考慮零售套餐合同的電力市場用戶側綜合結算方法

廣西電力交易中心 覃健榮 胡云旺 北京清大科越股份有限公司 謝 天 莫將芝

1 引言

電力市場交易結算是市場交易體系設計的重要內容。近年來，我國電力市場改革不斷推進，市場規模日益擴大、市場交易品種日趨豐富。電力交易機構面臨越來越突出的市場交易結算挑戰。

文獻[1-3]分別研究了北美電力市場、澳大利亞電力市場和巴西電力市場的市場交易結算問題，重點介紹了市場交易結算中不平衡資金處理及新能源交易結算機制設計問題。然而我國還處于市場改革起步階段，整體來看現行電力體系處于市場、計劃并存的雙軌制市場體系，因此市場交易結算更為復雜[4]。文獻[5]研究了不同市場開放程度下的市場交易結算模式，建議市場化開放程度越高，越需要加強市場交易結算機制建設。文獻[6]研究了基于量價費多維迭代組合的零售結算模型，用于解決復雜市場交易模式下的市場交易結算問題。文獻[7-9]研究了我國現貨市場體系下的市場結算問題，初步分析了現貨市場交易結算技術架構。

整體來看，國外電力市場起步較早。經過長期的改進，市場交易結算已較為成熟，特別是在應對復雜的零售市場套餐方面經驗較為豐富。相比于國外，我國電力市場交易起步較晚，相關的技術積累較為薄弱，但我國電力市場改革發展速度較快，同時我國電力市場交易結算在機制上與國外存在顯著差別，交易機構不僅承擔了批發市場合同的交易結算任務，還需要負責零售市場上零售套餐的交易結算，因此我國電力市場交易機構所面臨的挑戰更大。

為此，本文重點研究我國電力市場交易機構市場交易結算問題。首先，將分析我國電力市場交易機構所面臨的市場交易結算職責，研究批發市場與零售市場同時結算下的結算機制問題；其次，提出適用于電力用戶和售電公司的電力市場用戶側結算方法，能夠綜合考慮批發市場、零售市場套餐合同內容實現對電力用戶、售電公司的綜合結算。最后，基于某省區電網數據構造算例，驗證了所提出方法的有效性。

2 批發與零售耦合的市場結算機制

我國電力市場交易機構所面臨的批發市場與零售市場結算耦合問題，本質上是我國電力市場交易機構與國外電力市場交易機構職責差異導致的[10]。

如圖1所示，電力市場交易體系可劃分為批發市場、零售市場兩部分。批發市場是指發電企業與售電公司、部分電力用戶所開展的電能交易。其中，直接參與批發市場交易的電力用戶被稱為直購用戶。批發市場交易可進一步分為場外交易、場內交易兩類。場外、場內均是相對于交易機構而言，發電企業與售電公司、部分電力用戶直接開展的雙邊交易稱為場外交易；而依托交易中心所開展集中競價、掛牌交易等稱為場內交易。

圖1 電力市場交易體系

整體來看，國內外電力市場對批發市場規定基本相同，均要求發用電企業將場內、場外交易合同統一交由交易機構負責結算。而零售市場則是售電公司與電力用戶間代理購電所開展的市場交易。絕大部分電力用戶因用電規模較低等原因不具備直接參與電力市場交易的能力，往往采用委托方式，與售電公司簽訂售電合同。由于這一類電力用戶一般數量較為龐大，售電公司為滿足不同類型零售電力用戶的購電差異化需求，常設計不同類型售電套餐的方式，供零售電力用戶選擇。

國外電力市場與我國電力市場在市場交易結算機制設計上有所不同。國外電力市場一般規定批發市場結算由交易機構負責，電力交易機構根據發電企業與售電公司及直購用戶所簽訂的場外批發交易合同及場內交易結果，負責出具結算依據，并由電網企業進行資金結算。而售電公司與電力用戶所簽訂的零售套餐合同則由售電公司自行結算。但由于我國電力市場改革尚處于起步階段，售電公司市場交易抗風險能力較低，為避免售電公司經營不當影響其代理電力用戶正常用戶，當前我國規定電力交易機構須承擔零售市場交易結算職責，即電力交易機構需要同時對批發市場、零售市場合同出具結算依據，并由電網企業統一進行資金結算。

兩種機制對比，我國與國內電力市場中市場交易機構對發電側結算基本相同，然而由于承擔了零售市場交易結算任務，我國電力交易機構用戶側結算復雜度更高。本質上來看，我國電力交易機構負責了批發與零售耦合的用戶側市場結算任務。如何高效完成用戶側結算，也成為當前市場結算難點。

3 市場結算模型與方法設計

3.1 結算架構設計

針對我國電力市場中，市場交易機構用戶側結算所面臨的批發與零售耦合的市場交易結算問題，本文中所提出的市場交易結算架構如圖2所示。

圖2 用戶側市場交易結算架構

該架構下，輸入數據包括電力用戶分時電量數據、批發市場出清價格、零售套餐價格、批發市場合約及零售套餐合約。根據以上數據，本文所提出批發與零售耦合市場交易結算架構可分為零售套餐結算、批發市場結算和用戶側綜合結算三部分。以下本文將分別介紹以上三方面結算實施流程。

3.2 零售套餐結算

零售套餐結算是指市場交易機構依據零售市場套餐合同要求，根據電力用戶實際分時用電量，統計計算其月度用電費的過程。電網企業計量自動化化系統能夠支撐電力用戶用電量分時統計功能。固定電價套餐、峰谷電價套餐是當前應用最為廣泛的零售市場交易套餐[11]，本文以上述兩種售電套餐為案例，介紹零售套餐結算過程。電力用戶月度電費結算金額可表示為：

