考虑市场力的远期合约及电力市场安全若干问题的研究

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1、分类号：m 学校代码：1 0 0 7 9密级：公墨华北电力大学硕士学位论文是基目：考虑市场力的远期合约及电力市场安全若干问题的研究英文题目：S t u d yo nF o r w a r dC o n t a c tC o n s i d e r i n gM a r k e tp o w e ra n dS e v e r a lP r o b l e m si nE l e c t r i c i t yM a r k e tS e c u r i t y研究生：傅裕专业：电力系统及其自动化研究方向：电力系统分析、运行与控制指导教师：艾欣职称：教授论文提交日期：2 0 0 7 年1 月华北

2、电力大学摘要随着电力市场的开展和时间的推移，越来越多的安全问题逐渐呈现出来。电力市场的安全问题主要包括原有的系统安全和由于一系列改革措施所带的价格的问题，在此，本文主要研究的是开展电力市场以来的经济方面的问题，主要包括电价改革的电价机制和市场安全维护手段，分析了远期合约比例对市场电价的影响，以及阻塞模式下发电商报价的策略，结果表明，应适当的选择远期合约的比例对市场电价的影响，阻塞问题将带来发电厂商决策的变化，并且带来相应的市场力，如何削弱市场力这一因素有待市场监管部门以及市场自身的完善。最后讨论了辅助服务和监管对提高电力系统可靠性和市场稳定的积极作用。关键词：电力市场安全，合同交易，阻塞管理，

3、市场力A B S T R A C TAl o to fn e wq u e s t i o n sh a v ep u to u tt oe n s u r et h es e c u r i t yo fp o w e rs y s t e mi nt h ep o w e rm a r k e te n v i r o n m e n t T h i si s s u ei n c l u d e st h ep o w e rs y s t e ms e c u r i t ya n df i n a n c i a lp r o b l e m s I nt h i sp a p e

4、r , w em a i n l yr e s e a r c h e di nt h ep o w e rm a r k e te c o n o m i cp r o b l e m s ，i n c l u d i n ge l e c t r o v a l e n c em o d ea n dt h ew a yt om a i n t a i nt h es e c u r i t yo ft h em a r k e t ，i n t r o d u c et h em o d e st h a ta l r e a d yu s e da n dt h et w os i d

5、 e so ft h e m ，i nt h eu s u a lm o d e ，w ed i s c u s s e dd i f f e r e n td e c i s i o na n dr e s u l t sw h i c hb r i n g st h em a r k e tp o w e ra n dp r i c es t r a t e g y ，a n a l y s i st h ef u t u r ea g r e e m e n t Se f f e c to nt h em a r k e tp r i c e ，a n du n d e rd i f f

6、 e r e n tc o n g e s t i o nm a n a g e m e n t ，t h ed e c i s i o n st h a tt h ep o w e rp l a n tc h a n g e st oe n h a n c ei t sp r o f i t sH o wt Ow e a k e nt h em a r k e tp o w e rb e l o n g st ot h em a r k e td e p a r t m e n ta n dt h em o d ei t s e l f ，w ed i s c u s st h ea s s

7、 i s t a n ts e r v i c ea n di n s e c t sa c c u m u l a t ef u n c t i o n si nk e e p i n gt h ep o w e rs y s t e ms e c u r i t ya n ds t a b i l i t y F uY u ( p o w e rs y s t e ma n di t sa u t o m a t i o n )D i r e c t e db yp r o f A iX i nK E YW O R D ：E l e c t r i c i t ym a r k e ts

8、e c u r i t y ，C o n t r a c t st r a d i n g ，C o n g e s d o nm a n a g e m e n t ，M a r k e tp o w e r声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文考虑市场力的远期合约及电力市场安全若干问题的研究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了

9、明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：直缝日期：关于学位论文使用授权的说明本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定)作者签名：日期：日期：华北电力大学硕士学位论文1 1 课题的目的和意义第一章绪论从上个世纪八十年代以来，世界各国都进行或即将进行电力工业的改革。这场改革的主要目的是通

10、过引入市场机制，增加竞争，降低成本，提高效率，优化资源配置，促进电力工业的长期稳定发展。电力市场的基本特征是开放性、竞争性、计划性和协调性与传统的垄断的电力系统相比，电力市场具有开放性竞争性，与普通的商品市场相比，电力市场具有计划性和协作性。电力系统是相互紧密联系的，任一成员的操作，均将对电力系统产生影响。所以要求电力市场中的电力生产、使用、交换具有计划性。同时由于电力系统要求随时做到供需平衡，所以要求电力市场中的供应者之间、供应者与用户之间相互协调。电力工业由于其本身的特点，一直是由发、输、配、用电组合在一起的地区性垄断产业。随着全球兴起的经济自由化浪潮，一些与电力工业类似的垄断产业，如石油

11、天然气、电信等产业的改革取得成效，促使在全球范围内开始电力工业的改革。其目的是要打破电力工业的垄断经营，解除或放松政府对电力工业垄断的管制，对电力工业实现结构性重组( 如发电、输电、配电的解开) ，开放电网，形成一个公平竞争的电力市场，以达到降低发电成本和电价，提高对用户的服务水平的目的。不同的国家将根据其历史的发展和现状，以不同的方式和步骤来进行电力工业的这一巨大改革。这将使传统的电力工业规划、设计、建设和运行发生很大的变化，需要电力工业经济、管理、技术等各部门全方位的改组、配合和协作。当前，全世界电力工业正在引入竞争机制，电力工业走向市场是国家基础产业改革的方向。数年的实际运行表明，在电力

12、系统中引入市场机制后，由于电力这种商品的特殊性，在电力市场的运营过程中往往会出现一些问题。特别是在电力市场的运营过程中，单纯的现货交易会给电力市场的安全平稳运营带来潜在的威胁，可能出现部分市场成员的市场控制力过大、电价剧烈波动等问题，加州电力市场的失败就证明了这一点，由此，电力市场的安全问题进入了人们眼中，与传统的电力系统相比，电力市场带来了一系列新的问题，主要包括电力市场交易模式的选择以及交易合同所带来的风险，与传统电力系统不同的新的输电阻塞管理问题以及阻塞费用的分摊，市场力作用下的安全问题，和电价安全等等。华北电力大学硕士学位论文1 2 国内外电力市场研究现状电力市场主要包括电力市场运营模

13、式的研究、电力市场运营技术问题的研究以及电力市场运营支持系统的研究。研究我国的电力市场，应当借鉴国外电力市场运营的经验和教训。1 2 1 国外电力市场现状分析国际电力市场模式多种多样，主要包括两大类，一是原来由政府统一垂直管理并经营电力系统的国家，其改革模式一般采取发电与电网分开，并逐渐开放电力销售市场，而调度和市场运营机构仍然与电网紧密结合，如英国、西班牙、阿根廷等，另一类是由原来政府不直接管理经营的电力系统的国家，其改革模式一般是新成立独立的系统运行及电力交易机构，各电力公司仍然拥有电厂和电网，配电市场逐步开放。如美国、德国、日本。英国的联营体曾作为一种先进的电力市场交易模式在世界上产生了

14、重要影响，P o o l 通过一个独立的机构I S O 按照竟价低者优先和买价高者优先的原则统一购销电能，所有的电力交易必须强制在电力库中实施。输电公司作为单一购买者，从发电公司购买电能，按照边际价格定价，即以满足用电负荷的最后一台发电机组的报价为特定时段的上网成交价格，这部分在电力库中进行交易，配电公司在电力库中购买各自所需电能，并将其分销至各个供电公司或大用户，再由供电公司将电能销售至终端用户。但该模式存在着许多新的问题，发电公司会采取策略性报价来抬高市场价格以获取超额利润，特别在用电高峰，电价会严重背离其生产成本。2 0 0 1 年4月，英国正式启用新的电力市场模式，新模式允许双边交易，

15、并引入了远期合同和期货市场。双边交易模式相当于一种场外交易模式，所需电能的9 5 由供电公司或大用户与发电厂商事先直接签订，5 的所需电能仍在电力库中交易完成，由工贸部、监管会、发电公司、输电公司、计算机公司等部门成立专门的协调小组，设计和制定了双边交易模式及其运营规则，较充分体现供需双方的讨价还价，形成了一系列市场价格，真正体现了市场竞争，9 5 的电量由双边合同完成，使电力市场与普通商品市场更为接近。但仍要注意的是分散交易，信息不充分，不利于电网的安全运行。美国的电力企业比较分散，特别是许多配电和输电企业是地区性企业，规模并不大，2 0 世纪9 0 年代初，美国能源委员会决定对电力进行改革

16、。1 9 9 2 年通过能源政策法案后，美国电力市场开始引入竞争，一直到1 9 9 6 年，开始在两个州进行改革试点，美国电力体制改革的四个步骤：一是限制垄断企业的市场力量，实行输电、华北电力大学硕士学位论文发电和销售功能分离，二是建立独立的输电代理机构和电力交易市场，三是开放销售市场，取消批发价格的规制，允许消费者直接选择电力供应商，四是区域配电网公司基本上保持垄断经营。美国的电力改革的典型案例是加州的电力危机，其教训就是加州没有处理好市场开放和发展的关系。加州电力市场的设计者，为了保证竞争的公开性，防止发电商和零售商勾结，操纵市场，一律强制性进入现货市场，实践证明是失败了。加州排斥了长期合

17、同，把庞大的电力市场处于即时的交易状态。当电力处于高峰状态时整个电力市场和电价处于十分不稳定的状态，当碰到了加州新经济高速增长时，电力需求急剧增长，把原有的电力储备容量吃光以后，很快就会在负荷高峰期间爆发出电力危机，必然引起电力需求和供应不足之间的尖锐矛盾。与加州鲜明相比的是，宾州和加卅I 是同时开放电力市场的，但前者成绩显著。宾州电力公司具有保持自己发电厂和直接与州外发电商签订长期合同的权利，并为州市场争取到新的参与者；宾州的电力公司本身可供全州8 0 的用电，而加州的电力公司却被迫脱离批发市场，只能与交易所打交道；宾州电力公司还有权在高用电区收取特殊输电费”，以刺激大用户自建电厂的积极性等

18、。另一因素是宾州所在的P J M 多州联网包括约2 0 0 个竞争的电力公司，平均电价为$ 2 8 M W h ；而加州的交易所中却只有6 0 个参与者，平均电价为$ 1 1 0 M W h 。宾州的供电商被要求在高峰时具有1 9 备用，而加州近来的备用却跌到1 以下。对比显示：放松的方式和步伐对形成改革方案是十分重要的。德国于1 9 9 8 年开始进行电力市场改革，实现厂网分开，在发电和售电侧引入竞争，允许并产生了双边交易市场，输电和配电仍维持原垄断经营。2 0 0 0 年开始运营欧洲能源交易市场，约1 0 一1 5 的德国电能量和欧盟其他国家的一些电能量在E E X 中进行中、长期交易和日

19、前交易。改革以后，德国输电电网由E N B W 、R W E 、E O N 和V e t t e n f a l lE u r o p e 四大能源集团分别拥有，每个集团同时拥有各自的发电公司、配电公司和供电公司。德国共有9 0 0 多家配电公司，其中7 5 分别属于4 大能源集团，2 5 由地方政府控制。除了4 大能源集团拥有供电公司外，允许其他资本进入供电层面运营供电公司。每个能源集团的发电公司、输电公司、配电公司和供电公司必须单独核算，并且只能参加各自层面的市场竞争。德国电力市场8 5 - 9 0 的电能量是采用双边交易模式交易，即用户或供电公司与发电公司直接交易。E E X设在德国莱比

20、锡，其性质完全是一个有关电力的金融交易市场。E E X 市场中的电能量交易分为长期交易( 1 6 年) 、中期交易( 月、季度和年) 、短期交易( 目前) ，E E X 市场中的电价由供需关系确定，长期交易中E E X 也有可能给出一个参考价格目前在E E X 市场参与交易的成员约有1 1 2 个除E E X 市场外，在欧盟还有3 个同样的能源交易市场，双边交易以外的电能量交易都在这些市场中进行。8 5 - - 9 0 华北电力大学硕士学位论文的电能量通过双边交易完成，供需双方共同参与，充分体现了竞争，改革前后的电力系统模式有一定的相关性，有利于安全运行，垂直一体化的色彩仍然非常浓重，政府管制

21、非常重要。1 2 2 电力市场合约研究现状电力市场是一个把“电能的生产、输送、分配和消费等几乎在同一瞬间进行和完成”的工业系统和“电能的批发、交易、定价j 零售等环节需要快速决策和运营”的商业系统紧密结合的交易机制和体系的总和。电力市场的组织结构，如何在满足全社会利益最优的条件下，使电力市场的参与者能有效地回避市场风险，远期合约、期货合约、期权合约等金融衍生工具的引入，不仅使市场参与者所面l 临的价格风险大大减少，而且有助于提高电能供应的可靠性和系统运行的稳定性。电力期货交易合同的关键在于确定合同电价和中断电价，当供电短缺时，那些用电价值较小，因而所选中断电价较低的负荷总是较先被中断，这为用户

22、需求侧管理创造了一个既经济又方便的条件。电力中长期合约市场的竞价模式现状，基于遗传算法的迭代竞价模型，采用迭代竞价机制代替单轮投标机制，并采用遗传算法解决竞价模型中发电商报价曲线形状不确定的特点和在特定的市场交易模式下的发电厂报价策略。基于确定性合约电量分解算法的差价合约分析系统，可有效规避发电市场现货交易的风险。从合约的标准化、数据申报的过程、合约市场分组竞价、需求预报和发布、合约市场数据申报与审核、竞价规则、合约电量的履行、交易机制、市场出清与清算、合约的变更、合同违约及处理等方面详细地介绍了中长期合约交易市场的运作机制。结合我国现状，充分考虑各发电公司由于历史原因造成的在市场上竞争能力的

23、差异，分组竞价和交易机制，可以在最大限度上保证各发电公司的公正和公平性。有效的电力合约激励性机制，可以在实现经济调度的同时能有效的激励发电机组上报真实成本，从而引导发电容量投资，实现社会资源的合理配置。远期合同对于有效降低市场均衡电价有着积极作用。合约市场和实时平衡市场的模式，实时平衡市场作用主要是消除合约市场到期时市场交易的不平衡。1 2 3 电力市场风险研究现状利用C V a R 原理建立了以年度总期望收益为约束的发电公司年度总发电量多市场分配组合优化模型，基于C V a R 风险计量指标的发电商组合投标策略及模型能较真实地反映发电商所面l | 缶的市场风险本质特征。对于相同的风险回避系数

24、，随着差华北电力大学硕士学位论文价合约电量所占比例减小，发电公司所获利润的方差有明显增加的趋势，即适当增加差价合约电量能在一定程度上规避风险。虽然用户侧还没有电价联动，分时零售电价有利于配点公司规避风险和实现社会效益最大化电网公司做为非盈利公益机构情况下基于社会效益最大化和在不影响电网公司用户经济利益前提下的电网公司效益最大化的两种系统运行安全可靠性的实现方法；基于一定的交易规则的输配分离的电力市场电网公司竞价问题；C f D 和F r R 的作用，市场参与者在实时市场最优调度模型下的收入最低裕度限制约束条件，从而较好地解决了电网及市场参与者在风险与利润之间的平衡问题节点边际电价、分区边际电价

