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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

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随着我国20世纪80年代集资办电政策的出台,电厂产权多元化,形成了目前“一厂多价”的局面,在这种情况下,实行完全意义上的“同网、同质、同价”,将造成新老电厂间利益不合理的大量转移,新建机组无法还本付息为此,在发电市场引入竞争机制,必须兼顾新、老机组的实际情况浙江省电网发电市场采用了与澳大利亚PPI/TG(Pacific PowerInternational/Transgrid)咨询组合作开发的“授权差价合约+单一购买者”模式所谓差价合约是交易双方为了回避现货交易风险而签订的一类中长期合约。在合约中双方商定一个合约电价,当现货市场电价低于合约电价时,购电方应将少于合约电价支付的差价电费仍然支付给售电方如果现货市场电价高于合约电价,则售电方应将多于合约电价收来的电费退还给购电方,这样就可以回避市场电价风险。通常差价合约涉及的电量只是双方的一部分,交易双方都希望保留一部分交易电量进入现货市场,以获取更多的市场机会其中授权差价合约,指合约电价和电量是由授权部门负责制订的合约,单一购买者是指浙江省电力公司作为购买各发电公司上网电量的惟一购电方。 文中结合浙江省电网发电市场的具体特点,介绍了笔者开发的基于确定性合约电量分解算法的差价合约分析系统1浙江省电网发电市场的具体特点浙江省电网发电市场刚刚起步,它具有自身的特点和要求:a合约电量分解要考虑所有的计划检修浙江省电网发电市场采用的是“授权差价合约+单一购买者”的竞价模式,发电商被禁止从其他发电商买入合约,且在这样一个刚刚从缺电的阴影中走出来的电力市场中,其他发电商有时也没有能力卖出电量。 因此,合约电量分解仅考虑大修,对发、购电双方来说,风险很大,不适合于浙江省电网的发电市场,合约电量分解要考虑所有的计划检修。 b合约电量的月度滚动修正。在澳大利亚,机组是否进行检修完全由发电商自主决定,而在浙江省电网发电市场中计划检修由浙江省电力公司根据发电商的申请综合平衡安排因此年度合约电量曲线应随着月度计划的变更进行调整。 c发电商年度合约电量总量调整由于受宏观经济环境的影响,浙江省用电市场波动幅度较大,因此,有必要在合同年的4季度适当时候,当实际用电水平与年初确定合约电量时的用电水平变化较大时,经发、购电双方协商,对合同年合约电量总量进行调整d*低技术出力的考虑在澳大利亚,机组的调峰深度一般可以达到70%左右,660MW机组*低技术出力为200MW左右,而浙江省电网竞价机组调峰深度一般在50%左右,有的机组甚至只有20%,因此,合约电量分解时须考虑全厂组合的*低技术出力。 e剔除非竞价电源的影响。在浙江省电网,发电市场处于试运行阶段,电力市场仅涉及到部分电厂,参与竞价的发电负荷只占整个省调用电负荷的60%左右,还有相当一部分非竞价电源,如在电力市分,*终形成真正竞价机组的发电负荷曲线。用公式确定性合约,(热)电机组及调试机组等,这部分非竞价电源对电力市场的影响也较大因此,合约电量分解时必须剔除非竞价电源的影响2设计思路结合上述浙江电网发电市场的具体特点,根据差价合约的基本原理1,当进行差价合约分析的时候,首先由负荷曲线模块和年度合约电量模块分别生成修正后的代表日竞价机组的负荷曲线,并确定出竞价电厂的年度合约电量,然后在此基础上利用确定性合约电量分解算法进行合约电量的分解,生成每个竞价电厂合约月内每天48时段的合约曲线,其中己考虑了计划检I修接着对该曲线进行全厂组合*低技术出力的校验,如果通过校验,则可以发布该月度每05h合约电量,否则还要对年度合约电量重新进行调整后,再进行合约电量的分解。同时,要能够适时地对合约电量进行分析,目的是为了对电力市场的运行和交易进行有效的跟踪分析,以便为下一次的合约制订提供决策依据3功能实现该差价合约分析系统采用面向对象技术,因而具有良好的灵活性和可扩展性其总体功能框架如所示,下面分别加以介组I负荷曲线p析拟合模型I差价合约分析系统的功能框架表示如下:其中L,。=为经过修正后的合约期间代表日的系统负荷曲线矩阵;a为根据预测合约日负荷的实际可能,综合电力市场历史的运作情况,对当前合约发布代表日的典型负荷曲线的各点进行修正的矩阵,该矩阵为nhXnL维,其参数由人为进行调整;Lw为初始形成的代表日的典型负荷曲线,其中的数据主要取自历史数据,再由相似拟合法分析生成,该矩阵为nhXnL维;C为按照合约发布期间各交易日所表现出的类型,将代表日典型负荷进行匹配的矩阵,与形成的代表日典型负荷曲线对应生成,该矩阵为nLXnd维;Lnc为非竞价机组曲线,由历史和经验数据产生,该矩阵为nhXnd维;nh为每天的竞价时段数,如浙江省电力公司以每05h为一个竞价时段,则nh=典型负荷曲线数;nd为制订合约交易日的天数。 