基于合約與現(xiàn)貨聯(lián)合競價(jià)的發(fā)電側(cè)競價(jià)策略

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(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》（中發(fā)〔2015〕9 號(hào)文）及配套文件指出，電力市場(chǎng)由中長期市場(chǎng)和現(xiàn)貨市場(chǎng)組成，并引入發(fā)電企業(yè)等新興市場(chǎng)主體參與電力市場(chǎng)[1]。電力市場(chǎng)可以分為兩個(gè)階段，第一個(gè)階段是僅開展中長期交易的電力市場(chǎng)，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(chǎng)。第二個(gè)階段是現(xiàn)貨試點(diǎn)的中長期市場(chǎng)，2018 年《南方（以廣東起步）電力現(xiàn)貨市場(chǎng)實(shí)施方案》（粵經(jīng)信電力函〔2018〕209 號(hào)）發(fā)布，廣東開始建立電力現(xiàn)貨市場(chǎng)，中長期電能量合約轉(zhuǎn)化為差價(jià)合約，根據(jù)交割日的日前市場(chǎng)價(jià)格進(jìn)行差價(jià)結(jié)算；同年，《浙江省電力體制改革綜合試點(diǎn)方案》（浙發(fā)改能源〔2017〕862號(hào)）指出，浙江電力市場(chǎng)主要由現(xiàn)貨市場(chǎng)和合約市場(chǎng)構(gòu)成，其中，合約市場(chǎng)交易種類主要是中長期差價(jià)合約。

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

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

與國外成熟電力市場(chǎng)不同，國內(nèi)的差價(jià)合約只允許電力市場(chǎng)主體參與，不允許純市場(chǎng)投資者參與。當(dāng)前市場(chǎng)由現(xiàn)行中長期市場(chǎng)向差價(jià)合約方式過渡，由于差價(jià)合約方式與現(xiàn)貨價(jià)格聯(lián)系緊密，可能對(duì)市場(chǎng)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(chǎng)的基本購電流程，其次基于合約與現(xiàn)貨市場(chǎng)建立針對(duì)差價(jià)合約的發(fā)電企業(yè)聯(lián)合競價(jià)策略模型，并進(jìn)行算例計(jì)算，分析發(fā)電商在中長期和現(xiàn)貨市場(chǎng)組合競價(jià)的各種交易策略效益，為市場(chǎng)主體特別是發(fā)電企業(yè)參與未來現(xiàn)貨市場(chǎng)，根據(jù)其自身特征制定競價(jià)策略提供一定的參考。

1 電力現(xiàn)貨市場(chǎng)交易機(jī)制

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

從各省中長期電力市場(chǎng)規(guī)則來看，各省中長期市場(chǎng)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(chǎng)主體參與電力市場(chǎng)，交易方式主要有雙邊協(xié)商、集中競價(jià)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(chǎng)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(jià)合約。差價(jià)合約不需要考慮實(shí)際出力及實(shí)際發(fā)電量，不需要進(jìn)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(chǎng)的價(jià)格強(qiáng)相關(guān)，現(xiàn)貨價(jià)格的高低以及實(shí)際發(fā)電量對(duì)發(fā)電企業(yè)將產(chǎn)生較大影響。電力現(xiàn)貨市場(chǎng)模式下的基本購電流程如圖1 所示。

圖1 電力現(xiàn)貨市場(chǎng)基本購電流程

2 發(fā)電企業(yè)競價(jià)策略模型

現(xiàn)貨模式下，中長期電力市場(chǎng)轉(zhuǎn)化為差價(jià)合約，對(duì)發(fā)電企業(yè)的競價(jià)策略產(chǎn)生一定影響。

由于以差價(jià)合約的形式來參與電力市場(chǎng)，發(fā)電企業(yè)的競價(jià)策略將發(fā)生一定的變化，差價(jià)合約僅具有金融結(jié)算意義，而且與現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)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(jià)的發(fā)電側(cè)競價(jià)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(fù)荷特性來制定競價(jià)策略。根據(jù)廣東電力市場(chǎng)規(guī)則，可采用雙邊協(xié)商、集中競價(jià)和掛牌的方式參與電力市場(chǎng)。

