程道同，朱光明

(1.中國神華能源股份有限公司國華惠州熱電分公司，廣東 惠州516082；2.高效清潔火力發(fā)電技術(shù)湖南省重點實驗室，湖南 長沙410007；3.國網(wǎng)湖南省電力有限公司電力科學(xué)研究院，湖南 長沙410007)

0 引言

我國傳統(tǒng)的電力市場以中長期交易模式為主，包括年度和月度的雙邊交易、集中競爭交易，這樣的模式未能充分顯示電力物理屬性，電力價格信號連續(xù)性、價格機制一致性不足，合約流動性差，市場效率偏低。隨著電力現(xiàn)貨市場的開啟，可以根據(jù)市場供需狀態(tài)，充分挖掘市場潛力，進一步優(yōu)化電力資源配置，現(xiàn)貨市場也為中長期交易提供準確的價格風向標，引導(dǎo)發(fā)用側(cè)對市場價格波動的響應(yīng)，提高系統(tǒng)調(diào)峰的能力[1]。在現(xiàn)貨市場模式下，電價的形成和交易策略、供需關(guān)系、電網(wǎng)阻塞等因素有直接關(guān)系，并且是實時變化的。電力現(xiàn)貨市場下，交易報價將成為企業(yè)的重要經(jīng)營活動。市場的出清結(jié)果直接決定了發(fā)電機組是否啟動、能發(fā)多少電量、以什么樣的曲線運行、企業(yè)經(jīng)營業(yè)績，所以正確的交易策略關(guān)系到發(fā)電企業(yè)的切身利益[2]。

1 廣東電力現(xiàn)貨市場規(guī)則要點

1.1 市場架構(gòu)

現(xiàn)階段，廣東電力批發(fā)側(cè)市場采用“電能量市場+輔助服務(wù)市場”的市場架構(gòu)，電能量市場包含中長期市場和現(xiàn)貨電力市場。中長期交易目前還是差價合約形式，現(xiàn)貨市場則是全電量集中競價的形式。目前開放的輔助服務(wù)市場主要是調(diào)頻市場，無功調(diào)節(jié)、備用、黑啟動、AVC等輔助服務(wù)市場未來也會逐步建立。

電力零售市場主要是售電公司和市場化用電企業(yè)開展的售電代理服務(wù)，通過合約的形式開展合作。

1.2 電力交易品種

電力市場交易品種分為中長期市場和現(xiàn)貨市場兩個層面，中長期市場主要是以周為最小周期，現(xiàn)貨市場主要分日前現(xiàn)貨市場和實時現(xiàn)貨市場。

中長期市場交易品種有:市場電量雙邊協(xié)商交易、基數(shù)電量雙邊協(xié)商交易、帶典型曲線的集中競爭交易、帶自定義曲線的雙邊掛牌交易。中長期交易目前還是以差價合約的形式開展，未來會逐步切換至絕對價格形式。

現(xiàn)貨市場交易品種有:日前現(xiàn)貨電能市場、實時現(xiàn)貨市場?，F(xiàn)貨電能量市場目前主要是采用全電量集中競爭申報、集中統(tǒng)一出清的方式，在滿足電網(wǎng)系統(tǒng)安全約束基礎(chǔ)上，根據(jù)發(fā)用兩側(cè)(現(xiàn)階段采取發(fā)電側(cè)既報量也報價、用戶側(cè)只報量不報價的方式)報價形成的出清結(jié)果作為次日的調(diào)度曲線計劃。

1.3 現(xiàn)貨市場交易模式

現(xiàn)貨市場交易的報價分為“發(fā)電側(cè)既報量也報價、用戶側(cè)只報量不報價”和“發(fā)電側(cè)既報量也報價、用戶側(cè)既報量也報價”兩種迭進的模式?，F(xiàn)階段仍屬市場改革早期，用戶側(cè)市場分析和價格判斷能力尚不成熟，因此先從第一種模式起步，市場逐步成熟后再調(diào)整到后者模式。目前實時市場交易采用日前交易報價參數(shù)，在實時市場再次出清形成。

1.4 定價機制

廣東電力現(xiàn)貨市場定價采用節(jié)點電價機制。節(jié)點電價指在滿足電網(wǎng)系統(tǒng)以及發(fā)輸配用設(shè)備的安全運行和網(wǎng)絡(luò)約束前提下，在系統(tǒng)的某節(jié)點增加單位電力負荷時的邊際成本?，F(xiàn)貨電力市場形成的節(jié)點電價體現(xiàn)了電能量在不同時間和空間上的不同價值，也是電力供需平衡程度和引導(dǎo)電力資源分配的信號[3]。

