可中斷負荷期權合約及交易研究

王圣江，羅靈琳，孫華利

(1.云南電網公司，昆明 650011；2.昆明理工大學，昆明 650500)

可中斷負荷期權合約及交易研究

王圣江1，羅靈琳2，孫華利1

(1.云南電網公司，昆明 650011；2.昆明理工大學，昆明 650500)

提出了基于標準化合約的可中斷負荷期權，利用期權工具實現可中斷負荷交易。利用標準化合約實現可中斷負荷期權實時連續交易，擴大了可中斷負荷期權的用戶參與范圍，能夠充分調動用戶參與交易的積極性，為用戶提供了靈活的用電管理工具。可中斷負荷期權為電網公司提供了便捷的控制負荷工具，有利于提高負荷側管理水平和電網安全穩定運行。

可中斷負荷；期權；合約；交易；

0 前言

可中斷負荷管理是通過電網公司與用戶簽訂合同，在電網調峰及電網運行特殊情況時按照預先合同約定暫時中斷用戶全部或部分負荷。它是電力市場環境下需求側管理的重要組成部分，也是在市場環境下用市場工具控制負荷的有效管理措施?？芍袛嘭摵晒芾韺μ岣呦到y可靠性、削減高峰電價、減少系統發電備用成本等方面具有明顯效益。電力體制改革的頂層框架為積極利用電力市場工具，進一步研究和實施可中斷負荷管理提供了較好的制度環境。

實施可中斷負荷管理，能夠為電網運行提供靈活、高效的負荷側控制工具。對用戶而言，可中斷負荷的經濟補償改變了目前的單一供電可靠性電價標準，供電可靠性要求較低用戶可通過積極參與可中斷負荷交易獲得額外收益。不同用戶根據對供電可靠性的不同要求，靈活參與可中斷負荷交易，實現了對不同供電可靠性用戶的市場化分級定價。

1 國內外研究及實踐情況

近年來，國內外學者已經對可中斷負荷管理進行了大量研究[1-3]，從可中斷負荷的成本效益、定價方法、交易機制、合約設計、系統安全、阻塞管理等多角度進行了研究。其中，文獻 [4]對可中斷負荷定價及合同機制設計進行了研究。文獻 [5-6]提出了具體的可中斷負荷合同模型及其求解方法。文獻 [7]提出了可中斷負荷電價模型。文獻 [8]分析了可中斷負荷的成本效益及前景分析。

目前，對于可中斷負荷的合約設計和交易機制研究主要集中在遠期雙邊合同及其交易機制方面，而對實時交易市場的期權及其標準化合約交易研究較少。遠期雙邊合同可由電網公司與用戶協商確定，合同具有較大靈活性，協議期較長，主要針用電負荷較大用戶。然而此種方式主要基于中長期發供電平衡預測來解決負荷控制問題，對于短期負荷控制以及用電負荷規模較小用戶參與交易缺乏靈活性。實施基于標準化合約的可中斷負荷期權交易是解決短期發供電平衡及調度運行中實時負荷控制需求的有效措施。

2 可中斷負荷期權

文中對基于標準化合約的可中斷負荷期權實時交易模式進行初步探索，主要針對可中斷負荷的優勢進行分析并提出合約的設計思路，同時也對電網及用戶在可中斷負荷期權市場的交易策略進行簡要分析。

可中斷負荷是電網對對用戶中斷供電的選擇權。目前采用較多的運作方式是通過電網與用戶簽訂雙邊合同，雙方依據合同規定在電網運行需要時執行可中斷負荷。雙邊合同可實現電網公司與大用戶之間簽訂貼近用戶實際需求的合同，適用于針對大用戶的中長期可中斷負荷管理。但是這種模式難以適應中小用戶的可中斷負荷管理，也不能夠適應動態變化的電網實時需求。

在成熟的電力市場中，可中斷負荷作為一種變相增加電能的方式，既可以參加電能市場交易，也可以參加備用市場交易。我國電力市場還在起步階段，應研究符合我國國情的可中斷負荷交易機制。利用期權工具，采用標準化的期權合約并建立可中斷負荷期權交易市場，能夠調動更廣大用戶的參與積極性，為可中斷負荷市場提供更加充裕的流動性以滿足電網短期負荷管理的需求。

基于標準化期權合約的實時交易具有交易高效、執行便捷等特點，能夠將更多中小用戶納入可中斷負荷交易體系。利用實時交易系統，用戶通過便捷的交易機制能夠靈活管理自身用電計劃。用戶賣出可中斷負荷給電網公司后，因用電計劃發生變化，希望收回賣出的全部或部分期權時，用戶可以在市場上通過向其他用戶買入或向電網公司買回相應容量的可中斷負荷期權合約，就可以進行期權反向平倉，實現了向電網公司回收期權或將可中斷負荷期權義務轉移給其他用戶。對于電網公司，可以對負荷期權進行短期滾動調整，根據電網運行情況動態管理可中斷負荷期權持倉量。必要時電網可將部分可中斷負荷期權賣出給需要回收期權的用戶以實現減少期權持倉量、降低成本的目的。