25、以及全网统边际电价，这3 种电价机制对我国区域电力市场的电价机制与市场电价稳定制度、市场风险及其规避、区域电力市场的结算机制、各方利益的平衡协调、市场盈余公平分配模型与算法、统一竞价对区域内各省地方经济能造成的影响以及对各省电网公司的经营可能造成的风险等问题。1 2 4 电力市场阻塞研究现状阻塞问题由来已久，从短期而言，阻塞管理需要制定一个公平的削减交易的计划和制定新的调整准则，从而实现电力系统的最优安全经济调度，保证系统安全可靠运行；从长期而言，阻塞管理应该通过价格信号为系统的长期健康发展提供激励。电力市场的阻塞问题，主要包括阻塞管理方法和阻塞费用的分摊，由于不同的市场交易模式，引起的阻塞管

26、理是不相同的，基于电力库市场模式通过最优潮流计算，可以得到阻塞成本最低的问题的解决方法，而基于双边交易的市场模式则可以通过调整量最小或者用户支付意愿等约束来解决，此外，由此引起的金融输电权，输电期权以及考虑可中断负荷等等的市场交易方法，对阻塞管理起到了各种改变和建议作用。而阻塞费用的分摊，由于潮流追踪带来的不确定性，仍然没有确定的解决方法，各国应用的包括分摊至各节点或者由发电节点分摊等的方法都有其实际意义。目前的优化调度大多是以最优潮流为出发点的。单纯联营体交易模式的阻塞调度，一类足考虑各种系统约束，直接利用最优潮流( O P F ) 得到满足约束条件的最优发电计划；另一类在投标确定的市场出清

27、价( M a r k c tC l e a r i n gP d c e ，M C P ) 基础上，根据某种原则对发电计划进行安全校正。双边交易模式的阻塞调度很难保证可行，I S O 必须对双边交易进行校核。因此双边交易阻塞管理调整和削减双边交易。不同的调整哥标即有不同的调整模式。弓l 入支付园子作为衡量交易重要程度的指标，优化目标为发电机的调整成本最小。混合模式需要解决的问题有：合同电量和现货电量的比例、计划需调整时按何种原则调整各种类型交易、支付因子的合理设定、获取实时市场辅助服务的问题和计及辅助服务及其成本的调度目标等。分散优化的阻塞调度策原则的研究目华北电力大学硕士学位论文前还处于理论

28、探索阶段，实际应用中需要非常复杂的市场机制，充分的信息共享，因而在目前的技术条件下尚难实现。尽管如此，分散优化的阻塞管理方法提供了非常好的思路，决策分散化应该是未来发展的方向。动态阻塞管理与传统的动态安全性评估不同的是，在电力市场环境下除考虑技术因素外，还要考虑经济因素。一是通过系统的控制设备进行调整，二是调整系统的潮流方式，目前动态阻塞管理的研究集中在通过市场手段采取预防性措施以保证系统的安全性。阻塞成本和阻塞成本分摊这些问题，和市场管理模式和阻塞管理方法是密不可分的，阻塞成本的计算同时也影响到阻塞成本的分摊方法，在显示阻塞成本分摊中，将阻塞成本分摊给所有用户的方法简单明了，但是有失公平性，

29、而按照阻塞节点和阻塞线路灵敏度等方式分摊，即基于线路使用率的分摊，仍然有其公平性的问题。目前提出的一种按照发电节点在各条线路的跟踪潮流分摊阻塞的方法，由于潮流追踪方法仍然未能得到肯定的理论支持，但是仍然值得肯定，目前存在的问题主要是对于大系统，计算将非常复杂。隐性的阻塞成本和定价方法主要是基于最优潮流的节点定价模式，发电机和负荷按照所在节点的电价付费，阻塞成本不明显，存在着交叉补贴和交易盈余，对缓解阻塞产生了反激励。1 3 本文的主要研究工作从上面的分析可见，电力市场化带来了一系列新的安全问题，将针对这些问题，做出以下研究；第一，电力市场所带来的模式改变，使得以自由竞争为主的交易模式对电网安全

30、带来了新的问题，电力市场的实物交易形式和金融合约市场，远期、期货和期权的应用都对市场模式的发展起着重要作用。研究市场模式对安全的影响，以及各种衍生交易的作用有着积极意义第二，电力合约市场是电力市场交易制度中的不可缺少的部分，在电力市场中，远期合约和双边交易起着稳定电力市场价格的重要作用，是市场安全的稳定因素，同时，实时平衡电力市场和日前现货市场都是电力市场起市场作用的因素，也是电力市场发展的需要，因此，如何确定合约交易，合约交易的多少，都对电力市场改革和安全提出了问题，目前这方面的研究很多，考虑到各个方面的问题，提出了一些看法。第三，电力市场阻塞管理问题涉及到电网的安全与稳定，阻塞管理的目标是

31、消除由于线路可传输容量所产生的约束，并且提供一系列的经济信号，引导电网的合理发展。目前，阻塞管理的大致方法已经有很多相关的文章，但是如何制定相应的模式来改变发电商的策略，引导合理的电网发展，仍然有待提高。华北电力大学硕士学位论文第二章电力市场模式市场是一项非常古老的发明，在大多数古老文明里都可以发现它的踪影。一开始，市场仅存在于某一地点，一群人只是很偶然地聚在那里进行商品交易；随着时间的推移，它慢慢发展成为虚拟环境，商品信息可以通过电子手段流通，人们只需轻轻一点鼠标就可以达成交易。尽管技术手段发生了变化，但是市场的基本原理并没有改变：它是这样一种平台，购买者与销售者可以通过在其中进行讨价还价，

32、寻找进行交易的机会。电力市场的特征是开放性、竞争性、计划性和协调性。电力市场与其他行业市场有其共同之处，买卖双方通过市场进行交易，但又有很大的不同，电力商品不能储存，产、供、销同时完成，商品流通过程瞬间实现，其影响是系统性的，一个环节发生问题将有可能影响全局。因此，发展电力市场，除应遵守市场规则外，还必须满足电网的安全稳定运行和保证合格的电能质量的要求。2 1 电力市场对传统电力系统的影响在垄断环境下，整个电力系统的发电、输电、配电是统一管理和统一调度的，运行方式安排相对比较简单，系统运行的安全、可靠容易得到保证，为保证电网在各种情况下的安全性，在计算线路的功率输送极限时一般要考虑最恶劣、最严

33、重的运行方式和故障类型。在电力市场条件下，开放和竞争使供电合同更具多样性和多变性，用户可任意选择供电者以双边交易的形式确定发电和用电的模式，各成员公司及各电厂间的发电分配难以预料，市场经济下的系统运行工况将由市场需求来决定。系统间大量的电能交换和交易、不可预测的潮流和线损等因素都增加了运行调度的不确定因素，因此新的运行问题由此产生，系统潮流可能与预测的很不一样，并可能导致输电阻塞、电压崩溃及不稳定等问题。与计划经济时相比，电力市场运行机制下的运行更容易遇到离线分析未考虑的工况。图2 1 电力系统状态以及控制措施华北电力大学硕士学位论文电力市场竞争机制的引入，提高了电力工业的生产效率，然而在电力

34、市场运营过程中提高系统运行的经济效率与保证电力系统本身的安全与稳定始终是一对矛盾。引入竞争，使各电力公司的成本压力与日俱增。电力改革目标就是要减低电价，但随着电价的明显下降，电力公司不得不各自调整其运营成本。减低成本的一般性措施包括使电力系统在更临近安全极限水平下运行，减少维修次数，缩减甚至取消设备投资及从长期的角度进行重组以期提高单位运行成本效益，这意味着减少人力和电力设备的投人。因此，电力公司所采取的节约成本的措施，会对电网稳定水平进而电能质量产生负面影响。图2 - 2 市场运行和系统运行的相互作用由于电网运行的特点，电网的安全运行依赖于电网的统一协调，包括输配电网与电源间的统一协调。在垂

35、直一体化的体制下，输配电网和发电厂的安全管理，既考虑了发电厂的安全，也考虑了整个电网的安全，且更注重电网的整体安全；既要考虑企业利益，更主要的是考虑所有投资者的合法权益、电网的整体利益乃至社会影响，发电厂的局部利益和电网的整体利益间的关系可在企业内部得到调整。厂网分开后，如果电厂在保证整个电网稳定运行中的责任不到位，对电网安全稳定运行亦十分不利。另外，在传统管理体制下，发电厂以整个电网的安全稳定为目标，整个电网的安全稳定措施是统一组织实施的。电网自动发电控制A G C 调频、安全自动装置配置、继电保护配置等，也都统一由机组依其在电网中的地位承担相应的职责。厂网分开后，必须按市场规则来组织实施电

36、网的安全稳定措施和辅助服务。从组织管理体系看，机构重组进而安全责任制体系的变化可能造成安全生产责任和目标在一段时期内不明确。在垂直一体化的体制下，机组开停机计划是在全网集中优化安排的，调度可通过改变机组出力来满足电网安全稳定的要求；而在建立电力市场后，机组的开停计划由市场决定，原来保障电网安全稳定水平的重要手段成为电网运行的先决条件。华北电力大学硕士学位论文传统电力体制下建立起来了一整套高度集权的调度指挥系统，并形成了一系列保障电网安全稳定运行的管理措施和技术措旌。改革将原垄断经营的完整的产业链变成了分离的结构，产业链各环节能否协调运转将成为一个新问题，对电网的安全稳定运行带来潜在的威胁。2

37、2 市场化的竞争机制与电网的发展市场化是电力改革的最终方向；取消价格管制是打破垄断的前提。在理想状态下，以自由市场取代政府管制，无疑是激活市场的最佳途径。取消政府干预，实现经济自由，利用价格杠杆，让市场充分地发挥作用。理想市场的实现必须有3 个前提：一是大家都拥有完全的市场信息；二是每个人都是理性的市场主体；三是市场出清，所有的商品都有买家，所有的供给会自行创造需求。而电力市场不可能实现这样一个理想的市场环境。电力生产有其自身特殊的运行规律，发、输、配、售瞬间完成，电能量作为商品即发即用，不能储存。因此需要电源及配套的网络适当超前发展、需要具有一定的备用，不能有发展的滞后。市场化的电源建设项目

38、由各发电商自主决定，而电网建设项目通常是由市场决定，电网建设则主要是依据潮流出现阻塞情况进行。因此，电网工程项目建设也滞后于负荷发展的需求。我们应认真吸取教训，研究国情、网情，设计、培育好我国的电力市场机制，以适应我国经济快速发展的需要。2 2 1 电力市场模式电力市场模式是指电力市场运作的方式，以电力市场结构为基础，涉及电力市场交易、价格、结算、监管等内容。电力市场模式有两种基本划分方法：( 1 ) 按照市场结构开放和竞争程度的不同可划分为垂直垄断模式、发电竞争模式、批发竞争模式和零售竞争模式。1 ) 垂直垄断模式垂直垄断模式是指内垂直一体化的电力企业垄断发电、输电、配电和售电的结构模式。该

39、垄断电力企业拥有所在市场区域内的全部或绝大部分电厂和输配电系统，对其服务区域内( 这种服务区域可以是整个国家，也可以是一个大区) 的电力生产、输配、销售实行垄断经营，其他电力企业不能在本区域独立售电。市场卖方为垄断的电力企业，市场买方为电力消费用户，市场电价受到政府严格管制。这是各国电力工业放松管制前普遍采用的模式。2 ) 发电竞争模式( 即单一购买者模式)华北电力大学硕士学位论文发电竞争模式是指在垂直垄断模式的基础上实施厂网分开，在发电侧实行竞争上网的结构模式。这种结构模式在发电领域引入市场竞争机制，而对输配电服务仍实行一体化垄断经营。市场卖方为苦干独立发电企业，市场买方主要为垄断输配电企业

40、( 在允许大用户直贿情况下，经核准的大用户也可成为市场买方) ，卖方通过竞争将电力出售给买方。3 ) 批发竞争模式批发竞争模式是指在发电竞争模式的基础上进一步开放输电服务，大用户和配电商参与市场竞争的结构模式。输电企业垄断输电服务，输电网络成为电力交易的载体，并向各类输电用户( 发电企业、配电企业、大用户) 平等开放，输电服务费由政府或监管机构确定。这使发电企业与配电企业、大用户可直接进行交易，大大增加电力市场的竞争程度。配电企业仍在其专营区内垄断经营配电和售电业务。4 ) 零售竞争模式零售竞争模式是指在批发竞争模式的基础上进一步开放配电服务、在售电领域引入市场竞争机制的结构模式。输电网络和配

41、电网络向各类用户平等开放，用户具有购电选择权( 可以选择向电力零售商或兼营电力零售业务的配电商购电，也可以通过电力经纪人代理购电或向发电企业直接购电) ，电力供需双方可以直接进行交易。( 2 ) 按市场交易集中程度的不同可划分为强制性电力市场和自愿性电力市场。I ) 强制性电力市场模式一这种模式也被称为“总市场模式”或者“电力库( 电力联营) 模式”，是指：在一个区域，只有一个强制市场成员参与的、集中竞价的电力市场。电力供需各方交易的全部电量及其电价都必须经由现货市场竞争确定，发电商通过竞价获取发电的权力，但并不为特定的用户发电；配电商也仅能在电力库，而不是从特定的发电商那里购电。在强制性电力

42、市场模式下的市场中，电力市场运营、系统的调度运行及输电网的管理等工作由统一的系统运行者或者几个分立的机构负责。强制性电力库只是针对以电量进行实物交割的交易，但允许发电商与配电商、大用户签订财务合同差价合约等。2 ) 自愿性电力市场模式自愿性电力市场是指在电力市场运行者组织的现货市场( 包括日前市场，小时前市场和实时市场) 之外，允许发电商与配电商、零售商及大用户进行场外双边交易的市场模式。与强制性电力市场相比，这种市场更接近于一般商品的市场，其特点是：给予了市场参与者以最大的选择权利，他们可以在对成本、信用风险和市场风险等进行综合评估之后，自主选择以何种方式购售电力商品；现货市场风险得到了转移

43、和弱华北电力大学硕士学位论文化，市场的自由度和灵活性大大增强；双边交易为需求侧提供了充分的参与机会，需求侧的参与会使需求侧管理和价格的杠杆作用加强；电力库运作的现货市场给其它形式的电力交易提供了一个参考价格。目前这种市场已经成为在国际上广为实践和推崇的电力市场模式。2 2 2 电力实物交易实物交易是指以实物交割为目的的交易。电力实物交易是指以电能交割的电力交易。电力实物交易包括远期合同交易、现货交易、实时交易和辅助服务交易等。( 1 ) 远期合同交易远期合同交易是指以合同方式确定的在未来一定时间( 般为日以上，如周、旬、月、季、年等) 内完成的电力交易。合同价格可以通过竟价、协商和政府定价等方

