电力市场环境下的差价合约电量分解问题

发表时间:2020/6/17   来源:《中国电业》2020年2月第4期   作者:吴富敏、徐晓春、顾祺、支旦
[导读] 差价合约本质上是一种金融形势约定,在电力市场上的差价合约
        摘要:差价合约本质上是一种金融形势约定,在电力市场上的差价合约,可以将未来一定电量的电价进行固定化,避免因为现货市场导致电价波动风险,对电力市场发展稳定具有重要意义。我国是电力大国,随着电力体制市场化改革的试点和范围不断扩大,加上风力发电、水力发电和太阳能发电市场规模不断加大,影响电力市场价格的因素越来越多,因此本文通过研究差价合约模式,分析合约下的电量分解问题,并提出可供参考的意见建议。
        关键词:电力市场  差价合约  合约电量
        差价合约出现于上世纪七十年代,起初是借助股票掉期的交易形式进行的,随着金融经济发展,差价合约凭借这自身的交易简单、成本经济、适用性广等特点,逐渐被应用于到外汇、债券、贵金属、能源等领域,并逐渐发展为主流的金融产品。电力差价合约可以为供电企业和中间渠道商提前锁定电力价格,从而有效规避现货市场交易风险,当前世界上主要的发达国家都已经在电力市场上引入了差价合约,我国在21世纪初进行的第一次电力改革时,也在一些地区进行了试点,效果良好。随着能源结构日益复杂,影响电价的各类不确定性因素也在不断增多,因此必须加大对差价合约电量分解方法的研究,保障电力市场发展稳定[1]。
        1研究电力差价合约电量分解的必要性
        1.1经济体制改革的需要
        随着市场化经济的不断发展,我国经济体制改革也迈进了新的发展阶段,电力体制市场化有利于优化资源配置,引入民间资本,降低政府负担,推动经济又好又快发展。电力体制的改革打破了发电站发电、输送、配电、售电等一揽子全包的固定局面,逐步培育了多元化的电力市场主体,这种多元化的市场主体,推动市场发展的同时,也会因为经济学供需情况出现电力价格波动风险,因此供电企业和电力零售机构以及部分企业用户可以通过合约方式提前以统一的价格购买固定量的电力,规避电价波动风险[2]。
        1.2电力市场经营主体降低经济风险的需要
        电力差价合约对电力市场主体具有重要意义,差价合约包含了单向差价合约和双向差价合约,其中单向合约有包括了买方合约和卖方合约,与股票性质类同,目前电力市场主要的差价合约为双向差价合约,可以避免受到现货市场影响。这样一方面供电企业通过差价合约建立长期稳定的电力供应,保障经济效益;另一方面用电方可以提前以优惠形式购买电量,降低电力成本投入。
        1.3维持电力系统安全经济运行的需要
        通过差价合约可以有序科学地将电量进行分解,分摊到各个时段,因为社会居民用电存在高峰和低谷,因此通过有序分解调度,可以在不增加额外生产成本的同时,系统满足各方面用电要求,所以一个科学高效的差价合约分解方案十分重要,不合理的差价合约不但不能满足用电需求,还会导致电力价格大幅度波动,影响市场秩序,例如一些不法分子利用电力资源短期储存,滥用供需矛盾特点,从而抬高市场电价进行非法牟利,不利于整个电力市场的运营[3]。
        2优化模型的合约电量分解算法
        2.1修正合约电量分解策略
        在综合考量发电机组、热电联产、发电量偏差、电力系统安全稳定运行约束等因素的情况下,对平均分摊的计划方案进行电量扣除的方法进行修正,但是由于发电机组存在老化、折损等客观因素,因此在长时间使用后发电机组可能会出现容量降低,灵活性变差等问题,可以在满足月度发电量的同时,向邻近月份进行电量修正,留出调整空间,但是这种方法不能完全保证差价合约电量分解收益为正,需要进一步优化调整。


        2.2优化合约电量分解模型
        首先通过对当前供电企业对外统一售价为目标函数,结合市场单日交易电量和各类市场主体进行竞价交易份额建立数学模型,并在模型中定义相关的系数概念,充分考虑机组检修、电量受限、热电联产等影响因素,利用差异评估函数进行供电企业发电量变化曲线和实际用电曲线差异图,将结果代入数学模型中,进一步优化模型计算结果。
        2.3评估收益计算方法
        对合约电量的收益进行评估计算包括了两类计算方法,一类是通过传统的优化方法进行计算,另一类是借助人工智能通过智能算法进行计算,两种方法各有优劣,传统优化方法速度快,但是对模型参数要求较高,容错率较低。智能算法通过启发式进行优化,对数学模型要求较低,全局搜索计算能力强,但是计算量大,耗能严重。
        3新时期电力体制背景下合约电量分解问题与展望
        3.1供电企业设备问题
        随着电力体制改革不断深入,市场上各类供电主体开始参与改革,使得发电设备类型增多,由于不同类型的机组和供电技术不同,发电机的检修和运行状态也不尽相同,此外还有输电功率问题等,因此在进行衔接上存在一些问题,这为差价合约电量分解提出了更高的要求,必须充分考量市面上各类发电设备之间的供电差异,坚持公平公正原则,可以从供电方年度和日度供电曲线进行任务分解,在设备负荷条件下最大化电力输出。
        3.2市场随机因素影响
        差价合约由于提前制定,在实际电力市场发展中,各类随机因素较多,长期影响下会导致电力价格出现不可预估的结果,因此在进行差价合约时,需要充分考虑各时段电力负荷和实时电价之间的变化曲线,根据曲线预估电力发展趋势,并充分代入随机因素影响,建立随机负荷模型和电价风险模型,优化差价合约下的购电成本和供电稳定,将市场风险降到最低。
        3.3电力市场发展趋势
        在合约电量应用初期,电力市场化程度不高,合约电量占据的市场电力比较大,所以合约电量分解对供电企业电量输送、市场价格波动、各类市场主体效益等方面的平稳均衡有序发展有较大的影响,随着电力市场化规模越来越大,供电企业要根据实际情况采用合适的差价合约分解方法,以保证电力体制改革的连续性和有效衔接,建立统一的交易中心,集中及时汇总反馈市场信息,不断优化和完善合约电量分解策略。
        4结语
        差价合约电量的适当分解对电力市场的有序运营和健康发展至关重要,随着中国电力市场化改革的逐步推进,各地区和各市场主体需加大对合约电量分解方法的研究,不断修正和优化模型,解决差价合约电量分解相关的重要问题,推进电力市场科学有序改革。
        参考文献
        [1]李道强, 龚建荣, 李忠憓,等. 电力市场环境下的差价合约电量分解问题[J]. 电力科学与技术学报, 2020(1):40-49.
        [2]喻小宝. 电力市场环境下售电公司购售电交易优化模型研究[D]. 2019.
        [3]李欢欢. 电改环境下我国售电公司风险识别与控制优化模型研究[D]. 2019.
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