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1、电力市场概论A第八章 发电厂商的报价策略,发电厂商报价策略 发电商的报价策略是指发电商在电力市场进行电力交易时根据市场规则进行报价决策时所采取的一整套策略。由经济学理论可知，在理想的、完全竞争的电力市场中，社会效益得到最大化，发电商的最优报价策略是将电力价格设定在发电机组的边际运行成本。但是，电力市场不是完全竞争的电力市场，而是更接近于寡头垄断市场，这是由电力工业的特殊性决定的。,由于电力不能大量储存，且电力的生产与消费必须实时平衡，所以电力不能像其他商品一样进行毫无限制地自由买卖。有限数目的发电商、大的投资规模(市场进入壁垒)、输电约束(在一定程度或范围上限制了某些大用户选择发电商)和输电损
2、耗(打击大用户远距离购电的积极性)等这些因素决定了在电力市场中，某些地区可能只有少数发电商提供电力，这就形成了寡头垄断市场。所以发电商可以不以边际运行成本做为投标策略，而利用市场结构和规则的不完美(例如输电阻塞)来进行报价以增加利润，这称为策略性的投标。如果发电商可以通过策略性报价而非降低成本来成功地增加利润，则称发电商具有市场力。,一、发电商报价策略的研究方法 目前国内外研究者构造发电商的最优报价策略所用的方法大体可归为四大类:1.基于成本分析的方法;2.通过预测市场电价;3.通过估计其他发电商的投标行为;4.基于博弈论的方法。下面对这四种方法分别进行介绍。,1.基于成本分析的方法。这种方法
3、的基本思路是将发电商的电能生产成本加上合理利润(由发电商自己确定)作为上报电价。此方法对发电商来说比较简单、容易掌握，缺点是没有将其他竞争对手的报价情况考虑进去，很难做到最大化自己的利润。不过，发电成本分析是发电商进行报价的基础，发电商需要计算出机组的发电成本，在报价时做到对成本“心中有数”。对发电成本进行准确分析和预测是这种方法的核心。因为在电力市场环境下存在各种不确定因素，如负荷需求、发电机组强迫停运和燃料价格等，所以发电成本分析在传统的分析方法基础上还要加入一些新的内容。比如：基于实时成本理论，以实时成本为基础，让电厂在不同的时段获取不同的利润，并以此来制定报价策略。,2.通过预测市场电
4、价 这类方法的基本原理是首先对电力市场中相应的电价进行预测，发电商只要报一个比预测电价略低的价格即可。这种方法原理上简单，但准确预测市场电价是非常困难的。因为电价预测需要对系统负荷需求、其他发电商的投标行为、输电网络的拥挤状况、电力市场的运行状况等有全面的了解，需要有充分的历史数据。电力市场的参与者很少，随机性和投机性大，电价变化起伏性大，电价规律不易掌握。但是，作为发电商报价人员和决策人员的参考，对市场电价进行预测是非常必要的。几种提高系统电价预测精度的措施。一是尽量准确地考虑竞争对手的报价对电价的影响;二是提供多种电价预测的模型和算法，根据各电力市场在具体时期的实际运行规律选择使用;三是建
5、立短期、中期、长期电价预测的完整体系，进行滚动预测，建立自适应修正模型。,3.通过估计其他发电商的投标行为 这类方法通过估计其他发电商的投标行为来构造自己的报价策略，目前大多数研究者都采用这种方法。这种方法的原理是首先用概率的方法或者模糊的方法来估计竞争对手的报价行为，在此基础上建立最优竞价模型，求解此优化问题得到最优报价策略。该方法的困难在于能否准确地估计竞争对手的报价行为。可采用统计方法或者预测方法如神经网络来估计。但准确的估计竞争对手的报价行为需要掌握充分的竞争对手的历史报价数据。但是，由于世界上不少电力市场的运行尚未成熟而且市场规则仍在调整中，竞争对手的历史报价数据一般不太充分，而且在
6、有些电力市场中历史报价数据是保密的，只能通过估计竞争对手的成本再加上对竞争对手市场力的分析来估计其报价行为。此外，由于电力市场中只有有限数目的发电商，且报价中存在投机行为，所以很难掌握竞争对手的报价规律，有待进一步深入研究。,目前研究者大都首先假设已经估计到竞争对手的报价行为，然后再构造自己的最优报价策略。描述竞争对手报价行为的形式有很多种，如假设竞争对手的报价服从概率分布，如离散概率分布、均匀分布和正态分布，或者将其看作一个模糊集合。,4.基于博弈论的方法 博弈论是专门研究2个或2个以上有冲突的个体在有相互作用的情祝下如何进行各自优化决策的理论，可以应用到发电商报价策略的研究中。它的原理是根
