電力市場(chǎng)中的發(fā)電廠投標(biāo)組合策略

甘怡君

【摘 要】論文從投標(biāo)組合策略角度出發(fā)，并樹立降低市場(chǎng)投標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)、增加經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)的目的，在最低發(fā)電風(fēng)險(xiǎn)率的基礎(chǔ)上建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)發(fā)電廠在電力市場(chǎng)中的投標(biāo)策略組合進(jìn)行探析。

【Abstract】Based on the perspective of bidding combination strategy， this paper aims to reduce the risk of bidding and increase the profit.On the basis of the minimum generation risk rate， a mathematical model is established to analyze the bidding strategy combination of the power plant in the power market.

【關(guān)鍵詞】電力市場(chǎng)；數(shù)學(xué)模型；投標(biāo)組合

【Keywords】 power market； mathematical model； bidding combination

【中圖分類號(hào)】F407.61 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）07-0047-02

1 引言

在新的市場(chǎng)環(huán)境中，發(fā)電廠使用投標(biāo)競(jìng)價(jià)的方式獲取發(fā)電機(jī)會(huì)，成為真正主動(dòng)參與社會(huì)的一分子，且可以根據(jù)市場(chǎng)的變化需求，自主安排電力發(fā)電，并通過(guò)在網(wǎng)上競(jìng)價(jià)等方式，來(lái)提高發(fā)電廠的經(jīng)營(yíng)效益。

2 新市場(chǎng)環(huán)境中發(fā)電廠投標(biāo)策略概述

市場(chǎng)環(huán)境的變化為電廠發(fā)電機(jī)制帶來(lái)了重大的改變。對(duì)于波動(dòng)性小、較穩(wěn)定的電力需求，電力發(fā)電廠可以與電力公司、大用戶以及買電機(jī)構(gòu)簽訂短期、中期以及長(zhǎng)期的購(gòu)電合同，建立穩(wěn)定的合作關(guān)系。對(duì)于用電較為隨機(jī)的用戶，可以采用實(shí)時(shí)的方式滿足用戶的需求。同時(shí)為了有效提升應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力，需要發(fā)展建立備用的發(fā)電市場(chǎng)，用來(lái)提供緊急的功率支援。根據(jù)不同的市場(chǎng)需求與自身的定位，發(fā)電廠需要制定合理的戰(zhàn)略，其中市場(chǎng)中大多數(shù)發(fā)電廠經(jīng)常采用競(jìng)標(biāo)的方式來(lái)獲取市場(chǎng)效益，如美國(guó)發(fā)電廠通過(guò)PX市場(chǎng)開展發(fā)電競(jìng)標(biāo)。國(guó)內(nèi)的電力競(jìng)標(biāo)工作機(jī)制是電力采辦機(jī)構(gòu)與發(fā)電廠在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上向電力服務(wù)中介提交有關(guān)的市場(chǎng)交易量以及交易價(jià)格，并借助ISO提供的輔助服務(wù)，通過(guò)電力服務(wù)公司的電網(wǎng)將電力輸送到終端。其中市場(chǎng)電力競(jìng)標(biāo)策略成為發(fā)電廠以及電力采辦機(jī)構(gòu)急需解決的重要問(wèn)題，并獲得社會(huì)各界的廣泛關(guān)注[1]。新電力市場(chǎng)環(huán)境為電力市場(chǎng)的發(fā)展提供了眾多渠道，電力廠可以選擇電價(jià)波動(dòng)幅度大、利潤(rùn)較高的時(shí)間點(diǎn)銷售電力產(chǎn)品，也可以選擇電價(jià)利潤(rùn)較少，波動(dòng)幅度較低的合同市場(chǎng)。但是，想要保證電廠獲得高效的市場(chǎng)利潤(rùn)以及風(fēng)險(xiǎn)較低的市場(chǎng)價(jià)格浮動(dòng)，需要結(jié)合多種市場(chǎng)機(jī)制組合發(fā)電投標(biāo)策略，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定與效益雙贏的目標(biāo)。

3 理論模型

3.1 基本假設(shè)