44、式确定。电力中长期合约内容包括合约电量、合约电价、交易双方的权利和义务、拒绝供电或拒绝接受供电时的惩罚量或补偿量( 中断电价) 、时问等主要参数。电能不能大量有效地存储是制约电力市场健康、有序发展的主要因索之一，而通过中长期合约交易，电力可以被”虚拟”地存储，说明中长期合约市场可提供类似子其他可存储商品的某种事前保护。除了能为各参与者提供选择机会以满足在价格和风险方面的特定要求并有利于供需双方信息交流外，电力中长期合约交易由于减少7发电商可以操纵的日前市场电量，降低了它在日前市场中的份额，从而减少了其操纵目前市场电价的兴趣，有利于市场公平竞争。另外，适当的中长期合约交易机制的引入还有利于维持电

45、力市场的稳定性。( 2 ) 现货交易现货交易是指相对实时运行提前一天及2 4 小时以内进行的电能交易。现货交易一般通过竞价方式确定电能交易的数量和价格。电力现货交易包括日前交易、小时前交易和实时交易等。有时也把电力日前交易称为电力现货交易。电力现货交易的主要目的是为了平衡合同交易与实际负荷之间的偏差，给出一个市场价格信号，以及提高电力市场的竞争效率。( 3 ) 实时交易实时交易是指相对实时运行提前I 小时进行的电能交易。一般来讲，实时交易的电量较少，但对交易操作的时效性要求较高。实时交易的主要目的是为了保证电力供需的实时平衡。辅助服务是指为维护电力系统安全稳定运行，保证电能质量，由发电企业、电

46、网经营企业和电力用户为系统提供的除正常电能生产、传输、使用钋的服务，包括调频、调峰、无功调节、备用、黑启动服务等。辅助服务分基本辅助服务和有偿辅华北电力大学硕士学位论文助服务。辅助服务交易是以辅助服务为目标的电力交易。2 2 3 电力金融合约市场电力系统一个很重要的特点是电能的生产、输送、分配、消费实际上是同时进行的。加上系统的庞大和复杂，传统的电力供应必须通过很强的计划性来确保系统的顺利运行。尽管如此，这种计划在各种各样的意外事件面前往往穷于应付，以致无能为力，而且显然是以牺牲运行的经济性为代价的。在电力市场中，计划并没有被否定，而是要求更加科学、更加经济。电力是一种社会必需品，需求弹性很小

47、，不能大规模存储，并且电力运行要求供需双方实时保持平衡。这些特点使得电力价格呈现出极大的易变性和复杂性。如何在满足全社会利益最优的条件下，使电力市场的参与者能有效地回避市场风险，就成为市场健康稳定发展的重要保证。远期合约( F o r w a r dC o n t r a c t s ) 、期货合约( F u t u r eC o n t r a c t s ) 、期权合约( O p t i o nC o n t r a c t s ) 等金融衍生工具的引入，不仅使市场参与者所面临的价格风险大大减少，而且有助于提高电能供应的可靠性和系统运行的稳定性。( 1 ) 电力远期合约( 差价合同)电力远

48、期合约是市场参与者为了回避价格风险，减少由于价格波动带来的利益损失，通过谈判后所达成的一种协议，交易双方在合约中规定在某一个约定的时间按约定的价格购买或销售一定的电力。远期合约形式简单，易于操作，作为一种场外交易的金融衍生工具，已经在电力市场中得到广泛应用。英国在电力市场运行的初期，几乎超过8 0 的电力交易是通过远期差价合约( C o n t r a c tf o rD i f f e r e n c e s ) 市场进行的。在澳大利亚、新西兰，阿根廷和西班牙等国的电力市场化进程中，远期合约市场均占不可忽视的重要地位。电力远期合约分为电力差价合约和可选择的远期合约。电力差价合约又包括单向差价

49、合约和双向差价合约，适用于采用电力联营体交易模式的电力市场。单向差价合约为当合约到期时，现货市场电价高于约定价格的，买电方( 卖电方) 以市场价与电力联营体进行结算，卖电方( 买电方) 将现货市场电价与约定价格的差价支付给买电方( 卖电方) ；当合约到期时现货市场电价低于约定价格的，买电方( 卖电方) 仍以市场价与电力联营体进行结算，但是买电方( 卖电方) 无须将现货市场电价与约定价格的差价支付给卖电方( 买电方) 在这种情况下，买电方和卖电方只能有一方完全回避风险双向差价合约是指，当合约到期时现货市场电价高于约定价格的，买电方以市场价与电力联营体进行结算，卖电方将现货市场电价与约定价格的差价

50、支付给买电方；当合约到期时现货市场电价低于约定价格的，买电方以市场价与电力联营体进行结算，买电方将现货市华北电力大学硕士学位论文场电价与约定价格的差价支付给卖电方。可选择的远期合约是一种结合期权的远期合约，合约中规定了合约电价和中断电价两个价格，当合约到期时现货市场电价低于中断价格的，卖电方提供电力给买电方，当合约到期时现货市场电价高于中断价格时，卖电方按中断电价支付给买电方违约金，不再提供电力给买电方。买卖双方不仅都可以回避风险，而且都有一定的获利机会。( 2 ) 电力期货合约电力期货合约是一种标准化合约，是交易双方分别向对方承诺在合约中规定的未来某一确定的时间以约定价格购买或出售一定数量电

51、量的书面协议。电力期货合约的交易是在期货交易所内完成，是一种场内交易金融衍生工具。电力期货合约市场有两个主要的作用，即价格发现和风险转移。电力期货合约价格通过公开喊价或计算机自动搓合形成后不断向各地传播，成为电力现货市场价格变化的基础，这就是电力期货合约的价格发现功能：而当套期保值者将价格风险转移给投机者时，电力期货合约就具有风险转移的功能。发电商为了防止未来价格上涨而在电力期货市场买入期货合约，做多头套期保值。而配电商则可以同时做多头套期保值和空头套期保值。投资者想要结束其在期货市场所开的仓位，可以有两种选择，一种是到期进行实际资产交割，另一种为在到期之前在市场上买卖与自己合约品种数量相同但

52、方向相反的期货，通过对冲交易来结清其在交易中的权利和义务。实际交易中9 8 以上的合约在到期前通过对冲交易平仓。( 3 ) 电力期权合约电力期权合约是一种具有更大灵活性的金融衍生工具。合约到期时，买方可以执行合约，按约定价格进行实物交割，或者放弃权利，还可以进行对冲交易。而电力期货合约中的买方只能在到期时按约定价格进行实物交割，或者进行对冲交易，不能放弃权利，因此，电力期权合约与电力期货合约是有区别的。期权合约存在4 种交易方式，即买进看跌期权、卖出看涨期权、买进看涨期权，卖出看跌期权，提供给那些刚作完卖出或买入交易的一方在发现电力现货市场价格变动不利于自己时做反向交易来弥补损失。买方以期权费

53、买入了期权，只有权利而无义务，其潜在的赢利是将无限的亏损有限化，亏损最大不超过期权费。而期权的卖方在卖出期权获得期权费后，其赢利是有限的，上限为期权费，其潜在的亏损是无限的。期权交易的实质是一个零和博弈，期权买方的赢利( 亏损) 即是卖方的亏损( 赢利) 。华北电力大学硕士学位论文2 3 风险的种类2 3 1 价格风险管理那些生产或者消费大量商品的公司通常面临着多种类型的风险，为了规避这些风险，它们可能会综合使用远期合同、期货、期权及差价合同的等方式进行商品交易。目前，大多数的主要商品都已经建立起上述各种类型的交易市场。多数企业在现货市场上交易的仅仅是由不可预测的供需波动引起的残余数量商品。因

54、此，现货市场的成交数量可能比其它市场成交数量要小得多。尽管现货市场的交易数量相对比较少，但现货市场却非常重要，它会提供影响其它所有市场的价格信号。由于现货市场是最终市场，现货价格是在其它交易市场中进行估价的基准。现货价格的持续上涨会促动其他市场价格的上升，而现货价格的持续降低也将迫使其他市场的价格跟着降低。2 3 2 市场效率如果双方对同一商品赋予不同的价值，此他们就需要进行交易协商。如果要商品交易能够简单而迅速进行，那么市场必定具有很强的流动性( L i q u i d ) 。这也就意味着，必须有足够多的参与者愿意在市场上进行商品买卖。市场价格的发现机制必须真实可靠。在价格发现过程中，有必要

55、建立良好的信息传播机制，它可以在市场参与间者广泛散播大量关于市场状况的正确信息。如果市场运营能够尽可能地实现透明化，参与者也将对市场的公平性具有更多的信心。最后，与交易相关的费用( 如酬金、管理费用和市场信息搜集费用) 虽然比较少，但它们也是每一笔交易的价值组成要素。如果商品的交易数量和质量都可以标准化的话，交易费用将会明显减少。如果一个市场符合以上准则，那么就可以说该市场是有效率的( E f f i c i e n t ) 。2 4 英国电力市场模式自1 9 9 0 年起，英国就开始了电力工业改革，其改革的目标是；电力用户可以自由她选择他们的供应商；将电力行业中的垄断环节( 输电和配电) 与

56、可进行竞争的环节( 发电和售电) 分离开来。经过1 0 多年的改革历程，英国的改革取得了很大的成就，引起世界的瞩目，最明显的就是电价大幅度下降。但是实践中也发现了一些问题：市场报价、定价机制复杂，不合理；交易机制存在缺陷，带有强制性：电力联营体自身改革的局限性；N G C 的管理职能过于集中等等。所有这些，都不利华北电力大学硕士学位论文于电力市场向更加公平、公正、公开的方向发展：由于存在上述问题，英国电力工业实行了第二次改革，出台了新电力交易系统( N e wE l e c t r i c i t yT r a d i n gA r r a n g e m e n t s ) ，且于2 0 0

57、 1 年3 月起投入运行。I ，电力库模式电力库( P o w e rP 0 0 1 ) 是一个由国家电网公司经营的市场交易场所，发电商卖电给电力库，供电商从电力库买电，所有的电厂都必须加入电力库，形成全国统一的电力交易市场。电力库采用委员会管理制度，人员由发电、供电和电力用户组成。电力库的日常管理工作由电网公司负责，电网公司不是电力库成员，但代表电力库工作。供电领域的竞争表现在，各个供电公司虽然有法定的供电区，但并不能拥有供电区内所有的用户，任何发电公司和供电公司可以与全国任何地方的用户签订不同范围的金融双边合同，对于发电商保证价格，但不保证发电量( 发电量必须经过电力库提供给用户) ，对于

58、供货商存在价格风险障碍( 电力库的价格在不断地变化) 。国家电网公司管理的输变电设备和各个地区配电公司管的配电设备，对任何电力公司必须开放。发电公司II 发电公司 “ 发电公斌齄电公嗣= = =电力库( P O O L )二= 蹿电公司( 1 2 个)堂皇釜翌ll 堡垒竺堡 1 璧皇坌耍圈2 - 3 电力库模式2 N E T A 模式( 1 ) 新的市场模式应使电力市场更贴近于其他相关的商品市场，特别是英国天然气市场；( 2 ) 在新的市场模式中，发电商、零售商和用户可以选择他们认为合适的方式进行交易：( 3 ) 买方和卖方可以一对一地制定双边合同，并自行确定合同价格和时间；( 4 ) 新的电

59、力市场必须是灵活和透明的，为发电商和供电商提供一个充分竞争的环境；( 5 ) 市场成员的报价形式将受到限制，以防止市场投机行为；华北电力大学硕士学位论文( 6 ) 新的市场模式必须确保电力系统的安全。为此，英国采取尼塔( N E T A ) 模式，即双边合同模式，与电力库模式相比，具有以下变化：( I ) 市场需求者加入市场定价；( 2 ) 双边合同成为市场的主要部分，年月日的期货交易均是双边合同，短期的现货交易在平衡市场中进行；( 3 ) 平衡市场用于调整额外的供求发电变化：( 4 ) 在平衡市场供给中，竞标价不等于边际价；( 5 ) 市场规则由一个工作小组决定，由监管部门批准，N E T

60、A 模式下市场规则的调整比电力库模式容易。电力库模式下市场规则的调整必须经电力联营体同意，而电力联营体中的所有成员，包括发电商和需求方成员，具有平等的权利，而他们的利益是相互冲突的，因此，一些改革方案总是因为触犯了某些成员的利益而得不到通过，从而大大影响了电力市场改革的步伐。无疑尼塔模式更能灵活反映电力市场的变化和要求。图2 - - 4 N E T A 模式法国专家认为世界范围内包括英国电力市场化改革存在如下经验教训：市场开放初期能带来大量资金，但随着竞争的展开，会对资金的流入起阻碍作用；电力市场能够反映短期的市场信号，刺激电力系统短期快速发展，但不能反映长远的市场变化，不利于电力系统的长期发

61、展；竞争的确能够提高电力系统效率，但不能反映到用户负担上，长期电价变化不大，成本还没有稳定，竞争电价还没有反映分类成本，对系统效率提高有限，相反还限制了竞争，与改革之初的目标相距甚远尤其是对输电网未来的发展非常不利；竞争本身不能解决问题：世界上不存在唯一的能够解决一切问题的市场模型。华北电力大学硕士学位论文第三章电力市场远期合同以及市场力各国的实践经验表明，电力市场化改革是一个长期的实践探索过程，电力市场的建设要循序渐进，需要根据市场运行情况和相关的配套改革，不断地进行探索、丰富和调整。英国是世界上最早开始电力改革的国家之一，其电力市场在运行了8年之后，针对发电公司市场控制力太大而出现的投机报

62、价等问题，又进行了第2 阶段的改革，新的电力市场规则已子2 0 0 1 年制定实旎。美国加州电力市场因缺电导致电价急剧上扬，出现了二次世界大战后的第一次分区停电，美国政府采取了一些补救措施，并修改了竞价模式和规则。可见，即使在英国、美国这样市场经济发达、法制健全的国家，电力市场改革仍然是一个不断探索，反复修改和逐步完善的过程。我国是发展中国家，正在进行社会主义市场经济体制改革，电力工业作为基础产业，既要实现快速发展，又要推进市场化改革，情况复杂、任务艰巨。相应地，我国的电力市场体系建设更为复杂，必须立足于自身的特点，而不能照搬。在我国区域电力市场建设的过程中，区域电力市场的竞价机制是一个需要不

63、断深入研究的问题。经过多年的市场模式的探索，市场交易模式已经趋于成熟，主要的交易方式是通过p o o l 模式下的实时交易和远期交易，目前，比较流行的交易方法是期货交易和差价合约，期货交易作为实时电力市场交易的合约方式用于改善交易各方的利益，而差价合约则作为远期交易的合约方式用于稳定市场价格。3 1 电力市场中的市场力市场力足指某一产品或服务的提供者能够持续地影响或操纵市场的价格，使之一直高于完全竞争情况下的市场价格的能力。发电商在某一区域内的市场力过大可以使其在竞争中通过经济持留、物理持留以及阻塞持留抬高电价，从而导致电力市场安全性下降。电量的稀缺性是电力市场中市场力存在的根源。电力产品在一

