基于合約與現貨聯合競價的發電側競價策略

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，《關于進一步深化電力體制改革的若干意見》（中發〔2015〕9 號文）及配套文件指出，電力市場由中長期市場和現貨市場組成，并引入發電企業等新興市場主體參與電力市場[1]。電力市場可以分為兩個階段，第一個階段是僅開展中長期交易的電力市場，以《電力中長期交易基本規則（暫行）》[2]文件為指導，廣東、浙江、云南、山西等省均建立了電力中長期市場。第二個階段是現貨試點的中長期市場，2018 年《南方（以廣東起步）電力現貨市場實施方案》（粵經信電力函〔2018〕209 號）發布，廣東開始建立電力現貨市場，中長期電能量合約轉化為差價合約，根據交割日的日前市場價格進行差價結算；同年，《浙江省電力體制改革綜合試點方案》（浙發改能源〔2017〕862號）指出，浙江電力市場主要由現貨市場和合約市場構成，其中，合約市場交易種類主要是中長期差價合約。

目前，國內中長期電力市場發展較為成熟，發電企業的競價策略較為成熟。但下一步，電力市場將過渡到電力現貨市場，發電企業的競價策略將發生顯著變化。發電企業將在現貨市場上購買電力，同時為了鎖定收益和規避風險，按照其風險偏好或收益偏好參與中長期電力市場。

目前，國內外對發電側競價策略的研究主要側重于發電企業的購電策略。文獻[3-9]介紹了考慮中長期的合約發電商日前競價行為模型。文獻[10-15]主要介紹了典型國家的差價合約種類、適用場景、競價模型以及差價合約在不同市場起到的作用。文獻[16]介紹了國內電力差價合約分解的理論與方法。

與國外成熟電力市場不同，國內的差價合約只允許電力市場主體參與，不允許純市場投資者參與。當前市場由現行中長期市場向差價合約方式過渡，由于差價合約方式與現貨價格聯系緊密，可能對市場主體的收益產生影響，并引起交易策略的變化等。

本文首先介紹電力現貨市場的基本購電流程，其次基于合約與現貨市場建立針對差價合約的發電企業聯合競價策略模型，并進行算例計算，分析發電商在中長期和現貨市場組合競價的各種交易策略效益，為市場主體特別是發電企業參與未來現貨市場，根據其自身特征制定競價策略提供一定的參考。

1 電力現貨市場交易機制

電力市場包括中長期市場和現貨市場，國內各省份電力中長期市場的建設模式大同小異，基本上都是借鑒廣東經驗并結合各自省份情況建立適合的中長期電力市場。

從各省中長期電力市場規則來看，各省中長期市場基本模式是一致的[2]，發電企業、售電企業、電力用戶等市場主體參與電力市場，交易方式主要有雙邊協商、集中競價和掛牌交易等。

根據廣東省電力中長期交易規則，發電企業參與電力市場可分為交易前、交易中和交易后，包括電力用戶的簽約、交易出清、結算等。在現貨模式下，交易品種的性質為差價合約。差價合約不需要考慮實際出力及實際發電量，不需要進行安全校核，沒有偏差考核。發電企業的收益與現貨市場的價格強相關，現貨價格的高低以及實際發電量對發電企業將產生較大影響。電力現貨市場模式下的基本購電流程如圖1 所示。

圖1 電力現貨市場基本購電流程

2 發電企業競價策略模型

現貨模式下，中長期電力市場轉化為差價合約，對發電企業的競價策略產生一定影響。

由于以差價合約的形式來參與電力市場，發電企業的競價策略將發生一定的變化，差價合約僅具有金融結算意義，而且與現貨市場價格密切相關。本文構建了基于合約與現貨聯合競價的發電側競價策略模型。

發電企業根據其代理用戶的總用電量和用電負荷特性來制定競價策略。根據廣東電力市場規則，可采用雙邊協商、集中競價和掛牌的方式參與電力市場。

參加雙邊協商的機組收入Rsb：

參加集中競價的機組收入Rjz：

參加掛牌交易的機組收入Rgp：

式中：Qsb為雙邊協商電量；Psb為雙邊協商電價；Qjz為集中競價電量；Pjz為集中競價電價；Qgp為掛牌交易電量；Pgp為掛牌交易電價；Prq為日前市場電價；Qg1為參加雙邊協商機組的實際發電量；Qg2為參加集中競價機組的實際發電量；Qg3為參加掛牌交易機組的實際發電量。

由公式（1）—（3）可知，發電企業在電力市場的總收入由三部分構成，即雙邊協商、集中競價和掛牌的收入之和。

發電企業的總收入Rtotal：

式中：R差價為差價合約收入；R日前為日前市場收入；Q合約為差價合約電量；P合約為差價合約價格；Q日前為日前市場電量；P日前為日前市場價格。

需要指出，發電企業可以選擇性參加雙邊協商、集中競價或掛牌交易的部分或全部。舉例說明，當發電企業僅選擇參加雙邊協商，此時Q合約=Qsb，P合約=Psb，Q日前=Qg1，P日前=Prq，則Rtotal=QsbPsb+Prq（Qg1-Qsb）。當選擇其他方式時同理。

一般來講，在電力市場，雙邊協商分為年度雙邊協商和月度雙邊協商，集中競價為月度集中競價，掛牌交易為周度掛牌交易。

雙邊協商由市場主體之間自主協商交易電量、電價，形成雙邊協商交易初步意向后，經安全校核和相關方確認后形成交易結果。合同簽訂效率較低，透明度低，由于合同提前簽訂時間較長，市場主體對收益期望較低，價格風險較小。