3 可中斷負荷期權合約構建

3.1 期權交易

與金融市場一般期權相比，可中斷負荷期權具有執行時間和執行次數不確定的特點。本文采用參考美式期權合約設計，提出連續實時交易的可中斷負荷期權交易。

可中斷負荷期權交易依據市場成員實時報價進行連續競價交易。期權定價方式與金融類期權市場模式類似，即首先由市場成員進行期權買入、賣出報價，交易系統自動撮合交易。交易過程中，電網公司是期權市場主要的買方，用戶是主要的賣方。但在市場交易活躍，期權合約流動性較好的條件下，電網公司和用戶可以實現進行反向平倉交易。

圖1 可中斷負荷期權交易流程

3.2 合約設計

構建標準化可中斷負荷期權合約需兼顧電網和用戶雙方的權利和義務，確保合約具有較好的通用性，才能購調動電網和用戶雙方參與交易的積極性，提高交易的參與度，進而滿足電網運行對可中斷負荷的要求。表1中給出了現行電力市場中斷可中斷負荷合同內容[5]。

表1 現行電力市場中的可中斷負荷合同

可中斷負荷期權合約應包括：合約期限、行權時間、提前通知時間、中斷持續時間、期權費、中斷電價、行權次數、負荷中斷量、負荷節點等要素，下面將對合約內容進行分類討論。

圖2 可中斷負荷期權合約設計

合約期限：合約期限應能夠滿足電網運行及用戶側用電的的動態變化，可設定多個不同合約期限以供選擇，因此可設置兩個期限合約，包括本月、下月。電網和用戶根據自身需要選擇交易相應期限的期權合約。

行權時間：因電網運行狀況動態變化，無法在合約中固定行權時間，因此采用美式期權行權方法，電網公司在合約到期日前的任意時間執行期權，電網公司行權后，用戶在經合約允許的延時內按照中斷負荷期權合約要求執行削減負荷。

提前通知時間：根據電網控制負荷緊急程度的不同，提前通知時間分為10分鐘預通知、1小時預通知、1天預通知負荷控制期權三個類別。在實際市場交易中，提前通知時間越短，用戶停電成本越高，對應期權價格越高，電網更傾向于盡可能采用提前通知時間較長的期權合約以降低成本。

中斷持續時間：因用戶自身的復雜性，用戶停電損失與停電時間的關系難以量化分析，但絕大多數用戶停電損失將隨停電時間的延長呈非線性加速增長。從我國和發達國家調查數據顯示，4小時是單位停電損失的轉折點[9]。從電網執行可中斷負荷期權的需求來看，一般情況下，引發供電失衡引起的錯峰和因事故引起的限電持續時間較少超過4小時。因此可設定中斷持續時間按不超過4小時設置。

期權費：即期權價格，通過市場競價形成，它是用戶賦予電網公司可中斷負荷選擇權的補償。根據期權合約提前通知時間、期權期限等因素的差異而不同。

中斷電價：電網執行可中斷負荷期權后，依據中斷期間所產生的實際累積中斷電量進行補償，該補償電價事先在合約中約定，用來補償在期權執行期間所產生的損失。

行權限制：在期權合約期限內，對電網執行期權的次數和時間需要進行限制，以避免期權被無限制過度執行，給用戶帶來難以預期損失。

中斷容量：用戶在可中斷負荷報價時須同時申報可中斷負荷容量，電網公司執行期權時，用戶需按要求減少不低于中斷容量的負荷，為方便標準化合約的交易，取1 MW作為中斷容量申報的最小交易單位。

負荷節點：為實現可中斷負荷的分區精確控制，需對用戶按所接入電網的節點進行標識。在需要執行特定區域限負荷以解決網絡阻塞或電網事故條件下設備過載等問題時。電網公司可指定買入特定節點可中斷負荷期權。不同網絡節點負荷所面臨的可中斷執行概率是不同的，執行概率較高的節點在市場競價過程中將會體現出相對更高的期權價格。

4 交易策略分析

4.1 電網交易策略

電網根據運行需要，預先買入可中斷負荷期權來維持一定數量的可中斷負荷備用，期權到期后滾動買入新期限的期權以滿足電網運行需要。電網日常運行中，調度機構對發供電平衡及斷面約束進行日前和實時校核評估，并通過可中斷負荷期權的交易和執行來滿足電網運行要求。根據可中斷負荷期權合約提前通知期限的不同，電網交易策略包括日前平衡、實時平衡、緊急情況三種類型。

電網日前平衡。調度機構進行日前進行發供電平衡評估及斷面受限校核評估。若次日發電能力不足或存在斷面受限，即在日前執行所持有的1天提前通知的可中斷負荷期權。若可中斷負荷期權不足，進入交易市場買入期權以補充缺額，可中斷負荷存在較多富裕時，也可將持有的部分期權進行賣出平倉以降低持有成本。

