浙江省电力现货市场试运行政府授权合约分解方式分析

王学坚，范金华，孙 盼，孙成富

(1.浙江浙能能源服务有限公司，浙江 杭州 310007；2.浙江浙能电力股份有限公司萧山发电厂，浙江 杭州 311251)

2015年，中共中央、国务院印发《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》(中发【2015】9号)，拉开了新一轮电力体制改革的序幕。2017年8月，国家发改委、国家能源局印发《关于开展电力现货市场建设试点工作的通知》(发改办能源【2017】1453号)，选择南方(以广东起步)、蒙西、浙江、山西、山东、福建、四川、甘肃等8个地区作为第一批试点。2017年9月，浙江省人民政府印发了《浙江省电力体制改革综合试点方案》(浙政发【2017】39号)和《浙江电力市场建设方案》等配套文件，对浙江省的电力体制改革作出顶层设计。2017年10月，经国际招标，PJM Technologies, Inc.与中国电力科学研究院联合体确定为浙江省电力市场设计与规划编制咨询服务的实施单位。2019年9月20日—2019年9月26日，浙江省电力现货市场开展第一次结算试运行，为期7天。2020年5月12日—2020年5月18日，浙江省电力现货市场开展第二次结算试运行，为期7天，此次结算试运行公开发布了结算试运行方案，其中包含了政府授权合约分解方式的规则。

政府授权合约是一种双向差价金融合约，为合约双方提供控制风险的手段。从电力市场的平衡角度看，政府授权合约的买方是未参与电力现货市场的非竞争性用户，合约理论上为非竞争性用户提供了稳定的电价；政府授权合约的卖方是发电企业，合约理论上为发电企业提供了稳定的收益；类似于撮合发电企业与非竞争性用户签订了长协。

对于电力现货市场中的策略方(区别于价格的接受者)，不同的政府授权合约分解方式对其参与市场的策略以及实际收益会有直接的影响。本文将对浙江省电力现货市场第二次结算试运行的政府合约分解方式进行分析和探讨，并展望若干问题。

1 差价合约

交易双方经常会借助于一种可以与集中市场并存的差价合同(Contract For Difference)机制。在差价合同中，买卖双方可以商定商品的履约价格(Strike Price)和交易数量。

一旦集中市场上的交易已经完成，差价合同就可以按照如下的方式进行结算[1]。

(1)如果差价合同的履约价格高于集中市场价格，购买方需要向卖出方支付一定金额。支付金额等于这两种价格的差价乘以合同规定的交易数量[1]。

(2)如果差价合同的履约价格低于集中市场价格，卖出方需要向购买方支付一定金额，它等于这两种价格的差价乘以合同规定的交易数[1]。

这样一来，差价合同就可以使交易双方既能够参加集中市场交易，又能规避对应的交易风险[1]。

对于后续提及的浙江省电力现货市场第二次结算试运行中的政府授权合约，经济学上归属为特定场景下的差价合约。

2 电量分配规则及分析

浙江省电力现货市场第二次结算试运行中的政府授权合约分配的基本原则具体如下。

2.1 煤电(除热电联产)

事前按照7天计划电量的90%比例确定电厂政府授权合约电量。发电企业在日前市场10段报价，根据出清结果和实际调度情况发电[2]。

2.2 热电联产

事前按照7天计划电量的90%比例确定电厂政府授权合约电量。自调度，不参与日前市场[2]。

2.3 气电

事前按照7天计划电量的30%比例确定电厂政府授权合约电量。发电企业在日前市场10段报价，根据出清结果和实际调度情况发电[2]。

2.4 水电、核电

事后按照实际计量上网电量的90%比例确定每台机组每个结算时段的政府授权合约电量。自调度，不参与日前市场报价[2]。

2.5 外来电

不参与此次结算试运行[2]。

外来电由于其外在的不确定性和复杂性，不参与市场，由上级调度提前给出出力曲线，作为市场竞价的边界条件[2]。

发电机组的事前政府授权合约电量按照既定算法程序分解至每个结算时段，分解原则为：煤电(除热电联产)、热电联产和气电机组分别按照各类型工作日、双休日和节假日典型曲线，分解至每台机组的每个结算时段。气电机组低谷时段(22时至次日6时)不分配合约电量(合约电量为0)[2]。

3 政府授权合约下分解方式分析

3.1 概述

在计划体制下，政府通过年度电量计划；电网调度部门通过调度指令；引导发电企业的发电行为。在电力现货市场条件下，通过价格信号来引导部分发电企业的行为。

以下将分析政府授权合约条件下，不同类型发电企业，在不同价格信号条件下，参与电力市场的行为。

3.2 政府授权合约的结算规则

浙江省电力现货市场第二次结算试运行中的政府授权合约的结算原则是——日前基准、实时差量、合约差价[2-5]。简化分析起见，下列分析只考虑单一结算时段。结算规则可用公式表示：

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

(1)

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

(2)