①每個(gè)市場(chǎng)的性質(zhì)都是完全競(jìng)爭(zhēng)的狀態(tài)，發(fā)電廠不能操縱市場(chǎng)的價(jià)格、對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行壟斷。

②發(fā)電廠在每個(gè)市場(chǎng)中都具有相同的投資發(fā)電成本，并且平均發(fā)電成本具有線性的特征。

③各個(gè)市場(chǎng)之間可以產(chǎn)生相互影響相互作用的效果，并且這種影響在一定程度上可以通過(guò)電價(jià)水平之間的相互關(guān)系表現(xiàn)出來(lái)，同時(shí)可以被發(fā)電廠掌握。

④相對(duì)市場(chǎng)的容量來(lái)說(shuō)，發(fā)電廠的發(fā)電水平較小，可以忽略對(duì)輸電約束的考慮。

3.2 多個(gè)市場(chǎng)時(shí)的模型

假設(shè)在某一階段中，發(fā)電廠的發(fā)電成本是c0，發(fā)電廠的市場(chǎng)選擇數(shù)量設(shè)為n，將發(fā)電廠估算的第ni個(gè)市場(chǎng)中的電價(jià)設(shè)為ci，以公式ri=（ci-c0）/c0作為市場(chǎng)ni獲取的市場(chǎng)收益率，標(biāo)準(zhǔn)差是δi，數(shù)學(xué)期望值是 ，反映出市場(chǎng)xi的電價(jià)波動(dòng)幅度，稱為發(fā)電風(fēng)險(xiǎn)率。通過(guò)斜方方差矩陣對(duì)x個(gè)市場(chǎng)進(jìn)行相關(guān)性描述得到：

Δ=？啄11 ？啄12 … ？啄n1？啄21 ？啄22 … ？啄n2？啄n1 ？啄n2 … ？啄nn

兩個(gè)市場(chǎng)之間的影響程度可以通過(guò)得出Sij=cov（ri，rj）=E（（ri- i）（rj- j））。這樣可以根據(jù)a1、a2到an的順序在市場(chǎng)中進(jìn)行投標(biāo)組合，并形成B=（a1，a2，...，an）組合策略。預(yù)期得到的收益是a1 1+a2 2+…+an n，發(fā)電風(fēng)險(xiǎn)總數(shù)為？啄p= aiaj？啄ij 。其中假設(shè)在獲取相同的發(fā)電效益的狀態(tài)下將發(fā)電組合產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)降到最低，可以將改變?yōu)閍1，a2...，an的值使形式，對(duì)于上述優(yōu)化的問(wèn)題進(jìn)行解答，就能得出在不同市場(chǎng)環(huán)境中發(fā)電廠的投標(biāo)電量。

3.3 兩個(gè)市場(chǎng)模型

根據(jù)目前電力市場(chǎng)的發(fā)展?fàn)顩r，注重探討發(fā)電廠在實(shí)時(shí)市場(chǎng)與合同市場(chǎng)中的投標(biāo)組合策略，劃分市場(chǎng)投標(biāo)發(fā)電量。兩個(gè)市場(chǎng)的發(fā)電收益為r1與r2，期望發(fā)電收益為 1與 2，發(fā)電收益標(biāo)準(zhǔn)差是δ1與δ2，由于合同市場(chǎng)具有收益低、風(fēng)險(xiǎn)低，實(shí)時(shí)市場(chǎng)具有風(fēng)險(xiǎn)大、收益大的特征，所以設(shè) 1小于 2以及δ1大于δ2，并符合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律，得出δ12=ρ12δ1δ2，發(fā)電商進(jìn)行投標(biāo)組合的目的是要在風(fēng)險(xiǎn)最低的狀況下，獲取最高的經(jīng)濟(jì)效益。并得出δp與 p的關(guān)系圖如下：

經(jīng)過(guò)計(jì)算與觀察得出當(dāng)ρ12≥δ1δ2，M1是市場(chǎng)最佳投資點(diǎn)與之對(duì)應(yīng)的組合方式是x1=1，x2=0。

4 算例分析

假設(shè)電商發(fā)電成本在某一時(shí)間段中為30美元，合同市場(chǎng)中電價(jià)是c1，為隨機(jī)變量，滿足N（32，32）的規(guī)律，市場(chǎng)中的實(shí)時(shí)價(jià)格為c2，滿足N（34，62）規(guī)律，市場(chǎng)之間的相互關(guān)系為0.2，得出計(jì)算結(jié)果見圖2.

