上一篇文章(深度|廣東現(xiàn)貨市場結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品的設(shè)計)我們對廣東現(xiàn)貨市場的市場結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品體系進(jìn)行了簡單的分析。本篇文章在此基礎(chǔ)上對相關(guān)的交易(組織)體系進(jìn)行分析。

廣東電力現(xiàn)貨市場目前市場化交易的產(chǎn)品主要是能量(1個小時為時間尺度)和調(diào)頻服務(wù)。這里主要對能量這個產(chǎn)品進(jìn)行介紹。調(diào)頻服務(wù)在后續(xù)文章再進(jìn)行詳細(xì)分析。

市場體系主要指市場的組織、交易方式，從不同的角度可以分為不同的類型，包括現(xiàn)貨市場的組織/中長期市場的組織、雙邊交易/集中交易、交易組織的頻次、報價/出清的時間等。

一、現(xiàn)貨市場的組織

現(xiàn)貨市場交易的主要目的是產(chǎn)品的交換。對廣東電能量市場，現(xiàn)貨市場交易包括日前市場和實時市場兩個環(huán)節(jié)，或者說，有日前交易和實時交易兩次交易。考慮到電力系統(tǒng)的特殊屬性，為了保證相關(guān)交易的可行、電力系統(tǒng)的安全可靠，在能量市場出清前還需要進(jìn)行機(jī)組組合。

1、日前市場的組織流程

以D代表交易日，D-1代表交易日前一天的日前市場報價出清日。

1)運(yùn)行邊界條件的準(zhǔn)備及信息發(fā)布

D-1天12:00前，進(jìn)行運(yùn)行邊界條件的準(zhǔn)備，確定運(yùn)行日機(jī)組運(yùn)行、電網(wǎng)運(yùn)行的相關(guān)邊界條件。其中，發(fā)電機(jī)組的邊界條件包括機(jī)組的狀態(tài)約束、機(jī)組的調(diào)試及試驗計劃、機(jī)組的出力上下限約束、機(jī)組可并網(wǎng)時間、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組供熱計劃、發(fā)電機(jī)組一次能源供應(yīng)功率等;電網(wǎng)的運(yùn)行邊界條件包括負(fù)荷預(yù)測、外購電出力預(yù)測(西電東送出力預(yù)測、購香港中電電力計劃)、備用約束、輸變電設(shè)備檢修計劃、輸變電設(shè)備投產(chǎn)與退役計劃、電網(wǎng)安全約束(線路極限功率、斷面極限功率、發(fā)電機(jī)組(群)必開停約束及出力上下限約束)、A類機(jī)組發(fā)電計劃編制等。

【討論】

這些邊界條件將成為后續(xù)市場出清的基礎(chǔ)，并對市場出清結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。從提高市場效率、公平等角度，相關(guān)邊界條件在不對電網(wǎng)安全造成影響的情況下，應(yīng)盡早確定。

這里的邊界主要有兩大類。一類是發(fā)電計劃類的，包括西電東送計劃、購香港中電電力計劃、A類機(jī)組發(fā)電計劃。這類計劃無論是作為物理交易還是金融交易，都應(yīng)該盡早確定電量計劃及分解曲線。定義為物理交易的，如果實時運(yùn)行中需要對交易進(jìn)行調(diào)整，最好以新的交易的形式出現(xiàn)，盡量不要修改以前已經(jīng)確定的交易。這里需要特別指出的是分解曲線需要盡早確定，最好在年初電量計劃確定的時候就同時確定曲線分解的方案。這樣，計劃電確定的分解到了每個交易時段，市場主體可以根據(jù)此進(jìn)行自己的中長期交易決策。在沒有現(xiàn)貨市場前，相關(guān)計劃電的分解主要影響到機(jī)組的調(diào)度方案，會在一定程度上影響機(jī)組的發(fā)電成本，但對結(jié)算沒有大的影響。現(xiàn)貨市場以后，相關(guān)計劃的曲線分解方法將直接影響現(xiàn)貨市場不同時段的價格，進(jìn)而影響市場結(jié)算的結(jié)果，影響不同市場主體的利益分配。市場設(shè)計中必須考慮這方面的影響。

