虛擬發(fā)電資源對發(fā)電廠風(fēng)險分析

劉肖月

【摘 要】通過來源于金融行業(yè)的風(fēng)險值對發(fā)電廠運營風(fēng)險進(jìn)行評估，提出需求側(cè)的虛擬發(fā)電資源與發(fā)電廠展開市場競爭，比較了發(fā)電調(diào)峰成本與需求側(cè)競價成本，分析了虛擬發(fā)電資源參與競價后發(fā)電廠風(fēng)險值的變化情況。

【關(guān)鍵詞】虛擬發(fā)電資源；風(fēng)險值；邊際電價

隨著社會的發(fā)展，電力負(fù)荷日益增高，發(fā)電廠是保證電力負(fù)荷需求的源頭。電力終端用戶統(tǒng)稱為電力需求側(cè)（ Demand Side），電力需求側(cè)管理（Demand Side Management，簡稱DSM）就是通過有效的負(fù)荷控制手段滿足電力供需平衡，例如用電高峰時，當(dāng)發(fā)電廠出力不足時，通過降低電力需求側(cè)用電量解決電力不足局面，這種方式稱為“虛擬發(fā)電資源”，也稱“負(fù)瓦”。隨著電力市場的逐步開展，虛擬發(fā)電資源也可以參與市場競價，與發(fā)電廠展開競爭。

一、風(fēng)險評估指標(biāo)VAR值

風(fēng)險通常被定義為結(jié)果的不確定性，概率術(shù)語是表達(dá)這種不確定性的最好方法。在發(fā)電側(cè)引入競爭機(jī)制的電力市場模式下，發(fā)電廠風(fēng)險管理的目標(biāo)是消除其所獲利潤的波動性。發(fā)電廠的管理者必須能夠評估發(fā)電廠運營過程中潛在的損失。發(fā)電廠的市場風(fēng)險是指由于電力市場價格的變化，或電力價格水平波動性的變化，或市場價格水平間的相關(guān)性的變化所引起的發(fā)電資產(chǎn)價值可能的不利變化。風(fēng)險一般以價格波動的形式來度量，價格波動引起發(fā)電廠收益率的變化。風(fēng)險對競爭性電力市場中評估發(fā)電機(jī)組資產(chǎn)價值起了主要作用。風(fēng)險具有客觀性和主觀性，客觀性指的是所有市場參與者都面對相同的市場不確定性；主觀性指的是對市場運營的不同管理方法會導(dǎo)致不同程度的風(fēng)險。

VAR的定義：

風(fēng)險值（Value At Risk，簡稱VAR）產(chǎn)生于1994年，在一連串舉世矚目的衍生產(chǎn)品災(zāi)難以后，金融行業(yè)需要一種工具來計量市場風(fēng)險，這種需要使得VAR被廣泛接受。對于發(fā)電廠風(fēng)險分析而言，VAR是一個可行的估計。

VAR的通常定義為：“在一定的持有期內(nèi)，一定置信水平下，從不利的市場變動中可能會蒙受的最大損失”。置信水平是VAR定義中的重要參數(shù)。發(fā)電廠的VAR是指這樣的一種損失額：對于給定概率（置信水平），持有期日，在日持有期內(nèi)預(yù)計超過這一損失額的概率只有。

圖1給出了發(fā)電廠VAR的定義圖形，其中橫軸表示短期發(fā)電資產(chǎn)損益值的變化，縱軸表示損益值變化可能發(fā)生的概率。在VAR計算中通常使用的置信水平為95%或99%。

圖1所示在置信水平95%下發(fā)電資產(chǎn)的最小利潤為-3.3萬元，發(fā)電廠預(yù)期的利潤為3萬元。圖中所示的與預(yù)期利潤有關(guān)的VAR為-6.3萬元，與零值（發(fā)電資產(chǎn)最初收益）有關(guān)的VAR值為-3.3萬元。如果所取的時間段為100天的話，在給定的置信水平95%下，意味著相對預(yù)期收益的損失中僅有5天會超過6.3萬元，相對零值的損失中僅有5天會超過-3.3萬元。同樣地，99%的置信水平意味著100天僅有1天的損失會超過VAR值。從圖2-1可以看出，所選取的置信水平越大即越接近1，落于VAR線左邊的事件就會越少，這將對這些事件的準(zhǔn)確預(yù)測帶來困難，所以選取適當(dāng)?shù)闹眯潘绞呛苤匾摹?/p>

分析發(fā)電資產(chǎn)損失情況時，必定要選擇一個時間范圍，這個時間范圍就是VAR計算的持有期。持有期是VAR定義中的另一個重要參數(shù)。在選擇持有期時考慮的第一個因素是新交易發(fā)生的頻率，以及新交易對發(fā)電資產(chǎn)的影響。如果新交易對發(fā)電運營的資產(chǎn)有很大的影響，則使用一個較長的持有期就沒有多大的意義，因為發(fā)電資產(chǎn)風(fēng)險在這個持有期結(jié)束之前就可能發(fā)生顯著性變化，從而使得VAR的計算變得不太準(zhǔn)確；選擇持有期考慮的第二個因素是收集與發(fā)電運營風(fēng)險有關(guān)的數(shù)據(jù)，因為發(fā)電廠作風(fēng)險報告時必須依靠這些數(shù)據(jù)來創(chuàng)建新的報告。

