不同类型双边交易建模方法研究

在电力市场初级阶段,基于全电量集中竞价的出清机制或基于增减报价的平衡机制尚未建立,电力系统调度运行面临着计划电与市场电并存的局面。双边交易规模不断扩大,不同电量成分的协调执行是市场过渡阶段调度运行面临的新挑战。电量合同以合同规定电量为依据结算,而电力合同以合同规定出力曲线为依据结算,文章考虑2种不同双边交易,分别研究双边电量合同与双边电力合同参与日前电力电量平衡的建模方法。考虑2类双边合同与计划电的协调执行,及电网阻塞对交易执行的影响,最终建立兼顾双边交易执行、计划电执行、发电经济性和电网安全的日前机组组合模型。通过算例分析模型中权重因子和削减因子选择方法,研究不同削减方法对交易执行的影响,交易执行权重选择对双边交易与计划电协调执行的影响,以及电网阻塞对交易执行的影响,最后验证模型在各类合同协调执行方面的有效性。     

计及风险规避的电力零售商平衡市场交易模型

由于新能源出力以及终端负荷需求的不确定性,电力零售商在日前市场的竞标电量与实时市场的购买电量之间存在不平衡而产生惩罚成本风险。引入用户侧可控负荷作为平衡资源参与市场交易,提出了一种风险规避程度指标,以此来度量交易前后电量偏差程度,以信息熵度量残差序列离散程度计算风险规避程度指标。以电力零售商运行收益、用户需求响应满意度以及风险规避程度最大为目标建立多目标风险规避模型,采用自适应权重粒子群算法进行模型求解。通过算例表明,所提出的模型从电网-电力零售商-用户多个角度去考虑电力零售商参与平衡市场交易策略,能够有效提高电力零售商的运行效益以及用户满意度,同时可以提高电力市场管理的可靠性与安全性。     

集中式电力现货市场风险规避机制机理分析及建设路径

电力现货市场是反映电力短期供需关系和时空价值、引导电力资源优化配置的重要工具,也是中国新一轮电力体制改革中的重要任务。集中式电力现货市场产生分时段的节点电价或分区电价,市场主体在交易中面临节点电价风险和阻塞风险。差价合同、金融输电权、结算权转让等风险规避机制是市场主体规避风险、提升交易效用的重要手段。对差价合同、金融输电权、结算权转让的机理进行了分析,说明了3者的应用会对市场主体产生相同数学形式的成本或收益变化,具有类似的金融属性。进一步对比了3种风险规避机制的等效性和差异性,分析了各自应用的场景、条件及局限性。最后,针对当前中国电力现货市场初期的关键特征,提出了风险规避机制的三阶段建设路径。     

电力市场中风险规避问题的研究（一）——不同电力市场阶段风险规避模型

针对电力市场不同阶段的特点,基于期货和远期合约的基本原理,建立了不同的风险 规避模型,并分析了其在电力交易中的功能体现。分析表明,双边开放的期货交易模式是电力市场较成熟的模式,合约双方可以利用期货交易更好地防范和控制风险。单边开放的远期交易模式适用于非完备的双边开放电力市场,它可以使发电侧和电力库在一定程度上回避市场 电价的风险。授权差价合约 单一购买者模式是电力市场初级阶段的过渡模式,其回避风险 的能力虽不是最优,但比较简单易行。     

考虑系统稳定性的供用电交易模型

电力商品的特殊性决定了其交易的特殊性，这突出表现在相关交易制度和交易行为不仅应考虑价格波动的风险，更应适应电力系统物理技术条件的约束，从而有利于系统稳定。基于对电力市场交易制度与电力系统运行稳定性相互之间这种强相互作用特征的理解，在深入分析期权一远期双边合约交易模型的基础上形成了更具操作性的交易模型。论述了基于此模型的市场参与者在价格激励机制的作用下将采取既有利于控制交易风险同时也有利于系统稳定运行的交易策略，并提供了算例和说明。     