1.5 市場出清

現(xiàn)貨電力市場的出清結(jié)果最終以安全穩(wěn)定為前提，以整個社會的總用電成本最低為目標，一般會采用安全約束機組組合(SCUC)和安全約束經(jīng)濟調(diào)度(SCED)進行集中優(yōu)化、出清計算后，最終得出運行日的系統(tǒng)開機組合、機組調(diào)度計劃曲線、用戶側(cè)的電量曲線及其實時電價[4]。

1.6 市場結(jié)算

廣東目前的電力現(xiàn)貨市場結(jié)算流程規(guī)則:基本結(jié)算單位是“小時”，每天出具一個日賬單、每月完成一次結(jié)算和收付款。由于現(xiàn)貨交易和中長期交易是統(tǒng)一進行的，因此是在根據(jù)基數(shù)合約、中長期合約先進行合同結(jié)算，再根據(jù)實際電量與合約電量的差值，按照現(xiàn)貨價格進行差量結(jié)算。

2 現(xiàn)貨市場下的經(jīng)營目標

任何一個成熟的市場體系，市場主體的最終經(jīng)營目標都是實現(xiàn)利潤最大化，以開展市場競爭為手段的交易中，商品或者服務(wù)的價格主要是由供需關(guān)系來決定。供需雙方會根據(jù)價格趨勢調(diào)整自己的經(jīng)營活動，當達到價格和產(chǎn)品的供需平衡時產(chǎn)生了“均衡價格”。生產(chǎn)成本在“均衡價格”之下的部分，稱之為“生產(chǎn)者剩余”；消費者的消費價格在“均衡價格”之上的部分，便稱之為“消費者剩余”。在電力市場中，發(fā)電企業(yè)通過在市場交易中的報價活動，將發(fā)電廠的發(fā)電利潤實現(xiàn)(電價×電量-成本)達到最大。而此時的“均衡價格”就是該節(jié)點的電價，如圖1所示。

圖1 現(xiàn)貨均衡價格圖

3 現(xiàn)貨市場交易(報價)策略

在電力現(xiàn)貨交易中，科學(xué)的交易(報價)策略是成功中標甚至多盈利的重要因素。交易報價策略主要有四類:第一種是基于成本的報價策略；第二種是基于預(yù)判市場價格的報價策略；第三種是基于博弈論的報價策略；第四種是基于系統(tǒng)仿真的報價策略。

3.1 基本成本的報價策略

在理想的市場中，最終會形成納什均衡[5]，發(fā)電企業(yè)都將會以自身的邊際成本來報價。那么精確的發(fā)電成本分析就是競價策略制定的根本，所有策略性的報價，都要以成本為基礎(chǔ)。成本加成法是以企業(yè)的經(jīng)營(發(fā)電)成本為基礎(chǔ)的報價策略，在單位產(chǎn)品的固定成本基礎(chǔ)上，加上單位產(chǎn)品的可變成本，得到最終的商品交易成本[6]。在此基礎(chǔ)上，如果在成本上考慮單位商品的利潤率，就可以得出商品的最終報價[7]。這種報價策略是一種非常簡單方便的方法，不太適合充分競爭和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的市場。

3.2 基于預(yù)判市場價格的報價策略

根據(jù)市場價格趨勢分析判斷能力[8]，預(yù)判出市場出清價PMCP的范圍或者趨勢，如果市場價格高于發(fā)電成本，可以報一個低于市場價的價格便可順利中標。如果PMCP＞C，那么發(fā)電企業(yè)報價為P=PMCP-ε，ε為無限小的正數(shù)。

預(yù)測市場出清價是極其困難的。我國各地的電力市場都處于起步階段，大數(shù)據(jù)應(yīng)用的時間和范圍不廣也不充分，市場規(guī)則不斷完善、市場架構(gòu)也在不斷建設(shè)，因此價格預(yù)判的依據(jù)就比較缺乏，難以形成真正的判斷力。另外，這種方法的前提是電力市場是充分競爭的，任何市場主體的報價都不會影響最終的價格。但是目前的電力市場很難做到充分競爭[9]。

