浙江省電力現(xiàn)貨市場試運行政府授權(quán)合約分解方式分析

王學堅，范金華，孫 盼，孫成富

(1.浙江浙能能源服務(wù)有限公司，浙江 杭州 310007；2.浙江浙能電力股份有限公司蕭山發(fā)電廠，浙江 杭州 311251)

2015年，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《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)，拉開了新一輪電力體制改革的序幕。2017年8月，國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)《關(guān)于開展電力現(xiàn)貨市場建設(shè)試點工作的通知》(發(fā)改辦能源【2017】1453號)，選擇南方(以廣東起步)、蒙西、浙江、山西、山東、福建、四川、甘肅等8個地區(qū)作為第一批試點。2017年9月，浙江省人民政府印發(fā)了《浙江省電力體制改革綜合試點方案》(浙政發(fā)【2017】39號)和《浙江電力市場建設(shè)方案》等配套文件，對浙江省的電力體制改革作出頂層設(shè)計。2017年10月，經(jīng)國際招標，PJM Technologies, Inc.與中國電力科學研究院聯(lián)合體確定為浙江省電力市場設(shè)計與規(guī)劃編制咨詢服務(wù)的實施單位。2019年9月20日—2019年9月26日，浙江省電力現(xiàn)貨市場開展第一次結(jié)算試運行，為期7天。2020年5月12日—2020年5月18日，浙江省電力現(xiàn)貨市場開展第二次結(jié)算試運行，為期7天，此次結(jié)算試運行公開發(fā)布了結(jié)算試運行方案，其中包含了政府授權(quán)合約分解方式的規(guī)則。

政府授權(quán)合約是一種雙向差價金融合約，為合約雙方提供控制風險的手段。從電力市場的平衡角度看，政府授權(quán)合約的買方是未參與電力現(xiàn)貨市場的非競爭性用戶，合約理論上為非競爭性用戶提供了穩(wěn)定的電價；政府授權(quán)合約的賣方是發(fā)電企業(yè)，合約理論上為發(fā)電企業(yè)提供了穩(wěn)定的收益；類似于撮合發(fā)電企業(yè)與非競爭性用戶簽訂了長協(xié)。

對于電力現(xiàn)貨市場中的策略方(區(qū)別于價格的接受者)，不同的政府授權(quán)合約分解方式對其參與市場的策略以及實際收益會有直接的影響。本文將對浙江省電力現(xiàn)貨市場第二次結(jié)算試運行的政府合約分解方式進行分析和探討，并展望若干問題。

1 差價合約

交易雙方經(jīng)常會借助于一種可以與集中市場并存的差價合同(Contract For Difference)機制。在差價合同中，買賣雙方可以商定商品的履約價格(Strike Price)和交易數(shù)量。

一旦集中市場上的交易已經(jīng)完成，差價合同就可以按照如下的方式進行結(jié)算[1]。

(1)如果差價合同的履約價格高于集中市場價格，購買方需要向賣出方支付一定金額。支付金額等于這兩種價格的差價乘以合同規(guī)定的交易數(shù)量[1]。

(2)如果差價合同的履約價格低于集中市場價格，賣出方需要向購買方支付一定金額，它等于這兩種價格的差價乘以合同規(guī)定的交易數(shù)[1]。

這樣一來，差價合同就可以使交易雙方既能夠參加集中市場交易，又能規(guī)避對應(yīng)的交易風險[1]。

對于后續(xù)提及的浙江省電力現(xiàn)貨市場第二次結(jié)算試運行中的政府授權(quán)合約，經(jīng)濟學上歸屬為特定場景下的差價合約。

2 電量分配規(guī)則及分析

浙江省電力現(xiàn)貨市場第二次結(jié)算試運行中的政府授權(quán)合約分配的基本原則具體如下。

2.1 煤電(除熱電聯(lián)產(chǎn))

事前按照7天計劃電量的90%比例確定電廠政府授權(quán)合約電量。發(fā)電企業(yè)在日前市場10段報價，根據(jù)出清結(jié)果和實際調(diào)度情況發(fā)電[2]。

2.2 熱電聯(lián)產(chǎn)