64、定的条件下总是相对稀缺的，这是电力工业的特点所决定的。在经济学理论中，主要有两类度量市场力的指标：一类是市场集中度指标；另一类是市场力的直接度量指标。( 1 ) 市场集中度指标H H I = 醉式中最为发电商i 所占市场份额百分数，美国F E R C 就是采用H H I 作为评价市华北电力大学硕士学位论文场集中度和竞争程度的标准。F E R C 规定：H H I 1 0 0 0 ，市场低度集中；1 0 0 0 H H I 1 8 0 0 ，市场高度集中。由于加州电力市场H i l l 不足1 4 0 0 ，所以该标准并不完善。( 2 ) 直接度量指标L e r n e r 指标L e r n

65、e r ：p - M CPP C M I 指标P C M I ：p - M CM CP 为市场出清价，M C 为边际成本，L e r n e r 指标与P C M I 指标越大，市场出清电价偏离发电商的边际成本就越大，意味着该发电商市场力越强。在电力联营体中主要有两种定价方式：按边际机组报价作为市场统一交易价格的市场统一出清价定价和按机组实际的不同报价分别结算定价，即差别定价。在两种不同的定价方式下的发电商报价策略是不同的，所以会对发电商实施市场力产生较大的影响。在统一出清价定价方式下，由于是按照系统的边际电价进行结算，与各机组自身的报价没有直接关系，因此，发电商主要考虑的问题是如何能够上网发

66、电；而在差别定价方式下，上网机组是按照其自身的报价进行结算，发电商必须在追求较大利润和能否竞价成功之间寻求一种平衡。在竞争的环境下，统一市场出清价一般有助于市场参与者报其边际生产成本，I S O 按生产成本从d , N 大地调度发电功率，从而实现社会生产成本为最小；而差别定价迫使市场参与者在上报的发电功率电价曲线中包括其固定成本及盈利，而很难实现按总生产成本最小的原则做优化调度，同时，差别定价还赋予了生产成本低的市场参与者很强的潜在市场力，因为它可大幅提高上报成本。3 2 电力市场远期合同远期合同是由电力市场交易双方自愿签订的一种双边交易，规定了在未来段时期内双方以一定的电价进行的交易，通过加

67、州电力市场失败的教训中，我们看到，远期合同对稳定市场有着及其重要的意义。在电力交易市场中交易方式可分为两种，一种是竞价上网，一种是双边交易。现货市场一般采用竞价上网的交易方式，而合同市场则一般采用双边交易方式。因为各国的具体情况不同，其电力市场中这两种交易形式所占份额也不尽相同在英国原来的电力市场模式中电力交易主要是通过N G C 的P o o l 以竞价的形式进行的；华北电力大学硕士学位论文而英国新的N E T A 模式则以双边合同为主，其双边交易量占总交易量的9 7 9 8 。由于电能不能大量储存，因而在国内外目前运行的电力市场中无一例外地包括现货或平衡市场。我国的电力市场刚刚开始建立，竞

68、价上网与双边交易的份额还没有完全确定，但是现行的“老厂老价，新厂新价”以及差异很大的发电公司还贷状况使得完全以竞价上网进行电力交易还有一定困难。不过，随着我国电力改革的深入，竞价上网所占的份额将逐渐增加以增强竞争程度。根据不同交易形式在电力市场中所占的比重的不同，发电公司在制定报价策略时要有所偏重。可选择远期合同的内容除规定交易双方的权利和义务外，一般还包括合同价格、拒绝供电或拒绝接受供电时的惩罚量或补偿量( 即中断价格) 、供电量、供电时间等主要参数。这些参数的确定不仅与合同所规定的各种权利和义务有关，而且与各交易方所面临的未来条件的各种不确定性( 即风险) 密切相关，因此，电力远期合同的风

69、险建模理论问题得到了较多的关注。采用期权定价思想建立了用户或I P P 与电力公司之间的可选择远期合同的合同价格与中断价格之间的定量关系，但没有涉及电力市场价格的风险建模问题。基于电力远期价格的变化为几何布朗运动的假设，采用B l a c k S c h o l e s 期权定价理论，给出了在交货前可提前通知期权是否履行的双看涨期权的定价模型。基于电力市场价格服从对数正态分布的假设，采用B l a c k S c h o l e s 期权定价公式，分别结合最优潮流模型和电力经济调度模型，研究电力市场中不同区域的电能期权定价方法和辅助服务市场中的旋转备用期权的定价方法。电力价格具有一些独特特性，

70、如由于电能不能储存和随机的发电机组故障而导致的价格跳跃和尖峰特性，随不确定的气候和负荷需求变化而呈现的价格随机变化特性，以及由于电力生产特性和季节影响而导致的价格的均值回复特性，而电价变化的几何布朗运动假设无法全面考虑这些特性，因而会导致较大的误差。对电价的跳跃、尖峰、均值回复等特性进行系统分析，采用一个仿射跳跃扩散过程来描述电价变化的这些特性，通过变换分析技术建立电力远期和期权合同的定价模型，并用期权工具进行了电力资产的价值评估研究。针对在交货前可提前通知期权是否履行的可选择电力远期合同，研究和比较基于几何布朗运动电价模型和基于仿射跳跃扩散过程的电价模型假设下的合同定价方法。针对一类灵活的供

71、需双方可调度的电力合同，利用电价的历史数据，采用自回归随机过程模型来描述电价的变化，进而采用无套利定价原理来确定合同价格，其中合同电量的调度策略通过随机动态规划来确定。考虑到某些地区的供电有可能还属电力公司垄断的局面，因而电价将主要由电力公司的短期边际发电成本所决定，且由于电力市场中电价风险建模的复杂性，因而出现了基于电力公司短期边际发电成本不确定性的远期合同风险建模研究。针对华北电力大学硕士学位论文电力公司和I P P 之间的可选择合同，基于各自发电成本的不确定性，提出电力公司和I P P 各自理性的合同定价模型。给出电力公司短期边际发电成本概率分布的估计方法，据此发展了几种具有一定可操作性

72、的可选择电力远期合同的风险定价模型，其中包括考虑用户未来用电需求不确定性的可选择远期合同的决策模型。3 3 发电公司报价策略发电公司在电力市场中作为一个独立的经济实体，需要“竞价上网”，与垄断模式下的不自主的计划发电不同，发电公司需要自己决定在电力市场中上报的发电出力和电价。所以，发电公司面临的最关键的问题是如何确定最优的报价策略以获得最大的利润。尤其是我国的电力市场刚刚起步，新组建的五家发电公司对市场环境还不熟悉；急需完善的报价策略理论作为指导，以及高效的报价辅助决策工具来帮助决策人员和报价人员进行报价决策。所以本课题的研究具有重要的理论和实际意义。研究和考察发电公司的报价行为，还有助于电力

73、市场的监管机构对发电公司滥用市场力的行为进行考察，从而识别市场结构和市场规则中存在的漏洞，促进电力市场政策法规的不断完善。所以本课题的研究结果对制定电力市场的政策有一定的帮助。月前国内外研究者构造发电公司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公司的投标行为；四是基于博弈论的方法。( 1 ) 基于成本分析的方法的基本思路是将发电公司的电能生产成本加上合理利润( 由发电公司自己确定) 作为上报电价。此方法对发电公司来说比较简单、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

74、电公司进行报价的基础，发电公司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”。( 2 ) 预测市场电价的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，发电公司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、其他发电公司的投标行为、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，作为发电公司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。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，

75、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华北电力大学硕士学位论文报价对电价的影响；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；三是建立短期一中期一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。( 3 ) 估计竞争对手的报价行为的方法通过估计其他发电公司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

76、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公司，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。( 4 ) 基于博弈论的方法。博弈论是专门研究2 个或2 个以上有冲突的个体在有相互作用的情况下如何进行各自优化决策的理论，可以应用到发电公司报价策略的研究中。它的原理是根据电力

77、交易先构造一个博弈模型，然后寻找这些模型的平衡点，这些平衡点就对应发电公司的最优报价策略。这种方法存在下述问题：一是在应用这些模型时做了很多简化假设，这样得到的平衡点对构造投标策略可能没有什么意义，二是理论上还不清楚电力市场是否存在这样一个平衡点。一个完整的电力市场一般包括现货市场( 即日前交易市场) 、实时市场( 短期平衡市场) 、合同市场和辅助服务市场等四个交易市场。对于发电公司而言，这四类市场都是其参与竞争的舞台，所以发电公司在电力市场中一整套报价策略也相应地包括现货市场的报价策略、实时市场的报价策略、合同市场的报价策略和辅助服务市场的报价策略。另外，合理分配发电公司在各交易市场中参与竞

78、价的发电容量或出力也非常重要，这可以分散风险、提高发电公司的总利润。3 4 博弈论与古诺博弈模型电力市场中发电公司的策略性报价行为问题在理论上属于博奔论在电力市场中的应用。博弈论是研究2 个或者多个有利益冲突豹个体，在有相互影响的情况下如何进行各自优化决策的理论。它与常规优化决策的不同之处在于( 1 ) 博弈论中参与者在利益上有冲突：( 2 ) 参与者各自做优化决策，并企图使个体利益最大化；华北电力大学硕士学位论文( 3 ) 个体的利益与其它个体的决策相关，即个体的决策会影响他人，他人的决策会影响自身；( 4 ) 博弈论中一般假定参与决策的个体均为“理性”的。研究电力市场中发龟商博弈的模型主要

79、有C o u r n o t 、B e r t r a n d 及供应函数模型，其中以C o u r n o t 和供应函数模型研究得较多。C o u r n o t 模型研究在不同形式边际成本条件下发电商的投标策略，分趴利用概率和可能性理论来研究供应函数模型的均衡投标策略，利用猜测供应函数模型模拟了发电商的均衡策略。供应函数模型通过按相同比例改变投标曲线的斜率和截距来分析发电商的投标策略，考虑了差价合约对市场均衡状态的影响。电力远期合约是规避价格风险的有效手段之一，目前在多个国家的电力市场均有应用。C o u m o t 模型又称为产量竞争模型，每个生产者决定其供给量，市场成交价是市场中总供

80、给量的函数。在供应函数均衡模型中，每个生产者决定其供应函数，即价格与供应量关系的函数，市场价格由市场总需求和各生产者的供应函数共同决定。在完全竞争电力市场，发电商i 追求利润最大化的唯一可行的竞价策略是按照机组的边际成本报价，这时的市场具有最高的运行效率。在古诺博弈模型中，对发电商决策的关键假设是：某发电商在选择其发电量时，是将其他竞争对手的发电量作为已知的固定量，也就是说假设其他发电商的出力不应自己的出力变化而变化，然后决定自己的发电量。文献【2 8 】指出在电力市场寡头竞争的模式下，古诺模型的结果是发电商拥有相当高的市场力，发电商滥用市场力的行为对电力市场安全稳定经济运行造成了影响。( 1

81、 ) 由于在电力市场竞价规则中一般要求发电商提供一整天的竞标曲线( 包括容量和价格) ，而不是仅仅提供一天中的一系列投标容量。对于这样的要求，古诺模型显然不具有现实的竞争力。( 2 ) 由于古诺模型是基于其他发电商的出力不应自己的出力变化而变化的假设条件，而在实际的电力市场中，发电商之间的策略报价行为是相互影响的，所以古诺竞争模型不太符合实际的发电市场竞争情况、( 3 ) 采用古诺模型模拟出来均衡结果，其市场力程度相当高。一般认为，电力需求曲线一致时，采用古诺竞争模型模拟电力市场运营，过高的估计了发电商所拥有的市场力。但是古诺模型作为竞争性最弱的寡头市场，对其作出了上限分析，因而具有很重要的作

82、用。华北电力大学硕士学位论文3 5 考虑远期合约的发电商报价策略世界范围内的电力工业正经历着一场由传统集中管制的垄断经营走向市场竞争的变革，其目的是通过引入竞争机制以节省资源、提高系统运行效率，最终降低市场电价。然而，2 0 0 0 年夏季爆发的美国加州电力危机使人们意识到电力改革安全性的重要性以及发电市场的非完全竞争性，因而市场参与方的博弈行为对市场电价的影响、电力市场的风险管理等方面的研究得到了日益广泛的关注。我国电力工业改革的第一步，网厂分开已经实现，并在一定程度上实行了竞价上网机制。我国目前的电力市场属于单一购买者模式的电力市场。在这种形式的电力市场中，由电网经营公司在现货市场和远期合

83、同市场向各发电商购电，再经过输配电环节销售给终端用户。在现货市场中，由发电商上报各自的竟价曲线，其中竞价曲线是以功率段和电价来成对上报的，每一个功率段对应一个电价。由市场交易中心来对发电商的竞价进行排序，以最后满足需求负荷的发电商报价为市场清空价格( M a r k e tC l e a r i n gP d c e ，M C P ) 。电网经营公司以这个价格来购买所有电力。在我国目前的电力市场体制中，由于终端售电价格固定，电网公司的收益为终端售电销售额与购买发电商电力的购电额之差。由于市场供求因素、发电商竟价策略及能源价格波动等等原因，发电商的报价有时会出现很大的波动，从而给电网经营企业带来

84、了很大的购电风险和经营风险。在导致2 0 0 0 年加州电力危机发生的诸多因素中，一个重要因素就是由于发电商在现货市场大肆发挥市场力，而终端销售电价又不联动，导致电力公司负债累累，最终破产。所以研究电网经营企业购电的模型及其中的风险是十分必要的。市场清空价格由发电商报价形成的情形，在此再将市场清空价格和发电商报价结合起来考虑，而不是将市场清空价格视为一个纯粹的随机变量。在这种情况下，发电商就有可能发挥市场力的作用，获取超额利润。在发电商按其发电成本曲线进行报价的过程中，由于其发电成本在每个功率段上是不同的，他向市场交易中心上报的电价也是与具体的功率段相对应的，一个功率段对应一个报价。同时，发电

85、商的报价也要根据市场交易中心规定的时段来进行，对每一个时段上报一个发电成本曲线。这里我们只考虑单时段的情形，对于多时段的情形可以由单时段的情形推出。市场清空价格就是最后一部分系统负荷所对应的发电商的报价。华北电力大学硕士学位论文市竭趣特静二，帮抽甓箍麓嚣一”图3 - 1 日前市场交易过程抽象图典型的日前市场交易过程可抽象为图3 1 。即：根据市场的供需投标确定市场的交易量及交易价格。发电商各台机组的功耗曲线一般形式可以表示为：Z ( 吼) = q + 岛吼- I - c 2( 3 一1 )二式中Y A P , ) Y O 发电商i 发送功率为珐的电力所对应的发电成本；a t 、岛、t 为其成本

86、函数中的系数，可以由发电成本的历史数据回归后确定。设电力逆需求函数为线性函数，记为p = r - s q ,( 3 2 )式中：P 为清算电价；r 、J 为逆需求函数的截距和斜率；量：，l 为发电商个数。式可转换为电力需求函数，即吼= 一勿l = lq 为第f 个发电商的发电( 3 - 3 )式中= r l s ，也就是当电价为0 时的负荷需求电量；l = l s 考虑合约电量为岛，合约电价为4 的发电商j 的利润最大化问题为m a x l r , = p ( 吼一嚏) + 丑岛一Z ( 吼) ( 3 - 4 )m发电商的利润最大化条件：O m a x ：t , = O毋依据古诺模型，求解得到

