，因而成為目前比較受歡迎的交易模式。

3.2 我國(guó)交易機(jī)制現(xiàn)狀

2015年12月，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)電力市場(chǎng)建設(shè)的實(shí)施意見》，提出要“逐步建立以中長(zhǎng)期交易規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，以現(xiàn)貨市場(chǎng)發(fā)現(xiàn)價(jià)格，交易品種齊全、功能完善的電力市場(chǎng)”?！痘疽?guī)則》關(guān)于中長(zhǎng)期交易的指導(dǎo)意義更強(qiáng)，強(qiáng)調(diào)了地方電力管理部門的交易規(guī)則可以根據(jù)《基本規(guī)則》適當(dāng)調(diào)整?！峨娏χ虚L(zhǎng)期交易基本規(guī)則（暫行）》共12章，100條，系統(tǒng)化地以頂層設(shè)計(jì)的體系架構(gòu)勾勒出了一個(gè)法度嚴(yán)謹(jǐn)、張弛有度的制度框架。主要內(nèi)容包括：市場(chǎng)成員及其權(quán)責(zé)邊界、中長(zhǎng)期市場(chǎng)和現(xiàn)貨市場(chǎng)的定位和發(fā)展、交易品種（交易周期、交易方式）、價(jià)格機(jī)制、發(fā)用電計(jì)劃及交易時(shí)序安排、安全校核及交易執(zhí)行、偏差電量處理、輔助服務(wù)、計(jì)量和結(jié)算、信息披露等?！痘疽?guī)則》作為9號(hào)文及其配套文件首個(gè)基礎(chǔ)性電力交易規(guī)則，承擔(dān)著落實(shí)電改精神、指導(dǎo)和規(guī)范電力交易的責(zé)任。規(guī)則詳細(xì)描述了“計(jì)劃調(diào)度+直接交易為主的中長(zhǎng)期”交易模式的操作方法及流程，對(duì)規(guī)范以開展直接交易為主的中長(zhǎng)期交易具有重要的推動(dòng)作用。截止2017年3月，全國(guó)已有18個(gè)區(qū)域級(jí)、省級(jí)電力市場(chǎng)交易相關(guān)規(guī)則。其中，河南、河北、重慶、安徽及京津唐電網(wǎng)發(fā)布《電力直接交易規(guī)則》；貴州、廣東、四川發(fā)布《電力市場(chǎng)交易規(guī)則》；山東、山西、云南、甘肅、湖南、江蘇、上海、青海、寧夏、華中區(qū)域發(fā)布《電力中長(zhǎng)期交易規(guī)則》。列表如下：

表2 我國(guó)省級(jí)電力交易規(guī)則

現(xiàn)貨電力市場(chǎng)是現(xiàn)代電力市場(chǎng)的基石，是實(shí)現(xiàn)以市場(chǎng)機(jī)制配置電力資源的基礎(chǔ)。《基本規(guī)則》雖然不是針對(duì)與現(xiàn)貨電力市場(chǎng)互為補(bǔ)充的中長(zhǎng)期電力市場(chǎng)，僅立足于指導(dǎo)規(guī)范當(dāng)前“計(jì)劃調(diào)度+簡(jiǎn)單電力交易”，但可以想見在該規(guī)則的影響下，我國(guó)電力市場(chǎng)交易模式最終會(huì)以“現(xiàn)貨+中長(zhǎng)期”的方式實(shí)現(xiàn)。

4 發(fā)電企業(yè)在電力期貨交易市場(chǎng)中的博弈方法

4.1 電力市場(chǎng)交易種類的劃分

如圖1所示為電力市場(chǎng)交易種類劃分結(jié)構(gòu)。電力市場(chǎng)交易種類按照不同的分類方法會(huì)得出不同的結(jié)果。由于電力市場(chǎng)交易的眾多標(biāo)的物中，以電能量交易最為常見，故本文著重介紹電能量交易中發(fā)電企業(yè)的博弈方法。

電能量交易市場(chǎng)由現(xiàn)貨市場(chǎng)和遠(yuǎn)期市場(chǎng)兩部分組成。現(xiàn)貨市場(chǎng)即為實(shí)時(shí)進(jìn)行電力交易，實(shí)時(shí)電價(jià)由買賣雙方博弈決定。遠(yuǎn)期市場(chǎng)即為對(duì)將來電力商品價(jià)格的判斷。遠(yuǎn)期市場(chǎng)有多重衍生品交易，例如電力期貨和電力期權(quán)。遠(yuǎn)期交易方式可以避免市場(chǎng)實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)。例如：當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障，電力供需關(guān)系短時(shí)發(fā)生變化，那么電力現(xiàn)貨交易方式將無法及時(shí)作出反應(yīng)。而分散式的遠(yuǎn)期交易（雙邊交易）則為買賣雙方直接交易，交易價(jià)格通過雙邊協(xié)商的方式確定。

