電力市場中的發(fā)電廠投標組合策略

甘怡君

【摘 要】論文從投標組合策略角度出發(fā)，并樹立降低市場投標風險、增加經(jīng)營利潤的目的，在最低發(fā)電風險率的基礎(chǔ)上建立數(shù)學模型，對發(fā)電廠在電力市場中的投標策略組合進行探析。

【Abstract】Based on the perspective of bidding combination strategy， this paper aims to reduce the risk of bidding and increase the profit.On the basis of the minimum generation risk rate， a mathematical model is established to analyze the bidding strategy combination of the power plant in the power market.

【關(guān)鍵詞】電力市場；數(shù)學模型；投標組合

【Keywords】 power market； mathematical model； bidding combination

【中圖分類號】F407.61 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）07-0047-02

1 引言

在新的市場環(huán)境中，發(fā)電廠使用投標競價的方式獲取發(fā)電機會，成為真正主動參與社會的一分子，且可以根據(jù)市場的變化需求，自主安排電力發(fā)電，并通過在網(wǎng)上競價等方式，來提高發(fā)電廠的經(jīng)營效益。

2 新市場環(huán)境中發(fā)電廠投標策略概述

市場環(huán)境的變化為電廠發(fā)電機制帶來了重大的改變。對于波動性小、較穩(wěn)定的電力需求，電力發(fā)電廠可以與電力公司、大用戶以及買電機構(gòu)簽訂短期、中期以及長期的購電合同，建立穩(wěn)定的合作關(guān)系。對于用電較為隨機的用戶，可以采用實時的方式滿足用戶的需求。同時為了有效提升應(yīng)對突發(fā)事件的能力，需要發(fā)展建立備用的發(fā)電市場，用來提供緊急的功率支援。根據(jù)不同的市場需求與自身的定位，發(fā)電廠需要制定合理的戰(zhàn)略，其中市場中大多數(shù)發(fā)電廠經(jīng)常采用競標的方式來獲取市場效益，如美國發(fā)電廠通過PX市場開展發(fā)電競標。國內(nèi)的電力競標工作機制是電力采辦機構(gòu)與發(fā)電廠在某個時間點上向電力服務(wù)中介提交有關(guān)的市場交易量以及交易價格，并借助ISO提供的輔助服務(wù)，通過電力服務(wù)公司的電網(wǎng)將電力輸送到終端。其中市場電力競標策略成為發(fā)電廠以及電力采辦機構(gòu)急需解決的重要問題，并獲得社會各界的廣泛關(guān)注[1]。新電力市場環(huán)境為電力市場的發(fā)展提供了眾多渠道，電力廠可以選擇電價波動幅度大、利潤較高的時間點銷售電力產(chǎn)品，也可以選擇電價利潤較少，波動幅度較低的合同市場。但是，想要保證電廠獲得高效的市場利潤以及風險較低的市場價格浮動，需要結(jié)合多種市場機制組合發(fā)電投標策略，實現(xiàn)穩(wěn)定與效益雙贏的目標。

3 理論模型

3.1 基本假設(shè)

①每個市場的性質(zhì)都是完全競爭的狀態(tài)，發(fā)電廠不能操縱市場的價格、對市場進行壟斷。

②發(fā)電廠在每個市場中都具有相同的投資發(fā)電成本，并且平均發(fā)電成本具有線性的特征。

③各個市場之間可以產(chǎn)生相互影響相互作用的效果，并且這種影響在一定程度上可以通過電價水平之間的相互關(guān)系表現(xiàn)出來，同時可以被發(fā)電廠掌握。

④相對市場的容量來說，發(fā)電廠的發(fā)電水平較小，可以忽略對輸電約束的考慮。

3.2 多個市場時的模型

假設(shè)在某一階段中，發(fā)電廠的發(fā)電成本是c0，發(fā)電廠的市場選擇數(shù)量設(shè)為n，將發(fā)電廠估算的第ni個市場中的電價設(shè)為ci，以公式ri=（ci-c0）/c0作為市場ni獲取的市場收益率，標準差是δi，數(shù)學期望值是 ，反映出市場xi的電價波動幅度，稱為發(fā)電風險率。通過斜方方差矩陣對x個市場進行相關(guān)性描述得到：