87、各发电商的电量为：( 3 5 )华北电力大学硕士学位论文铲：竺簟釜。石，吼2 = = 嚣等3 勘夸t 2 _ 毛，焉。= I ，卢f 3 6 合约电量对市场价格的影响以I E E E 一6 机系统为例计算考虑远期合约时，采用投标策略模型的发电商投标策略，假定市场逆需求曲线为P = 4 0 0 0 8 吼，相应的市场需求曲线为吼= 口一一p = 5 0 0 一1 2 5 p ，各发电商的成本系鬏见下表。1表3 - 1 发电商成本系数发电商吨b lc lq I q l ml02 0 00 0 0 7 51 0 0O2O1 7 50 0 3 5 01 0 0O301 0 00 1 2 5 01 0

88、004O3 2 50 ，0 1 6 6l o oO503 o o0 0 5 0 01 0 006O3 o oO 0 5 0 01 0 00各发电商投标策略当不考虑远期合约和考虑各发电商的远期合约电量为O 2 口，。和0 5 口。时，各发电商的计算结果如表3 - - 2 所示表3 - 2 考虑远期合约的均衡策略发电商无远期合同合约电量为0 2 q ，。合约电量为0 5 q ，。l8 8 2 09 1 7 59 7 0 926 6 4 36 9 0 27 2 9 133 8 5 23 9 9 04 1 9 646 6 o o6 9 1 67 3 9 154 8 9 65 1 2 25 4 6 16

89、4 8 9 65 1 2 25 4 6 1合计3 5 7 0 63 7 2 2 83 9 5 0 9市场电价1 1 4 3i 0 2 18 3 9可见，与不考虑远期合约的模型相比，考虑远期合约后，各种模型的均衡电价均下降，并且市场的总发电量有所增加。不考虑合约电量时市场的清算电价最高，总发电量最低；考虑合约电量时市场均衡电价随合约电量的增加而下降。因此，在华北电力大学硕士学位论文电力市场建设的初期，为了保证市场的稳定性，远期合约是必要的手段，随着市场逐渐成熟，可以适当降低远期合约的比例，以促进发电商的竞争，以上的市场电价计算对研究电价的波动问题有一定意义，因此，建立在成熟电市场之上，如果对市场

90、电价的波动有着一定容纳性，可制定相适应的电价曲线，以降低远期合约的电量，相对的，在市场早期，电力市场寡头竞争，市场成员市场力较大的时期，相应的提高远期合约的比例，有利于减小电价波动，维持电力市场的安全稳定。华北电力大学硕士学位论文第四章电力市场阻塞问题阻塞管理是电力市场环境下传输管理的一个重要方面。通常，当传输设备输送功率达到或超过其容量极限时，就称其发生了输电阻塞( c o n g e s t i o n ) ，应该对引起阻塞的交易收取附加费用，即阻塞费；但如何设计在技术上可行、经济上合理的阻塞管理措施以缓解或消除阻塞并提供适当的经济信号，以实现合理的资源配置、促进输电系统的发展，是一个十分

91、重要的问题。国内外学者近来在这方面进行了不少研究并取得了一些成果，但总的来说，目前还缺乏一个普遍使用的、合理的阻塞管理方法。电力市场下的传输阻塞是指线路容量不能满足所有交易需要，特别是发生某种意外事故时，造成某些线路过载，影响系统的安全稳定运行。阻塞管理的目的是建立一套合理的调度计划，使系统各条线路在容量限制内安全运行。当发生输电阻塞时，调度员应首先动用潮流的调节设备，如调整变压器分接头( 特别是移相变压器分接头) ，或控制F A C T S 元件( 特别是串联设备) 等来减轻过载支路的潮流。在这些措施未能完全消除阻塞时，则只有调整发电机出力和削减负荷，这样就需要修改电力市场的交易和合同。因此

92、，阻塞管理同时影响到系统运行和市场运营，其解决方法必须从技术问题和经济问题两个层面去考虑。阻塞管理是电力市场环境下，直接影响电网安全的重要环节，受到了世界各国电力厂业决策者和研究人员的极大关注。目前已在政策法规、市场设计、新调度软件开发等力一面取得了大量成果。为了我国电力改革的顺利进行和我国电网安全，需要在这一方面进行大量研究，阻塞管理通常是在网络拓扑正常条件下舒缓潮流的调度行为。当系统出现断线等故障而引起过负荷时，必须立即判断有无发展为连锁反应事故的可能，并采取相应的措施把大停电事故消灭在萌芽状态。在这里，如何进行判断和采取什么措施是防止大面积停电的关键。随着输电网开放以及跨区域电能交易的日

93、益增多，特别是我国大区联网、西电东送等工程的实施，输电阻塞问题将日益严重。输电系统阻塞的原因是：输电线的热容量限制和系统的稳定性限制。系统输送容量的限制带来的影响是使系统的安全性和稳定性受到威胁，使电能交易计划无法实现，影响资源的优化配置和利用，还可能导致市场力的滥用，引起电价的扭曲。阻塞管理的目标是制定一系列规则，有效地控制发电机和负荷，使系统的短期运行具有一定的安全和可靠性裕度，同时为系统的长期投资规划提供有效信息。从短期而言，阻塞管理需要制定公平的削减交易的计划和制定新的调整准则，从而实华北电力大学硕士学位论文现电力系统的最优安全经济调度，保证系统安全可靠运行；从长期而言，阻塞管理应该通

94、过价格信号为系统的长期健康发展提供激励。4 1 阻塞的产生阻塞成本的定义可以用两节点系统来定性说明。假设区域A 的发电机向区域B 的负荷送电，线路的输送容量为C L 由于线路输送容量的限制，造成了无谓损失，如下图的三角形A B C 所示。价格P lP l?、梦 ：y B!q“数爨图4 1 阻塞成本示意图阻塞成本是由于输电阻塞造成的社会福利的损失。阻塞成本是一种机会成本，其衡量方法是相对于无阻塞理想情况下的发电成本的上升以及消费效用的减少。4 2 阻塞管理由于电力商品具有无法大量存储，且必须实时平衡等特点，所以目前所有的电力市场都设立了系统运行机构( I S O ) ，以负责系统的安全调度、执行

95、阻塞管理等任务。短期阻塞管理是一交易计划调整策略的制定问题，即最优调度问题。它决定系统资源的短期优化配置并确保系统的安全性。电力市场存在多种交易模式，如联营体交易模式、双边和多边交易模式，以及联营体和双边混合交易模式。在不同的交易模式下，系统调度人员将面对不同的优化问题。对于联营体和双边混合交易模式，存在着远期合同市场( f o r w a r dc o n t r a c tm a r k e t ) 和现货市场( s p o tm a r k e t ) ，包括日前市场( d a ya h e a d ) 和时前市场( h o u ra h e a d ) ，以及实时平衡市场( r e a

96、 l t i m eb a l a n c i n gm a r k e t ) 。在进行调度时需要考虑远期合同和现货市场的权重( 即优先级) 。系统运行人员根据大家共同接受的交易计0 I 卜1 0 华北电力大学硕士学位论文划，调整规则及权重等以调整交易计划，最后得到可行的计划。而在实时平衡市场，则需要利用辅助服务以保证系统的安全稳定性。目前的优化调度大多是以最优潮流为出发点的。以下对不同交易模式下的最优调度进行分折讨论。4 2 1 单纯联营体交易模式的阻塞调度在单纯联营体交易模式中，发电公司( 有些电力市场大用户也参与投标) 向市场组织者提交下一交易时段所能提供的电力和价格曲线，组织者根据负

97、荷预测及所有投标，按照满足负荷要求、供需平衡且生产成本最低原则确定发电计划和交易价格。联营体交易模式下的阻塞管理方法可分为两类：一类是考虑各种系统约束，直接利用最优潮流( O P F ) 得到满足约束条件的最优发电计划；另一类在投标确定的市场出清价( M a r k e tC l e a r i n gP r i c e ，M C P ) 基础上，根据某种原则对发电计划进行安全校正。最优潮流的数学模型可描述为确定一组使目标函数最小的最优控制变量U ，并满足等式和不等式约束条件：m i n c “)( 4 1 )Hsj，“)=0(4-2)h(x，“)0(4-3)式中工和U 分别为状态变量和控制变

98、量；式( 4 2 ) 为潮流方程等式约束；式( 4 3 ) 包括发电机发电功率约束、支路潮流约束和电压约束等。联营体交易模式中的最优调度与传统的最优潮流的最大区别在于以发电厂和用户的投标数据替代了实际成本及效益数据。根据市场开放程度的不同，O P F 模型的目标函数也有所不同。对于仅允许发电侧投标的单一买方市场，O P F 的目标函数为购电成本最小。即n - Im i n c l ( 吃) 十q ( )( “)式中c f ( 焉) 为发电机G 的成本函数：q ( ) 为平衡节点的成本函数。而对于允许负荷侧投标的市场，O P F 的目标函数则变为社会效益最大，即以最小的电能生产成本获得最大的收益

99、。即华北电力大学硕士学位论文粤警= 易( q ) 一q ( G j ) 。( 4 - 5 )Jf式中口，( D ，) 为负荷G ，的收益函数；c f ( G 1 ) 为发电机G l 的收益函数。英国的早期电力市场是通过联营体进行电力交易的。它与直接考虑输电约束的O P F 计算稍有不同的是，调度过程分为两个阶段：先用“发电排序及加载”程序排出最小成本发电计划，不计及系统约束，最后l 台排入计划的机组的报价即为系统边际价格( S y s t e mM a r g i n a lP r i c e ，s M P ) ；然后由国家电网公司进行安全校核。由阻塞管理要求开机和多发的机组称为“限上”( c

100、 o n s t r a i n e d o n ) ，停机和少发的机组称为“限下”( c o n s t r a i n e d o f ! F ) 。以发电机发电功率成本最小为调度优化目标。当调整机组发电功率到达上下限后仍有阻塞时，则重新进行机组组合。利用基于线性规划的对偶单纯形法、松弛技术和降阶基方程技术进行求解。m i n ，( 卸) = c ；明( 4 - 6 )t = 1式中龌为发电机i 的发电功率调整量；q 为其对应的单位成本。采用灵敏度分析方法构造阻塞管理模型，分析以下两种优化目标：( 1 ) 发电机的发电功率及负荷的调整容量之总和最小为目标。即m i n A P = I 嵋J

101、 + I 屹I ( 4 - 7 )l = 11 = 1式中蜂；为发电机i 的发电功率调整量；屹为负荷J 的负荷调整量。( 2 ) 发电机的发电功率及负荷的调整成本之总和最少为目标。即m i n F = 窆I 嵋c f | + 窆I 屹I ( 4 - 8 )i = 1j = l式E ，中为调整发电机f 发电功率的价格；E 为调整负荷J 的价格。联营体阻塞管理能够较为精确地确定发电计划，同时提供节点电价等经济信息是联营体阻塞管理方法的显著优点。其缺点除O P F 本身的算法复杂性及透明性不够外，另一个不容忽视的问题是联营体阻塞管理假设用户投标信息反映了其成本和收益。而实际情况是，发电商在利益最大化

102、的驱动下，会采用策略性的投标行为，尤其当竞争对手较少时会出现操纵市场的情况( 如早期英国电力市场) 。这使得以成本最小为目标的优化模式失去了意义。为了解决此问题，需要从市场设计方面，寻找更为有效的交易模式。华北电力大学硕士学位论文4 2 2 双边交易模式的阻塞调度电力市场的双边交易模式是指发电商和用户直接签订购售电交易计划。大量的双边交易很难保证同时可行，I S O 必须对双边交易迸行校核。因此双边交易阻塞管理是如何调整和削减双边交易，不同的调整日标即有不同的调整模式。引入支付因子( w i l l i n g t o - p a y ) 作为衡量交易重要程度的指标，并建立如下式的交易调整模式

103、。m i n ， ，= ( “一“。) 7 A w 一“。) r A r式中w 为支付因子矩阵，表示交易商为避免交易被调整所愿意付的价格；后的交易量；U o 为原始交易量；A 为调整策略矩阵。( 禾9 )“为调整双边交易的阻塞调度直流模式，优化目标为发电机的调整成本最小。即m i n C + A P + - C 一P 】( 4 1 0 )s j H A P + z S z 辩( 每1 1 )AP=AP+一AP-(4-12)AP+0。AP-20(4-13)式中C + 和c 一为发电机的微增成本和微减成本投标；日为节点支路灵敏度矩阵；Z 和z 一分别为初始潮流和潮流限值；A P + 和A P 一为

104、发电机发电功率调整量。由于电力商品必须实时平衡，因而完全的双边交易模式的电力市场通常都与其他交易模式相配合。4 2 3 联营体和双边交易混合模式的阻塞调度联营体和双边交易混合模式是目前几乎所有电力市场都采用的交易模式。在此模式下，既存在发电商和用户之间的双边长期供电合同，也设立日前( d a y a h e a d )和时前( h o u r - a h e a d ) 联营体模式现货投标市场，同时为保证系统的安全、频率和负荷平衡，还设立了实时平衡市场( r e a l t i m e b a l a n c i n g m a r k e t ) 。目前对混合模式下阻塞管理的研究主要集中在两

105、个方面：当预测到阻塞发生时按照何种原则进行调整和削减各种交易；实时平衡市场如何调度。1 不同调整原则下的混合模式阻塞调度交易的优先级不同，调度优化目标也不同虚拟交易网络( v i r t u a lt r a n s a c t i o nn e t w o r k ) 、交易矩阵( t r a n s a c t i o nm a t r i x ) 、各种交易模式( p o o l ，b i l a t e r a l ，m u l t i l a t e r a l )华北电力大学硕士学位论文均可用交易矩阵表示。以此为分析框架，输入变量为交易计划，处理网络阻塞时不考虑经济性，使用O P

106、F 程序进行调整，调整原则为交易矩阵的偏差最小即m i n 吗一毪) 2 ，T s ( 4 - 1 4 )口式中毛为调整后的交易量；为原始交易量；S 为考虑稳态约束条件的交易安全域。双边合同作为固定交易( f i r m ) 处理。调度目标和约束条件为m 弓，i o ，n c ( 0 ) ( 4 - 1 5 )S , t ( 弓，g ) s 。( 4 - 1 6 )B 呼= G D + 口( 4 - 1 7 )式中s 为各种约束条件；0 和g 分别为发电机有功功率和无功功率：G j 为合同矩阵；e 为单位矢量；发电机总发电功率必须大于合同电量的要求。考虑调度的优先级问题。最优调度问题如下m a

107、 x ( u o P D 一“弓如) 一U O Y D + “弓P 阜一“耳托( 4 一1 8 )式中“单位列矢量；托为带权重的P o o l 交易减少量；托为带权重的双边交易减少量；如为奶始的P o o l 总收益；以为初始的P o o l 发电总成本。优先级不同的调度模式有：P o o l 和双边交易优先级相同模式( F r e e m o d e ) ，P o o l交易优先模式( P o o l p r o t e c t i o n m o d e ) ，双边合同优先模式( C o n t r a c t p r o t e c t i o n m o d e ) 。优先级的处理方法