實時平衡：電網實時運行中，根據短期負荷預測及實時的電網約束校核評估確定當日內發供電平衡及斷面約束。若短期發電能力不足，則可執行1小時預通知可中斷負荷期權，可中斷負荷期權不足時進入交易市場買入并執行期權。

緊急情況：電網事故情況下，調度員可根據事故影響范圍有針對性的迅速對特定范圍內網絡節點執行10分鐘預通知可中斷負荷期權，期權不足時進入交易市場購入10分鐘預通知可中斷負荷期權并執行。

4.2 用戶交易策略

用戶根據對自身用電可靠性及用電計劃，在交易系統中選擇符合自身負荷特性的期權進行報價，參與可中斷負荷期權交易。

若用戶用電計劃臨時改變，對供電可靠性的要求增加，用戶可在交易市場上對已賣出的期權進行反向平倉操作。

賣出期權后，電網發出執行期權指令，用戶需按合約要求在不超過期權預通知時間范圍內主動將負荷控制到位，否則將面臨違約懲罰。

5 結束語

文中討論了利用市場手段，實現基于標準化合約的可中斷負荷期權實時交易。可中斷負荷期權提高了可中斷負荷期權的用戶參與范圍，簡化了交易程序，為用戶提供了靈活的用電管理工具，也有效擴充了可中斷負荷備用容量。。用戶通過靈活安排生產能夠獲得額外收益，對于供電可靠性要求不高的用戶，期權工具能夠有效提高綜合效益。同時，可中斷負荷期權為電網公司提供了靈活的控制負荷工具。電網公司通過日前及實施評估，動態管理可中斷負荷期權持倉，實現負荷控制成本的最優化?？芍袛嘭摵善跈嗤ㄟ^按節點分類，能夠迅速按節點控制負荷，能夠有效有針對性的進行局部限負荷?？芍袛嘭摵蔀槭鹿侍幚硖峁┬碌南挢摵晒ぞ摺?/p>

隨著電力改革和電力市場的逐步推進，可中斷負荷作為電力市場中的重要負荷管理工具，其重要性也將日益顯現。本文僅對可中斷負荷期權交易方式及合約構建進行了初步分析和研究，對于可中斷負荷期權的合約設計、期權定價等諸多問題還需要進一步研究和實踐。

[1] 金超.電力市場環境下可中斷負荷對電網長期可靠性影響的研究 [D].保定：華北電力大學2012.

[2] 李莉.電力用戶可中斷負荷交易機制與模型研究 [D].保定：華北電力大學2008

[3] 李強.電力需求側管理中可中斷負荷的研究 [D].鄭州：鄭州大學2007

[4] 李成仁.電力市場中可中斷電價機制設計 [J].能源技術經濟，2012，24(4)：11-15.

[5] 王建學，王錫凡，王秀麗.電力市場可中斷負荷合同模型研究 [J].中國電機工程學報，2005，25(9)：11-16.

[6] 邱文鋒，唐捷，張勇軍.基于DSM的可中斷負荷合同分析與建模 [J].繼電器，2008，36(3)：27-31.

[7] 任震，鄺新武，黃雯瑩.電力市場中可中斷電價的設計[J].華南理工大學學報 (自然科學版)，2006，34(4)：70-74.

[8] 趙俏姿，陳海焱，丁會凱.華中電網實時可中斷負荷的成本效益及前景分析 [J].上海電力學院學報，2006，22 (2)：171-175.

[9] 王建學，王錫凡，張顯，等.可中斷負荷成本效益分析[J].電力自動化設備，2004，24(5)：15-19.

Research on Interruptible Load Option Contract and Transaction

WANG Shengjiang1，LUOLinglinS2，SUNHuali1
(1.Yunnan Power Grid Corporation，Kunming 650011，China；2.Kunming University Of Science And Technology，Kunming 650500，China)

This paper presents interruptible load options based on standardized contracts，using options tools to achieve interruptible loadtrading.Interruptible load options using standardized contracts to achieve a real-time continuous trading，expanding the interruptible load option of user participation，to fully mobilize the enthusiasm of users to participate in the transaction，to provide users with a flexible power management tools.Interruptible load option provides a convenient tool to control loadsfor the Power Grid Corporation，helping improve the load-side management and grid security and stability.

Interruptible load；option；contract；trading；

TM73

B

1006-7345(2015)04-0094-04

2015-06-20

王圣江 (1979)，男，碩士，工程師，云南電網公司，從事電網安全監督管理工作 (e-mail)4093180＠qq.com。

羅靈琳 (1983)，女，碩士，講師，昆明理工大學，從事電力市場、高電壓及絕緣技術研究工作 (e-mail)65016642＠qq.com。

孫華利 (1983)，男，碩士，工程師，云南電網公司，從事電網調度運行工作 (e-mail)48304546＠qq.com。