電力現(xiàn)貨市場發(fā)電側(cè)日前交易報價思路分析

電力現(xiàn)貨市場發(fā)電側(cè)日前交易報價思路分析摘要：以南方（以廣東起步）電力現(xiàn)貨市場發(fā)電側(cè)日前市場交易為藍(lán)本，簡要介紹了電力現(xiàn)貨市場的基本概念、出清原理、運作流程和關(guān)鍵機制，重點圍繞日前市場交易策略的策劃，從電力現(xiàn)貨市場交易結(jié)算入手，本著收益最優(yōu)原則，對結(jié)算公式進(jìn)行等效變換，推導(dǎo)出多種形式，以貼合各種實際交易場景，利于理順報價邏輯，厘清報價思路，科學(xué)制定日前市場交易策略，文章結(jié)合不同形式的結(jié)算公式，推演了不同交易場景下的報價邏輯分析過程，為日前市場報價思路策劃提供了參考。關(guān)鍵字：電力現(xiàn)貨市場

日前市場交易

交易結(jié)算

交易策略1.引言南方（以廣東起步）電力現(xiàn)貨市場已進(jìn)入全年不間斷結(jié)算運行階段，開展電力現(xiàn)貨交易的主要目的之一是充分還原電力的一般商品屬性[1]，使電力和普通商品一樣同時具備時間信號和位置信號，所謂時間信號，即不同時段隨著電力供求關(guān)系的變化，電力價格隨之波動；所謂位置信號，即不同區(qū)域隨著資源稀缺程度的不同，電力價格相應(yīng)變化。此外，從充分還原電力的一般商品屬性這個角度理解電力現(xiàn)貨交易，要使電力和普通商品一樣交易要實現(xiàn)現(xiàn)買和現(xiàn)賣，即交易和交割幾乎沒有時間間隔，然而，電力有著特殊的物理屬性，電力不能大規(guī)模存儲，發(fā)、輸、配、用必須同時完成，這個特殊物理屬性[2]決定著電力不可能像普通商品一樣交易和交割沒有時間間隔，但是可以盡可能縮短時間間隔，以廣東電力現(xiàn)貨市場為例，在日前市場，交易和交割的時間間隔縮短為一天，實時市場縮短為15分鐘，交易和交割之間的時間間隔越短，越能反映真實的供求關(guān)系，從而發(fā)現(xiàn)真實電力價格，更好發(fā)揮市場配置資源的決定性作用。電力現(xiàn)貨市場環(huán)境下，發(fā)電機組在運行日的開停機、每15分鐘的發(fā)電負(fù)荷及售電價格均由電力現(xiàn)貨交易的結(jié)果決定，電力現(xiàn)貨交易邊界紛繁復(fù)雜，交易結(jié)果存在較大不確定性，交易價格影響因素多，波動幅度大（根據(jù)近期電力現(xiàn)貨交易情況，最低0元/千瓦時，最高1.2元/千瓦時），和中長期交易關(guān)聯(lián)影響電廠的經(jīng)營收入。目前，南方（以廣東起步）電力現(xiàn)貨市場已進(jìn)入全年結(jié)算運行階段，電力現(xiàn)貨交易每天進(jìn)行，全年無休，為保障電廠經(jīng)營穩(wěn)定，如何在復(fù)雜多變的邊界條件下，快速理順報價思路，制定交易策略，至關(guān)重要。2.電力現(xiàn)貨市場概況廣東電力現(xiàn)貨市場采取全電量集中優(yōu)化出清和節(jié)點邊際電價機制[3]，分為日前市場和實時市場。