108、是增加调度目标中相应的权重。美国加州电力市场是一个典型的混合模式。加州模式为I S 0 + P x + S C 模式，P X 负责日前和时前市场，S C 负责双边交易，I S O 负责系统运行。很多文献研究了加州模式。美国加州的阻塞调度模式，为一线性约束的直流O P F 问题，其中一个重要约束条件为必须满足双边交易，即已签订好的双边合同不能破坏。其优化目标为rm i n 【( ( 最，) + 咒( ) ) 】( 牟1 9 ) 一lf = I式中c 譬，( 最，) 和c 己( q J ) 分别为双边合同k 在节点i 的发电机发电功率调整价格和负荷调整价格。双边合同不能被破坏的约束称为市场分离约束

109、。即最J = ，( 七= l ，2 ，K 一1 ) ( 4 - 2 0 )f = li = l在交流O P F 模型的约束条件中加入了机组的爬坡约束，即考虑了机组各时段的华北电力大学硕士学位论文耦合关系，对于日前市场是一时间约束阻塞管理( T C C M ) 问题，对于时前市场则是一单时段优化问题，并采用解耦的内点法求解。此时优化目标变为frr m E G 5 ( 只o ) ) 一c 嚣( 砬，( f ) ) 1 ( 4 - 2 1 )r * lk = li = l式中T 、K 和N 分别为时段、双边交易总数( s o ) 和节点数。2 实时市场的调度市场交易模式的多样化，增大了系统实时调度的

110、压力。实时平衡市场的设立主要是为了当发生紧急情况时能确保系统的安全性。在实时市场中，发电商和用户都可以进行增量和减量投标。在系统可调用的资源难以解决阻塞时，也可以调整双边合同。文章对有功和无功进行了解耦处理，有功的阻塞管理是消除支路潮流越界，无功的阻塞管理则处理节点电压越界。其优化目标分别为r f f m ( 螂+ + 巧彳) + 簖必9 ) ( 4 - 2 2 )“铝H，m i n w + A n + 町砑) 十蟛+ 甑)( 4 2 3 )扣lk = l式中 、b , - 、和嵋分别为增减有功功率和无功功率的单位成本；b 9 为双边交易的单位调整成本；为变压器的单位调整成本。式( 2 5 )

111、 的第l 项为无功增减的成本项，第2 项为变压器分接头的调整成本。将辅助服务市场也纳入实时调度的框架。调度模型考虑4 个方面的成本：l T l i n C p = C P l + q 2 + q 3 + q 4 =( 醪纰+ 十节卸一) + ( 垆凹“。) + ( 础拙”) + 产，鹋“，)4 - 2 4 ，fiJf式中垆和6 ，分别为合同规定的运行备用单位调整成本和额外运行备用的单位调整成本。式中的项分别为P o o l 调整成本、按合同规定的运行备用采购成本、双边合同调整成本和额外运行备用采购成本。针对加州电力市场的整个市场的现金流，以所有市场成员利益最大化为目标的阻塞管理和辅助服务模型即

112、m a x 万= 咿7 霉一芝：c ：( 号) 一( c ：”+ c ：“) 只一( s 砭) ( 4 - 2 5 )tttk式中q y 为售电价格；e 为电能生产成本；一7 和c 害“分别为购电者和售电者的单位调整成本；C 。为辅助服务的单位成本。式中各项依次为购电商的零售收入、电能生产成本、电能交易调整成本和辅助服务成本。但其目标是否能达到全华北电力大学硕士学位论文社会最优值得商榷混合模式的显著优点是允许存在双边和联营体等多种交易。但也因此而使阻塞调度变得复杂。需要解决的问题有：合同电量和现货电量的比例、计划需调整时按何种原则调整各种类型交易、支付因子( w i l l i n g n e

113、 s s - t o - p a y ) 的合理设定、获取实时市场辅助服务的问题和计及辅助服务及其成本的调度目标等。4 3 阻塞分摊产生阻塞的原因是由于电能交易对输电容量的需求超过了输电网络自身的容量限制。因此，为了解决阻塞问题，必定会引起附加的阻塞成本( c o n g e s t i o nc o s t ) 。阻塞成本以何种形式出现、如何对阻塞成本进行定价、以何种原则分摊阻塞成本，这些问题与市场的交易模式和阻塞管理的方法密切相关。需要指出的是，阻塞定价和阻塞成本分摊是相关的问题。前者关注的是如何确定阻塞成本，即阻塞的价格是多少；后者决定了如何在市场参与者之间公平合理地分担阻塞成本。本文将

114、阻塞定价及分摊方法归为：隐性阻塞定价及其成本分摊，显性阻塞定价及其成本分摊。4 3 1 隐牲阻塞定价和成本分摊隐性阻塞定价和成本分摊发生于基于O P F 的节点电价模式。由于网络约束条件的存在，各个节点或区域的电价将出现差异，发电机和负荷按照所在节点的电价付费。在这种模式下，阻塞成本并不明显的体现出来，而是通过支付节点电价隐性地分摊了。输电约束的影子价格( s h a d o wp r i c e ) 和节点电价( n o d a lp r i c e ) 的关系如下三弘i H i = p 、一p I ( 4 - 2 6 )f f i t式中f 为L a g r a n g e 乘子，也是约束

115、的影子价格，= ( H ，以) 7 ；日为功率传输分布因子( P T D F ) 矩阵日的第i 行，E = ( H ，H 。) 。虽然这种分摊方法比较简单，但存在着很多问题：按照节点电价付费在用户之间存在着交叉补贴，即网络阻塞并不由我引起而我却要付费，因此有失公平性，即使没有发生阻塞的支路，其两端的节点电价也不相同此方法将会产生交易盈余( m e r c h a n d i z es u r p l u s ) ，也称阻塞租金( c o n g e s t i o nr e n t 或c o n g e s t i o ns u r p l u s ) ，即I S O 将从阻塞中获得收入，这对

116、其缓解阻塞是一个反激励。华北电力大学硕士学位论文4 3 2 显性阻塞定价和成本分摊最简单的显性成本分摊原则是将阻塞成本作为附加费( u p l i f t ) 分摊给所有用户。在英国早期电力市场中，“限上”和“限下”机组引起的附加费及辅助服务费都作为附加费分摊给用户。这种方法显然是有失公平的。另一分摊原则是按照电能交易对线路的使用率，即对阻塞的“贡献”进行分摊，称为基于使用率的分摊原则。双边交易下的阻塞成本分摊原则是：将阻塞成本分摊到阻塞线路，再将阻塞线路的成本分摊到各个交易。但此种分摊原则的公平性有待进一步研究。P o o l 模式下基于报价的再调度方法及阻塞成本分摊原则。实际上仍然是基于使

117、用率的分摊方法。到目前为止，还没有一个分摊阻塞成本的方法能够同时解决公平性和有效性的问题。4 4 输电阻塞下的市场力问题在电力系统中，输电网络是电力市场竞争的基础，它可以确定市场范围和保证交易的实行。但是，当输电系统出现阻塞时，将引起阻塞区域内发电资源的相对稀缺，阻塞会分割市场，削弱竞争，增加局部市场势力，降低市场效率，不能实现资源的优化配置。有些发电公司会因为电能送不出去而减少利润，也有发电公司会因为减少了竞争对手甚至处于垄断地位丽获得超额利润。这样，预期的输电阻塞情况会对发电公司的报价策略产生重要影响。当阻塞分割市场，使得阻塞区内出现发电容量相对稀缺时，电力市场中竞争的公平性会下降。处于阻

118、塞区内的发电公司，利用其区域内资源的相对稀缺性和进入壁垒，即使正常报价，也可以获得比没有阻塞时多的利益。发电公司如果在容量相对稀缺的基础上，再使用容量持留或报高价等策略，实现其市场势力，可以获得高额利润。以一个简单的2 机系统为例，图4 2 为其接线图，有两个发电公司G l 和G ，其生产成本函数分别为c 1 ( 儡) = 4 6 8 q t 十o 0 3 1 2 q ；，Q ( 吼) = 9 3 6 q 2 + o 1 0 9 2 q z 2 ，出力上下限约束均为2 0 0 M W 和3 0 M W 。有两个负荷，分别为厶= 4 0 M W ，厶= 1 5 0 M W ，均为对电价非弹性的。

119、当网络容量足够大，且发电商按自己的边际成本报价，则市场成交价格为1 4 9 $ M W h ，其中q l = 1 6 4 5 M W ，q 2 = 2 5 5 M W 。若每条联络线的最大传输功率为5 0 M W ，线路将出现阻塞，发电商G 1 只能向负荷厶提供I O O M W 电能，发电商G 2 向负荷厶提供的5 0 M W 电能可以按自己的报价支付，可见，当输电容量不足时，在负荷厶侧会形成局部市场发电公司G ，可以利用华北电力大学硕士学位论文其垄断地位，抬高报价，获得高额利润。这说明输电系统阻塞可以将市场分割为子市场，改变发电公司在电力市场中所处的竞争位置。L r 叫O M WL z =

120、 1 5 0 M W，图4 1 2 系统接线图如果对发电商G 2 加入远期合约交易，当远期合约的电量为5 0 M W 时，G 将失去对负荷如行使其垄断地位的市场力，转而将注意力放到提高其输出电量的所能获得的利益上，将有效的降低其报价。阻塞提高了市场价格，造成了阻塞区内发电公司的局部市场势力，但会吸引新电厂的投资以及负荷的自然转移，反过来又会降低市场价格和市场势力。同时，如果某线路( 输电断面) 长期存在阻塞，就必须考虑增建线路，这样才能从根本上消除阻塞。从长期讲，可以通过系统扩建从根本上消除本地市场力的出现。例如，扩展输电网消除输电瓶颈，或者增加阻塞区域内的发电商个数。但是，考虑到投资收益以及

121、系统扩建的长周期，必须在短期内采用消除本地市场力的有效方法。在短期内消除本地市场力影响的简单有效的方法是对行使本地市场力的发电商进行处理，当检测到本地市场力出现时，可以对行使市场力的发电商设置价格上限，或者让英全部容量或部分容量不参与市场竞价。华北电力大学硕士学位论文第五章辅助服务和监管电力工业改革能否成功有赖于能否维持要求的系统可靠性水平。可靠性问题处理不好会直接给系统和市场带来冲击，如预想不到的停电事故和很高的电价波动风险等，甚至对整个社会的稳定造成影响。一般而言，可以通过获取一定量的辅助服务来满足系统的可靠性要求美国联邦能量管制委员会( F E R C ) 规定了如下一些辅助服务：调度与

122、系统控制、无功支持与电压控制、调节与频率响应、能量不平衡，旋转备用和追加备用( S u p p l e m e n t a lR e s e r v e ) 等，其中后两种备用属于运行备用，5 1 辅助服务辅助服务是指为了保证电力系统安全、电力交易和电力供应，由发电商或其他提供方提供的除正常电能生产之外的额外服务。5 1 1 辅助服务的分类结合我国电力系统安全运行的实际需要，在我国电力市场发展初期，可以采取以下辅助服务分类：备用服务、调频服务、无功支持服务和黑启动服务，分别定义如下。( 1 ) 备用服务备用服务是指：电力系统除满足预计负荷需求外，为保证电能质量和系统安全稳定运行而保持的有功功率

123、储备。从不同的角度出发，备用可进一步细分：1 ) 如果从备用的目的划分，备用可以分为负荷备用、事故备用、检修备用和国民经济备用。2 ) 从运行状态来看，备用机组无非以热状态或冷状态存在，分别称为热备用和冷备用，目前在我国的大部分电网中，通常由低于装机容量运行的机组提供热备用，而冷备用由调度按照电网的需要指定机组提供。3 ) 但从本质上讲，各种备用的根本特征是响应速度，因此也可以将备用划分为：瞬时响应备用、l O 分钟旋转备用、1 0 分钟非旋转备用、3 0 分钟备用、6 0 分钟备用、冷备用。其中的瞬时响应备用即指调频备用。将其从中分离出来，划分到调频一项中，4 ) 还需要说明的一点是：根据增

124、减出力的调整方向，备用可分为上备用和下备用，分别满足系统实际负荷需求大于，小于现有机组出力的情况。华北电力大学硕士学位论文( 2 ) 调频服务调频也称频率控制，是指：发电机组提供足够的调整容量、一定的调节速率，在允许的调节偏差下实时处理较小的负荷和发电功率的不匹配。以满足系统安全对频率的要求j 在电力系统中，所有的发电机的原动祝都装有自动转速调整器( 简称调速器) ，能自动地将频率控制在一定的范围内，调速器的调频作用，一般称为频率的一次调整，是最基本的调频措施，也通常被认为是发电机组必须提供的无偿服务。此外，为满足频率调整的要求，还需要由人工或自动调频装置改变发电机的调速器特性，称为频率的二次

125、调整。自动发电控制( A u t o m a t i cG e n e r a t i o nC o n t r o l ，简称A G C ) 机组在A G C 系统投运时。可以提供自动的二次频率调整服务。( 3 ) 无功支持服务无功支持服务与电压控制联系紧密，它是指发电机组或电网中的其它无功源向系统注入或吸收无功功率，以使系统正常运行时电网中的节点电压维持在允许范围内，以及在电力系统故障后提供足够的无功支持以防止系统电压崩溃。一般情况下，发电厂在不影响有功发电能力的情况下提供的无功服务被视为无偿服务：电网所提供的无功服务，可计入输配电服务中。( 4 ) 黑启动服务黑启动是指电力系统发生全网性

126、停电后，通过启动系统中具有自启动能力的机组来带动无自启动能力的机组，逐步扩大系统的恢复范围，最终实现整个系统的恢复。电网的黑启动以电厂的黑启动为前提。黑启动电厂应具备在没有外援厂用电的情况下启动发电机的能力。5 1 2 辅助服务的作用和问题辅助服务是电力市场最重要的特征之一，关系到电力系统的安全运行与可靠性，给辅助服务以科学合理的定价，既可以合理的补偿辅助服务提供者的服务成本，从而保证辅助服务提供者的经济利益，提高市场成员提供辅助服务的积极性；同时，充足的辅助服务，以及合理的辅助服务计划的制定和调用，还可以提高电能质量、保证电网安全，从而提高电力生产、输送和销售企业的经济效益。在电力市场环境下

127、，辅助服务的获取和成本效益分析是一个待解决的问题。辅助服务价格与电能价格一起构成了电力市场价格体系的基础，对形成健康的电力市场有重要意义。但辅助服务定价的理论与实践之问还存在着严重的脱节，因此，对辅助服务中的一些重要课题应还有待探索。如：( 1 ) 从理论上推导系统对负荷跟踪、旋转备用和非旋转备用容量的需求，确定电压允许波动范围的根据及相应的无功需求华北电力大学硕士学位论文( 2 ) 如何建立合理的辅助服务市场结构，并且实现从现有的管理运行体制向电力市场平稳过渡。( 3 ) 为不同的市场结构，澄清辅助服务的定义、分类，发展科学的定价机制，在费用与可靠性之闻找到最佳的平街点。5 2 电力市场监管