32年度合约电量模型根据年度需求预测和发用电量平衡,得到统调用电量在统调用电量中,扣除华东电网的受电和非竞价机组的电量,得到竞价机组的发电量按照“同网、同质、同价”,同类机组具有相当利用小时的原则,考虑竞价机组的平均设备容量合约电量比例、机组的综合厂用电率和变压器损耗等,得到机组的年度合约电量,从而确定全厂的年度合约电量。 由于计划检修受各种主观因素的影响,年度检修计划实际执行情况较差,有必要以月度为单位,根据月度需求预测和发、用电量平衡,以及月度检修计划的安排,在保证年度合约总量和己确定的合约电量比例的前提下,安排月度合约电量若实际执行时偏离所确定的总的参与竞价机组的合约电量比例,则下月起将调整各发电公司的合约电量对于网络约束和省调原因引起省调批复的机组计划检修时间与月度计划、月度电力市场系统充裕度评估(PASA)公布的检修时间不一致,可对月度合约曲线进行修正在合同年的10月下旬,通过预测,如果发现实际维持合同中确定的合约比例的合约电量与年度合约电量出入较大时,则经发、购电双方协商,可对合同年合约电量总量进行调整33确定性合约电量分解算法法是该系统的核心ki其其中基本思想是根据年度合约电量模型,按照一定的比率在修正后的竞价机组的负荷曲线上进行合约电量的分摊,并考虑计划检修,*终生成每个竞价电厂合约月内每天48时段的合约曲线。算法表示如下:座检修时段检修时段满足:a检修计划。根据电力市场系统充裕度评估(PASA)公布的检修计划,按照计划检修期间内不分配合约电量,相应地在不检修的时段均匀加检修时段扣除的合约电量的原则修正合约曲线,以保证年度合约电量总量不变b电厂的*低技术出力要求n,1=12…,nh;N为某竞价发电公司总的竞价机组数;M为竞价发电公司总数目;Qq.为竞价发电公司;在t交易日的合约电量列向量;Q'Cj,为竞价发电公司j在t交易日的第1个时段的合约电量;QL为t交易日的典型负荷曲线列向量;AQOh为t交易日由检修引起的附加量;Z为竞价机组i的合约份额;W为竞价发电公司j差价合约比例因子;Q,-,Qjmax为发电公司j的机组技术出力下限、上限。 在式(2)中,主要参数Z和W的设置关系到合约电量制订质量Z是通过预测合同年的用电量,确定竞价机组的年度设备利用小时数,并考虑机组容量、综合厂用电量及变损等因素而获得的;W是权衡各个发电公司风险规避能力和系统容量需求的前提下确定的,根据电力市场运作的不同时期而不同。 34全厂组合*低技术出力预警模块由于在合同年的低负荷时期,如春节或水电大发期间,机组合约电量折合成的出力低于机组的*低技术出力,甚至全厂合约电量折合成的出力低于单台机组的*低技术出力,对此需要进行全厂组合*低技术出力的预警。对于未达到要求的合约曲线进行修正,使之达到全厂组合*低技术出力,以满足报价的要求5h的合约电量折合成的发电出力,U为全厂综合厂用电率,即假定为机组*低技术出力,C为机组铭牌容量。为方便研究,n台机组均指同类型机组,则:a对于调峰深度大于5(%的机组,每一竞价时段的合约电量只要满足C即可b对于调峰深度小于50%的机组就比较复杂,分以下情况进行讨论:第i竞价时段1台机组可用,需满足:第i竞价时段2台机组可用,需满足:第i竞价时段3台机组可用,需满足:依此类推,第i竞价时段n台机组可用,需满足:35合约电量综合分析模块该模块包括:与实时上网报价系统接口,并能够根据用户需要随时下载实时市场信息;进行市场结算与分析;提供电力市场基本参数、市场运行及交易数据的灵活查询;做出合约电量及合约收入的综合分析等其中*基本的功能是按式(3)进行市场与发电公司的结算,因为这是进行其他分析的依据式(3)由2部分组成,一部分为市场收入,另一部分为合约收入其中Wj为发电公司j在该合约期间的总收入;p,为交易日t的市场结算电价列向量;p.J为发电公司j的差价合约电价,该电价由合同双方商议,并报请物价部门批准,对电价的调整由政府物价部门来履行;Q;j为发电公司j在交易日t的上网电量列向量;V为发电公司j发电机组上网点到中心点的网损系数采用差价合约竞价模式结算后,市场将不保证电厂上网电量的多少,上网电量的多少决定于发电企业的市场竞争能力。市场将根据上网电量的多少此结算模式体现了差价合约模式规避风险的能力4应用效果作为电力市场技术支持系统的子系统,差价合约分析系统己应用于浙江发电市场年度月度合约电量及每天48个时段合约电量曲线的安排和显示了2000年某月浙江省发电市场的实际数据。由可以看出,利用该系统所制订的合约比例平均稳定在85%左右,基本符合预想控制风险的力度。出现比例较高的情况主要是由于天气异常、系统负荷过低造成的该月现货市场交易中,有200个交易时段出现市场*高结算电价,有4个交易时段出现了出力过剩时段,即负价,市场***曾达到了-101 52元/(MW.h)中的市场电价用的是每天48个交易时段的市场均价,但仍可以看出,现货市场波动较大,结算均价相对平稳L合约交易日期浙江电网发电市场某月电量走势曲线

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