王 鑫，宋云鵬，陳 閎

（浙江華云信息科技有限公司，杭州 310007）

0 引言

2015 年，《關(guān)于進一步深化電力體制改革的若干意見》（中發(fā)〔2015〕9 號文）及配套文件指出，電力市場由中長期市場和現(xiàn)貨市場組成，并引入發(fā)電企業(yè)等新興市場主體參與電力市場[1]。電力市場可以分為兩個階段，第一個階段是僅開展中長期交易的電力市場，以《電力中長期交易基本規(guī)則（暫行）》[2]文件為指導(dǎo)，廣東、浙江、云南、山西等省均建立了電力中長期市場。第二個階段是現(xiàn)貨試點的中長期市場，2018 年《南方（以廣東起步）電力現(xiàn)貨市場實施方案》（粵經(jīng)信電力函〔2018〕209 號）發(fā)布，廣東開始建立電力現(xiàn)貨市場，中長期電能量合約轉(zhuǎn)化為差價合約，根據(jù)交割日的日前市場價格進行差價結(jié)算；同年，《浙江省電力體制改革綜合試點方案》（浙發(fā)改能源〔2017〕862號）指出，浙江電力市場主要由現(xiàn)貨市場和合約市場構(gòu)成，其中，合約市場交易種類主要是中長期差價合約。

目前，國內(nèi)中長期電力市場發(fā)展較為成熟，發(fā)電企業(yè)的競價策略較為成熟。但下一步，電力市場將過渡到電力現(xiàn)貨市場，發(fā)電企業(yè)的競價策略將發(fā)生顯著變化。發(fā)電企業(yè)將在現(xiàn)貨市場上購買電力，同時為了鎖定收益和規(guī)避風(fēng)險，按照其風(fēng)險偏好或收益偏好參與中長期電力市場。

目前，國內(nèi)外對發(fā)電側(cè)競價策略的研究主要側(cè)重于發(fā)電企業(yè)的購電策略。文獻[3-9]介紹了考慮中長期的合約發(fā)電商日前競價行為模型。文獻[10-15]主要介紹了典型國家的差價合約種類、適用場景、競價模型以及差價合約在不同市場起到的作用。文獻[16]介紹了國內(nèi)電力差價合約分解的理論與方法。

與國外成熟電力市場不同，國內(nèi)的差價合約只允許電力市場主體參與，不允許純市場投資者參與。當(dāng)前市場由現(xiàn)行中長期市場向差價合約方式過渡，由于差價合約方式與現(xiàn)貨價格聯(lián)系緊密，可能對市場主體的收益產(chǎn)生影響，并引起交易策略的變化等。

本文首先介紹電力現(xiàn)貨市場的基本購電流程，其次基于合約與現(xiàn)貨市場建立針對差價合約的發(fā)電企業(yè)聯(lián)合競價策略模型，并進行算例計算，分析發(fā)電商在中長期和現(xiàn)貨市場組合競價的各種交易策略效益，為市場主體特別是發(fā)電企業(yè)參與未來現(xiàn)貨市場，根據(jù)其自身特征制定競價策略提供一定的參考。

1 電力現(xiàn)貨市場交易機制

電力市場包括中長期市場和現(xiàn)貨市場，國內(nèi)各省份電力中長期市場的建設(shè)模式大同小異，基本上都是借鑒廣東經(jīng)驗并結(jié)合各自省份情況建立適合的中長期電力市場。

從各省中長期電力市場規(guī)則來看，各省中長期市場基本模式是一致的[2]，發(fā)電企業(yè)、售電企業(yè)、電力用戶等市場主體參與電力市場，交易方式主要有雙邊協(xié)商、集中競價和掛牌交易等。

根據(jù)廣東省電力中長期交易規(guī)則，發(fā)電企業(yè)參與電力市場可分為交易前、交易中和交易后，包括電力用戶的簽約、交易出清、結(jié)算等。在現(xiàn)貨模式下，交易品種的性質(zhì)為差價合約。差價合約不需要考慮實際出力及實際發(fā)電量，不需要進行安全校核，沒有偏差考核。發(fā)電企業(yè)的收益與現(xiàn)貨市場的價格強相關(guān)，現(xiàn)貨價格的高低以及實際發(fā)電量對發(fā)電企業(yè)將產(chǎn)生較大影響。電力現(xiàn)貨市場模式下的基本購電流程如圖1 所示。

圖1 電力現(xiàn)貨市場基本購電流程

2 發(fā)電企業(yè)競價策略模型

現(xiàn)貨模式下，中長期電力市場轉(zhuǎn)化為差價合約，對發(fā)電企業(yè)的競價策略產(chǎn)生一定影響。

由于以差價合約的形式來參與電力市場，發(fā)電企業(yè)的競價策略將發(fā)生一定的變化，差價合約僅具有金融結(jié)算意義，而且與現(xiàn)貨市場價格密切相關(guān)。本文構(gòu)建了基于合約與現(xiàn)貨聯(lián)合競價的發(fā)電側(cè)競價策略模型。