基于期货的新型电力交易模式

现有的电力远期交易与现货交易之间缺少必要的连续性，导致交易者在电力交易中面临较大价格风险。为了规避电力交易的价格风险，该文提出了“以期贷交易为主，期贷与现货市场结合”的新电力交易模式，并建立其相关数学模型。交易者可以通过电力期贷交易规避价格风险，通过现货市场维持负荷平衡。在新的交易模式中，期贷市场和现货市场的交易方式相似，整个交易的过程由交易双方自主控制，电力系统的安全约束以经济手段保证，电网调度者基本不干预市场交易。因此，新的电力交易模式能够更好地提高市场透明性、流畅性，促进市场竞争的有序性。     

面向可中断负荷的调峰辅助服务市场双边交易动态结算方法

在东北电力辅助服务市场中,引导可中断负荷用户参与双边交易是缓解电网调峰困难、提高风电消纳水平的有效措施。针对用户盲目签署交易价格、签署电量虚高的问题,提出一种“以量定价”的双边交易动态结算方法。首先,考虑风电企业考核风险,对电力辅助服务市场双边交易机制进行建模。然后,建立Shapley值收益分配模型,依据风电消纳情况评估交易双方的贡献,并据此计算双边交易一次补偿价格。在此基础上,针对交易双方运行工况进行偏差考核,约束交易双方执行双边交易合约的规范性。最后,以海水淡化厂参与双边交易为例,通过所提方法与传统双边交易结算结果的对比,验证了双边交易动态结算方法的有效性。     

发电商长期电能分配策略研究

电力市场改革使得发电商能够自主的进行电力交易，同样也使得电力交易的方式多样化。发电商既可以在双边合同市场中进行电力交易，也可以在日前市场的实时电能市场和辅助服务市场进行电力交易。因此发电商应解决如何将有限的电力合理的分配到各市场中，从而使得自身效用最大的问题。该文基于双边合同市场和日前市场的市场交易结构，建立了发电商长期电力交易的效用模型，并考虑了机组的运行约束。该模型的优化解能得到不同风险偏好的发电商面对同一电力双边合同的优化容量分配策略以及同一发电商对于不同价格的电力合同的优化分配策略。该文的研究为发电商长期的分配策略提供了决策依据。     

新电改背景下考虑区域电力市场交易的电力系统风险评估方法

新一轮电力体制改革的全面推进会给电力系统带来很多影响,主要计及因区域电力市场交易频繁对电力系统风险评估造成的影响。首先,构建了主动负荷-电价闭环反馈的需求响应模型。其次,在计及实时电价波动和不同区域电力市场交易场景的条件下,构建综合风险评估指标体系,并在此基础上提出了适应新电力体制改革的风险评估流程。最后,采用拉丁超立方采样方法对可能发生的电力系统运行状态进行风险评估。由实际案例的仿真结果可以看出新电力体制改革的推进会增加系统运行风险,而良性的主动负荷-电价闭环反馈对系统的风险水平有一定的改善作用,验证了所提方法的合理性和有效性。     

计及电价风险和差价合同的梯级水电站日前市场竞价模型

在电力现货市场试点建设的背景下,如何紧密结合市场模式及交易规则决策市场交易是梯级水电站亟待解决的问题。针对集中式电力市场,提出了一种计及电价风险和差价合同的梯级水电站日前市场阶梯报价模型。该竞价模型耦合于梯级水电站的短期优化调度,考虑了梯级水电站短期运行约束以及阶梯报价曲线要求。基于差价合同的结算规则决策日前电能量市场竞价,以充分发挥差价合同规避风险的作用。采用随机电价场景模拟日前市场电价的不确定性,并引入条件风险价值作为风险评估指标,以梯级水电站风险和收益的综合效用最大化为目标,通过风险偏好因子实现两者的协调考量。最后,以某梯级水电站进行模拟仿真,算例结果及分析验证了所提模型的合理性和有效性。     