參加雙邊協(xié)商的機(jī)組收入Rsb：

參加集中競價(jià)的機(jī)組收入Rjz：

參加掛牌交易的機(jī)組收入Rgp：

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

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

發(fā)電企業(yè)的總收入Rtotal：

式中：R差價(jià)為差價(jià)合約收入；R日前為日前市場(chǎng)收入；Q合約為差價(jià)合約電量；P合約為差價(jià)合約價(jià)格；Q日前為日前市場(chǎng)電量；P日前為日前市場(chǎng)價(jià)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(jià)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(shí)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(shí)同理。

一般來講，在電力市場(chǎng)，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(jià)為月度集中競價(jià)，掛牌交易為周度掛牌交易。

雙邊協(xié)商由市場(chǎng)主體之間自主協(xié)商交易電量、電價(jià)，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(rèn)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(shí)間較長，市場(chǎng)主體對(duì)收益期望較低，價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)較小。

集中競價(jià)由市場(chǎng)主體通過交易平臺(tái)申報(bào)電量、電價(jià)，交易機(jī)構(gòu)進(jìn)行市場(chǎng)出清，經(jīng)調(diào)度機(jī)構(gòu)安全校核后，確定最后的成交對(duì)象、成交電量和成交價(jià)格等。由于集中競價(jià)一般在雙邊協(xié)商之后進(jìn)行，負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率提高，故市場(chǎng)主體對(duì)收益期望較高，價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)較高。

掛牌交易是指由市場(chǎng)主體通過交易系統(tǒng)進(jìn)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(chǎng)主體可以根據(jù)天氣和市場(chǎng)需求等進(jìn)一步提升負(fù)荷預(yù)測(cè)率，故市場(chǎng)主體對(duì)收益期望最高，價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)最大。

一般來講，雖然現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)劇烈，但是總體來看，根據(jù)天氣情況和用電負(fù)荷不同，工作日、周末和法定假期的現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格走勢(shì)雖然有一定的差異，但基本也是分為峰谷平，峰時(shí)段價(jià)格最高，谷時(shí)段價(jià)格最低，平時(shí)段價(jià)格中等。故在不同的時(shí)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(jià)方式不同，各交易品種的收益期望和價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)有一定差異，發(fā)電企業(yè)需根據(jù)其代理用戶的負(fù)荷特性、市場(chǎng)周期、市場(chǎng)供需、政策變化等綜合因素，結(jié)合現(xiàn)貨市場(chǎng)的價(jià)格變化規(guī)律，制定其在各個(gè)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(xiǎn)最小化。

3 算例

以廣東電力市場(chǎng)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(jì)算，假設(shè)合約市場(chǎng)僅開展雙邊協(xié)商的差價(jià)合約，不開展集中競價(jià)和掛牌的差價(jià)合約。即在Q合約=Qsb+Qjz+Qgp中，Qjz=0，Qgp=0。此時(shí)Q合約=Qsb，P合約=Psb，Q日前=Qg1，P日前=Prq。假設(shè)發(fā)電機(jī)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(jī)組n 在t 時(shí)刻的出力約束為：

發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量為：

針對(duì)某一個(gè)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(biāo)是實(shí)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(jià)格變動(dòng)與利潤之間的關(guān)系，合理確定其在合約市場(chǎng)與現(xiàn)貨市場(chǎng)的報(bào)價(jià)策略。

合約交易的基本策略：鑒于現(xiàn)貨節(jié)點(diǎn)電價(jià)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(biāo)電量價(jià)格的動(dòng)機(jī)。由于在合約電價(jià)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(huì)把全電量鎖定在合約上。購方不可能在很低價(jià)位、售方不可能在很高價(jià)位鎖定很大的電量，購售雙方只有二者價(jià)格期望水平接近才有可能在一個(gè)折中價(jià)格水平達(dá)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(chǎng)出現(xiàn)異常價(jià)格波動(dòng)，才可能出現(xiàn)因?yàn)楹霞s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(chǎng)景分析1