發(fā)電企業(yè)根據(jù)其代理用戶的總用電量和用電負荷特性來制定競價策略。根據(jù)廣東電力市場規(guī)則，可采用雙邊協(xié)商、集中競價和掛牌的方式參與電力市場。

參加雙邊協(xié)商的機組收入Rsb：

參加集中競價的機組收入Rjz：

參加掛牌交易的機組收入Rgp：

式中：Qsb為雙邊協(xié)商電量；Psb為雙邊協(xié)商電價；Qjz為集中競價電量；Pjz為集中競價電價；Qgp為掛牌交易電量；Pgp為掛牌交易電價；Prq為日前市場電價；Qg1為參加雙邊協(xié)商機組的實際發(fā)電量；Qg2為參加集中競價機組的實際發(fā)電量；Qg3為參加掛牌交易機組的實際發(fā)電量。

由公式（1）—（3）可知，發(fā)電企業(yè)在電力市場的總收入由三部分構(gòu)成，即雙邊協(xié)商、集中競價和掛牌的收入之和。

發(fā)電企業(yè)的總收入Rtotal：

式中：R差價為差價合約收入；R日前為日前市場收入；Q合約為差價合約電量；P合約為差價合約價格；Q日前為日前市場電量；P日前為日前市場價格。

需要指出，發(fā)電企業(yè)可以選擇性參加雙邊協(xié)商、集中競價或掛牌交易的部分或全部。舉例說明，當(dāng)發(fā)電企業(yè)僅選擇參加雙邊協(xié)商，此時Q合約=Qsb，P合約=Psb，Q日前=Qg1，P日前=Prq，則Rtotal=QsbPsb+Prq（Qg1-Qsb）。當(dāng)選擇其他方式時同理。

一般來講，在電力市場，雙邊協(xié)商分為年度雙邊協(xié)商和月度雙邊協(xié)商，集中競價為月度集中競價，掛牌交易為周度掛牌交易。

雙邊協(xié)商由市場主體之間自主協(xié)商交易電量、電價，形成雙邊協(xié)商交易初步意向后，經(jīng)安全校核和相關(guān)方確認后形成交易結(jié)果。合同簽訂效率較低，透明度低，由于合同提前簽訂時間較長，市場主體對收益期望較低，價格風(fēng)險較小。

集中競價由市場主體通過交易平臺申報電量、電價，交易機構(gòu)進行市場出清，經(jīng)調(diào)度機構(gòu)安全校核后，確定最后的成交對象、成交電量和成交價格等。由于集中競價一般在雙邊協(xié)商之后進行，負荷預(yù)測準確率提高，故市場主體對收益期望較高，價格風(fēng)險較高。

掛牌交易是指由市場主體通過交易系統(tǒng)進行掛牌、摘牌操作形成交易結(jié)果。掛牌交易一般為周度，市場主體可以根據(jù)天氣和市場需求等進一步提升負荷預(yù)測率，故市場主體對收益期望最高，價格風(fēng)險最大。

一般來講，雖然現(xiàn)貨市場價格波動劇烈，但是總體來看，根據(jù)天氣情況和用電負荷不同，工作日、周末和法定假期的現(xiàn)貨市場價格走勢雖然有一定的差異，但基本也是分為峰谷平，峰時段價格最高，谷時段價格最低，平時段價格中等。故在不同的時間段，應(yīng)合理分配合約電量。

由于各類型交易品種的周期與競價方式不同，各交易品種的收益期望和價格風(fēng)險有一定差異，發(fā)電企業(yè)需根據(jù)其代理用戶的負荷特性、市場周期、市場供需、政策變化等綜合因素，結(jié)合現(xiàn)貨市場的價格變化規(guī)律，制定其在各個交易品種的交易電量，合理分配電量，從而使得其利益最大化、風(fēng)險最小化。

3 算例

以廣東電力市場為例，由于中長期各交易品種的數(shù)據(jù)尚未公開，為簡化計算，假設(shè)合約市場僅開展雙邊協(xié)商的差價合約，不開展集中競價和掛牌的差價合約。即在Q合約=Qsb+Qjz+Qgp中，Qjz=0，Qgp=0。此時Q合約=Qsb，P合約=Psb，Q日前=Qg1，P日前=Prq。假設(shè)發(fā)電機組成本為P成本，總的成本為R成本，總的利潤為R利潤，則：。

發(fā)電機組n 在t 時刻的出力約束為：

發(fā)電機組的發(fā)電量為：

針對某一個發(fā)電企業(yè)，在式（5）中，P成本為固定值，因此發(fā)電企業(yè)的目標是實現(xiàn)R利潤最大化，R利潤與Q合約、P合約、P日前和P成本緊密相關(guān)。發(fā)電企業(yè)根據(jù)現(xiàn)貨價格變動與利潤之間的關(guān)系，合理確定其在合約市場與現(xiàn)貨市場的報價策略。