日前市場是在運行日的前一天進(jìn)行的，決定運行日機組開停運行方式和96點發(fā)電計劃的電能量交易市場，所謂96點發(fā)電計劃，即機組在運行日每15分鐘的中標(biāo)發(fā)電出力及節(jié)點價格，每小時對4個15分鐘的中標(biāo)電量及節(jié)點價格取算數(shù)平均值，即得到每小時的中標(biāo)電量及節(jié)點價格。實時市場是在運行日進(jìn)行的，決定下一個15分鐘機組發(fā)電計劃（中標(biāo)發(fā)電出力及節(jié)點價格）的電能量交易市場?，F(xiàn)階段，廣東電力現(xiàn)貨市場采取發(fā)電側(cè)“報量報價”、售電側(cè)“報量不報價”的方式[4]，發(fā)電側(cè)每天13:00前通過交易系統(tǒng)申報機組出力報價曲線，申報的機組出力自最小技術(shù)出力至額定功率，可以分段報價，最多可以分10段，每段出力的起點是上一段出力的終點，而且，報價隨著出力的增加單調(diào)非遞減，最終形成一條連續(xù)的單調(diào)非遞減量價曲線。根據(jù)發(fā)電側(cè)申報的出力報價曲線，以全社會購電成本最低為優(yōu)化目標(biāo)，在滿足各類約束條件的情況下，執(zhí)行SCUC（安全約束機組組合）和SCED（安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度）算法，出清得到日前市場交易結(jié)果，即上述96點發(fā)電計劃。實時市場無需再報量報價，電力調(diào)度機構(gòu)每15分鐘，基于最新的電網(wǎng)運行狀態(tài)和超短期負(fù)荷預(yù)測信息，綜合考慮發(fā)電機組和電網(wǎng)安全運行約束條件，根據(jù)發(fā)電側(cè)在日前市場的報價，執(zhí)行SCED算法進(jìn)行優(yōu)化計算，形成下一個15分鐘的發(fā)電計劃和分時節(jié)點價格。交易結(jié)算及結(jié)算公式等效變換電力現(xiàn)貨市場環(huán)境下，日前市場交易結(jié)果直接關(guān)系機組啟停、每15分鐘的發(fā)電負(fù)荷及售電價格，進(jìn)而關(guān)系電廠的穩(wěn)定經(jīng)營，因此，制定科學(xué)合理的日前市場報價策略至關(guān)重要。從市場角度出發(fā)，交易的目的是在風(fēng)險可控前提下爭取更大收益，故在分析報價思路時需從交易結(jié)算入手。因電力現(xiàn)貨交易邊界條件復(fù)雜，交易場景多變，單一的結(jié)算公式難以貼合不同的交易場景，有必要對結(jié)算公式進(jìn)行等效轉(zhuǎn)換，推導(dǎo)出多種形式，以貼合各種交易場景。廣東現(xiàn)行電力現(xiàn)貨及中長期交易成交電量的最小顆粒度均為每小時，交易結(jié)算采取“按小時計算、按日清算、按月結(jié)算”的方式。3.1現(xiàn)行結(jié)算公式[5]本文將現(xiàn)行結(jié)算公式命名為“結(jié)算公式一”，下面以發(fā)電側(cè)每日的電能量電費清算為例簡要進(jìn)行介紹。在不考慮代購電量合約結(jié)算、中長期合約阻塞和其它分?jǐn)偡窒碣M用的情況下，根據(jù)廣東電力市場現(xiàn)行結(jié)算規(guī)則，發(fā)電側(cè)每日的電能量電費計算可簡單歸納為以下三步：（1）中長期合約執(zhí)行全電量結(jié)算

