电力市场分析(5)

2019-04-14 11:45

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电力交易所完成的,北欧建立了一个统一的跨国电力交易市场。

(2)北欧四国电力交易中的期货交易、现货交易与实时交易分别由不同的机构完成。期货交易和现货交易在北欧电力交易所完成。各国电网公司负责实组织实时交易。

(3)在发电侧没有实行厂网分开,电力公司可以同时拥有发电厂、网络和用户,但用户可以自由选择电力公司供电。这样,电力公司的竞争压力会非常大。如果发电成本很高,则对用户的供电成本就会很高,从而将失去用户。同时,用户自由选择供电商的行为也会促进电力公司提高服务质量。 四.对北欧电力市场交易模式的认识

通过上文阐述,北欧电力市场作为世界上唯一一个跨国电力市场的成功经验是值得借鉴的,但如果照搬此模式应用于我国情况,则还存在一些不足。它的可取之处在于:一、各国在一个统一的交易所进行交易,有利于促进区域资源的优化配置,实现全局经济最优分配。针对我国能源资源分布不平衡的特点,在设计交易模式时,可有所借鉴。二、用户自由选择供电商,促使供电商之间形成竞争。这也是用来提高供电商服务质量的一个有效手段。当然,此模式也存在着不足。在该模式发电侧,电厂和电网没有分开经营,同时归电力公司所有,这样不利于市场的公平竞争。在我国现行的市场交易模式中,己经注意到该点,在发电侧实行了“厂网分开”制度。

在世界上运行的各类电力市场交易模式中,并不是所有都达到了令人满意的效果。无论是美国的PJM模式,还是英国最新的NETA模式,都还存在着一定问题。另外,针对于我国现状适合建立区域的电力市场模式,目前国际上还没有此类模式的成功经验,需要我们自己探索。

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第三章:发电集团参与市场交易策略

第一节 发电集团参与市场交易的现状

在电力市场初期,考虑到我国电力工业的现状,特别是由于历史原因形成而非机组本身的固有特性所致的电厂之间的成本差别,如:新老电厂差异、投资来源渠道差异、还贷条件差异、投资回报方式差异等,可将一个区域电网内所有机组按成本差别进行均匀搭配,形成几个的发电集团(每个发电集团内,都要包括老机组、新机组、还贷机组等),按照一定的市场运行规则,在发电集团之间实行竞价上网。

随着我国电力市场改革的逐步完善和区域电力市场的建立与运营,发电集团公司越来越重视企业的整体协调管理和控制。在现实经济活动中,发电集团公司和发电厂之间是委托人与代理人的契约关系,由于信息的不完全性和不对称性,发电集团公司并不能完全监督和掌握发电厂的报价行为,导致发电厂报价在一定程度上偏离集团公司整体利润最大化的目标[46]。对于参与报价的发电企业而言,如何从整体上优化配置企业内部资源,有效控制企业内外部风险,协调所辖电厂竞价,以尽可能争取发电集团公司整体利润最大化。发电集团公司为了实现自身效益最大化,集团公司内部进行协调竞价是完全必要的。一方面需要在发电集团公司内部进行相应的组织模式调整,建立协调报价机制,适应发电企业内部协调报价;另一方面,也需要在报价辅助决策支持系统方面进行相关建设,作为发电集团公司协调报价的技术平台。从某种意义上来看,发电集团公司能否在报价过程中有效的解决上述问题与能否有效的建立和完善自己的报价系统有很大的关系。

在区域电力市场刚刚起步的阶段,发电集团下属竞价电厂参与市场报价也是处在一个不断摸索和提高的过程。当前发电集团下属竞价电厂在报价前主要考虑的因素如下:

1.历史沿革下各家电厂的经营管理模式; 2.基于自身生产经营的报价决策;

3.完成集团下达的利润目标这个单一的指标。

为实现集团整体利益最大化目标,发电集团希望加强对下属电厂的经营管理和竞价指导,引导电厂积极主动的参与市场竞争。

本节在分析目前发电集团公司的组织结构和区域电力市场特点的基础上,

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为实现整个发电集团整体利益最大化目标,而针对发电集团参与电力市场交易的策略分析。