在這個(gè)基礎(chǔ)之上，取值0.0～0.5之間的數(shù)值，在保證其余數(shù)據(jù)不變的情況下，重新進(jìn)行計(jì)算，得出結(jié)果見圖3。

根據(jù)圖2中計(jì)算結(jié)果可以看出，在實(shí)時(shí)市場(chǎng)以及合同市場(chǎng)中發(fā)電廠的投標(biāo)組合承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)要低于單一市場(chǎng)中發(fā)電組合風(fēng)險(xiǎn)，并且發(fā)電效益不是最低。可見，這種發(fā)電組合策略可以在規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，獲得經(jīng)濟(jì)收益。圖3中是市場(chǎng)相互關(guān)系對(duì)發(fā)電廠投標(biāo)組合造成的影響，市場(chǎng)相互關(guān)系越大，追求小風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)電廠就會(huì)越趨向于向波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)小的市場(chǎng)進(jìn)行投標(biāo)。

當(dāng)?shù)扔?.5時(shí)會(huì)出現(xiàn)x*1=1，x*2=0的狀況，因?yàn)楸疚慕⒌臄?shù)學(xué)模型建立在市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)最低的情況之下，獲取最大的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益。文中將發(fā)電廠假設(shè)成規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)類型的實(shí)體市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)類型，以降低投資市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)為最大追求目標(biāo)，并非要獲取最客觀的市場(chǎng)收益。實(shí)時(shí)市場(chǎng)具有風(fēng)險(xiǎn)因素高，價(jià)格利潤(rùn)高的特點(diǎn)，從降低市場(chǎng)投資風(fēng)險(xiǎn)這一目的出發(fā)，價(jià)格利潤(rùn)高的條件下，投標(biāo)數(shù)量會(huì)有所降低。文中ρ12對(duì)電力投標(biāo)組合策略有著重要的影響作用。M1M2弧線拐點(diǎn)的存在原因與ρ12有著重要關(guān)系。當(dāng)ρ12小于δ1/δ2時(shí)，有拐點(diǎn)存在；當(dāng)ρ12大于等于δ1/δ2時(shí)，弧線拐點(diǎn)則不存在。M1（1，δ1）是市場(chǎng)投標(biāo)組合策略中最佳的投標(biāo)組合點(diǎn)。正是在這種情況之下，出現(xiàn)市場(chǎng)投標(biāo)策略組合為0的狀況。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)建立最低風(fēng)險(xiǎn)的數(shù)學(xué)模型對(duì)發(fā)電廠面對(duì)不同市場(chǎng)情況投放的電量進(jìn)行分析，并總結(jié)出相應(yīng)結(jié)論：通過(guò)多個(gè)市場(chǎng)合理分配投標(biāo)組合的方式，可以有效降低市場(chǎng)波動(dòng)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，并能保證發(fā)電資金回籠，保證發(fā)電廠有足夠的現(xiàn)金流維持運(yùn)行；最小的投資風(fēng)險(xiǎn)組合能獲得一定的經(jīng)濟(jì)收益，并優(yōu)于單一市場(chǎng)的投資組合策略；市場(chǎng)之間的相互關(guān)系會(huì)對(duì)發(fā)電廠的電量投標(biāo)產(chǎn)生影響，當(dāng)市場(chǎng)之間形成較強(qiáng)的相互關(guān)系時(shí)，發(fā)電廠有向低風(fēng)險(xiǎn)市場(chǎng)進(jìn)行投標(biāo)發(fā)電的趨勢(shì)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】董福貴，張文泉，譚忠富，等.電力市場(chǎng)中發(fā)電廠的投標(biāo)策略研究[J].現(xiàn)代電力，2002（04）：89-92+98.