3.3 基于博弈論的報價策略

博弈論是研究多個主體利益沖突關(guān)系的有效數(shù)學(xué)方法[10]，電力現(xiàn)貨市場是典型的多利益主體的問題。在電力市場中各個市場參與者如何在市場中構(gòu)建最優(yōu)化報價策略以獲取最大的利益，可以運用博弈論的研究成果。很多研究采用非合作博弈模型，主要分為三類:一是基于矩陣博弈模型，首先將備選報價策略表示為離散量，以迎合該模型的特征。當報價策略為幾個離散點時，可以構(gòu)建各個發(fā)電公司采用不同的策略組合時的收益矩陣，從而得到一個平衡的報價策略組合，該平衡點就是最優(yōu)的報價策略。二是基于寡頭博弈模型，模型的平衡點標志著發(fā)電公司的最優(yōu)報價策略，但這些模型更適合于分析電力市場中潛在的市場力，而不是構(gòu)建報價策略。這是由于在應(yīng)用這些模型時做了很多的簡化假設(shè)，這樣得到的均衡點對構(gòu)建報價策略可能沒有太大的意義。三是基于尋找博弈納什均衡解的方法，在不完全競爭電力市場里，很多人都在尋找博弈的納什均衡解，尋找博弈的納什均衡解有兩個主要瓶頸:混合策略均衡的計算和博弈中多個參與者的處理[11]。

3.4 基于系統(tǒng)仿真的報價策略

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，仿真變成了一種有用的工具，通過系統(tǒng)仿真獲得更好理解的結(jié)果。由于實際環(huán)境的市場總是變化的，系統(tǒng)仿真可以研究非穩(wěn)定狀態(tài)的市場。在電力市場環(huán)境下，系統(tǒng)仿真對相關(guān)市場主體是非常重要的，可以分析各個市場主體所要采取的決策的效果，也可以更好地預(yù)期其他主體的決策行為。

一個短期的Wholesale電力市場仿真工具，主要提供的功能包括機組組合、系統(tǒng)電價、發(fā)電公司的報價和期望利潤[5]；de la Torre等(2003)仿真了電力聯(lián)營體的電力市場，確定了均衡的形式，考慮了需要使用連續(xù)和二元變量的多階段框架，用分段常量函數(shù)模擬負荷彈性，該仿真可被用作監(jiān)控市場和分析發(fā)電商的市場力[12]。

當前我國電力市場是不完全競爭的市場，實際上更接近于寡頭壟斷市場。對于經(jīng)營越來越困難的燃煤電廠而言，交易策略直接關(guān)系到企業(yè)的切身利益，研究制定一個好的報價策略可以使企業(yè)在競爭中處于優(yōu)勢地位，實現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)營目標[13]。綜合成本分析、電價預(yù)測、博弈論、系統(tǒng)仿真以及現(xiàn)階段市場情況，設(shè)計一種報價策略，該報價策略包括五個部分，分別是低價段、盈虧平衡段、邊際段、逼近出清價格段和探索高價段，如圖2所示。

圖2 煤電報價策略曲線圖

低價段是低于成本報價，以較低的報價來確保一定的中標電量，實現(xiàn)機組連續(xù)開機運行，避免頻繁啟停機造成的經(jīng)濟影響和安全壓力。盈虧平衡段是以盈虧平衡倒算出一個報價，在此階段爭取開機，并且收益不低于0。邊際段是按照機組發(fā)電邊際成本報價，在有盈利的情況下，盡可能多的中標電量。逼近出清價格段是以預(yù)測的出清價為參考基準，報價稍低于此預(yù)估價進行申報，實現(xiàn)量價兼顧。探索高價段是根據(jù)系統(tǒng)平衡和市場供需情況，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)約束條件，以一定電量去探尋市場高價，實現(xiàn)收益最大化。

4 結(jié)語

發(fā)電企業(yè)在電力現(xiàn)貨市場中的最佳交易報價策略應(yīng)考慮利益最大化為目標，按照等微增成本的方式來進行梯級報價，最終形成的報價曲線應(yīng)與成本曲線無限貼合[14]，實現(xiàn)最理想的覆蓋，從而保證發(fā)電機組既有中標電量，分時的節(jié)點電價也要超過邊際成本，實現(xiàn)抵御市場競爭風險、實現(xiàn)發(fā)電企業(yè)經(jīng)營目標。同時需要重點注意的是，發(fā)電企業(yè)在統(tǒng)籌考慮經(jīng)營利潤時，不要以單個交易時段的中標電量和電價為考核目標，應(yīng)該是全天或者設(shè)定的交易時段內(nèi)的整體利益最大化。燃煤發(fā)電機組由于受到機組的最小技術(shù)出力、各種工況下的啟動成本約束限制[15]，甚至?xí)扇〉蛢r中標確保開機狀態(tài)，極端情況下會以“地板價”的方式來確保不停機。