浙江省電力現貨市場試運行政府授權合約分解方式分析

王學堅，范金華，孫 盼，孫成富

(1.浙江浙能能源服務有限公司，浙江 杭州 310007；2.浙江浙能電力股份有限公司蕭山發電廠，浙江 杭州 311251)

2015年，中共中央、國務院印發《關于進一步深化電力體制改革的若干意見》(中發【2015】9號)，拉開了新一輪電力體制改革的序幕。2017年8月，國家發改委、國家能源局印發《關于開展電力現貨市場建設試點工作的通知》(發改辦能源【2017】1453號)，選擇南方(以廣東起步)、蒙西、浙江、山西、山東、福建、四川、甘肅等8個地區作為第一批試點。2017年9月，浙江省人民政府印發了《浙江省電力體制改革綜合試點方案》(浙政發【2017】39號)和《浙江電力市場建設方案》等配套文件，對浙江省的電力體制改革作出頂層設計。2017年10月，經國際招標，PJM Technologies, Inc.與中國電力科學研究院聯合體確定為浙江省電力市場設計與規劃編制咨詢服務的實施單位。2019年9月20日—2019年9月26日，浙江省電力現貨市場開展第一次結算試運行，為期7天。2020年5月12日—2020年5月18日，浙江省電力現貨市場開展第二次結算試運行，為期7天，此次結算試運行公開發布了結算試運行方案，其中包含了政府授權合約分解方式的規則。

政府授權合約是一種雙向差價金融合約，為合約雙方提供控制風險的手段。從電力市場的平衡角度看，政府授權合約的買方是未參與電力現貨市場的非競爭性用戶，合約理論上為非競爭性用戶提供了穩定的電價；政府授權合約的賣方是發電企業，合約理論上為發電企業提供了穩定的收益；類似于撮合發電企業與非競爭性用戶簽訂了長協。

對于電力現貨市場中的策略方(區別于價格的接受者)，不同的政府授權合約分解方式對其參與市場的策略以及實際收益會有直接的影響。本文將對浙江省電力現貨市場第二次結算試運行的政府合約分解方式進行分析和探討，并展望若干問題。

1 差價合約

交易雙方經常會借助于一種可以與集中市場并存的差價合同(Contract For Difference)機制。在差價合同中，買賣雙方可以商定商品的履約價格(Strike Price)和交易數量。

一旦集中市場上的交易已經完成，差價合同就可以按照如下的方式進行結算[1]。

(1)如果差價合同的履約價格高于集中市場價格，購買方需要向賣出方支付一定金額。支付金額等于這兩種價格的差價乘以合同規定的交易數量[1]。

(2)如果差價合同的履約價格低于集中市場價格，賣出方需要向購買方支付一定金額，它等于這兩種價格的差價乘以合同規定的交易數[1]。

這樣一來，差價合同就可以使交易雙方既能夠參加集中市場交易，又能規避對應的交易風險[1]。

對于后續提及的浙江省電力現貨市場第二次結算試運行中的政府授權合約，經濟學上歸屬為特定場景下的差價合約。

2 電量分配規則及分析

浙江省電力現貨市場第二次結算試運行中的政府授權合約分配的基本原則具體如下。

2.1 煤電(除熱電聯產)

事前按照7天計劃電量的90%比例確定電廠政府授權合約電量。發電企業在日前市場10段報價，根據出清結果和實際調度情況發電[2]。

2.2 熱電聯產

事前按照7天計劃電量的90%比例確定電廠政府授權合約電量。自調度，不參與日前市場[2]。

2.3 氣電

事前按照7天計劃電量的30%比例確定電廠政府授權合約電量。發電企業在日前市場10段報價，根據出清結果和實際調度情況發電[2]。

2.4 水電、核電

事后按照實際計量上網電量的90%比例確定每臺機組每個結算時段的政府授權合約電量。自調度，不參與日前市場報價[2]。

2.5 外來電

不參與此次結算試運行[2]。

外來電由于其外在的不確定性和復雜性，不參與市場，由上級調度提前給出出力曲線，作為市場競價的邊界條件[2]。

發電機組的事前政府授權合約電量按照既定算法程序分解至每個結算時段，分解原則為：煤電(除熱電聯產)、熱電聯產和氣電機組分別按照各類型工作日、雙休日和節假日典型曲線，分解至每臺機組的每個結算時段。氣電機組低谷時段(22時至次日6時)不分配合約電量(合約電量為0)[2]。

3 政府授權合約下分解方式分析

3.1 概述

在計劃體制下，政府通過年度電量計劃；電網調度部門通過調度指令；引導發電企業的發電行為。在電力現貨市場條件下，通過價格信號來引導部分發電企業的行為。

以下將分析政府授權合約條件下，不同類型發電企業，在不同價格信號條件下，參與電力市場的行為。

3.2 政府授權合約的結算規則

浙江省電力現貨市場第二次結算試運行中的政府授權合約的結算原則是——日前基準、實時差量、合約差價[2-5]。簡化分析起見，下列分析只考慮單一結算時段。結算規則可用公式表示：

M=PbQb+(Qr-Qb)Pr+(Pz-Pb)Qz

(1)