Δ=？啄11 ？啄12 … ？啄n1？啄21 ？啄22 … ？啄n2？啄n1 ？啄n2 … ？啄nn

兩個市場之間的影響程度可以通過得出Sij=cov（ri，rj）=E（（ri- i）（rj- j））。這樣可以根據(jù)a1、a2到an的順序在市場中進行投標組合，并形成B=（a1，a2，...，an）組合策略。預(yù)期得到的收益是a1 1+a2 2+…+an n，發(fā)電風險總數(shù)為？啄p= aiaj？啄ij 。其中假設(shè)在獲取相同的發(fā)電效益的狀態(tài)下將發(fā)電組合產(chǎn)生的風險降到最低，可以將改變?yōu)閍1，a2...，an的值使形式，對于上述優(yōu)化的問題進行解答，就能得出在不同市場環(huán)境中發(fā)電廠的投標電量。

3.3 兩個市場模型

根據(jù)目前電力市場的發(fā)展狀況，注重探討發(fā)電廠在實時市場與合同市場中的投標組合策略，劃分市場投標發(fā)電量。兩個市場的發(fā)電收益為r1與r2，期望發(fā)電收益為 1與 2，發(fā)電收益標準差是δ1與δ2，由于合同市場具有收益低、風險低，實時市場具有風險大、收益大的特征，所以設(shè) 1小于 2以及δ1大于δ2，并符合市場經(jīng)濟規(guī)律，得出δ12=ρ12δ1δ2，發(fā)電商進行投標組合的目的是要在風險最低的狀況下，獲取最高的經(jīng)濟效益。并得出δp與 p的關(guān)系圖如下：

經(jīng)過計算與觀察得出當ρ12≥δ1δ2，M1是市場最佳投資點與之對應(yīng)的組合方式是x1=1，x2=0。

4 算例分析

假設(shè)電商發(fā)電成本在某一時間段中為30美元，合同市場中電價是c1，為隨機變量，滿足N（32，32）的規(guī)律，市場中的實時價格為c2，滿足N（34，62）規(guī)律，市場之間的相互關(guān)系為0.2，得出計算結(jié)果見圖2.

在這個基礎(chǔ)之上，取值0.0～0.5之間的數(shù)值，在保證其余數(shù)據(jù)不變的情況下，重新進行計算，得出結(jié)果見圖3。

根據(jù)圖2中計算結(jié)果可以看出，在實時市場以及合同市場中發(fā)電廠的投標組合承擔的風險要低于單一市場中發(fā)電組合風險，并且發(fā)電效益不是最低。可見，這種發(fā)電組合策略可以在規(guī)避風險的同時，獲得經(jīng)濟收益。圖3中是市場相互關(guān)系對發(fā)電廠投標組合造成的影響，市場相互關(guān)系越大，追求小風險的發(fā)電廠就會越趨向于向波動風險小的市場進行投標。

當?shù)扔?.5時會出現(xiàn)x*1=1，x*2=0的狀況，因為本文建立的數(shù)學模型建立在市場風險最低的情況之下，獲取最大的市場經(jīng)濟效益。文中將發(fā)電廠假設(shè)成規(guī)避風險類型的實體市場經(jīng)濟類型，以降低投資市場風險為最大追求目標，并非要獲取最客觀的市場收益。實時市場具有風險因素高，價格利潤高的特點，從降低市場投資風險這一目的出發(fā)，價格利潤高的條件下，投標數(shù)量會有所降低。文中ρ12對電力投標組合策略有著重要的影響作用。M1M2弧線拐點的存在原因與ρ12有著重要關(guān)系。當ρ12小于δ1/δ2時，有拐點存在；當ρ12大于等于δ1/δ2時，弧線拐點則不存在。M1（1，δ1）是市場投標組合策略中最佳的投標組合點。正是在這種情況之下，出現(xiàn)市場投標策略組合為0的狀況。

5 結(jié)語

本文通過建立最低風險的數(shù)學模型對發(fā)電廠面對不同市場情況投放的電量進行分析，并總結(jié)出相應(yīng)結(jié)論：通過多個市場合理分配投標組合的方式，可以有效降低市場波動帶來的風險，并能保證發(fā)電資金回籠，保證發(fā)電廠有足夠的現(xiàn)金流維持運行；最小的投資風險組合能獲得一定的經(jīng)濟收益，并優(yōu)于單一市場的投資組合策略；市場之間的相互關(guān)系會對發(fā)電廠的電量投標產(chǎn)生影響，當市場之間形成較強的相互關(guān)系時，發(fā)電廠有向低風險市場進行投標發(fā)電的趨勢。

【參考文獻】

【1】董福貴，張文泉，譚忠富，等.電力市場中發(fā)電廠的投標策略研究[J].現(xiàn)代電力，2002（04）：89-92+98.