（3-1）式（3-1）中：

為運行日機組持有中長期合約的電費收入；為運行日機組持有中長期合約在t小時的分解電量；

為運行日機組持有中長期合約在t小時分解電量的綜合價格，通常為同一價格，即不同時段價格相同。（2）日前市場執(zhí)行偏差結(jié)算

（3-2）式（3-2）中：

為運行日機組的日前市場偏差電費收入；為運行日機組在t小時的日前市場中標(biāo)電量；

為運行日機組持有中長期合約在t小時的分解電量；為運行日機組在t小時的日前市場節(jié)點電價。（3）實時市場執(zhí)行偏差結(jié)算

（3-3）式（3-3）中：

為運行日機組的實時市場偏差電費收入；為運行日機組在t小時的實際上網(wǎng)電量；

為運行日機組在t小時的日前市場中標(biāo)電量；為運行日機組在t小時的實時市場節(jié)點電價。對上述三部分電費收入求和，即得到機組在運行日的電能量電費收入。“結(jié)算公式一”總結(jié)起來：1.中長期合約電量按成交價格結(jié)算；2.日前中標(biāo)電量與中長期合約電量的偏差按日前市場節(jié)點價格結(jié)算；3.實際上網(wǎng)電量與日前中標(biāo)電量的偏差按實時市場節(jié)點價格結(jié)算?！敖Y(jié)算公式一”易于理解＞時的場景，即運行日某時段，日前中標(biāo)電量與中長期合約電量的重疊部分按中長期合約價格結(jié)算，日前中標(biāo)電量超過中長期合約電量的部分按照日前市場價格結(jié)算。為同樣便于理解＜時的場景，可以對“結(jié)算公式一”做進(jìn)一步的等效變換：假設(shè)=-，＜0。將=+，代入公式（3-2），并和公式（3-1）進(jìn)行整合，合并同類項后，且不考慮實時市場結(jié)算，推導(dǎo)出：得出：假設(shè)

=-代入上式得出：

（3-4）公式（3-4）雖說經(jīng)過變換，但仍可歸納為“結(jié)算公式一”的范疇，其內(nèi)涵可總結(jié)為：1.日前中標(biāo)電量與中長期合約電量重疊的部分按照中長期合約價格結(jié)算；2.中長期合約電量超出日前中標(biāo)電量的部分按照中長期合約價格與日前市場節(jié)點價格的差價進(jìn)行結(jié)算。3.2結(jié)算公式形式變換為貼合不同的交易場景，可以對“結(jié)算公式一”進(jìn)行更大形式的變換，推導(dǎo)另外一種形式的結(jié)算公式，本文將其命名為“結(jié)算公式二”，具體變換推導(dǎo)過程如下：對“結(jié)算公式一”中的式（3-1）和式（3-2）進(jìn)行求和，即：==

（3-5）將式（3-5）拆分為兩部分，并與式（3-3）相結(jié)合，同樣暫不考慮代購電量、中長期阻塞費用和其他分?jǐn)偡窒碣M用，推導(dǎo)出“結(jié)算公式二”，“結(jié)算公式二”同樣可以分為以下三步：（1）日前市場全電量結(jié)算

（3-6）式（3-6）中：

為運行日機組的日前市場電費收入。（2）中長期合約執(zhí)行差價結(jié)算

（3-7）式（3-7）中：

為運行日機組持有的中長期合約電費收入。（3）實時市場偏差結(jié)算

（3-8）對上述三部分電費收入求和即得到機組在運行日的電能量電費收入?！敖Y(jié)算公式二”總結(jié)起來，對機組在運行日每小時的電能量電費計算（不考慮中長期合約阻塞費用）：1.日前市場中標(biāo)電量按日前節(jié)點價格結(jié)算；2.中長期合約按合約價格與日前節(jié)點價格的差價結(jié)算；3.實際上網(wǎng)電量與日前中標(biāo)電量的偏差按實時市場節(jié)點價格計算。3.3電費結(jié)算實例“結(jié)算公式一”和“結(jié)算公式二”，形式不同，就計算結(jié)果而言殊途同歸，完全一致，下面通過簡單的結(jié)算實例進(jìn)行驗證。圖1某機組日前即中長期交易情況因兩種結(jié)算公式對實時市場的結(jié)算相同，因此，結(jié)算實例暫不考慮實時市場結(jié)算，同時，仍不考慮中長期阻塞費用和其他分享分?jǐn)傎M用。假設(shè)某發(fā)電機組在某運行日4個時段的日前市場和中長期合約交易情況如圖1所示。根據(jù)交易參數(shù)，按照“結(jié)算公式一”和“結(jié)算公式二”計算步驟分別對4個時段的電費收入進(jìn)行計算，具體結(jié)果詳見表1，兩種形式的電費計算結(jié)果完全相同。表1.兩種結(jié)算公式下的電費計算結(jié)果電費收入T1T2T3T4合計結(jié)算公式一中長期合約118.2516.59.9—日前偏差-22.50-8.1—合計910.7516.51.838.05結(jié)算公式二日前市場610180—中長期差價30.75-1.51.8—合計910.7516.51.838.054.電力現(xiàn)貨交易報價思路分析日前市場報價要考慮各種外部和內(nèi)部因素[6]，外部因素主要包括各類負(fù)荷需求（統(tǒng)調(diào)負(fù)荷、西電東送負(fù)荷、市場機組負(fù)荷）日前預(yù)測、全省市場機組的開停機方式、必開必停機組約束等情況，上述因素主要通過影響供求關(guān)系進(jìn)而影響日前市場價格，此外，還要考慮線路檢修情況，影響區(qū)域電網(wǎng)阻塞程度進(jìn)而影響區(qū)域電力現(xiàn)貨價格；內(nèi)部因素主要包括自身的機組狀態(tài)、運行方式訴求、中長期合約持倉、代購電合約持倉、燃料成本等情況。接下來，就以廣東珠三角負(fù)荷中心某30萬煤機日前市場報價為例，假設(shè)外部因素處于正常狀態(tài)，內(nèi)部因素主要考慮開停機訴求、中長期（含代購電合約）持倉、燃料成本等情況，圍繞收益最大化，推演各種交易場景下，通過運用不同形式的結(jié)算公式，理順報價思路。4.1第一段出力報價策略分析圖2

