省級中長期電力市場滾動撮合交易機制設計與實踐

林曉敏 王良緣

(福建電力交易中心有限公司，福建 福州 350003)

1 概述

作為全國率先開展大用戶直接交易試點的省份之一，福建省自2010年起開展了大用戶直接交易。2015年，新一輪電力體制改革推動了電力直接交易市場的快速發展[1]。2018年5月，福建省在開展年(季)度交易、發電權交易基礎上新增月度集中競價交易品種，形成覆蓋年(季)度、月度交易周期，涵蓋雙邊協商、掛牌和集中競價交易方式的較為完整的中長期電力市場體系。

近年來，隨著市場交易規模逐步擴大，市場主體對交易組織高效、靈活開展的需求更加迫切，開放用戶選擇權是市場發展的一個關鍵環節[2]，設計一種購售雙方深度博弈、高效出清的交易模式，以提高交易組織效率并體現充分競爭性顯得尤為重要。目前，國內多個省份和區域已開展撮合交易機制研究和實踐，形成各具特色的交易模式[3-9]。例如，文獻[7]構建了適合四川省情的復式競價撮合交易方式，分為集中競價、雙掛雙摘、火電匹配三個階段，集中競價階段采用購售雙方申報電價高低匹配出清，未成交電量則在雙掛雙摘階段由雙方根據意愿摘牌出清，最后按照7∶3水火比例為用戶已成交電量匹配火電；文獻[8]根據貴州電網特點提出考慮廠群電量約束的月度撮合交易算法，按照“價格優先、容量優先、時間優先”原則對購售雙方申報價差進行高低匹配出清；文獻[9]基于云南市場供需“雙邊壟斷”的現狀，設計了允許購售雙方同一段電量申報兩個價格的集中撮合交易方式，優先選擇第一意愿價格撮合成交，剩余未成交電量以第二意愿價格撮合成交。

上述電力中長期市場撮合交易機制研究成果主要從較復雜的能源結構、電網網絡特性出發，體現發用電單邊或雙邊壟斷模式下的充分競爭性，撮合交易流程和算法設計較復雜，且撮合成交價格多采用固定算法，較少考慮市場結構特性、供需形勢變化等因素影響下的成交價格調整機制。本文結合福建電力市場政策環境，提出一種適應市場起步階段的滾動撮合交易模式，根據市場供需、市場力行為等因素動態調整撮合成交價格，實現市場主體之間公平、有序的競爭。

2 滾動撮合交易機制設計

滾動撮合交易是福建電力市場2021年新推出的中長期交易品種，具有連續實時、隨行就市的特點。作為滿足市場主體短周期交易、靈活調整合同電量的有效市場化手段，滾動撮合交易現階段主要在月內開展，每月開市一次。借鑒證券交易投資者可隨行就市進行實時申報的特點，通過實時開放面向購售雙方動態可觀測的量、價申報和成交數據，以及量價走勢圖等可視化輔助工具，實現市場主體在博弈過程中的撮合成交。在福建市場交易模式設計中，需從交易價格政策、交易組織方式、撮合成交交易機制和系統技術支撐等方面開展研究工作。

2.1 交易價格政策

不同于國內其它省份，福建省對發電企業參與省內直接交易的售電價格有其特殊規定。2020年第二輪監管周期核定的福建省輸配電價明確提出設置發電側直接交易競價差值系數，競價差值系數=燃煤發電上網基準價-參與直接交易機組政府核定上網電價，發電企業參與省內直接交易的實際售電價格=交易價格-競價差值系數。

設置競價差值系數后，核定不同上網電價的發電企業在參與省內交易時，實現了基于基準價的折算售電價格申報，用戶可以直觀了解發電企業的降價幅度，但同時也帶來滾動撮合交易機制設計的難點。當不同競價差值系數的發電企業之間產生購售電關系時，即相當于發電市場化合約轉讓交易，按照省內中長期交易規則規定，受讓方實際售電價格按照雙方核定的上網電價“孰低取孰”的原則確定。這一特殊的價格政策客觀造成了發電市場化合約轉讓交易無法與發電企業作為售電方、用戶作為購電方的增量交易同場組織。

因此，在省內電價政策未取消競價差值系數前，發電企業僅能作為售電方參與滾動撮合交易。初期，為確保市場平穩起步并簡化結算流程，發電企業僅作為售電方，批發用戶和售電公司僅作為購電方參與交易。