假設(shè)某發(fā)電企業(yè)的機(jī)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(jī)組在日前市場(chǎng)按照發(fā)電成本450 元/MWh報(bào)價(jià)（如表1 所示）。

場(chǎng)景分析：

由于日前價(jià)格與成本的差額決定現(xiàn)貨收益，合約價(jià)格與日前價(jià)格的差額決定差價(jià)收益，故可知：當(dāng)合約價(jià)格高于成本，即使日前價(jià)格上升導(dǎo)致合約價(jià)格和日前價(jià)格倒掛，其利潤也均為正；當(dāng)合約價(jià)格低于成本，在日前價(jià)格上升到大于合約價(jià)格時(shí)，如果現(xiàn)貨收益不能彌補(bǔ)差價(jià)損失，則為負(fù)利潤；如果日前價(jià)格很高，現(xiàn)貨收益能覆蓋差價(jià)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(chǎng)景分析2

假設(shè)某發(fā)電企業(yè)的機(jī)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(jià)格450 元/MWh，該發(fā)電機(jī)組在現(xiàn)貨市場(chǎng)按照發(fā)電成本450 元/MWh 報(bào)價(jià)（如表2 所示）。

場(chǎng)景分析：

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

當(dāng)合約價(jià)格低于成本，在日前價(jià)格上升到大于合約價(jià)格時(shí)，如果P日前

3.3 合約分解方式對(duì)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(duì)現(xiàn)貨市場(chǎng)市場(chǎng)的收益沒有影響。

每時(shí)段價(jià)差電費(fèi)為R差價(jià)=Q合約（P合約-P日前）。

假設(shè)合約價(jià)450 元/MWh，合約量1 000 MWh，則合約分解方式對(duì)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(jià)格低的時(shí)段，此時(shí)差價(jià)電費(fèi)最大；盡可能將合約電量分解到日前價(jià)格高的時(shí)段，此時(shí)差價(jià)電費(fèi)最小。

4 結(jié)語

國內(nèi)電力市場(chǎng)仍處于起步階段，現(xiàn)貨市場(chǎng)還未正式運(yùn)行，需要針對(duì)合約與現(xiàn)貨聯(lián)合競價(jià)的發(fā)電側(cè)競價(jià)策略進(jìn)行研究分析?，F(xiàn)貨模式下的中長期電力交易為發(fā)電企業(yè)應(yīng)對(duì)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)提供了風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避手段，但也對(duì)發(fā)電企業(yè)參與電力市場(chǎng)提出了更高的要求。不僅要求發(fā)電企業(yè)在現(xiàn)貨市場(chǎng)根據(jù)自身情況及用戶代理情況制定相應(yīng)的競價(jià)策略，也要求發(fā)電企業(yè)在中長期交易市場(chǎng)合理制定交易策略，更加合理地制定交易品種的競價(jià)組合，以獲得最大收益。發(fā)電側(cè)需要深刻領(lǐng)會(huì)現(xiàn)貨市場(chǎng)差價(jià)合約結(jié)算的原理，牢固樹立按照邊際成本報(bào)價(jià)的觀念。現(xiàn)貨市場(chǎng)有比較完備的機(jī)制限制高價(jià)，并通過核定發(fā)電成本來限制市場(chǎng)力，因此在現(xiàn)貨市場(chǎng)中不能盲目報(bào)高價(jià)，或者聯(lián)合報(bào)高價(jià)，需要深刻理解在現(xiàn)貨市場(chǎng)模式下，總的收益是由現(xiàn)貨收益和差價(jià)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(jià)對(duì)整體的收益至關(guān)重要，要確立合約價(jià)格與現(xiàn)貨價(jià)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(biāo)電量時(shí)）

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(biāo)電量時(shí)）

表3 合約分解方式對(duì)發(fā)電商收益的影響