山西省火電機組現貨市場報價策略探索

張瑞

（國能榆次熱電有限公司，山西 晉中 030600）

山西省自2016年3月起啟動山西電力現貨市場建設方案的研究工作，2017年8月確定為全國首批八個現貨試點之一，之后逐步完善現貨工作方案，最終于2018年12月27日啟動模擬試運行，2019年9月1日開展按日結算試運行。山西省電力現貨交易工作由此拉開帷幕，火電機組關于電能量的報價策略也在不斷探索中。

1 山西省電力現貨市場簡介

1.1 電能量市場交易機制及市場價格形成機制

山西電力現貨市場按照“全電量優化、新能源優先”原則推進，具體采用集中競價方式開展，以15分鐘為一個交易出清時段，按節點邊際價格進行出清。即對發電公司的交易申報數據按照報價排序，從報價最低的開始調用，直到調用的負荷與交易的負荷需求相平衡，被調用的最后一個發電公司的負荷所對應的價格即為出清電價，結算時電網公司按照這一出清電價向各發電公司支付購電費用。

1.2 火電機組電能量申報簡介

山西省電力現貨市場采用火電機組報量報價的方式開展交易。火電機組的電能量與報價為同向遞增，最少可選擇3段、最多可選擇10段進行申報。按照目前規則，山西省火電機組申報價格上下限分別為1500元/兆瓦時、0元/兆瓦時。

1.3 發電企業電能電費計算

根據交易規則，發電企業的電能電費包括合約、日前及日內電能電費，發電側調平電費。

不考慮調頻電費，發電企業的電能電費增量結算公式可表示如下：電能電費

2 目前常用報價策略——邊際成本報價策略介紹

現貨市場中，火電機組最常用的報價策略為邊際成本報價策略。該報價的思想是通過計算各申報負荷段的邊際成本，在此基數上考慮合理的利潤，最終形成該段申報價格。

采用該報價策略的優點在于，中標負荷對應的價格高于或等于發電邊際成本，因此不會發生邊際利潤為負、發電虧損的情況。同時，可以在此報價策略基礎上，結合市場供需變化，分析火電機組競價空間，對報價進行優化。例如，當新能源處于較低水平、火電機組競價空間充足時，可以適當提高申報價格，以博取高負荷區間更大的收益。

3 一種新的報價策略——均衡收益報價策略

3.1 均衡收益報價策略的推導過程

從“收益導向”的視角審視，邊際成本報價策略的電能量收益有一定保障，但是卻并非利潤最優。本文探索的均衡收益報價策略較邊際成本策略收益更優。

均衡收益報價模型是以發電邊際成本為基礎，以收益為導向的一種報價策略，其單位電價的計算依據交易規則中發電企業電能電費的計算公式推導出來。本策略的假設條件為實時市場與日前市場價格相同。

假設，某發電機組負荷段WX對應的邊際成本為CX，對應上網電量為Qx，某時點日前出清價格P日前使得日前中標負荷W1、W2的的收益相同。根據公式可得出：

負荷W1下的收益為：Q合約×P合約+（Q1-Q合約）×P日前-Q1×C1

同理，負荷W2下的收益為：Q合約×P合約+（Q2-Q合約）×P日前-Q2×C2

當二者收益相等，得出：Q合約×P合約+（Q1-Q合約）×P日前-Q1×C1=Q合約×P合約+（Q2-Q合約）×P日前-Q2×C2

變形后得出：P日前=（Q1×C1-Q2×C2）/（Q1-Q2）

即，當日前出清價格P日前=（Q1×C1-Q2×C2）/（Q1-Q2）時，負荷Q1與負荷Q2的收益相同。

同樣的方法，若某時點下的日前出清價格P日前使得日前中標負荷W1大于W2的的收益，可得出：P日前＜（Q1×C1-Q2×C2）/（Q1-Q2）；若某時點下的日前出清價格P日前使得日前中標負荷W2大于W1的的收益，可得出：P日前＞（Q1×C1-Q2×C2）/（Q1-Q2）。

按照該報價思路，申報電價的計算結果為：

電力上限W1報價P1=（Q1C1-Q2C2）/（Q1-Q2），電力上限W2報價P2=（Q2C2-Q3C3）/（Q2-Q3），以此類推。

3.2 從數學關系上對該策略進行驗證

假設報價PS使得收益最大，負荷段W1、W2的邊際成本分別為C1、C2，對應上網電量分別為Q1、Q2，日前出清價格為P日前。當日前出清價格低于報價時，機組出力為W1，當日前出清價格高于報價時，機組出力為W2。