Mj=PbQb+(Qr-Qb)Pr+
(Pz-Pb)Qz-QrPc

(2)

式中M——發電商電費收入；Mj——發電商的利潤；Pb——日前市場價格；Qb——日前市場電量；Pr——實時市場價格；Qr——實時市場電量；Pz——政府授權合約電量；Qz——政府授權合約價格；Pc——發電成本價格。

3.3 價格信號

按照式(2)，理論上Pb，Pr，Pz，Pc四個價格的不同排列共有24種類型，不同的價格排列，提供了24種不同的價格信號[6-8]。

為簡化分析，假定實時市場電量與日前市場電量無偏差Qr=Qb，則式(2)可簡化：

Mj=(Pb-Pc)Qr+(Pz-Pb)Qz

(3)

發電企業完全按照政府授權合約發電，Qr=Qz，則式(3)可簡化得：

Mj=(Pz-Pc)Qz

(4)

發電企業日前市場未中標，Qr=0，則式(3)可簡化得：

Mj=(Pz-Pb)Qz

(5)

根據式(3)，理論上Pb，Pz，Pc三個價格共有6種排列，形成6種價格信號：

(1)價格信號一：

Pz>Pc>Pb

(6)

在式(3)條件下，日前市場虧損；授權合約盈利。

(2)價格信號二：

Pz>Pb>Pc

(7)

在式(3)條件下，日前市場盈利；授權合約盈利。

(3)價格信號六：

Pb>Pz>Pc

(8)

在式(3)條件下，日前市場盈利；授權合約虧損。

(4)價格信號四：

Pb>Pc>Pz

(9)

在式(3)條件下，日前市場盈利；授權合約虧損。

(5)價格信號五：

Pc>Pz>Pb

(10)

在式(3)條件下，日前市場虧損；授權合約盈利。

(6)價格信號三：

Pc>Pb>Pz

(11)

在式(3)條件下，日前市場虧損；授權合約虧損。

在現行浙江省電力市場，政府授權合約價格一般情況下大于發電機組的發電成本，Pz>Pc。

因此，僅需考慮式(6)、式(7)、式(8)的三種情況。

3.4 燃煤機組分析

在給定的燃煤機組政府授權合約電量曲線條件下，總體來說，如果燃煤機組歷史低谷發電量小于政府授權合約低谷電量，政府授權合約電量曲線對其是有利的，反之則不利[9-10]。

在式(6)條件下，日前市場價格低于發電成本，常見的情況是夜間等用電低谷期。對于燃煤機組來說，保持穩定運行的情況下，盡量少發電最有利。

在式(7)條件下，日前市場價格高于發電成本，對于燃煤機組來說，盡量多發電最為有利。

在式(8)條件下，日前市場價格高于政府授權合約價格，常見的情況是該節點開始用燃氣機組發的電。對于燃煤機組來說，要盡量保持機組平穩運行，否則該時段沒有賺到尖峰的利潤，政府授權合約還要加劇虧損。

3.5 燃氣機組分析

對于燃氣機組，式(6)條件下是常態，意味者市場上大多數時間由低成本的燃煤等機組提供電能，日前市場價格低于燃氣發電成本，盡量少發電最有利。因燃氣機組政府授權合約價格高，為鼓勵其多發電，將其政府授權合約確定為歷史電量的30%，較燃煤機組少。

在式(7)條件下，日前市場價格高于發電成本，對于燃氣機組來說，盡量多發電最為有利。

在式(8)條件下，日前市場價格高于燃氣機組政府授權合約價格，這是非常高的市場價格。對于燃氣機組來說，要盡量保持機組平穩運行，否則該時段沒有賺到尖峰的利潤，政府授權合約還要加劇虧損。

3.6 水電機組分析

水電機組自調度，不參與日前市場報價。事后按照實際計量上網電量的90%比例確定每臺機組每個結算時段的政府授權合約電量。

水電站的變動發電成本很低，可將式(3)簡化得：

Mj=0.9QrPz+0.1QrPb

(12)

在式(6)條件下，Pb近似于0，式(12)簡化得：

Mj=0.9PzQr

(13)

由式(13)表明，該時段政府授權合約收入打了九折，水電機組少發電更有利。

在式(7)條件下，政府授權合約價格高于日前市場價格，根據式(12)，對于機組來說，少發電最為有利。

在式(8)條件下，政府授權合約價格低于日前市場價格，根據式(12)，對于機組來說，多發電最為有利。

3.7 核電機組分析

核電機組安全性要求高的特性決定，很少啟停、負荷非常平穩，較少調節，因此很難有市場策略。

按式(12)，有10%的核電實際發電量作為價格的接受者，價格暴露在現貨市場中。

4 結語

浙江省電力現貨市場第二次結算試運行政府授權合約的分解，沒有考慮用戶側用電情況，用戶側是固定價格，因此存在賬戶資金不平衡的可能性，在后續階段結算試運行應考慮增加政府授權合約分解技術方式的透明度。

對于燃氣機組，已經有容量電費的條件下，可考慮調整其政府授權合約電量，增加其參與市場的積極性。對于水電機組，由于其發電的靈活性，自調度并且按實際發電情況授予政府授權合約，應考慮進一步約束其市場行為，避免干擾實時市場的風險。