128、5 2 1 电力市场监管的目标( 1 ) 监管的内涵监管即监督管理，是指政府专业管理部门和政府授权的行政执法主体，依照国家有关经济和行政管理方面的法律、法规、规章和市场规则、行业技术标准，对市场主体以及市场主体的交易行为、竞争行为实行监督管理，维护市场秩序的管理行为。监管主要应用于垄断行业，如政府对具有自然垄断特性的电力、供水、电信、燃气等公用事业和铁路、管道、线路等管线和网络性的运输服务业，通过立法、行政性政策，指令等直接或间接控制手段，对这些行业的市场准入、价格制定、服务标准等直接干预，并成为调控经济运行、资源配置的一种行政管理方式。一( 2 ) 电力市场监管的定义电力监管是指政府设立的监

129、管机构对电力企业及其在电力市场中的交易行为进行间接调控和直接控制，实现电力市场配置和电力资源配置的行政管理行为。包括对垄断性的输、配电环节的政府监管和对竞争性的发电市场和售电市场的监管。( 3 ) 电力市场监管的目标电力市场监管的主要任务是充分发挥市场机制的作用，建立统一高效、公正透明的监管体系。监管机构依据能源法、电力法、电力市场运营规则、电力市场监管规则对电力行业的准入、价格、安全、交易、服务质量和普遍服务等内容实行专业化的监管，主要实现以下监管目标：一是维护公平、有序的市场竞争秩序，保障电力系统的安全生产和稳定运行。二是有利于扩大投资，促进电力工业持续稳定发展，满足国民经济发展的需要。三

130、是有利于形成合理的电价机制，提高电力工业的效率，保护电力用户的权益。5 2 2 监管的内容电力市场环境下，电力监管机构针对不同的电力市场主体的监管内容也各有侧华北电力大学硕士学位论文重。电力市场主体主要包括发电企业，电网企业、售电企业以及电力调度交易机构。( 1 ) 对发电企业的监管I ) 规范发电市场的进入。监管电力市场的进入，采用电力市场进入许可管理体制对进入发电市场的各方竞争发点企业实施有效的监管，包括参与竞争的资格、参与竞争过程的程序等。2 ) 规范发电侧竞争。竞价上网是发电侧市场发电企业之间竞争的主要形式。依照电力市场运营规则，对电力市场竞争行为、交易行为进行监管，促使电力竞争规范有

131、序。例如，监管发电企业是否符合市场规则；竞争报价是否满足市场限价要求：发电企业间是否存在串谋。3 ) 控制单个发电企业装机容量所占市场的份额。监控发电企业在发电市场总装机容量的份额。当某一发电企业的装机容量在发电市场总装机容量中占有较大比例时，就有可能出现企业利用自己拥有的市场力，对发电侧市场的竞争价格产生影响。因此，对单个发电企业的市场份额必须进行限制。4 ) 监管发电企业披露信息。发电企业处于充分掌握电力生产信息的有利地位。为了防止发电企业利用自己在信息上的优势，谋取高额利润，就必须规范发电企业向电网企业和直接购电者申报和披露的信息数据。5 ) 对发电企业竟价上网的电量、电价的实际情况进行

132、监管。6 ) 监管发电市场中发电资产关系的变化对市场垄断的影响。为了防止发电市场上产生新的垄断，对于发电企业间的资产重组、股权转让、兼并等行为，进行监督，依据反垄断法或条例，对某些相关行为加以限制。7 ) 监管购售电合约中发电企业承担的权利和义务的履行情况。发电企业与售电企业或电力用户签订了购售电台约后，为防止合约履行中出现问题，对发电企业是否履行了自己的职责也需要进行监督。( 2 ) 对电网企业的监管电能输送以输配电网为基础，并具有高度自然垄断的特点。对电网企业的监管侧重以下方面：1 ) 监管电力负荷预测及发展规划。电网企业一般担负着电力负荷预测分析的职能，有关电力系统的发展规划方案也通常由

133、电网企业提出建议。为保证建议的合理性，监管机构必须对电力负荷预测分析及电网发展规划进行必要的监管。2 ) 监管电网企业对发电企业的考核和结算，以及电网企业销售的电力和价格。3 ) 监管电网企业披露信息。电网企业掌握电力需求和电力调度方面的重要信息，及时向电力用户的发电企业披露相关市场信息，规范信息披露的程序和方式等，是维持电力市场有效竞争的前提和基础。4 ) 监管电网的安全稳定运营。监管电网企业的网络系统的质量、安全是否达华北电力大学硕士学位论文到标准：电网系统的维护是否符合相关要求。5 ) 监管电网企业的服务质量。由于电网企业属于垄断经营，因此，监管部门需要对电网企业向电力用户提供的服务标准

134、、供电质量以及输配电可靠性指标进行监管，并处理用户的投诉。6 ) 监管输配电业务收费执行情况。输配电业务属于垄断经营，输配电服务的价格由监管部门制定，并且对电网企业的执行情况进行监督。( 3 ) 对售电企业的监管伴随着市场化改革进程的深入，电力销售业务将走向市场化。在售电市场放开，引入竞争的电力市场中，对电力售电企业的监管也转化为对售电市场竞争行为的监管。对售电企业的监管侧重以下方面：1 ) 监管售电企业与电力用户之间的交易行为是否做到公正、公平、公开。2 ) 监管售电企业向电力用户披露的信息是否充分、及时。3 ) 监管售电企业与发电企业以及电力用户间购售电合约的履行情况。对产品标准、服务标准

135、能否达到合约要求进行及时监督。4 ) 公平调节售电企业与电力用户间的争议。5 ) 监管售电市场竞争中售电企业是否存在不正当竞争。( 4 ) 对电力调度交易机构的监管1 ) 监管公开、公平、公正地实施电力调度的情况。2 ) 监管向市场交易主体信息披露的真实佐、准确性、时效性、完整性情况。3 ) 监管履行电力系统安全义务的情况。4 ) 监管按照电力市场运营规则组织电力市场交易的情况。5 ) 监管对电力市场实施干预的情况。6 ) 监管对电力市场技术支持系统的建设、维护、运营和管理的情况。7 ) 监管市场限价执行情况。8 ) 监管交易和电费结算情况。9 ) 监管平衡账户管理和资金使用情况。发电市场竞价

136、上网，售电市场没有完全放开，销售电价由政府定价阶段，电力监管机构必须对平衡账户的资金情况实时监控，以决策销售电价与上网电价联动或是进行市场干预。( 5 ) 对电力市场中市场力的监管市场力又称市场操纵力，它定义为发电商改变市场价格使之偏离市场充分竞争情况下的价格水平的能力。广义的讲，市场力可以分为水平市场力和垂直市场力。一个公司拥有操纵电力生产和输送各个环节所提供产品和服务的价格的能力，就是具有垂直市场力一个公司拥有操纵电力生产和输送某一环节所提供产品和服务的价格的能力，就是具有水平市场力，通常说的市场力是指水平市场力。具有水平市华北电力大学硕士学位论文场力的企业通常对某类市场占有很大的市场份额

137、，能够通过控制产量来操纵市场价格。水平市场力会因一个企业在市场中的市场份额的增加而增加。因此，市场中的参与者往往通过联盟来扩大市场份额，从而加强其水平市场力。水平市场力又可分为卖方市场力和买方市场力。在发电侧开放市场中，市场力主要指卖方市场力。市场力的行使会导致市场价格总体水平的提升、电价尖峰甚至电力市场危机的出现，损害了用户的利益，降低了电力市场的效率和社会效益。电力市场中的市场力主要有以下几种研究方法：1 ) 市场指数度量法，包括静态集中度指数H i l l ，动态集中度指数D H H I ，价格成本比较指数L e r n e r ；2 ) 研究市场运行历史数据的后验法；3 ) 试验仿真分

138、析法i4 ) 基于博弈、均衡理论的市场力分析法。对于电力市场中的市场力的监管主要包括以下几个方面的内容：1 ) 监管电力市场结构，严格控制发电企业的市场份额；2 ) 监管市场参数，保证良好的价格形成机制，抑制市场力的发生；3 ) 监管市场行为，监控发电企业的市场力行为；4 ) 监管市场规则，建立对行使市场力的发电企业的惩罚机制；5 ) 在必要时采用价格上限等价格管制措施减少市场力的危害后果。华北电力大学硕士学位论文结论随着我国电力市场化改革逐步深，电网安全问题日益受人关注。认真分析近年来国外电力市场背景下一系列电力危机和严重停电事故的原因，将对我国电力市场改革有所启迪和借鉴。本文以电力市场下合

139、同报价策略为研究对象，较为深入的研究和探讨了电力市场下远期合同的制定和发电公司报价策略对电价的影响，对研究市场控制力和电价波动起到一定作用。本文的主要工作及研究成果如下：( 1 ) 介绍了传统电力系统与电力市场的区别与联系，实物交易和金融合约市场的基本概念，研究了英国电力市场模式转变的问题，说明了交易模式对市场安全的重要作用。( 2 ) 介绍了市场力的度量方法以及对清算价格的控制力，介绍了发电商在电力市场中的报价策略，对博弈论在电力市场中的应用进行了阐述。( 3 ) 研究了远期合同对电力市场稳定的作用，结合远期合同提出了发电商的报价策略，应用古诺模型给出了一个算例，通过算例表明，远期合同能起到

140、提高发电商输出电量和降低市场价格的作用，通过改变远期合同的量影响发电商的市场力，是稳定电价的一种重要手段。( 4 ) 介绍了阻塞问题的产生原理，目前常用的阻塞管理方法以及阻塞分摊方法，通过算例研究了完全竞争模式下阻塞带来的市场力问题，从研究的结果来看，阻塞所产生的市场力是发电商策略性报价的主要因素，应用远期合约等手段能在短期内削弱阻塞区域内的发电商的市场力，如何消除市场力还有待市场机制的不断完善和监管手段的发展。( 5 ) 介绍了电力市场备用服务、调频服务、无功补偿和黑启动等辅助服务，在国内外的辅助服务市场中，区分辅助服务和发电服务是促进辅助服务市场发展的必要经历，介绍了从辅助服务的分类，简述

141、了辅助服务的作用，并说明了辅助服务有待解决的问题。华北电力大学硕士学位论文参考文献【1 】马歆，蒋传文，侯志俭等。电力金融合约市场及其风险控制研究。华东电力，2 0 0 2 年第9 期 2 】王鹏，杨华春，邬彦鸿等。电力市场谈判型长期合约的贝叶斯均衡解电力系统自动化，2 0 0 3 年第2 7 卷，第1 6 期【3 】赵学顺，戴铁潮，黄民翔。电力市场中风险规避问题的研究( 二) 差价合约分析系统的实现。电力系统自动化，2 0 0 1 年4 月2 4 日f 4 】黄永皓，尚金成，康重庆等。电力中长期合约交易市场的运作机制及模型。电力系统自动化，2 0 0 3 年第2 7 卷第4 期 5 】陈艳，

142、程春田，康春雷等。迭代竞价模型在电力中长期合约市场中的应用。水电能源科学。2 0 0 5 年第2 3 卷第6 期【6 1 赵儆，康重庆，尚金成等。分组竞价的电力合约市场交易模式。电力系统自动化，2 0 0 3 年第2 7 卷第l 期。【7 】刘瑞丰，白剑飞，朱振青。供电公司与用户远期合同的制定。西北电力技术，2 0 0 4 年第3 期【8 】谭忠富，赵娟，曹福成。合约理论在电网企业价格风险管理中的应用。电力学报，2 0 0 5 年第2 0 卷第1 期 9 】马新顺，刘建新，文福拴等。计及风险并考虑差价合约的发电公司报价策略研究。华北电力大学学报，2 0 0 5 年第3 2 卷第1 期【l O

143、】蒋东荣，李群湛，刘学军。考虑电力合约的激励性市场机制设计。中共电机工程学报，2 0 0 5 年第2 5 卷第1 8 期【l l 】吴国碉，蒋金良，华栋。考虑实时平衡市场的合约交易模式研究。电力自动化设备，2 0 0 5 年第2 5 卷第2 期【1 2 】袁智强，侯志俭，宋依群等。考虑远期合约的不同投标策略供应函数均衡分析。上海交通大学学报。2 0 0 4 年第3 8 卷第8 期【1 3 】戴铁湖，张丹。确定性合约电量分解算法在浙江发电市场的应用。华东电力，2 0 0 0 年第1 0 期【1 4 】马新顺，文福拴，倪以信等。有差价合约日前市场中计及风险约束的最优报价策略。电力系统自动化，2 0

144、 0 4 第2 8 卷第4 期 1 5 】周明，聂艳丽，李庚银等。电力市场下长期购电方案及风险评估中国电机工程学报，2 0 0 6 年第2 6 卷第6 期华北电力大学硕士学位论文【1 6 】王剑辉。电力市场中购电风险模型分析。电网技术，2 0 0 5 年第2 9 卷第9 期【1 7 】王王，尚金成，冯场等。基于C V a R 风险计量指标的发电商投标组合策略及模型。电力系统自动化，2 0 0 5 年第2 9 卷第1 4 期【1 8 】段登伟，支f j 俊勇，吴集光。计及风险的配电公司最优分对零售电价模型。电力系统自动化，2 0 0 5 年第2 9 卷第3 期【1 9 】张保会，王立永，谭伦农等

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146、 期【2 4 李立颖，张喜铭，彭建春等。基于阻塞风险的需求侧购电策略。电力自动化设备，2 0 0 5 年第2 5 卷第8 期【2 5 】魏永生，王晓楠，李婷妹。电力市场的输电阻塞管理模型。浙江电力。2 0 0 5年第牛期【2 6 1 潘国英。电力市场的输电阻塞管理系统的分析与设计。福建教育学院学报2 0 0 5年第4 期【2 7 】曾鸣编著。电力市场理论及应用。北京：中国电力出版社，2 0 0 0 年 2 8 】彭玲玲，彭建春。市场力对发电公司竞价策略的影响。华中电力，2 0 0 5 ，1 8 ( 2 ) ：5 7【2 9 】马莉。电力市场环境下发电公司的报价策略。浙江大学博士论文，2 0 0

147、 3 年4月【3 0 P e n gT e n g s h u n ，KT o m s o v i c C o n g e s t i o ni n f l u e n c eo nb i d d i n gs t r a t e g i e si na ne l e c t r i c i t ym a r k e t 。I E E ET r a n s a c t i o n so nP o w e rS y s t e m s ，2 0 0 3 ，1 8 ( 3 ) ：1 0 5 4 1 0 6 1【31 】A r n o t t , B o s eA ，C u k a l e v s

148、k iN ，e ta 1 F r e q u e n c yC o n t r o li naM a r k e tE n v i r o n m e n t I nC I G R E ，P a d s 。2 0 0 2【3 2 】S c h m u t zA ，G n a n s o u n o uE ，S a r l o sGE c o n o m i cP e r f o r m a n c eo fC o n t r a c t si nE l e c t r i c i t yM a r k e t s ：AF u z z ya n dM u l t i p l eC d t e r