日前和实时市场中发电商多目标二层规划竞价策略

由日前和实时市场组成的2市场交易机制是目前普遍存在的电力市场交易机制,在2市场中发电商的电量分配和竞价决策以及风险评估等都是受到广泛关注的问题。指出了现有文献在借鉴经济学和金融学的理论模型来研究多交易市场中发电商竞价策略时存在的问题。首先在分析了发电商竞价结果的概率分布之后,提出了发电商竞价成功概率分布函数的概念。然后基于日前和实时市场中投标结构的特点,针对采用分段报价和按报价结算(pay as bid price,PAB)方式的电力市场,建立了日前和实时市场中发电商的多目标二层规划竞价策略模型,并设计了以蒙特卡罗方法和遗传算法为基础的求解算法。最后采用算例对所提出的模型和算法进行了仿真验证。     

考虑不平衡资金处理的电力市场结算机制研究

针对我国双轨制下双边电力市场电能电费疏导、不平衡费用分摊等关键问题,利用“日前基准、实时差量、合约差价”双结算体系实现合约市场与现货市场的耦合结算,考虑应承担责任主体构建不平衡资金分摊/返还模型,设计考虑不平衡资金处理的双边现货市场结算机制,并以浙江省电力市场进行仿真分析。算例结果证明了该结算机制的合理性,有效的电费结算体系可以提高发用主体参与电力市场的积极性,为双轨制下双边电力市场结算提供相关参考建议。     

碳中和驱动下电力市场零售平台交易模式研究

“双碳”目标的提出,对电力行业的发展产生了深刻而巨大的影响,要求电力行业加快“清洁替代”、“电能替代”两个替代的步伐。电力改革不断深化的背景下,交易、价格、结算、风险管理等复杂难题制约了零售市场的发展。基于此文章设计了碳中和驱动下的电力市场零售平台的系统架构,并提出了基于电力零售平台的交易模式。文章首先依据广东零售市场交易情况,阐述电力零售平台建设的必要性;而后依据碳中和对售电平台的要求,设计电力零售平台的功能架构和系统架构;最后基于电力零售平台提出交易模式,引入碳信号实现电力市场低碳运转,旨在提升市场运行效率,满足市场主体的多样化需求。     

统一结算点电价机制下金融输电权的交易模拟与结算风险评估

基于节点边际电价构建的电力市场体系通常开设金融输电权(FTR)市场,为市场成员提供规避空间价格风险的金融工具。市场建设初期,广东电力现货市场用户侧在统一结算点电价机制下进行结算,和传统节点边际电价机制下的FTR市场相比,可能导致结算环节存在资金不平衡的风险。为此,文中首先对比分析了传统节点边际电价和统一结算点电价这2种机制下FTR结算的异同,构建了FTR结算的数学模型。然后,理论推导了2种电价机制下FTR收益的差异,提出了FTR的交易模拟与同时可行性检验方法。基于IEEE 30节点系统开展FTR交易模拟,分析了2种电价机制下FTR收益差形成的原因,并对FTR市场交易收支不平衡风险进行了评估分析。最后,为统一结算点电价机制下开展FTR市场建设提出了相关建议。     

区域电力市场交易电量结算模式的实用化研究

针对目前我国区域电力市场电量交易和电网调度运行的实际情况,提出了一套适用于我国区域电力市场的竞争性交易电量的实用化结算算法,该算法以送方电网上网侧交易计划、受方电网落地侧交易计划、竞价单元上网侧交易计划及相应日调度计划累计值和关口计量电量为结算依据,提出了关口计量电量的分割顺序,将交易电量结算分为串连式的电网间结算和厂网间结算两部分。最后应用上述算法对南方区域电力市场进行了数字模拟,结果表明所提出的算法是可行的,且具有良好的推广前景。     