4.2 發(fā)電企業(yè)電能量交易策略

以上介紹了不同交易方式的特點(diǎn)，并且對(duì)比了其優(yōu)劣。那么，作為發(fā)電企業(yè)，如何將所生產(chǎn)的電能交易出去可以獲得最大的收益呢？根據(jù)電能量交易的分類，在評(píng)估受益與風(fēng)險(xiǎn)并加以平衡后，電能量交易的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

表2 發(fā)電企業(yè)電能量交易策略表

（續(xù)）

4.2.1 算例

為模擬電力交易中發(fā)生的常見情況，以京能集團(tuán)為例，展示在電力交易中有哪些策略可以使用。假設(shè)，京能集團(tuán)旗下共有兩家發(fā)電企業(yè)，即岱海發(fā)電企業(yè)和京西燃?xì)鉄犭?。假設(shè)機(jī)組在整個(gè)運(yùn)行工況中邊際成本不變。這兩家企業(yè)的數(shù)據(jù)如下：

表3 京能集團(tuán)發(fā)電企業(yè)數(shù)據(jù)表

現(xiàn)在，京能集團(tuán)要進(jìn)行電能量交易。按照經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，應(yīng)拿出機(jī)組總出力的70%進(jìn)行遠(yuǎn)期交易。遠(yuǎn)期交易的方式可以是雙邊協(xié)議。拿出25%的機(jī)組出力用作日前交易。將機(jī)組出力的4%用于小時(shí)前市場(chǎng)，1%用于實(shí)時(shí)市場(chǎng)。然而，這樣的交易方式真的能夠使經(jīng)濟(jì)效益最大化嗎？問題一：如果，8月1日，夏季調(diào)峰時(shí)，某電廠的發(fā)電機(jī)組突然出現(xiàn)事故，電力出現(xiàn)100MW的缺額。在實(shí)時(shí)市場(chǎng)中，各大電廠對(duì)這100MW進(jìn)行競(jìng)價(jià)，價(jià)低者勝。由于事發(fā)突然，此時(shí)電能量的價(jià)格會(huì)出現(xiàn)溢價(jià)，遠(yuǎn)高于正常電價(jià)。京能集團(tuán)想要參與此次競(jìng)價(jià)，應(yīng)該如何報(bào)價(jià)才能中標(biāo)？?jī)r(jià)格報(bào)得過高存在無法中標(biāo)的可能，價(jià)格報(bào)得過低又會(huì)使盈利減少。

問題二：假設(shè)京能集團(tuán)中標(biāo)了這100MW的發(fā)電權(quán)利，然而燃?xì)鈾C(jī)組由于某些限制條件，只能發(fā)出50MW，那么剩下50MW功率如何解決？

方案一：接受違約處罰，剩下的50MW再次進(jìn)行競(jìng)價(jià)交易。

方案二：以高價(jià)從其他電廠購買50MW的有功，輸送至電網(wǎng)。

從這例子中我們可以看到，想要在交易市場(chǎng)中做出正確的決策，取決于方方面面的因素。電能無法大量存儲(chǔ)，在發(fā)、輸、配、用各個(gè)方面都是實(shí)時(shí)平衡的。在區(qū)域性電網(wǎng)中，不同類型的發(fā)電企業(yè)有成百上千家，每一家發(fā)電企業(yè)的機(jī)組狀況、邊際成本、處理情況都不一樣。想要做出最為正確、效益最大化的交易決策取決于對(duì)各種數(shù)據(jù)的收集與分析。面對(duì)如此龐大的數(shù)據(jù)，想要在實(shí)時(shí)市場(chǎng)中獲利，需要快速收集并且分析出結(jié)果。這就需要大數(shù)據(jù)的幫助。

5 大數(shù)據(jù)在電力市場(chǎng)中的應(yīng)用

5.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在電力市場(chǎng)的可行性

大數(shù)據(jù)技術(shù)作為科技創(chuàng)新的主攻方向之一，于2012年，在國(guó)家層面首次被提出。近年來，大數(shù)據(jù)技術(shù)受到越來越廣泛的關(guān)注。所謂大數(shù)據(jù)，是指通過對(duì)大量的、種類來源復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行高速的捕捉、發(fā)現(xiàn)和分析，用經(jīng)濟(jì)的方法提取其價(jià)值的技術(shù)體系或技術(shù)架構(gòu)。隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的逐漸龐大以及電力設(shè)備數(shù)量和種類的不斷增加，電力數(shù)據(jù)的復(fù)雜程度呈幾何增長(zhǎng)。在電力交易中，要想在現(xiàn)貨市場(chǎng)中快速做出正確的判斷，就要高度重視大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用。雖然龐大的電力網(wǎng)絡(luò)中，各種電力設(shè)備繁多，信息量巨大。但是這些數(shù)據(jù)和信息并不是完全孤立的，由于電力網(wǎng)絡(luò)的連接，它們之間存在著很多的共性。例如，在某一電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)中，該網(wǎng)絡(luò)下的一次設(shè)備電壓都趨近于該電壓等級(jí)。在大的網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)電壓的可近似認(rèn)為相同。同時(shí)，流入該節(jié)點(diǎn)的電流一定等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流。這些電力科學(xué)上的定理、定律為大數(shù)據(jù)的分析提供了可能。