某電廠日前市場中標(biāo)情況（單位：萬千瓦、厘/千瓦時）結(jié)合某運行日日前市場出清情況，該機組最大出力32萬千瓦，最小技術(shù)出力15萬千瓦，所持有的中長期合約（含代購合約）情況低谷時期約18萬千瓦，高峰時期約22萬千瓦，具體詳見圖2，在無特殊運行方式訴求的情況下，僅考慮收益因素，簡要分析第一段出力報價的分析思路。根據(jù)機組日前申報量價曲線要求，發(fā)電側(cè)通常采取分段出力報價，申報的第一段出力范圍通常在中長期合約持倉以內(nèi)。假設(shè)第一段出力為，在數(shù)值上與相等，并且在中長期合約持倉范圍內(nèi)，即：＜。上述交易場景下，與“結(jié)算公式一”中的公式（3-4）代表的內(nèi)涵更加貼合，根據(jù)公式（3-4），若申報的第一段出力中標(biāo)，則發(fā)電機組在該時段的邊界收益（不考慮實時市場收益）為：（4-1）若申報的第一段出力不中標(biāo)，則發(fā)電機組在該時段的邊際收益（不考慮實時市場收益）為：（4-2）公式（4-2）中：。對比公式（4-1）和（4-2）可知，為使交易的收益最優(yōu)，當(dāng)＞時，希望中標(biāo)，機組發(fā)電；反之，當(dāng)＜時，希望不中標(biāo)，機組不發(fā)電，而通過中長期合約價格與日前節(jié)點價格的價差進(jìn)行套利。為滿足上述要求，同時為了謀求收益最大化，可以選擇首段出力按機組的燃料成本進(jìn)行報價。對此，設(shè)置以下不同的交易場景，推演各種報價情況下的可能中標(biāo)情況，具體詳見表2。驗證只有按機組燃料成本報價才能與上述收益最大化要求相吻合。表2不同交易場景和報價方式下的出清結(jié)果情況交易場景按低于燃料成本報價參考燃料成本報價高于燃料成本報價當(dāng)日前市場節(jié)點價格低于機組燃料成本時報價低于燃料成本高于日前節(jié)點價格時不中標(biāo)不中標(biāo)不中標(biāo)報價低于日前節(jié)點價格時中標(biāo)當(dāng)日前市場節(jié)點價格高于機組燃料成本時中標(biāo)中標(biāo)報價高于燃料成本低于日前節(jié)點價格時中標(biāo)報價高于于日前節(jié)點價格時不中標(biāo)為滿足收益最大化要求，當(dāng)日前節(jié)點價格高于燃料成本時，希望申報的出力中標(biāo)，機組發(fā)電，反之，希望申報的出力不中標(biāo)，通過中長期合約套利。根據(jù)表2的推演結(jié)果，只有參考機組的燃料成本報價時能夠達(dá)到收益最大化要求。以上是沒有特殊運行方式訴求的情況，然而，實際運行過程中，為保障機組穩(wěn)定運行，尤其煤電機組，應(yīng)盡可能避免頻繁停機，此時，機組第一段出力可以報低價，甚至報0價，根據(jù)公式（3-4），若第一段出力報低價中標(biāo)，中標(biāo)的出力若在中長期合約持倉范圍內(nèi)，則仍按中長期價格進(jìn)行結(jié)算，因此，當(dāng)申報的第一段出力范圍較小時，收益受報低價的影響也相對較小。4.2電力供需寬松時期報價思路分析電力供需形勢寬松時期，電網(wǎng)幾乎沒有阻塞現(xiàn)象[7]，全網(wǎng)的日前市場節(jié)點價格趨同，此背景下，某臺機組定價的概率非常小，即日前市場節(jié)點價格不以某臺機組的報價意志為轉(zhuǎn)移。上述交易場景下，不考慮機組的開停機方式訴求和實時市場交易，在策劃日前報價思路時，運用中長期合約與日前中標(biāo)電量相對分開結(jié)算的“結(jié)算公式二”易于厘清報價思路。根據(jù)“結(jié)算公式二”中的公式（3-7）：即中長期合約執(zhí)行差價結(jié)算。式中，和在開展日前交易以前就已經(jīng)確定，不以機組自身報價意志為轉(zhuǎn)移，即的結(jié)算收益基本不受機組自身在日前市場報價的影響，因此，在日前市場報價時，可以暫時不考慮中長期合約收益的影響。不考慮中長期合約收益影響因素后，根據(jù)結(jié)算公式二中的公式（3-6），即日前市場中標(biāo)電量按照日前市場節(jié)點價格執(zhí)行全電量結(jié)算，在此情況下，機組獲取的邊際收益為：