集中競價由市場主體通過交易平臺申報電量、電價，交易機構進行市場出清，經調度機構安全校核后，確定最后的成交對象、成交電量和成交價格等。由于集中競價一般在雙邊協商之后進行，負荷預測準確率提高，故市場主體對收益期望較高，價格風險較高。

掛牌交易是指由市場主體通過交易系統進行掛牌、摘牌操作形成交易結果。掛牌交易一般為周度，市場主體可以根據天氣和市場需求等進一步提升負荷預測率，故市場主體對收益期望最高，價格風險最大。

一般來講，雖然現貨市場價格波動劇烈，但是總體來看，根據天氣情況和用電負荷不同，工作日、周末和法定假期的現貨市場價格走勢雖然有一定的差異，但基本也是分為峰谷平，峰時段價格最高，谷時段價格最低，平時段價格中等。故在不同的時間段，應合理分配合約電量。

由于各類型交易品種的周期與競價方式不同，各交易品種的收益期望和價格風險有一定差異，發電企業需根據其代理用戶的負荷特性、市場周期、市場供需、政策變化等綜合因素，結合現貨市場的價格變化規律，制定其在各個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、風險最小化。

3 算例

以廣東電力市場為例，由于中長期各交易品種的數據尚未公開，為簡化計算，假設合約市場僅開展雙邊協商的差價合約，不開展集中競價和掛牌的差價合約。即在Q合約=Qsb+Qjz+Qgp中，Qjz=0，Qgp=0。此時Q合約=Qsb，P合約=Psb，Q日前=Qg1，P日前=Prq。假設發電機組成本為P成本，總的成本為R成本，總的利潤為R利潤，則：。

發電機組n 在t 時刻的出力約束為：

發電機組的發電量為：

針對某一個發電企業，在式（5）中，P成本為固定值，因此發電企業的目標是實現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。發電企業根據現貨價格變動與利潤之間的關系，合理確定其在合約市場與現貨市場的報價策略。

合約交易的基本策略：鑒于現貨節點電價的不確定性，購售電雙方均有通過合約鎖定一部分現貨中標電量價格的動機。由于在合約電價的行程過程中，購售雙方是相互制約的，因此購售雙方都不會把全電量鎖定在合約上。購方不可能在很低價位、售方不可能在很高價位鎖定很大的電量，購售雙方只有二者價格期望水平接近才有可能在一個折中價格水平達成交易。發電側合約的營銷策略主要是保本微利，除非現貨市場出現異常價格波動，才可能出現因為合約帶來的巨額盈虧。

3.1 發電企業合約+現貨交易盈虧場景分析1

假設某發電企業的機組最大出力60 MW，合約分解電量70 MWh，發電成本450 元/MWh，該發電機組在日前市場按照發電成本450 元/MWh報價（如表1 所示）。

場景分析：

由于日前價格與成本的差額決定現貨收益，合約價格與日前價格的差額決定差價收益，故可知：當合約價格高于成本，即使日前價格上升導致合約價格和日前價格倒掛，其利潤也均為正；當合約價格低于成本，在日前價格上升到大于合約價格時，如果現貨收益不能彌補差價損失，則為負利潤；如果日前價格很高，現貨收益能覆蓋差價損失，則為正利潤。

3.2 發電企業合約+現貨交易盈虧場景分析2

假設某發電企業的機組最大出力60 MW，合約分解電量130 MWh，發電成本450 元/MWh，現貨價格450 元/MWh，該發電機組在現貨市場按照發電成本450 元/MWh 報價（如表2 所示）。

場景分析：

由于日前價格與成本的差額決定現貨收益，合約價格與日前價格的差額決定差價收益，故可知：當合約價格高于成本，在日前價格上升導致合約價格和日前價格倒掛時，當日前價格略高于合約價格時，現貨收益仍可以覆蓋差價損失，利潤為正；若當日前價格波動到很高，現貨收益增長低于差價合約損失增長，則利潤為負。

當合約價格低于成本，在日前價格上升到大于合約價格時，如果P日前

3.3 合約分解方式對發電商收益的影響分析

由式（4）可知R日前=Q日前·P日前，合約分解方式對現貨市場市場的收益沒有影響。

每時段價差電費為R差價=Q合約（P合約-P日前）。

假設合約價450 元/MWh，合約量1 000 MWh，則合約分解方式對發電商收益影響如表3所示。

由表3 分析可知：盡可能將合約電量分解到日前價格低的時段，此時差價電費最大；盡可能將合約電量分解到日前價格高的時段，此時差價電費最小。

4 結語

國內電力市場仍處于起步階段，現貨市場還未正式運行，需要針對合約與現貨聯合競價的發電側競價策略進行研究分析。現貨模式下的中長期電力交易為發電企業應對電力現貨市場價格波動風險提供了風險規避手段，但也對發電企業參與電力市場提出了更高的要求。不僅要求發電企業在現貨市場根據自身情況及用戶代理情況制定相應的競價策略，也要求發電企業在中長期交易市場合理制定交易策略，更加合理地制定交易品種的競價組合，以獲得最大收益。發電側需要深刻領會現貨市場差價合約結算的原理，牢固樹立按照邊際成本報價的觀念。現貨市場有比較完備的機制限制高價，并通過核定發電成本來限制市場力，因此在現貨市場中不能盲目報高價，或者聯合報高價，需要深刻理解在現貨市場模式下，總的收益是由現貨收益和差價收益兩部分組成的，發電只決定現貨收益，然而合約的量和價對整體的收益至關重要，要確立合約價格與現貨價格的差值是收益的關鍵的理念。

表1 P日前、P成本、P合約三者關系（合約分解出力小于日前中標電量時）

表2 P日前、P成本、P合約三者關系（合約分解出力大于日前中標電量時）

表3 合約分解方式對發電商收益的影響