事前按照7天計劃電量的90%比例確定電廠政府授權(quán)合約電量。自調(diào)度，不參與日前市場[2]。

2.3 氣電

事前按照7天計劃電量的30%比例確定電廠政府授權(quán)合約電量。發(fā)電企業(yè)在日前市場10段報價，根據(jù)出清結(jié)果和實際調(diào)度情況發(fā)電[2]。

2.4 水電、核電

事后按照實際計量上網(wǎng)電量的90%比例確定每臺機組每個結(jié)算時段的政府授權(quán)合約電量。自調(diào)度，不參與日前市場報價[2]。

2.5 外來電

不參與此次結(jié)算試運行[2]。

外來電由于其外在的不確定性和復雜性，不參與市場，由上級調(diào)度提前給出出力曲線，作為市場競價的邊界條件[2]。

發(fā)電機組的事前政府授權(quán)合約電量按照既定算法程序分解至每個結(jié)算時段，分解原則為：煤電(除熱電聯(lián)產(chǎn))、熱電聯(lián)產(chǎn)和氣電機組分別按照各類型工作日、雙休日和節(jié)假日典型曲線，分解至每臺機組的每個結(jié)算時段。氣電機組低谷時段(22時至次日6時)不分配合約電量(合約電量為0)[2]。

3 政府授權(quán)合約下分解方式分析

3.1 概述

在計劃體制下，政府通過年度電量計劃；電網(wǎng)調(diào)度部門通過調(diào)度指令；引導發(fā)電企業(yè)的發(fā)電行為。在電力現(xiàn)貨市場條件下，通過價格信號來引導部分發(fā)電企業(yè)的行為。

以下將分析政府授權(quán)合約條件下，不同類型發(fā)電企業(yè)，在不同價格信號條件下，參與電力市場的行為。

3.2 政府授權(quán)合約的結(jié)算規(guī)則

浙江省電力現(xiàn)貨市場第二次結(jié)算試運行中的政府授權(quán)合約的結(jié)算原則是——日前基準、實時差量、合約差價[2-5]。簡化分析起見，下列分析只考慮單一結(jié)算時段。結(jié)算規(guī)則可用公式表示：

M=PbQb+(Qr-Qb)Pr+(Pz-Pb)Qz

(1)

Mj=PbQb+(Qr-Qb)Pr+
(Pz-Pb)Qz-QrPc

(2)

式中M——發(fā)電商電費收入；Mj——發(fā)電商的利潤；Pb——日前市場價格；Qb——日前市場電量；Pr——實時市場價格；Qr——實時市場電量；Pz——政府授權(quán)合約電量；Qz——政府授權(quán)合約價格；Pc——發(fā)電成本價格。

3.3 價格信號

按照式(2)，理論上Pb，Pr，Pz，Pc四個價格的不同排列共有24種類型，不同的價格排列，提供了24種不同的價格信號[6-8]。

為簡化分析，假定實時市場電量與日前市場電量無偏差Qr=Qb，則式(2)可簡化：

Mj=(Pb-Pc)Qr+(Pz-Pb)Qz

(3)

發(fā)電企業(yè)完全按照政府授權(quán)合約發(fā)電，Qr=Qz，則式(3)可簡化得：

Mj=(Pz-Pc)Qz

(4)

發(fā)電企業(yè)日前市場未中標，Qr=0，則式(3)可簡化得：

Mj=(Pz-Pb)Qz

(5)

根據(jù)式(3)，理論上Pb，Pz，Pc三個價格共有6種排列，形成6種價格信號：

(1)價格信號一：

Pz>Pc>Pb

(6)

在式(3)條件下，日前市場虧損；授權(quán)合約盈利。

(2)價格信號二：

Pz>Pb>Pc

(7)

在式(3)條件下，日前市場盈利；授權(quán)合約盈利。

(3)價格信號六：

Pb>Pz>Pc

(8)

在式(3)條件下，日前市場盈利；授權(quán)合約虧損。

(4)價格信號四：

Pb>Pc>Pz

(9)

在式(3)條件下，日前市場盈利；授權(quán)合約虧損。

(5)價格信號五：

Pc>Pz>Pb

(10)

在式(3)條件下，日前市場虧損；授權(quán)合約盈利。

(6)價格信號三：

Pc>Pb>Pz

(11)