（4-3）根據(jù)公式4-3，要獲取邊際收益，即＞0，需首先保證（-）＞0，那么日前市場報價需參考燃料成本進(jìn)行報價。因日前市場采取節(jié)點邊際電價機制，通常按燃料成本報價機組中標(biāo)時，中標(biāo)價格會略高于自身報價，為了安全起見，可以預(yù)留一定的安全裕度，即在燃料成本的基礎(chǔ)上略微抬升報價，抬升幅度不宜太大，從謀求收益最大化的角度，在保證（-）＞0后，還需盡可能爭取更多的，才能獲取更大收益。根據(jù)上述分析，在電力供需形勢寬松，機組在日前市場定價概率低，在策劃日前市場報價思路時，中長期合約和現(xiàn)貨交易影響因素可以相對割裂，此時，運用“結(jié)算公式二”分析思路，更加與此類交易場景相吻合，更加科學(xué)便捷厘清報價思路，制定交易策略。4.3電力供需緊張時期的報價思路分析電力供需形勢緊張時期，輸電線路或斷面通常存在阻塞現(xiàn)象，處于負(fù)荷中心的機組在部分時段存在定價機會的概率較大，在日前交易以前，機組已經(jīng)持有了中長期合約，本著收益最大化原則，即使存在定價機會，也不能盲目抬高報價，抬高報價對增加收益可能適得其反，必須要考慮中長期合約收益的影響，在日前市場和中長期合約因素交織影響的場景下，運用“結(jié)算公式一”更加易于厘清日前報價思路。日前報價通常采取分段出力報價方式，根據(jù)報價機制要求，報價隨著申報出力的增加逐步提升，在電力供需形勢緊張時期，在適當(dāng)?shù)臅r段抬高報價利于爭取更大收益。申報出力在中長期合約持倉范圍以內(nèi)時，即＜，根據(jù)“結(jié)算公式一”中的公式（3-4）：

在預(yù)測部分時段可能存在定價機會時，若盲目抬高報價，會導(dǎo)致（-）變小，甚至變?yōu)樨?fù)數(shù)，而前一部分保持不變，從而整體產(chǎn)生收益受損。因此，在中長期持倉范圍以內(nèi)報價時，鑒于定價的概率及時段均存在不確定性，可以根據(jù)本文第4.1節(jié)所述的報價思路參考燃料成本進(jìn)行報價。當(dāng)申報的分段出力超出中長期范圍時，即＞，根據(jù)“結(jié)算公式一”：此交易場景下，不收日前市場報價的影響，此時，從結(jié)算收益的角度考慮，希望越高越好，因此，在機組所在區(qū)域電力供需形勢緊張時期，預(yù)計存在定價機會時，在中長期合約持倉范圍以外的申報出力，