7、据电力交易先构造一个博弈模型，包括coumot模型、stackelbegr模型和供给函数模型，然后寻找这些模型的平衡点，这些平衡点就对应发电商的最优报价策略。,二、发电厂商报价策略的组成部分 一个完整的电力市场一般包括现货市场(即日前交易市场)、实时市场(短期平衡市场)、合同市场和辅助服务市场等四个交易市场。对于发电厂商而言，这四类市场都是其参与竞争的舞台，所以发电厂商在电力市场中一整套报价策略也相应地包括现货市场的报价策略、实时市场的报价策略、合同市场的报价策略和辅助服务市场的报价策略。另外，合理分配发电厂商在各交易市场中参与竞价的发电容量或出力也非常重要，这可以分散风险、提高发电厂商的总利
8、润。,当然，根据各国国情和电力市场发展程度的不同，有些电力市场中包括以上所有的交易市场，如美国的加利福尼亚电力市场、PJM电力市场等，有些国家却只有其中的几个市场，此时发电厂商的报价策略的组成部分也相应的有所变化。英格兰电力市场的初期模式只有现货市场(pool交易)和合同市场(与大用户、持许可证单位及地区电力公司进行直接合同交易)。所以在此市场模式下，发电厂商的报价策略只包括现货市场的报价策略和合同市场的报价策略。而以双边合同为主的英格兰电力市场的新模式，即NETA(New Electricity Trading Management)模式中包括双边合同市场和平衡市场。因为双边合同的交易量占9
9、7%一98%，所以发电厂商在此模式下主要侧重于双边合同市场。,我国的电力市场总体模式还没有最后确定，尽管在几个试点省、市已有明确的模式。如果实行大区级和国家级两级电力市场，发电厂商的报价策略还要包括大区级和国家级电力市场的报价策略以及两级电力市场报价策略的协调;如果实行省级、大区级、国家级三级电力市场，则发电厂商的报价策略则包括这三级电力市场的报价策略以及三级电力市场报价策略的协调。当然，这取决于市场规约是否允许一个发电厂商在不同级别的市场报价。,下面对发电厂商在现货市场实时市场、合同市场和辅助服务市场的报价策略以及目前的研究情况分别做简要介绍。1.发电厂商在现货市场中的报价策略 现货市场，一
10、般指日前交易市场。在该市场中，发电厂商提前一个交易日提交下一交易日48(或24)个交易时段的报价曲线(每30min(或lh)为一个交易时一段)，然后运行部门按照规则规定的时间表运行日前市场。发电厂商在现货市场的报价策略就是如何确定这48个时段的最优报价曲线。第一节所列举的四种方法都可以用于构造发电厂商在现货市场的报价策略，事实上到目前为止大部分研究工作都集中在这一方面。,2.发电厂商在实时市场中的报价策略 实时市场，即短期平衡市场。在实时运行前短时间开市，各发电厂商申报机组的上、下可调容量和相应报价。因为在市场实际运行时，由于非计划内的机组停运以及负荷预测偏差，发电出力和负荷出现偏差是不可避免
11、的，所以需要设置实时市场来调节电力不平衡，维持系统安全。可采用与构造现货市场报价策略类似的方法来构造实时平衡市场的报价策略，不过要根据不同的报价规则作具体的调整。,3.发电厂商在合同市场中的报价策略 合同交易可以分为中长期合同(远期合同)、短期合同、期货和期权交易等。我国浙江省模拟电力市场中采用的差价合同也属于中长期的金融合同。发电厂商可以通过签订合同来规避风险，所面临的问题是合同电量和合同电价如何确定才能使风险最小、利润最大，这也就是发电厂商在合同市场的报价策略问题。合同交易可以通过竞价产生，也可以双边签订。例如在英国的NETA电力市场新模式中，远期合同主要是以面对面(0verthe-Cou
12、nter简称OTC)方式签订，短期合同交易则可以在任意一个电力交易中心中进行。因为现货市场中电价的不断波动使得一些市场参与者包括发电厂商面临着巨大的财政风险，所以作为一种有效的风险管理工具，合同交易市场在电力市场中的作用逐步受到广泛重视，相应地发电厂商在合同市场中的报价策略也就越来越重要。,4.发电商在辅助服务市场中的报价策略 辅助服务包括AGC、旋转备用、非旋转备用、替代备用、无功及电压支持、系统恢复及黑启动(即调峰、调频、调压、黑启动)。辅助服务市场是为了电网的安全稳定运行而设计的。在加利福尼亚和西班牙的电力市场中，己建立了辅助服务市场并己运行了一段时间。发电商在辅助服务市场中的参与也非常
13、重要，有时可以通过策略性的投标来获得高额利润。例如在加利福尼亚的辅助服务市场中价格曾一度剧烈波动，大大超出现货市场的价格，有些发电商因此获得了高额利润。对发电商而言，如何构造在辅助服务市场的投标策略以及与现货市场、实时市场相协调仍是有待解决的一个重要问题。,5.发电商在各交易市场中报价策略的协调 在实际运行的电力市场中，发电商需要统筹考虑现货市场(即日前交易市场)、实时市场(短期平衡市场)、合同市场和辅助服务市场中的报价策略问题。如何分配在各市场中的发电容量以及在各个市场中如何报价以使得发电商的利润最大化且风险最小化是发电商需要解决的重要问题。因为每个交易市场的风险程度不同，如合同市场的风险要