假設，當PS≥P日前時收益較大，即Q1（P日前-C1）≥Q2（P日前-C2），得出P日前≤（Q1C1-Q2C2）/（Q1-Q2）；反之，當PS≤P日前時收益較大，即Q1（P日前-C1）≤Q2（P日前-C2），得出P日前≥（Q1C1-Q2C2）/（Q1-Q2）。

綜上，選擇P日前＝（Q1C1-Q2C2）/（Q1-Q2）時收益最大。

3.3 從經濟學角度對該策略進行闡述

當出清價格大于等于P2時，日前中標負荷由W1上升為W2。設W2=W1+ΔW（相應上網電量為Q2=Q1+ΔQ），在邊際成本報價策略中，當申報價格從W1對應的邊際成本C1上調到W2對應的邊際成本C2時，價格的變動包含負荷量的在此過程中的成本變化，但是，卻忽視了電量增量ΔQ所產生的總成本：ΔQ×C2。因為電費的增加小于成本的增加，所以收益是減少的。

而均衡收益報價策略考慮到了負荷增加帶來的成本變化，并將其折算到負荷階躍對應的電價中。從這一點來講，由于考慮到了成本的增加部分并折算至電價中，因此，新報價策略的收益較邊際成本報價策略收益更大。

4 算例

假設，某時點合約電量對應負荷為280兆瓦、價格為300元/兆瓦時，日前申報負荷240兆瓦、290兆瓦對應的邊際成本分別為340元/兆瓦時、360元/兆瓦時，日前出清價格為450元/兆瓦時，廠用電率均為10%。

4.1 按照邊際成本報價策略計算的收益

當出清價格高于邊際成本時，即中標該邊際成本對應負荷，本題中日前負荷為290兆瓦。其電能量邊際收益為：

電能電費=280/4×（1-10%）×300+（290-280）/4×（1-10%）×450=19912.5元。邊際成本=290/4×（1-10%）×360=23490元。電能量邊際收益=-3577.5元。

4.2 按照均衡收益報價策略計算的收益

首先，按照均衡收益報價策略的思想，計算出負荷在290兆瓦時對應的報價為：（240×340-290×360）/（240-290）=456元/兆瓦時。

題目中，日前出清價格450元/兆瓦時小于290兆瓦對應的均衡收益價格456元/兆瓦時，因此日前中標負荷為240兆瓦。其邊際收益為：電能電費=280/4×（1-10%）×300+（240-280）/4×（1-10%）×450=14850元。邊 際成本=240/4×（1-10%）×340=18360元。電能量邊際收益=-3510元。

4.3 結論

由以上計算結果可知：雖然均衡收益報價策略的電能電費較邊際成本報價策略的電費減少，但是，其收益卻高于邊際成本策略的收益，主要原因便是在報價過程中考慮了因負荷上升帶來的成本增加，所以最終的收益結果為均衡收益報價策略較邊際成本報價策略的收益增加。通過算例可得出，均衡收益報價策略在以收益為導向的工作目標中更具優勢。

4.4 小結

通過對均衡收益報價策略的探索，得出以下結論：

（1）報價的計算不受合約電量影響。在均衡收益報價策略中，目標負荷及相應邊際成本確定后，其報價便可計算得出。在此過程中，報價與合約電量無關，不存在超發或者欠發合約電量對報價或電能量邊際收益產生影響。合約電量的持倉量及價格與電能量總收益有關，本策略中與報價無關。

（2）需持續關注邊際成本的變動情況。實際對邊際成本的計算準確性要求很高，且需隨著機組性能及入爐燃料的情況持續更新邊際成本情況，確保成本計算準確。

（3）負荷段的步長很重要。要充分結合實際生產中運行操作的要求選擇電力上下限。需注意的是，負荷段的跨度不可過大，但也無須很小，可多選擇一些負荷段并計算比較均衡的收益價格，最終確定合適的負荷段。

5 結語

本文所研究的均衡收益報價策略是現階段以利潤為導向的工作中更適合的策略，在該策略的作用下，發電企業可以達到減虧增利目標。隨著山西省電力現貨市場的持續推進，在“利潤導向”風向標下，相信發電企業會探索出更優的報價策略以實現預期目標。