第二類約束是電網(wǎng)約束，包括線路輸送功率極限約束、斷面輸送極限約束、備用約束、輸變電設(shè)備的相關(guān)約束(檢修、投產(chǎn)、退役等)。第三類約束是機(jī)組運(yùn)行約束，包括機(jī)組狀態(tài)(運(yùn)行狀態(tài)、調(diào)試試驗計劃、出力上下限、一次能源約束)等。這兩類約束具有一定的隨機(jī)性，但能夠提前確定的，比如相關(guān)設(shè)備的檢修計劃等應(yīng)盡量盡早確定、發(fā)布，以便市場成員可以在較早進(jìn)行相關(guān)的市場決策。

此外，這里還有一個邊界條件是負(fù)荷預(yù)測，在一些出清環(huán)節(jié)需要用到。負(fù)荷預(yù)測的結(jié)果將直接影響市場的出清結(jié)果，對預(yù)測預(yù)測的方法應(yīng)有明確的規(guī)定。

2)日前市場申報

在D-1天13:00前，發(fā)電機(jī)組、批發(fā)用戶、售電公司通過交易系統(tǒng)申報日前市場量、價信息。

其中，發(fā)電機(jī)組對全天24個交易時段提交一個(組)報價，或者說一個報價曲線：最多申報5段，每段申報出力區(qū)間起點、出力區(qū)間終點以及該區(qū)間報價。需要注意的是，日前市場中需要對未來一天(D日)24個交易時段進(jìn)行報價，但在當(dāng)前的交易規(guī)則中，規(guī)定發(fā)電對一天內(nèi)24個交易時段的報價必須是相同的，也就說只能申報一個(組)報價。這很很多市場的做法。主要考慮以下因素：首先，機(jī)組申報的是在不同出力水平下的報價，不同時段的負(fù)荷及最終的出清結(jié)果雖然不同，但機(jī)組在不同出力水平下的發(fā)電成本是基本相同的;其次，在發(fā)電側(cè)有較大的集中度和市場力的情況下，一天只能申報一組價格可以在一定程度上限制相關(guān)市場主體行駛市場力的能力。這種方法存在的主要問題是不能精細(xì)化反映發(fā)電機(jī)組在不同時間的成本的變化，特別是機(jī)會成本的變化。

用戶、售電公司申報的是運(yùn)行日(D日)的用電需求曲線，包括兩種模式。

模式一：負(fù)荷側(cè)市場主體報量不報價。負(fù)荷側(cè)申報的是D日每個小時的平均用電負(fù)荷(即該小時的用電量)，不需要分解到節(jié)點。

模式二：負(fù)荷側(cè)市場主體報量報價。負(fù)荷側(cè)申報D日對應(yīng)到節(jié)點的電力需求量價曲線，即相應(yīng)的節(jié)點上的每個小時的“負(fù)荷-價格”關(guān)系曲線。這種模式下負(fù)荷側(cè)申報的數(shù)據(jù)有兩個變化：一個是要求分解到節(jié)點，一個是有了量價的關(guān)系，而不僅僅是需求量的申報。

兩種模式下，不僅僅報價的形式發(fā)生了變化，對應(yīng)的市場出清也發(fā)生了很大的區(qū)別。在后續(xù)部分再進(jìn)行分析。

【討論】

規(guī)則中給出了用戶側(cè)報價的兩種模式：報量不保價，以及報量報價。這兩種方式下的出清流程、方法有較大的不同，進(jìn)而影響相關(guān)的結(jié)算方案。另外，從邊界條件確定、發(fā)布到市場主體報價只有一個小時的時間，市場主體需要事先對相關(guān)邊界條件變化對市場出清、價格的影響有清晰的了解。

3)市場力檢測及緩解

市場力的檢測有行為測試和影響測試兩大類，目前主要采用行為測試方法。行為測試中關(guān)鍵的是對市場力檢測參考價格的確定。目前規(guī)則中并沒有對參考價格如何確定作出規(guī)定，需要進(jìn)一步研究。電力市場中市場力的檢測和控制方法詳見我們之前的文章(參考：《電力市場中市場勢力的控制》)。