14、明显低于现货市场，所以发电商要根据自己的风险偏好分配参与各交易市场的发电容量和确定报价。这个问题可以用投资学中的组合理论来研究。,6.发电商在输电权市场中的报价策略 很多电力市场己采用或考虑采用输电权交易市场，如美国PJM电力市场中的确定输电权，纽约电力市场中的输电阻塞权，以及加州电力市场中的固定输电权等。对于经常发生阻塞的电力系统，受影响的发电商也应该考虑参与输电权市场的交易与报价。输电权是输电网所有权的一种替代形式，可以用来解决网络阻塞问题。输电权可分为金融性输电权和物理性输电权两大类。金融性输电权是为市场交易者规避价格波动风险的金融工具，网络阻塞时其所有者获得经济补偿，从而获得输电价格的
15、长期稳定性。而物理性输电权则实际地定义和分配了使用输电容量的权利，不管市场中网络的拥挤程度如何，都能保证给定区域中某特定机组所生产电能的绝对输送通道。所以发电商可以利用输电权规避网络阻塞所引起的无法充分交易的风险，也可以获取阻塞收入。,二、不同竞价规则下的发电商报价策略 在电力交易市场中交易方式可分为两种，一种是竞价上网，一种是双边交易。现货市场一般采用竞价上网的交易方式，而合同市场则一般采用双边交易方式。因为各国的具体情况不同，其电力市场中这两种交易形式所占份额也不尽相同。在英国原来的电力市场模式中电力交易主要是通过NGC的Pool以竞价的形式进行的;而英国新的NTEA模式则以双边合同为主，
16、其双边交易量占总交易量的97%-98%。由于电能不能大量储存，因而在国内外目前运行的电力市场中无一例外地包括现货或平衡市场。,我国的电力市场刚刚开始建立，竞价上网与双边交易的份额还没有完全确定，但是现行的“老厂老价，新厂新价”以及差异很大的发电商还贷状况使得完全以竞价上网进行电力交易还有一定困难。不过，随着我国电力改革的深入，竞价上网所占的份额将逐渐增加以增强竞争程度。根据不同交易形式在电力市场中所占的比重的不同，发电商在制定报价策略时要有所偏重。,1.静态竞价与动态竞价 电力市场的竞价可以分为静态竞价和动态竞价(也称迭代竞价)。静态竞价时发电商只有一次投标机会，而动态竞价时允许发电商根据上一
17、轮的投标结果修改其报价。目前世界上大部分电力市场都采用了静态竞价方式，但己有很多学者对迭代竞价进行了研究。加利福尼亚电力市场曾对迭代投标做过仔细的研究分析，但考虑到实现起来比较复杂，最后决定暂时不采用这种方法。严格来讲，浙江省电力市场目前采用的竞价方法可归类于动态竞价之列。有些人建议重复进行拍卖和投标，直至得到运行上可行的调度计划且市场清除价趋于稳定。这种方法在实际的电力市场中实现起来比较困难，难以操作。,2.单部分报价与多部分报价 根据报价内容的不同，发电商在电力市场中的报价可分为单部分报价和多部分报价。单部分报价是指发电两只需要申报将来某一时段的曲线，系统调度中心不负责机组启停安排，发电商
18、在构造报价策略时要计及所有的相关费用和机组运行约束。这种报价方法不能保证发电机组运行的可行性，所以当列入调度计划中的发电机组受到运行约束限制时，需要一种调度机制来修改调度计划，例如设立短期平衡市场。加利福尼亚、澳大利亚和挪威/瑞典等电力市场采用这种报价方法。西班牙基本上也采用这种方法，但报价时允许附加少量运行约束。,多部分报价要求发电商除了申报报价曲线以外，还要报机组爬坡速率、启/停机费用和最小开停机时间等约束，这种方法可以保证系统调度中心所得到的发电调度计划在技术上是可行的。多部分报价的典型例子是英格兰一威尔士电力市场，该市场的竞价规则要求发电商的报价中包括很多分量。,三、发电商报价策略研究
19、的其他问题 构造一整套完整的发电商的报价策略需要考虑的问题还有很多，比如需要考虑约束条件、机组组合和机组检修、市场力、风险分析等。下面做简要介绍。发电商在报价决策时需要考虑很多约束条件，例如机组运行约束和网络约束等。现在很多文献对这些约束条件做了简化处理，而在实际应用中这些约束对发电商的报价策略影响很大。所以，如何合理地考虑这些约束条件，构造与电力市场更接近、更有效的模型是研究发电商报价策略时需要面对的难题。,一个发电商可能拥有多个不同类型的电厂，如火电厂、水电厂、核电厂、抽水蓄能电厂等。发电商的目标是使整个公司的利润最大，这就涉及到多个发电厂的机组如何进行最优组合，各个电厂如何协调的问题。发电商可以通过行使市场力，例如容量持留、与其他发电商勾结、抬高报价、利用输电阻塞等来获得高额利润。,