2.2 交易組織方式

滾動撮合交易體現了交易組織全過程購售雙方“面對面”的動態博弈過程。交易開市后，購售雙方在交易限額允許范圍內，通過交易平臺隨時申報交易電量、電價信息，市場初期僅申報單段電量、電價，系統按照“時間優先、價格優先”的原則連續滾動撮合出清。市場主體通過交易平臺實時了解量價行情，根據量價走勢圖等可視化工具輔助分析決策，可連續多筆申報，申報后如未成交，可隨時撤銷后重新申報，成交情況與其報價策略和市場行情密切相關。

滾動撮合出清原則為：

①購電方、售電方申報交易信息按照“時間優先”原則進入申報隊列等待。

②售電方按照價格由低到高、同等價格時間由早到晚的原則排序，購電方按照價格由高到低、同等價格時間由早到晚的原則排序。

③購電方申報電價≥售電方申報電價時，按照排序先后順序成交；購電方申報電價<售電方申報電價時，不成交。

為降低市場投機風險，參與滾動撮合交易的購售雙方均提前設置交易限額，確保在滿足電網安全約束下的交易結果具備可執行性。其中，批發用戶和售電公司申報的購電量不得超過其年度、月度交易分月電量的20%，發電企業各交易單元申報的售電量不得超過其當月最大可發電量折算所得的上網電量扣減累計已成交市場化電量后的剩余電量。

2.3 撮合成交交易機制

滾動撮合交易每成交對的成交價格按以下公式確定：

成交價格=K×A+(1-K)×B (0≤K≤1)

其中，購售雙方申報價格中申報時間在前的報價為A，申報時間在后的報價為B。在市場建設初期，K值系數取0.5，即為購售雙方申報價格的平均值。

K值系數取值范圍分別為:[0,0.5)、0.5及(0.5,1]，根據市場供需形勢、市場力行為和市場結構特性等因素綜合確定并調整，主要分三類情況：

①當市場供需比較高時，售電供給余度大，發電企業之間競爭激烈，為提高發電利用小時數趨向于接近邊際成本報價，購電方占據主導地位，市場份額占比高的購電主體之間易形成價格聯盟。在撮合過程中，購電方傾向于根據售電方事前報價從中優選報價低的匹配成交。為降低購電方市場力行為風險，此時K值系數在[0,0.5)內取值較合理。

②當市場供需比較低時，售電供給緊張，發電企業為使經營利潤最大化趨向于大幅高于邊際成本報價，售電方占據主導地位，發電企業結盟控制市場價格的可能性增大。在撮合過程中，售電方傾向于優先報價，而購電方傾向于主動調整報價以匹配成交。為降低售電方市場力行為風險，此時K值系數在(0.5，1]內取值較合理。

③當市場供需比較為均衡時，發電企業與購電主體之間基于預期收益展開博弈，此時K值系數取0.5，以體現購售雙方成交意愿較合理。

針對上述三類情況，K值系數將對市場主體的報價行為產生不同影響，分析如下：

①K值系數在[0,0.5)內取值時，申報時間在后的報價是影響最終成交價格的主要因子。當購電方占據主導地位時，為進一步降低購電成交價格，購電方將傾向于先報價，以期與后報價的售電方匹配，這將緩解售電方因低價競爭帶來的經營損失。

②K值系數在(0.5,1]內取值時，申報時間在前的報價是影響最終成交價格的主要因子。當售電方占據主導地位時，為進一步提高售電成交價格，售電方將傾向于后報價，以期與先報價的購電方匹配，這將緩解購電方因高價競爭帶來的收益損失。

③K值系數取0.5時，由于最終成交價格由雙方報價共同決定，對購售雙方的報價行為不會產生影響。

綜上所述，K的取值不僅受市場供需等因素影響，也引導著市場主體轉變報價策略，起到緩解以上因素影響的作用。市場初期，供需較為平穩時，K取0.5，對博弈雙方是最公平合理的。

2.4 系統技術支撐

撮合交易算法是支撐交易平臺開展滾動撮合交易的核心，具備對市場主體提交的購電或售電申報數據毫秒級存儲、記錄、排序和撮合運算功能，算法規則如下：

①當交易平臺接收到1筆新的售電方報價單時，優先從購電方申報隊列的頭部尋找符合成交規則的購電方報價單。滿足購電方報價≥售電方報價時，即與購電方申報隊列中價格最優先的報價單匹配成交。如果購電方隊列頭部報價單不符合成交規則要求，則該售電方報價單進入售電方隊列，按照“價格優先、時間優先”的原則排序形成新的售電方申報隊列。