4)日前市場出清及信息發(fā)布

用戶側(cè)報價的模式一和模式二下日期市場出清的流程、方法有一些不同。

模式一下的流程：

[1] 根據(jù)發(fā)電報價和負(fù)荷預(yù)測進(jìn)行安全約束機(jī)組組合(SCUC)，確定機(jī)組在交易日的96點開停機(jī)計劃;

[2] 調(diào)頻市場預(yù)出清，確定各機(jī)組調(diào)頻預(yù)出清中標(biāo)容量，根據(jù)此結(jié)果修改機(jī)組的出力上下限;

[3] 根據(jù)發(fā)電報價和負(fù)荷預(yù)測進(jìn)行安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度(SCED)，確定每個機(jī)組在每個調(diào)度時段(15分鐘)的出力。

[4] 對每個15分鐘、每個節(jié)點計算出清價格，將每個節(jié)點一個小時內(nèi)的4個15分鐘的價格算術(shù)平均得到各節(jié)點在每個小時的出清價作為發(fā)電側(cè)的結(jié)算價格。將所有節(jié)點的出清價加權(quán)平均得到全省的綜合電價作為用戶側(cè)的結(jié)算價格。

【討論】

這個模式下，日前市場出清完全沒有用到用戶側(cè)的報價(申報的數(shù)量)，相關(guān)調(diào)度方案、電價而完全由邊界條件、發(fā)電側(cè)報價決定。用戶只能被動接受市場出清的結(jié)果。采用這種方法主要是考慮到，用戶側(cè)的申報沒有精細(xì)到節(jié)點，無法用于市場出清。

模式二下的流程：

[1] 根據(jù)發(fā)電報價和負(fù)荷預(yù)測進(jìn)行安全約束機(jī)組組合(SCUC)，確定機(jī)組在每個交易時段的開停機(jī)狀態(tài);

[2] 調(diào)頻市場預(yù)出清，確定各機(jī)組調(diào)頻預(yù)出清中標(biāo)容量，根據(jù)此結(jié)果修改機(jī)組的出力上下限;

[3] 根據(jù)發(fā)電報價和用戶側(cè)報價進(jìn)行日前市場出清(SECD)，確定每個調(diào)度時段(15分鐘)每個機(jī)組及需求側(cè)市場主體在每個節(jié)點的市場出清量。

[4] 對每個15分鐘、每個節(jié)點計算出清價格，將每個節(jié)點一個小時內(nèi)的4個15分鐘的價格算術(shù)平均得到各節(jié)點在每個小時的出清價作為發(fā)電側(cè)的結(jié)算價格。將所有節(jié)點的出清價加權(quán)平均得到全省的綜合電價作為用戶側(cè)的結(jié)算價格。

[5]根據(jù)發(fā)電報價和最新負(fù)荷預(yù)測進(jìn)行安全約束機(jī)組組合和安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度，得到日前96點調(diào)度計劃。

【討論】

這個模式與模式一的最大差別，在于用于結(jié)算的市場出清是根據(jù)發(fā)電報價和用戶側(cè)報價確定，而不是根據(jù)發(fā)電報價和負(fù)荷預(yù)測確定。發(fā)電報價和負(fù)荷預(yù)測的優(yōu)化結(jié)果用于調(diào)度，發(fā)電報價和用戶側(cè)報價的優(yōu)化結(jié)果用于結(jié)算。既然發(fā)電報價和用戶報價的優(yōu)化結(jié)果僅用于結(jié)算，不影響調(diào)度方案和電力系統(tǒng)的安全可靠性，實際對模式一用戶側(cè)報量不保價情況下，也可以進(jìn)行完善，首先根據(jù)發(fā)電的報價和用戶的的報價(數(shù)量)確定出清結(jié)果用于結(jié)算，然后用發(fā)電報價和負(fù)荷預(yù)測出清用于調(diào)度。具體這種情況下的數(shù)學(xué)模型和實現(xiàn)方式后續(xù)文章再討論。

2、實時市場的組織流程

實時市場的流程相對日前市場簡單一些，主要包括以下步驟。

1)運(yùn)行邊界條件的準(zhǔn)備。確定實時運(yùn)行中機(jī)組運(yùn)行、電網(wǎng)運(yùn)行的相關(guān)邊界條件，考慮實時發(fā)電機(jī)組物理運(yùn)行參數(shù)的變化。