149、 i aA p p r o a c h I E E ET r a n so nP o w e rS y s t e m s 2 0 0 2 ，1 7 ( 4 )华北电力大学硕士学位论文【3 3 】A l v a r a d oFL ，M e n gJ ，M o t aWS ，e ta 1 D y n a m i cC o u p l i n gB e t w e e nP o w e rM a r k e t sa n dP o w e rS y s t e m sI n ：P r o c e e d i n g so fI E E EP E S2 0 0 0S u m m e rM e e

150、t i n g A l b e r t a( C a n a d a ) ，2 0 0 0【3 4 】O v e r b y eT M a r k e tP o w e rE v a l u a t i o ni nP o w e rS y s t e mw i t hC o n g e s t i o n I n ：I E E ET u t o r i a lo nG a m eT h e o r yA p p l i c a t i o n si nE l e c t r i cP o w e rM a r k e t ，I E E EP E SW i n t e rM e e t i n

151、 g N e wY o r k ，1 9 9 9【3 5 】N i c o l a i s e nJ ，P e 仃o vV , T e s f a t s i o nL M a r k e tP o w e ra n dE f f i c i e n c yi naC o m p u t a t i o n a lE l e c t r i c i t yM a r k e tw i t hD i s c r i m i n a t o r yD o u b l e - a u c t i o nP r i c i n g I S UE c o n o m i cR e p o r tN o5

152、 2 ，2 0 0 0【3 6 1S o n gHL L i uCC ，L a r a r r e eJ D e c i s i o nm a k i n go fa l le l e c t r i c i t ys u p p l i e r sb i di nas p o tm a r k e t D C P r o c e e d i n g so fI E E EP o w e rE n g i n e e r i n gS o c i e t y1 9 9 9S u m m e rM e e t i n g ，A l b e r t a ( C a n a d a ) ，1 9 9

153、 9 3 7 】G r e e n eS ，D o b s o nI ，A l v a r a d oF I S e n s i t i v i t yo fT r a n s f e rC a p a b i l i t yM a r g i n sw i t haF a s tF o r m u l a I E E ET r a n s O nP o w e rS y s t e m ，2 0 0 2 1 7 ( 1 ) 3 8 R i c h a r dD C h r i s t i e ，B r u c eEW o l l e n b e r g ，I v a rW a n g e n

154、 s t e e n T r a n s m i s s i o nM a n a g e m e n ti nt h eD e r e g u l a t e dE n v i r o n m e n t ，I E E EP r o c e e d i n g ，2 0 0 0 ，8 8 ( 2 )- 4 6 华北电力犬学硕士学位论文致谢衷心感谢导师艾欣教授，导师对论文工作的进展及完成过程倾注了巨大的心血。导师不仅在学术上精心指点，还在生活中给予了无微不至的关怀、支持和帮助。导师严谨朴实的治学态度，科学的工作方法，勤奋的工作精神都深深影响着我，使学生终生受益。在此，谨向恩师致以最真挚的感谢和

155、最崇高的敬意。论文工作得到了华北电力大学电气工程学院各位老师的关心和帮助，在此向他们致以衷心的感谢!作者还深深感谢父母和亲人多年来在我求学过程中所给予的无私关怀、支持和鞭策!衷心感谢在百忙中评阅论文和参加论文答辩的各位专家、教授!最后，谨向所有关心、支持和帮助我的老师、同学和朋友表示由衷的感谢!华北电力大学硕士学位论文在学期间发表学术论文和参加科研情况在学期间发表学术论文1 、傅裕，艾欣。电力市场安全若干问题的研究。华北电力大学第四届研究生学术交流年会，2 0 0 6 年在学期间参加科研情况“华北区域电力市场远期合同及其风险建模理论研究”，华北电网公司，参研人，2 0 0 6 年考虑市场力的远

156、期合约及电力市场安全若干问题的研究考虑市场力的远期合约及电力市场安全若干问题的研究作者：傅裕学位授予单位：华北电力大学(北京) 相似文献(10条)相似文献(10条)1.期刊论文 吕泉.武亚光.王海霞.李卫东.L(U) Quan.WU Ya-guang.WANG Hai-xia.LI Wei-dong 制定电力市场中机组合同交易电量日出力计划的一种经济策 -电网技术2006,30(14) 建立了以日前市场中的购电费用最低为目标函数的优化制定机组合同交易电量日出力计划的数学模型,在其目标函数中把市场各时段边际价格描述成为该时段竞价空间的函数,因此体现了竞价空间对边际价格的影响,从而保证了求解结果的

157、合理性和最优性.分析表明,利用文中方法制定合同交易电量出力计划可以有效地平抑日前市场价格波动,维护日前市场稳定.仿真结果验证了文中方法的有效性.2.学位论文 张琳琳 电力市场发电商策略性远期合同交易的激励机制与可中断远期合同的系统行为特性研究 2004 世界范围的电力工业市场化改革,对传统的电力系统运营和管理方法提出了挑战,并使得各个市场参与者面临前所未有的风险.电力远期合同作为一种有效的风险规避手段得到了广泛的关注.本文致力于电力市场环境下发电商策略性远期合同交易的激励机制,以及带有期权交易思想的可中断远期合同的系统行为特性的研究.首先,本文应用考虑远期合同交易的发电市场均衡模型,研究发电商

158、的策略性远期合同交易的激励机制问题.考虑发电现货市场线性供应函数竞争和Cournot竞争两种情况,比较和分析了发电商进行策略性远期合同交易的激励机制.理论研究表明,发电商进行策略性远期合同交易的激励与发电现货市场的竞争类型密切相关.算例分析证实了理论研究的结果.其次,在可中断远期合同的系统行为特性研究方面,本文通过将用户与电力公司之间的可中断合同等效为电力公司的一种额外的电力资源,将独立发电商(IPP)与电力公司之间的可中断合同等效为电力公司的一种灵活的电力资源,并利用有关期权定价思想和随机生产模拟技术,建立了一个采用可中断远期合同来协调供电可靠性和经济性的决策模型.通过算例仿真,分析了两种可

159、中断远期合同的系统行为特性,并得到了一些颇具意义的结论.3.期刊论文 吴政球.郭志忠 非合同交易电力市场网损和输电设备瞬时使用程度分摊 -中国电机工程学报2002,22(2) 该文根据交流潮流计算结果,将线路充电电容功率、区域静止无功补偿功率、线路潮流、负荷节点和发电机节点功率分别用电流表示,得出支路电流有向流图.利用比例共享原则得出非合同交易中负荷节点MVA功率、发电节点MVA功率在线路电流中的贡献.利用非线性函数贡献因子理论得出负荷节点MVA功率、发电节点MVA功率对线路损耗功率、瞬时使用程度的贡献因子.由此能增加电力市场的透明度.该文方法的一个显著特点是理论基础可靠,所得分摊结果十分简捷

160、，可适用于电流实部和虚部方向不相同的系统运行情况。另外，区域无功补偿装置和线路充电无功不会直接负担网损。4.期刊论文 张少华.李渝曾.王长军.言茂松 电力市场远期合同交易的决策模型 -上海大学学报(自然科学版)2000,6(6) 在竞争的电力市场环境下,电力远期合同是一种有效的风险管理工具和交易手段.针对用户与电力公司之间以及独立发电厂(IPP)与电力公司之间的远期合同,着重研究合同在到期交货前的买卖交易决策模型.通过理论分析与算例仿真,得到了一些颇具实际意义的结论.5.学位论文 陆亦芬 考虑策略性远期和期权合同交易的电力市场均衡分析 2008 在寡头竞争的电力市场环境下，发电商通常具有较强的

161、影响市场价格的能力(即市场力)。同时由于电力商品的特殊性，现货市场价格波动异常剧烈，使得各个市场参与者面临巨大的风险。因此，风险管理和发电商市场力滥用问题是电力市场设计和运营中得到普遍关注的重要问题。作为市场风险管理和缓解发电商市场力的有效手段，电力远期和期权合同交易已得到广泛应用。合同交易对整个电力市场具有重要的影响，需要仔细深入的研究。本论文采用寡头竞争均衡方法，致力于远期和期权合同交易对电力市场的系统影响研究。主要内容和创新工作包括： 第一，研究了在电力现货市场Coumot竞争模式、长期(多时段)有效(long-lived)及短期(单时段)有效(short-lived)线性供应函数(li

162、near supplyfunction，LSF)竞争模式下，风险中立发电商参与策略性远期合同交易的激励问题。分析表明，在Cournot竞争模式下，每个理性发电商会进行一定数量的策略性远期合同交易，而在短期有效LSF及长期有效LSF竞争模式下，当现货市场与远期市场满足无套利条件时，每个理性发电商都不会选择进行策略性远期合同交易，但是当远期合同价格大于现货市场价格时，发电商将可能具有进行策略性合同交易的激励。 第二，在电力现货市场采用Cournot竞争和长期有效LSF竞争模式下，假设远期市场与现货市场不满足无套利条件时，建立了电力远期和现货市场的联合均衡模型，进一步研究了远期合同价格与现货价格的不

163、同比例关系对社会福利的影响。分析表明，为了协调发电商在现货市场与远期市场中的市场力，以取得最优的社会福利，应适当提高远期合同价格与现货价格的比例关系。而且，相对于Cournot竞争模式，在长期有效LSF竞争模式下，更容易通过远期合同交易实现社会福利的最大化。 第三，在电力现货市场Cournot竞争模式假设下，建立了考虑金融看涨期权交易的多个发电商在电力现货市场竞争的均衡模型，并给出了该模型的求解方法。通过考虑需求不确定性并采用Monte Carlo模拟的算例，分析了看涨期权交易对于电力市场总体的影响以及期权敲定价格对现货市场的影响。分析表明，看涨期权具有灵活性价值，而且敲定价格越低，现货市场均

164、衡价格越低，发电商利润越低，用户收益越高。由于期权交易的良好系统特性，因而在充满不确定性的电力市场竞争环境下，应充分重视电力期权合同交易的实施和管理。 第四，应用期权交易思想来分析和模拟发电资产的虚拟拆分问题。假设发电商在远期市场上出售金融虚拟发电机组(Virtual Power Plant,VPP)，研究了发电商在VPP交易市场和现货市场中的联合Cournot博弈问题，建立了相应的均衡模型，并给出了求解方法。算例仿真表明，在Cournot竞争模式下，参与竞争的发电商数目越多，发电商越愿意参与VPP交易。在需求弹性较小时，相对于固定远期合同交易，VPP交易能明显地降低现货价格，增加用户收益。因

165、此对于需求弹性相对较小的电力市场，VPP交易可以有效缓解发电商的市场力。6.会议论文 张少华.余志伟.李渝曾 区域电力市场可中断远期合同交易的系统模拟和评价 2004 在电力市场环境下,如何基于市场机制来合理协调供电可靠性和经济性是一个迫切需要研究和解决的问题.通过把一类可中断负荷合同等效为电力市场发电侧的附加电力资源,把一类可中断的独立发电商(IPP)供电合同等效为灵敏电力资源,并利用发电系统随机生产模拟技术,研究了一个结合可中断远期合同交易的区域电力市场发电可靠性和经济性的评价模型.该模型不仅可用于系统评价可中断远期合同交易对于发电可靠性和经济性的影响,还可用于可中断远期合同参数的系统决策

166、.算例仿真验证了该模型的有效性,并且表明可中断远期合同交易为电力市场提供了一种基于市场机制的供电可靠性与经济性的权衡协调工具.7.学位论文 周丽兰 基于期权理论的电力远期合同交易策略研究 2008 电力市场区别于其他市场的显著特点是电能作为电力市场的商品，是不能够储存的，又由于电能供需的瞬时平衡性，电力市场均衡价格呈随机性；由于机组和输电线路的容量有限，而需求的弹性低，使电力价格表现出强烈的跳跃和峰谷特性；由于电力市场的寡头垄断，电价的变化更加复杂，自从电力工业市场化运营以后，电力已成为价格最易变的一种商品。电力市场中电价的易变性使得各个市场参与者都面临巨大的利益损失，因此电力市场所面临的风险

167、非常严峻。 电力远期合同作为一种有效的风险规避手段得到了广泛的关注。通过远期合同，电力可以被“虚拟”地储存，这说明远期合同市场可提供类似于其他储存商品的某种事前保护，从而有利于电力市场的健康发展，适当的远期合同交易的引入还有利于维持电力市场的稳定性。 电力期权是有效的电力价格风险管理工具，除具有金融期权和一般商品期权所具有的基本的风险管理作用外，根据电力产业独特的技术经济特征和电力市场的特征，电力期权在电力市场还具有一些特殊的运用。 在结合我国电力实际的基础上，将期权理论引入电力远期合同，建立一种基于期权理论的电力远期合同的新型交易策略模式，给予了市场交易双方更加灵活而富有弹性的选择权。基于期

168、权理论的电力远期合同交易策略具有产生范围非常广泛的不同损益状态的功能。如果基于期权理论的电力远期合同交易策略的执行价格可以是任何可能的价格，则在理论上它可以建立任意形式的损益状态，这对电力市场的资本投资将是非常有吸引力的。8.会议论文 李承东.林伟.杜蕴华.张喆 东北区域电力市场长期合同交易中的安全校核 2005 本文根据东北区域电力市场长期合同交易中对安全校核的功能要求,研究了基于联络线断面输送电量的安全校核的基本原理,分析和优化东北电网的安全约束断面,进一步完善长期合同交易的安全校核功能.9.期刊论文 张少华.李渝曾.王长军.言茂松.Zhang Shaohua.Li Yuzeng.Wang

169、 Changjun.Yan Maosong 电力市场中的远期合同交易 -电力系统自动化2001,25(10) 世界范围的电力工业市场化运营为市场参与者带来了前所未有的市场风险。作为一种有效的风险管理工具和交易手段，电力远期合同，包括结合期权交易思想的可选择远期合同，在竞争的电力市场中得到了广泛的应用，并正朝类似于期货交易的方向发展。文中简要介绍了电力市场中的几种远期合同交易，对远期合同交易的风险建模理论，以及远期合同市场对现货市场的影响机制的研究现状进行了综述。10.学位论文 程志欣 电力市场合同交易风险建模 2007 在竞争的电力市场环境下,电力合同交易是一种有效的交易手段和风险管理工具.本

170、论文首先介绍了金融衍生产品的基本种类和概念,对远期合同、期货合同和期权合同在电力市场中的应用进行了研究.然后针对独立发电商(IPP)与电力公司之间的远期合同重点研究合同在到期交货前的买卖交易决策模型.接着根据我国华北电网实际发展战略,建立了适合每一阶段需求的不同风险模型.利用最大化效用函数的方法重点探讨风险偏好型发电商在合同市场和现货市场中进行投标组合,合理分配发电容量,从而获得较多的利润的决策模型.最后提出一种合同双方均有选择权的双边可选择电力远期合同模型,根据期权定价思想给出了合同价格计算方法,并通过一个合同买卖双方各自追求最大期望报酬的均衡模型,给出了有关期权敲定价的均衡选择. 本文链接：http:/