式中M——发电商电费收入；Mj——发电商的利润；Pb——日前市场价格；Qb——日前市场电量；Pr——实时市场价格；Qr——实时市场电量；Pz——政府授权合约电量；Qz——政府授权合约价格；Pc——发电成本价格。

3.3 价格信号

按照式(2)，理论上Pb，Pr，Pz，Pc四个价格的不同排列共有24种类型，不同的价格排列，提供了24种不同的价格信号[6-8]。

为简化分析，假定实时市场电量与日前市场电量无偏差Qr=Qb，则式(2)可简化：

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

(3)

发电企业完全按照政府授权合约发电，Qr=Qz，则式(3)可简化得：

Mj=(Pz-Pc)Qz

(4)

发电企业日前市场未中标，Qr=0，则式(3)可简化得：

Mj=(Pz-Pb)Qz

(5)

根据式(3)，理论上Pb，Pz，Pc三个价格共有6种排列，形成6种价格信号：

(1)价格信号一：

Pz>Pc>Pb

(6)

在式(3)条件下，日前市场亏损；授权合约盈利。

(2)价格信号二：

Pz>Pb>Pc

(7)

在式(3)条件下，日前市场盈利；授权合约盈利。

(3)价格信号六：

Pb>Pz>Pc

(8)

在式(3)条件下，日前市场盈利；授权合约亏损。

(4)价格信号四：

Pb>Pc>Pz

(9)

在式(3)条件下，日前市场盈利；授权合约亏损。

(5)价格信号五：

Pc>Pz>Pb

(10)

在式(3)条件下，日前市场亏损；授权合约盈利。

(6)价格信号三：

Pc>Pb>Pz

(11)

在式(3)条件下，日前市场亏损；授权合约亏损。

在现行浙江省电力市场，政府授权合约价格一般情况下大于发电机组的发电成本，Pz>Pc。

因此，仅需考虑式(6)、式(7)、式(8)的三种情况。

3.4 燃煤机组分析

在给定的燃煤机组政府授权合约电量曲线条件下，总体来说，如果燃煤机组历史低谷发电量小于政府授权合约低谷电量，政府授权合约电量曲线对其是有利的，反之则不利[9-10]。

在式(6)条件下，日前市场价格低于发电成本，常见的情况是夜间等用电低谷期。对于燃煤机组来说，保持稳定运行的情况下，尽量少发电最有利。

在式(7)条件下，日前市场价格高于发电成本，对于燃煤机组来说，尽量多发电最为有利。

在式(8)条件下，日前市场价格高于政府授权合约价格，常见的情况是该节点开始用燃气机组发的电。对于燃煤机组来说，要尽量保持机组平稳运行，否则该时段没有赚到尖峰的利润，政府授权合约还要加剧亏损。

3.5 燃气机组分析

对于燃气机组，式(6)条件下是常态，意味者市场上大多数时间由低成本的燃煤等机组提供电能，日前市场价格低于燃气发电成本，尽量少发电最有利。因燃气机组政府授权合约价格高，为鼓励其多发电，将其政府授权合约确定为历史电量的30%，较燃煤机组少。

在式(7)条件下，日前市场价格高于发电成本，对于燃气机组来说，尽量多发电最为有利。

在式(8)条件下，日前市场价格高于燃气机组政府授权合约价格，这是非常高的市场价格。对于燃气机组来说，要尽量保持机组平稳运行，否则该时段没有赚到尖峰的利润，政府授权合约还要加剧亏损。

3.6 水电机组分析

水电机组自调度，不参与日前市场报价。事后按照实际计量上网电量的90%比例确定每台机组每个结算时段的政府授权合约电量。

水电站的变动发电成本很低，可将式(3)简化得：

Mj=0.9QrPz+0.1QrPb

(12)

在式(6)条件下，Pb近似于0，式(12)简化得：

Mj=0.9PzQr

(13)

由式(13)表明，该时段政府授权合约收入打了九折，水电机组少发电更有利。

在式(7)条件下，政府授权合约价格高于日前市场价格，根据式(12)，对于机组来说，少发电最为有利。

在式(8)条件下，政府授权合约价格低于日前市场价格，根据式(12)，对于机组来说，多发电最为有利。

3.7 核电机组分析

核电机组安全性要求高的特性决定，很少启停、负荷非常平稳，较少调节，因此很难有市场策略。

按式(12)，有10%的核电实际发电量作为价格的接受者，价格暴露在现货市场中。

4 结语

浙江省电力现货市场第二次结算试运行政府授权合约的分解，没有考虑用户侧用电情况，用户侧是固定价格，因此存在账户资金不平衡的可能性，在后续阶段结算试运行应考虑增加政府授权合约分解技术方式的透明度。

对于燃气机组，已经有容量电费的条件下，可考虑调整其政府授权合约电量，增加其参与市场的积极性。对于水电机组，由于其发电的灵活性，自调度并且按实际发电情况授予政府授权合约，应考虑进一步约束其市场行为，避免干扰实时市场的风险。