式中，Feu為簽訂零售套餐的電力用戶u 的月度電費，EU,D,T為該用戶運行日d 時段t 的用電量，為固定電價套餐模式下的電價，分別為峰谷電價套餐下高峰時段、低谷時段的電價，TP、TV 分別為套餐規定的高峰時段和低谷時段，ND、NT 依次為該月運行日天數和運行時段數。

3.3 批發交易結算

批發交易結算是指市場交易機構依據批發市場交易合同要求，根據售電公司或直購用戶分時用電量，統計計算其月度購電費的過程。直購用戶分時用電量可由電網公司計量系統直接統計計算得到。而售電公司則需要根據其與電力用戶代理關系匯總統計得到，可表示為：

式中，Es,d,t為售電公司s 運行日d 時段t 的用電量，u ∈s 表示所有由該售電公司代理購電的電力用戶集。下面重點討論售電公司購電費結算問題。

售電公司在批發市場中交易結算與所在省區電網電力市場交易機制有關。若該省區僅開展中長期市場交易，則其結算中需要同時考慮度電電費和偏差電費兩部分，可表示為：

式中，Fes為售電公司s 批發市場結算購電費，按照當前電力中長期市場交易合同“六簽”交易要求，為售電公司s 時段tf 分時電價，NTF 為全天時段數，t ∈TTF 表示屬于分時電價時段區間的所有時刻，ΔEs為月度偏差電量，為偏差考核電價。

3.4 用戶側綜合結算

用戶側綜合結算是指匯總零售套餐結算和批發交易結算結果，得到各電力用戶和售電公司總結算電費的過程。

若電力用戶委托售電公司購電，則其結算電費為零售套餐結算電費，如式（1）和式（2）所示；若電力用戶直接參與批發市場交易，則直接參考式（4）計算得到其結算電費即可；而對售電公司其結算電費，既需要考慮其在批發交易結算的購電費，也需要考慮售電套餐結算的售電費，其綜合結算電費為售電費與購電費之差，可表示為：

4 算例分析

本文將在某省區實際數據基礎上構造算例，以驗證所提出算法的有效性。算例中將以某售電公司為例，完整的驗證其結算過程。如表1所示，該售電公司共代理電力用戶10家，其中5家電力用戶采用固定電價套餐模式，5家采用峰谷電價套餐模式。由于5家電價用戶的用電特性和用電規模存在差異，因此即使選擇相同的零售套餐類型，不同電力用戶的零售套餐價格也存在差異。選擇固定電價套餐的5家電力用戶中，用戶1至用戶4用電量規模基本相同，其套餐價格為0.5元/kWh；而用戶5用電規模相對較小，因此固定電價套餐中電價相對較高，達0.52元/kWh。選擇峰谷電價套餐類型的電力用戶中，用戶6至用戶8的用電特性和用電量規模基本相同，其峰谷電價套餐價格機制相同，均為高峰時段0.55元/kWh，而低谷時段0.45元/kWh；用戶9和用戶10的峰谷差率更高，因此峰谷價差更為明顯，其中高峰時段0.55元/kWh，而低谷時段0.45元/kWh。

表1 售電套餐信息表

4.1 零售套餐結算

按照本文所提出的用戶側綜合結算方法，電網企業需要首先統計上述電力用戶分時電量。如表2所示為上述電力用戶月度分時電量統計結果。依據表1及表2中關于零售套餐電價和分時電量的統計結果，對照式（1）及式（2）的計算公式，可計算得到各電力用戶的月度結算電費。從表2中各電力用戶結算電費可以看出，電力用戶零售套餐選擇對其結算電費具有較大影響，不同的套餐類型和電價水平將直接影響其結算電費。

表2 零售套餐結算表

4.2 批發交易結算

售電公司批發交易結算需要首先匯總其代理電力用戶的分時電量。需要特別說明的是，售電公司與電力用戶所簽訂的售電套餐中峰谷時段規定，與售電公司參與批發市場交易所簽訂的中長期交易分時合同中時段劃分無必然關系，即售電公司可根據其實際代理電力用戶整體用電特征，與發電企業簽訂中長期市場交易分時電價合同。如表3所示，售電公司在批發市場交易合約中，將全天分為6個電價時段，并明確了各電價時段的市場交易價格。其總電量與10個電力用戶相同，但是由于時段劃分與零售套餐中時段劃分不同，因此高峰、低谷時段電量并不匹配。這也為售電公司代理購電獲利提供了新的可能性。根據表3統計測算，售電公司批發市場交易總購電費為2.44億元。

表3 批發交易結算表

4.3 用戶側綜合結算

用戶側綜合結算是在售電套餐結算和批發交易結算基礎上，匯總統計售電公司、電力供應的實際應繳納或應收取電費。其中電力用戶由售電公司代理購電，其應繳納電費為零售套餐結算中電費。售電公司按照批發交易結算費用向發電企業繳納購電費，并按照零售套餐結算電費向電力用戶收取售電費，其綜合收益為售電費與購電費之差。當售電費高于購電費時，表明售電公司將從中獲利；否則表明售電公司將承擔交易虧損。算例中電力用戶實際結算電費如表2所示，而售電公司實際應收入0.56億元。

5 結論

本文研究了我國電力市場交易體系下電力市場交易機構用戶側交易結算問題，提出了考慮售電套餐合同的用戶側結算方法，以解決市場交易機構所面臨的批發市場、零售市場綜合結算問題。該方法能夠有效解決市場交易機構對售電公司代理購電電力用戶的交易結算和售電公司綜合結算問題，能夠提升交易結算效率，支撐我國電力市場改革推進。