电力现货市场环境下结算权转让在阻塞管理中的应用

采用节点电价的电力现货市场通过节点电价中的阻塞分量反映线路或断面阻塞产生的成本,引导市场主体参与阻塞管理。除了形成合理准确的价格信号外,建立有效的阻塞风险管理机制也是开展阻塞管理的重要环节。考虑当前中国电力现货市场的实际特点及需求,提出了应用于阻塞风险管理的结算权转让交易机制。发电厂通过与其他发电厂或用户对特定电量进行结算权转让交易,获得对方以特定价格结算的权利,进而规避以自身所在节点价格结算时面临的阻塞风险。相对于国外成熟电力现货市场从阻塞盈余返还金额不确定性的风险管理角度建立的金融输电权等机制,结算权转让交易机制站在阻塞费用缴纳金额不确定性的风险管理角度,实现阻塞风险在交易双方间的重新分配,更适用于当前中国电力现货市场中长期合同交易与现货交易顺次结算、中长期合同交割点唯一设置在用户侧统一结算点、发电侧承担较大阻塞风险等特征。算例分析进一步验证了结算权转让交易的实用性和有效性。     

面向发电集团的电力市场管理系统

介绍了支持发电集团与下属电厂协调运作,以及辅助参与市场竞争的电力市场管理系统的整体结构、功能组成和系统运作流程。系统分为集团主站系统和电厂子站系统2部分。集团主站系统部署在发电集团公司,完成各类市场交易、电厂运行,集团公司内部管理系统的数据收集、整理和分析,以及市场预测、竞价决策和风险评估等各种业务功能,通过信息发布等多种形式向集团公司内部网和下属各个电厂提供接入。部署在各个电厂的子站系统主要完成市场信息和电厂运行信息以及电厂各机组的成本分析、竞价决策、交易管理和结算管理。采用基于J2EE架构的系统实现方式。该系统已在华东区域电力市场投入运行。     

远期与日前市场相结合的发电权交易模式

远期市场与日前市场交易是目前发电权交易两类主要的交易模式,若能将两者有效结合,则有利于发电权交易市场的形成和健康运营。为此,提出了以远期交易市场为主、日前交易市场为辅的发电权交易模式。通过开辟日前交易二次市场,为发电权远期交易商提供了进入日前交易市场进行再交易的机会;根据日前交易市场的特点建立了双边可选择的发电权远期-期权合约交易模型,将网损变化成本引入合约中断价格的计算,使得该模型具有引导交易向降低网损、利于系统安全、经济运行的方向进行的功能。文中对混合交易模式的可存在性进行了分析,并设计了交易组织步骤。算例分析表明,该交易模式不但给予发电权参与双方更多的交易灵活性,而且能够促使发电权交易向有利于节能减排,降低系统损耗的方向进行,起到了优化发电资源配置、提高系统运行安全的作用。     

复杂市场环境下区域电网安全校核机制架构设计

安全校核是保障区域电网安全运行和区域内电力市场正常运营的重要技术环节。当前区域电网范围内已呈现电力现货试点省与非试点省并存、省间交易电量与计划电量交织的复杂形态,倒逼电网运行组织者必须创新提出与之相适应的安全校核机制。首先总结分析国外典型单一市场形态下电力市场出清和跨市场/跨国电力交易的电网安全校核机制架构及其借鉴意义,揭示中国复杂市场环境下区域电网安全校核的现实基础、特殊约束与需求,在此基础上设计了与中国近期电力市场形态、现行电力调度管理体制、区域电网结构等相适应的跨省跨区电力中长期交易、区内各省日前市场预出清发电计划和非现货试点省日前发电计划的安全校核机制架构。对于跨省跨区电力中长期交易,提出了基于跨区交易电力曲线典型场景集的电力校核方法和提高安全校核频次的安全校核机制改进方案;针对构建区内日前发电计划安全校核机制,提出了适应复杂市场环境的3种可选择方案,在对比分析三者特点的基础上,给出了方案实施路径建议。     

国际电力金融市场对中国电力市场建设的启示

电力期货是规避现货市场风险的有效管理工具,电力期权是有效的电力价格风险管理工具,两者均已在欧洲和美国电力市场引入。美国、英国、澳大利亚等国主要的电力市场均以合约交易为主,现货交易为辅,实现了现货价格调节功能与期货价格风险规避功能的结合,介绍了国际电力金融市场的运作和管理模式,分析了欧美各国电力市场开展和运行的经验和教训,提出先开展差价合约,远期合约,逐步过渡到实现"以合约交易为主,现货交易为辅"的全面市场化目标。