二、虛擬發(fā)電資源參與競價對發(fā)電廠的風(fēng)險分析

電力市場中，利潤的最大化驅(qū)使電力終端用戶和發(fā)電廠商在市場環(huán)境中產(chǎn)生競爭。虛擬發(fā)電資源參與競價也稱為需求側(cè)競價（Demand Side Bidding，簡稱DSB），DSB使電力終端用戶積極參與到電力市場中去，從而改變其用電方式。電力終端用戶削減負(fù)荷，相當(dāng)于向電網(wǎng)提供了一種電力資源，這種資源便是“負(fù)瓦”。所以，參與競價的用戶相當(dāng)于“負(fù)瓦”發(fā)電機(jī)，相應(yīng)地，需求側(cè)競價亦稱為“負(fù)瓦”競價。

需求側(cè)競價成本（簡稱DSB成本）是指用戶因參與需求側(cè)競價而引起的停電損失，例如用戶預(yù)計將發(fā)生停電而購置備用能源、修改工序、工人輪休、產(chǎn)品銷售延遲等所造成的額外損失。

單位需求側(cè)競價成本（簡稱單位DSB成本）是指用戶停用1kWh的電量而造成的停電損失。

參與DSB的電力用戶一方面要在特定的峰段削減負(fù)荷，另一方面電力用戶為了維持企業(yè)的生產(chǎn)秩序，不影響企業(yè)短期內(nèi)的生產(chǎn)能力，必須在其它時段恢復(fù)已削減的負(fù)荷。所以參與DSB的用戶電力消費包含兩個環(huán)節(jié)：一是正常情況下原始的電力需求；二是參與DSB引起的需求變化。研究電力用戶DSB成本關(guān)鍵是分析需求變化的情況。電力用戶參與DSB其實就是對用戶自身的負(fù)荷重新進(jìn)行分配，將特定的高峰時段的負(fù)荷轉(zhuǎn)移到其它時段中去，但用戶總的用電量趨于不變。負(fù)荷的削減伴隨著負(fù)荷的恢復(fù)，所以停電持續(xù)時間長短直接關(guān)系到用戶的切身利益。

三、虛擬發(fā)電資源參與競價后對發(fā)電廠DSB的影響

需求側(cè)通過競價參與發(fā)電計劃后，對系統(tǒng)的邊際電價產(chǎn)生影響。在確保參與DSB用戶削減的負(fù)荷在其它時段能夠得到盡快恢復(fù)的前提下，DSB可以降低系統(tǒng)邊際電價。DSB用戶停電的持續(xù)時間越短，其單位DSB成本越低，交易市場更愿意將DSB用戶納入發(fā)電計劃的安排中，取代系統(tǒng)發(fā)電成本較高的邊際機(jī)組；但是，如果削減的負(fù)荷得不到恢復(fù)，在電網(wǎng)的高峰負(fù)荷期間，很容易由于DSB用戶的參與使得電網(wǎng)出現(xiàn)極高的尖峰價格。所以在安排用戶參與發(fā)電競價過程的同時，合理安排好用戶在其它時段的用電計劃也是很有必要的。

由于DSB用戶參與競價，能夠引起發(fā)電機(jī)廠運營的風(fēng)險值VAR出現(xiàn)兩種情況的變化。一是在系統(tǒng)電力短缺的時候，由于DSB參與競價后停電持續(xù)時間過長導(dǎo)致DSB單位成本升高，從而引起系統(tǒng)邊際價格上升，這樣機(jī)組所獲取的清算價格升高，所以利潤分布的期望值升高，此時對應(yīng)的風(fēng)險值VAR2>VAR0，風(fēng)險降低，其中VAR0為DSB沒有參與時的發(fā)電廠風(fēng)險值。

由于目前國內(nèi)大多數(shù)發(fā)電機(jī)組利用小時數(shù)比較低，而在每年7-8月份，各地由于氣候原因每年夏季會出現(xiàn)及其短暫的尖峰負(fù)荷，導(dǎo)致發(fā)電廠又出現(xiàn)電力供應(yīng)不足的情況，而虛擬發(fā)電資源能夠緩解這種供需緊張的局面，虛擬發(fā)電資源對發(fā)電廠的運營造成一定的風(fēng)險。隨著電力市場發(fā)展，發(fā)電廠正常運營必須分析需求側(cè)負(fù)荷特點，以找出應(yīng)對策略。

【參考文獻(xiàn)】

[1]韓水主編.廠網(wǎng)分開-競價上網(wǎng)文件資料匯編.遼寧省電力科學(xué)研究院經(jīng)濟(jì)研究所，1999.

[2]楊志榮，勞得容.需求方管理（DSM）及其應(yīng)用[M].中國電力出版社，2001.

[3]楊梅英.風(fēng)險管理與保險原理.北京航空航天大學(xué)出版社，1999.6.