第二节发电集团参与市场交易的的策略分析

发电集团参与电力市场交易策略最主要的是发电集团参与报价策略。发电集团的报价策略是指发电集团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,发电集团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。有限数目的发电集团、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集团)和输电损耗(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集团提供电力,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。如果发电集团可以通过策略性报价而非降低成本来成功地增加利润,则称发电集团具有市场力。

在发电集团的报价策略研究方面,国内外的研究者己经做了很多工作。文献[47]对截止2000年以前国内外在电力市场投标策略方面的研究工作做了比较全面的综述。但是,随着电力市场的发展,新的问题不断出现,有关发电集团报价策略的研究更加活跃,新方法、新思路层出不穷,下面重点对近几年国内外的研究工作做简要综述。

3.2.1发电集团参与市场交易报价策略的研究方法

目前国内外研究者构造发电集团的最优报价策略所用的方法大体可归为四大类:一是基于成本分析的方法;二是通过预测市场电价;三是通过估计其他发电集团的投标行为;四是基于博弈论的方法。下面对这四种方法分别进行介绍。 (一)基于成本分析的方法

这种方法的基本思路是将发电集团的电能生产成本加上合理利润(由发电集

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团自己确定)作为上报电价。此方法对发电集团来说比较简单、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集团进行报价的基础,发电集团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。文献[48]基于实时成本理论,介绍了一种适合电厂报价的成本报价模型。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。文献[49]基于边际成本的定义和随机生产模拟技术,提出了一种短期发电边际成本的概率学预测方法,不仅能给出发电边际成本的均值,而且能得到其概率分布函数,同时还考虑了预测提前时间对发电单元强迫停运率的影响以及负荷预测不确定性的计入方法。 (二)预侧市场电价的方法

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,发电集团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,作为发电集团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。文献[50]指出电价的预报准确程度是影响竞价决策的一个非常关键的因素,并提出了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。

目前预测电价的方法有很多种,例如时间序列预测法、灰色系统预测方法、回归分析、人工神经元网络预测方法、组合预测方法、小波分析方法等。有些研究者先预测电价的分布,然后在此基础上再建立最优报价模型。文献[51]首先用一套合适的工具预测下一个交易日每个小时市场清除价的概率密度分布函数,然后在此基础上构造利润最大化的模型。文献[52]首先用神经网络来预测能量市场和辅助服务市场的价格,然后用期望-方差来管理发电集团的投标风险,将市场

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清除价(MCP)和辅助服务的价格方差作为惩罚函数加入求解最优报价策略的目标函数中,最后用拉格朗日松弛法和随机动态规划的方法来求解此优化问题。 (三)估计竞争对手的报价行为的方法

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集团,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。文献[53]构造了适于英格兰-威尔士类型的电力市场的解析投标模型,首先假设竞争对手服从某一概率分布,然后用概率的方法构造出以发电集团期望利润为目标函数的优化模型,最后用动态规划的方法来求解。研究了2个发电集团竞价的情况,采用了概率密度函数来模拟竞争对手的生产成本函数,构造了次最优的报价策略。但这种方法无法直接推广到有多个发电集团参与竞争的电力市场。假设对手的报价行为服从正态分布,然后根据其概率密度函数进行蒙特卡罗随机模拟,并用黄金分割法或遗传算法求解发电商的利润最大化问题,从而得出发电集团的最优投标策略。

采用概率分布的方法来描述竞争对手的报价行为,适用于运行比较成熟、可用历史数据充分的电力市场,而对于运行不久的电力市场,因为竞争对手报价的历史数据不够充分,不能应用概率模型,此时可以应用模糊集的方法对竞争对手的报价行为进行估计。文献[54]用模糊方法处理负荷需求、发电集团报价、电力调度、电价、成本、利润等市场参数的不确定性,建立了一个多层次的发电商报价模型。而在一些简化的条件下,即假设对手的报价行为和市场清除价都假定为

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