在式(3)條件下，日前市場虧損；授權(quán)合約虧損。

在現(xiàn)行浙江省電力市場，政府授權(quán)合約價格一般情況下大于發(fā)電機組的發(fā)電成本，Pz>Pc。

因此，僅需考慮式(6)、式(7)、式(8)的三種情況。

3.4 燃煤機組分析

在給定的燃煤機組政府授權(quán)合約電量曲線條件下，總體來說，如果燃煤機組歷史低谷發(fā)電量小于政府授權(quán)合約低谷電量，政府授權(quán)合約電量曲線對其是有利的，反之則不利[9-10]。

在式(6)條件下，日前市場價格低于發(fā)電成本，常見的情況是夜間等用電低谷期。對于燃煤機組來說，保持穩(wěn)定運行的情況下，盡量少發(fā)電最有利。

在式(7)條件下，日前市場價格高于發(fā)電成本，對于燃煤機組來說，盡量多發(fā)電最為有利。

在式(8)條件下，日前市場價格高于政府授權(quán)合約價格，常見的情況是該節(jié)點開始用燃氣機組發(fā)的電。對于燃煤機組來說，要盡量保持機組平穩(wěn)運行，否則該時段沒有賺到尖峰的利潤，政府授權(quán)合約還要加劇虧損。

3.5 燃氣機組分析

對于燃氣機組，式(6)條件下是常態(tài)，意味者市場上大多數(shù)時間由低成本的燃煤等機組提供電能，日前市場價格低于燃氣發(fā)電成本，盡量少發(fā)電最有利。因燃氣機組政府授權(quán)合約價格高，為鼓勵其多發(fā)電，將其政府授權(quán)合約確定為歷史電量的30%，較燃煤機組少。

在式(7)條件下，日前市場價格高于發(fā)電成本，對于燃氣機組來說，盡量多發(fā)電最為有利。

在式(8)條件下，日前市場價格高于燃氣機組政府授權(quán)合約價格，這是非常高的市場價格。對于燃氣機組來說，要盡量保持機組平穩(wěn)運行，否則該時段沒有賺到尖峰的利潤，政府授權(quán)合約還要加劇虧損。

3.6 水電機組分析

水電機組自調(diào)度，不參與日前市場報價。事后按照實際計量上網(wǎng)電量的90%比例確定每臺機組每個結(jié)算時段的政府授權(quán)合約電量。

水電站的變動發(fā)電成本很低，可將式(3)簡化得：

Mj=0.9QrPz+0.1QrPb

(12)

在式(6)條件下，Pb近似于0，式(12)簡化得：

Mj=0.9PzQr

(13)

由式(13)表明，該時段政府授權(quán)合約收入打了九折，水電機組少發(fā)電更有利。

在式(7)條件下，政府授權(quán)合約價格高于日前市場價格，根據(jù)式(12)，對于機組來說，少發(fā)電最為有利。

在式(8)條件下，政府授權(quán)合約價格低于日前市場價格，根據(jù)式(12)，對于機組來說，多發(fā)電最為有利。

3.7 核電機組分析

核電機組安全性要求高的特性決定，很少啟停、負荷非常平穩(wěn)，較少調(diào)節(jié)，因此很難有市場策略。

按式(12)，有10%的核電實際發(fā)電量作為價格的接受者，價格暴露在現(xiàn)貨市場中。

4 結(jié)語

浙江省電力現(xiàn)貨市場第二次結(jié)算試運行政府授權(quán)合約的分解，沒有考慮用戶側(cè)用電情況，用戶側(cè)是固定價格，因此存在賬戶資金不平衡的可能性，在后續(xù)階段結(jié)算試運行應(yīng)考慮增加政府授權(quán)合約分解技術(shù)方式的透明度。

對于燃氣機組，已經(jīng)有容量電費的條件下，可考慮調(diào)整其政府授權(quán)合約電量，增加其參與市場的積極性。對于水電機組，由于其發(fā)電的靈活性，自調(diào)度并且按實際發(fā)電情況授予政府授權(quán)合約，應(yīng)考慮進一步約束其市場行為，避免干擾實時市場的風險。