2)用發(fā)電日前的報價和最新的負(fù)荷預(yù)測通過安全約束機(jī)組組合(SCUC)算法進(jìn)行實時機(jī)組組合。

3)調(diào)頻市場正式出清，并正式確定調(diào)頻出清容量，根據(jù)此容量修改機(jī)組的出力上下限。

4)根據(jù)發(fā)電日前的報價和最新的負(fù)荷預(yù)測進(jìn)行安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度(SCED)，確定每個機(jī)組的實時出力計劃。

5)對每個15分鐘、每個節(jié)點計算實時市場出清價格，將每個節(jié)點一個小時內(nèi)的4個15分鐘的價格算術(shù)平均得到各節(jié)點在每個小時的出清價作為發(fā)電側(cè)的實時市場結(jié)算價格。將所有節(jié)點的實時出清價加權(quán)平均得到全省的綜合電價作為用戶側(cè)的實時市場結(jié)算價格。

可以看到，這個流程與日前市場非常相似。在各個出清環(huán)節(jié)，發(fā)電側(cè)仍然采用的是日前的報價。也就是說，發(fā)電在日前市場和實時市場的報價是一樣的，只需要、只能申報一次價格，即一次報價、多次出清。未來如果市場力等問題能較好解決，可以允許發(fā)電在實時市場重新報價以反映新的市場情況。

在實時市場中，負(fù)荷是不需要報價的，類似于日前市場的模式一。

二、市場合約中長期交易

廣東電力市場的中長期交易本質(zhì)上一種提前鎖定價格、規(guī)避風(fēng)險的金融工具。

1)交易標(biāo)的物

廣東的中長期市場交易可以看為一種差價合約，基準(zhǔn)價格是現(xiàn)貨市場中每個時段的全省加權(quán)平均綜合價。

【討論】

目前中長期市場中的交易標(biāo)的物，在每個交易時段只有一個品種：全省綜合虛擬交易點的電力。由于目前的市場規(guī)則下，用戶是按全省的加權(quán)平均價結(jié)算的，通過這種中長期交易可以對用戶起到規(guī)避風(fēng)險的作用。由于發(fā)電側(cè)在現(xiàn)貨市場的結(jié)算價是所在節(jié)點的節(jié)點價格，而目前中長期市場中沒有這種品種，因此發(fā)電側(cè)因節(jié)點電價變化引起的收益變化的風(fēng)險沒有進(jìn)行規(guī)避的工具。國外的節(jié)點定價機(jī)制都需要與輸配電定價、輸電權(quán)機(jī)制等相配合。需要對廣東節(jié)點定價機(jī)制下對不同發(fā)電主體利益的影響進(jìn)行定性的分析和定量的測算，以避免造成不可接受的結(jié)果。

2)交易方式

交易方式總體上包括場外雙邊協(xié)商方式、集中競爭模式、掛牌交易模式。

集中競爭交易定期開展，每次開展包括集合競價和連續(xù)競價兩個階段。交易日9:00-9:15分組織集合競價，采用集中申報、集中撮合的方式，采用價格優(yōu)先的方式成交，出清價為撮合成功的賣方和買方報價的平均價。交易日9:00-11:30組織開展連續(xù)競價交易，采用連續(xù)申報、連續(xù)撮合的機(jī)制。

集中競價交易包括年度交易、月度交易和周交易。年度交易每年組織一次，上年11月上旬開展。月度交易每月組織一次，可以對未來一年的月市場合約電量進(jìn)行交易。周交易每周組織一次，可以對月內(nèi)未來幾周的周市場合約電量進(jìn)行交易。掛牌交易每周組織一次，可以對次周到年底的市場合約電量，以日歷周為最小交易塊進(jìn)行交易。

3)曲線分解方式

中長期合同必須在交易時就確定曲線分解的方式，即將交易電量分解到每個1小時交易時段。雙邊協(xié)商方式和掛牌方式的曲線分解方法可以自行確定。集中競價的合同需要按照規(guī)定的方式分解。分解包括三個步驟：年度電量分解到月、月度電量分解到日、日電量分解到時。