②當交易平臺接收到1筆新的購電方報價單時，優先從售電方申報隊列的頭部尋找符合成交規則的售電方報價單。滿足購電方報價≥售電方報價時，即與售電方申報隊列中價格最優先的報價單匹配成交。如果售電方隊列頭部報價單不符合成交規則要求，則該購電方報價單進入購電方隊列，按照“價格優先、時間優先”的原則排序形成新的購電方申報隊列。

除上述功能外，交易平臺具備支撐滾動撮合交易申報、交易組織、合同簽訂、交易結算和信息披露等模塊業務開展，同時提供良好的可視化界面，滿足交易全過程信息化數據實時動態展示的需求。

3 應用實踐

2021年6月，福建省月內滾動撮合增量交易正式開市。市場初期，月內交易定位為中長期年度和月度交易的補充，其成交結果仍按月履約結算。參與月內交易的市場主體為省內15家燃煤發電企業、2家核電發電企業及77家批發用戶、48家售電公司。下面以6月份市場主體申報和成交數據為例，對撮合交易過程展開分析。

3.1 交易申報和成交概況

6月，福建電力市場共有17家發電企業、30家購電主體參與月內滾動撮合增量交易，購電方申報總電量1.047億kW·h，申報均價0.3856元/kW·h，售電方申報總電量3.703億kW·h，申報均價0.3913元/kW·h，市場供需比為3.5∶1。

從成交結果來看，2家核電發電企業與24家購電主體匹配成交，成交總電量0.75億kW·h，成交均價0.3886元/kW·h，最高成交價0.3907元/ kW·h，最低成交價0.388元/ kW·h，成交均價超當月月度集中競價出清價5.4厘/kW·h。交易申報和成交情況如表1、表2所示。

表1 發電側申報和成交情況

表2 購電側申報和成交情況

3.2 交易過程分析

從撮合成交過程來看，燃煤發電企業因電煤供應緊張造成發電成本上漲，申報價格均大幅超過月度集中競價出清價格0.3832元/kW·h，甚至超過燃煤發電上網基準價，最低為0.389元/kW·h，最高為0.402元/kW·h，且考慮經營成本發電意愿不強，并未出現因購電主體需求而主動調整價格的行為；核電發電企業開市初期便主動申報售電價格，最低為0.388元/kW·h，最高為0.3882元/kW·h，由于申報價格超過月度集中競價出清價格，購電主體初期處于觀望狀態，隨著時間推移，發電側并未調整申報價格，部分購電主體為滿足自身用電需求，主動調整之前申報價格或以撮合成交為目的進行申報，少部分購電主體并無意愿調整價格，整體反映出較強的售電方市場主導行為。交易過程中購售雙方申報和成交的量、價情況如圖1、圖2和圖3所示。

圖1 滾動撮合交易售方申報情況

圖2 滾動撮合交易購方申報情況

圖3 滾動撮合交易購售雙方成交情況

從上述交易過程來看，滾動撮合交易模式一改以往購電主體對直接交易高價差的預期，在電煤成本大幅上漲的背景下，發用雙方基于成交預期展開充分競爭，在價格博弈過程中動態達成交易電能，客觀反映了市場機制引導下的供需平衡，促進了市場公平競爭。

4 結論

本文結合福建電力市場政策特點，針對當前中長期市場交易機制不夠靈活、市場主體缺乏隨行就市的競價手段等問題，提出了一種全新的滾動撮合交易模式。相較國內其他省份大多采用的“集中競價+雙掛雙摘”交易模式，該模式具有流程簡單清晰、交易組織效率高、撮合成交價格靈活可調等優點，在市場起步階段，市場主體能夠快速掌握交易要點，實現“面對面”的博弈競爭，促進形成公平、高效、健康、有序的市場環境，在省級電力市場和跨區跨省交易組織中具有一定推廣價值。

滾動撮合交易在月內開市，有效促進了福建中長期市場建設和交易機制的進一步完善。隨著電力體制改革的縱深推進，健全市場機制、豐富交易品種、縮短交易周期成為下一階段的工作重點。滾動撮合交易模式將隨著省內電價政策變化和現貨市場建設推進而進行調整，下一步將圍繞市場主體同場買賣競價、短周期分時段交易等方面展開研究，充分探討分時價格機制引導下的社會福利最大化問題。