合約交易的基本策略：鑒于現(xiàn)貨節(jié)點電價的不確定性，購售電雙方均有通過合約鎖定一部分現(xiàn)貨中標電量價格的動機。由于在合約電價的行程過程中，購售雙方是相互制約的，因此購售雙方都不會把全電量鎖定在合約上。購方不可能在很低價位、售方不可能在很高價位鎖定很大的電量，購售雙方只有二者價格期望水平接近才有可能在一個折中價格水平達成交易。發(fā)電側(cè)合約的營銷策略主要是保本微利，除非現(xiàn)貨市場出現(xiàn)異常價格波動，才可能出現(xiàn)因為合約帶來的巨額盈虧。

3.1 發(fā)電企業(yè)合約+現(xiàn)貨交易盈虧場景分析1

假設(shè)某發(fā)電企業(yè)的機組最大出力60 MW，合約分解電量70 MWh，發(fā)電成本450 元/MWh，該發(fā)電機組在日前市場按照發(fā)電成本450 元/MWh報價（如表1 所示）。

場景分析：

由于日前價格與成本的差額決定現(xiàn)貨收益，合約價格與日前價格的差額決定差價收益，故可知：當(dāng)合約價格高于成本，即使日前價格上升導(dǎo)致合約價格和日前價格倒掛，其利潤也均為正；當(dāng)合約價格低于成本，在日前價格上升到大于合約價格時，如果現(xiàn)貨收益不能彌補差價損失，則為負利潤；如果日前價格很高，現(xiàn)貨收益能覆蓋差價損失，則為正利潤。

3.2 發(fā)電企業(yè)合約+現(xiàn)貨交易盈虧場景分析2

假設(shè)某發(fā)電企業(yè)的機組最大出力60 MW，合約分解電量130 MWh，發(fā)電成本450 元/MWh，現(xiàn)貨價格450 元/MWh，該發(fā)電機組在現(xiàn)貨市場按照發(fā)電成本450 元/MWh 報價（如表2 所示）。

場景分析：

由于日前價格與成本的差額決定現(xiàn)貨收益，合約價格與日前價格的差額決定差價收益，故可知：當(dāng)合約價格高于成本，在日前價格上升導(dǎo)致合約價格和日前價格倒掛時，當(dāng)日前價格略高于合約價格時，現(xiàn)貨收益仍可以覆蓋差價損失，利潤為正；若當(dāng)日前價格波動到很高，現(xiàn)貨收益增長低于差價合約損失增長，則利潤為負。

當(dāng)合約價格低于成本，在日前價格上升到大于合約價格時，如果P日前

3.3 合約分解方式對發(fā)電商收益的影響分析

由式（4）可知R日前=Q日前·P日前，合約分解方式對現(xiàn)貨市場市場的收益沒有影響。

每時段價差電費為R差價=Q合約（P合約-P日前）。

假設(shè)合約價450 元/MWh，合約量1 000 MWh，則合約分解方式對發(fā)電商收益影響如表3所示。

由表3 分析可知：盡可能將合約電量分解到日前價格低的時段，此時差價電費最大；盡可能將合約電量分解到日前價格高的時段，此時差價電費最小。

4 結(jié)語

國內(nèi)電力市場仍處于起步階段，現(xiàn)貨市場還未正式運行，需要針對合約與現(xiàn)貨聯(lián)合競價的發(fā)電側(cè)競價策略進行研究分析。現(xiàn)貨模式下的中長期電力交易為發(fā)電企業(yè)應(yīng)對電力現(xiàn)貨市場價格波動風(fēng)險提供了風(fēng)險規(guī)避手段，但也對發(fā)電企業(yè)參與電力市場提出了更高的要求。不僅要求發(fā)電企業(yè)在現(xiàn)貨市場根據(jù)自身情況及用戶代理情況制定相應(yīng)的競價策略，也要求發(fā)電企業(yè)在中長期交易市場合理制定交易策略，更加合理地制定交易品種的競價組合，以獲得最大收益。發(fā)電側(cè)需要深刻領(lǐng)會現(xiàn)貨市場差價合約結(jié)算的原理，牢固樹立按照邊際成本報價的觀念?，F(xiàn)貨市場有比較完備的機制限制高價，并通過核定發(fā)電成本來限制市場力，因此在現(xiàn)貨市場中不能盲目報高價，或者聯(lián)合報高價，需要深刻理解在現(xiàn)貨市場模式下，總的收益是由現(xiàn)貨收益和差價收益兩部分組成的，發(fā)電只決定現(xiàn)貨收益，然而合約的量和價對整體的收益至關(guān)重要，要確立合約價格與現(xiàn)貨價格的差值是收益的關(guān)鍵的理念。

表1 P日前、P成本、P合約三者關(guān)系（合約分解出力小于日前中標電量時）

表2 P日前、P成本、P合約三者關(guān)系（合約分解出力大于日前中標電量時）

表3 合約分解方式對發(fā)電商收益的影響