(1)年度電量分解到月：根據(jù)上一年統(tǒng)調(diào)電力電量歷史數(shù)據(jù)確定年度分月電量比例。

(2)月度電量分解到日：根據(jù)上一年統(tǒng)調(diào)日電量歷史數(shù)據(jù)確定工作日、周六、周日、節(jié)假日四類常用日的電量比例。

(3)日電量分解到時：有三種方式可以選擇，包括峰谷平曲線D1(根據(jù)統(tǒng)調(diào)歷史將日電量按峰、谷、平三類分解為24小時電量曲線)、全天平均曲線D2(將日電量平均分解為24小時電量曲線)和高峰時段曲線D3(將日電量平均分解至每日峰段，平段谷段為零)。

【討論】

由于能量市場的交易標(biāo)的物本質(zhì)上是以小時為單位的電量，中長期合同必須進(jìn)行分解，否則其價值是不確定的。為了交易的方便，減小交易成本，增加交易的流動性，可以對一些不同小時的電量打包交易，以上不同的曲線分解方式實際上就是對應(yīng)不同的打包方法。比如，日D3分解方式下，就是將一天內(nèi)峰時段按相同的電量打包進(jìn)行交易，D2分解方式下就是將一天24小時按相同的電量打包進(jìn)行交易，D1分解方式下就是將一天的24時段按照一種典型的峰平谷比進(jìn)行打包交易。實際上，通過這三種曲線的組合，可以得到任何特性的日負(fù)荷曲線(按峰平谷劃分)。廣東中長期市場中設(shè)計多種典型的日分解曲線，是一種很好的市場設(shè)計。

目前的分解方式存在的問題是：年到月的分解和月到日的分解都是按照全網(wǎng)統(tǒng)一的負(fù)荷特性，無法反映不同市場主體差異化的需求。未來根據(jù)各產(chǎn)品交易的情況和實際的需求，可以設(shè)計更多的品種，反映市場主體差異化的特性。

三、基數(shù)合約中長期交易

1)交易標(biāo)的物

基數(shù)合約交易的標(biāo)的物為基數(shù)合約。如在我們上一篇文章中分析，市場主體獲得的基數(shù)合約不是一個確定的電量，而可以認(rèn)為是非市場電量的一定的比例的發(fā)電權(quán)。事前分解的電量數(shù)額在事后計量后，結(jié)算時，會按比例進(jìn)行調(diào)整。另外，基數(shù)合約電量沒有確定的分解曲線。因此，基數(shù)合約無法與市場形成的市場化的中長期合約進(jìn)行交易。

廣東市場規(guī)則中，對關(guān)停機(jī)組的關(guān)停電量定義為固定電量，不在事后根據(jù)非市場用戶用電量進(jìn)行調(diào)整。

【討論】

建議制定基數(shù)電量分解的原則，在年度確定基數(shù)電量計劃是就確定分解的曲線，同時不進(jìn)行事后的調(diào)整。這樣可以簡化相關(guān)的市場規(guī)則，也不會引起大的利益的變化。

2)交易方式

交易方式包括集中交易和協(xié)商交易，其中集中交易又包括集合交易和連續(xù)交易兩個過程。相關(guān)流程、機(jī)制與市場合約的集中交易類似，這里不再重復(fù)。

總結(jié)

廣東電力市場規(guī)則中已經(jīng)建立了比較完善的交易體系，包括中長期交易、日前交易和實時交易，很多設(shè)計參考了國際上的最新的經(jīng)驗，但也在一些環(huán)節(jié)進(jìn)行了改變。市場中一些細(xì)節(jié)的改變都有可能對市場的效率、市場主體的利益產(chǎn)生很大的影響。對一些關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，需要對不同的可選方案進(jìn)行定量的測算分析，不斷對相關(guān)規(guī)則進(jìn)行優(yōu)化。

在交易體系方面，需要重點考慮的問題包括：市場邊界條件的確定、日前市場出清中對用戶側(cè)報價的使用方式。中長期市場未來可根據(jù)實際交易情況不斷創(chuàng)新新的品種。

下一篇文章中，我們將重點對日前和實時市場的交易規(guī)則進(jìn)行分析。