5.2 大數(shù)據(jù)在電力市場(chǎng)中應(yīng)用的方案

鑒于電力網(wǎng)絡(luò)中的許多數(shù)據(jù)信息都具備一定程度的關(guān)聯(lián)性，因此可以將這些數(shù)據(jù)大大簡(jiǎn)化壓縮，減小數(shù)據(jù)所需存儲(chǔ)容量。在電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中，N-R法和P-Q法就利用一些近似條件，將電力系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)電壓、電流以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浯蟠蠛?jiǎn)化，在不影響計(jì)算精度的前提下提高了計(jì)算準(zhǔn)確性和收斂速度。因此，將大數(shù)據(jù)應(yīng)用于電力市場(chǎng)，其中數(shù)據(jù)信息存貯部分，可以借鑒電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中對(duì)于出具的處理方法，將數(shù)據(jù)大大簡(jiǎn)化。

大數(shù)據(jù)在分析上具備速度快的特點(diǎn)，這一點(diǎn)正好迎合了電力市場(chǎng)交易的需求。如何快速對(duì)收集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并得出指導(dǎo)結(jié)果是大數(shù)據(jù)應(yīng)用于電力交易市場(chǎng)的另一大關(guān)鍵所在。在大數(shù)據(jù)技術(shù)中，數(shù)據(jù)解析主要有4種方法：數(shù)據(jù)挖掘與融合、領(lǐng)域普適知識(shí)挖掘、過程挖掘以及數(shù)據(jù)可視化。數(shù)據(jù)挖掘是提取數(shù)據(jù)信息的過程，而數(shù)據(jù)融合是將提取出的數(shù)據(jù)挖掘這些數(shù)據(jù)的潛在關(guān)系，從而得出結(jié)論。例如，當(dāng)電力某條電力輸電線路已經(jīng)達(dá)到滿載，通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析即可在繼續(xù)輸送功率和轉(zhuǎn)讓電力輸送權(quán)之間做出收益最大化的判斷。而普適知識(shí)挖掘，通過大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的分析，可以螺旋漸進(jìn)地探索數(shù)據(jù)層面的普適規(guī)律，以及系統(tǒng)內(nèi)部的工作機(jī)理。這種方法有利于從整體上提升對(duì)于整個(gè)電力市場(chǎng)的認(rèn)知。例如，電力需求與國(guó)家經(jīng)濟(jì)運(yùn)行周期之間的關(guān)系、電力負(fù)荷在一年四季中需求的變化規(guī)律等。這些數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，對(duì)于發(fā)電企業(yè)制定交易計(jì)劃提供了參考意見。過程挖掘通過處理模型和事件數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，將事件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的見解。例如，當(dāng)電網(wǎng)中出現(xiàn)電力缺額，大數(shù)據(jù)分析到該事件可能引起的結(jié)果，從而做出實(shí)時(shí)交易市場(chǎng)中報(bào)價(jià)的指導(dǎo)，可提高發(fā)電企業(yè)中標(biāo)概率。數(shù)據(jù)可視化則更加偏向于用戶體驗(yàn)，能夠更加直觀地將數(shù)據(jù)信息反映給電力交易人員。

6 結(jié)束語

電力體制改革必將向著電力市場(chǎng)化的方向發(fā)展。將來，我國(guó)的電力交易模式一定更加偏向于電力期貨市場(chǎng)。通過遠(yuǎn)期的電力交易來穩(wěn)定電力負(fù)荷，以集中競(jìng)價(jià)和雙邊協(xié)議等方案將電力交易高效又不失靈活的進(jìn)行下去。而日前交易市場(chǎng)和實(shí)時(shí)交易市場(chǎng)則是最為考驗(yàn)交易水平的環(huán)節(jié)，如何針對(duì)電力市場(chǎng)不同情況快速做出交易決定是這其中的難點(diǎn)所在。而大數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn)為解決這些難題提供了可能。大數(shù)據(jù)具備快速收集、分析數(shù)據(jù)的能力，將大數(shù)據(jù)與電力交易市場(chǎng)結(jié)合，將為我國(guó)的電力體制改革助力。