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(xiàn)貨市場建設(shè)方案的研究工作，2017年8月確定為全國首批八個現(xiàn)貨試點之一，之后逐步完善現(xiàn)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(jié)算試運行。山西省電力現(xiàn)貨交易工作由此拉開帷幕，火電機組關(guān)于電能量的報價策略也在不斷探索中。

1 山西省電力現(xiàn)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(xiàn)貨市場按照“全電量優(yōu)化、新能源優(yōu)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(jié)點邊際價格進行出清。即對發(fā)電公司的交易申報數(shù)據(jù)按照報價排序，從報價最低的開始調(diào)用，直到調(diào)用的負荷與交易的負荷需求相平衡，被調(diào)用的最后一個發(fā)電公司的負荷所對應(yīng)的價格即為出清電價，結(jié)算時電網(wǎng)公司按照這一出清電價向各發(fā)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(xiàn)貨市場采用火電機組報量報價的方式開展交易?；痣姍C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(guī)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(fā)電企業(yè)電能電費計算

根據(jù)交易規(guī)則，發(fā)電企業(yè)的電能電費包括合約、日前及日內(nèi)電能電費，發(fā)電側(cè)調(diào)平電費。

不考慮調(diào)頻電費，發(fā)電企業(yè)的電能電費增量結(jié)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(xiàn)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(shù)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(yōu)點在于，中標(biāo)負荷對應(yīng)的價格高于或等于發(fā)電邊際成本，因此不會發(fā)生邊際利潤為負、發(fā)電虧損的情況。同時，可以在此報價策略基礎(chǔ)上，結(jié)合市場供需變化，分析火電機組競價空間，對報價進行優(yōu)化。例如，當(dāng)新能源處于較低水平、火電機組競價空間充足時，可以適當(dāng)提高申報價格，以博取高負荷區(qū)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(dǎo)過程

從“收益導(dǎo)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(yōu)。本文探索的均衡收益報價策略較邊際成本策略收益更優(yōu)。

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

假設(shè)，某發(fā)電機組負荷段WX對應(yīng)的邊際成本為CX，對應(yīng)上網(wǎng)電量為Qx，某時點日前出清價格P日前使得日前中標(biāo)負荷W1、W2的的收益相同。根據(jù)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(dāng)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(dāng)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(biāo)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(biāo)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(jié)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(shù)學(xué)關(guān)系上對該策略進行驗證

假設(shè)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(yīng)上網(wǎng)電量分別為Q1、Q2，日前出清價格為P日前。當(dāng)日前出清價格低于報價時，機組出力為W1，當(dāng)日前出清價格高于報價時，機組出力為W2。

假設(shè)，當(dāng)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(dāng)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(jīng)濟學(xué)角度對該策略進行闡述

當(dāng)出清價格大于等于P2時，日前中標(biāo)負荷由W1上升為W2。設(shè)W2=W1+ΔW（相應(yīng)上網(wǎng)電量為Q2=Q1+ΔQ），在邊際成本報價策略中，當(dāng)申報價格從W1對應(yīng)的邊際成本C1上調(diào)到W2對應(yīng)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(chǎn)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(yīng)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(shè)，某時點合約電量對應(yīng)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(yīng)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(dāng)出清價格高于邊際成本時，即中標(biāo)該邊際成本對應(yīng)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(yīng)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(yīng)的均衡收益價格456元/兆瓦時，因此日前中標(biāo)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(jié)論

由以上計算結(jié)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(jié)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(dǎo)向的工作目標(biāo)中更具優(yōu)勢。

4.4 小結(jié)

通過對均衡收益報價策略的探索，得出以下結(jié)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(biāo)負荷及相應(yīng)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(guān)，不存在超發(fā)或者欠發(fā)合約電量對報價或電能量邊際收益產(chǎn)生影響。合約電量的持倉量及價格與電能量總收益有關(guān)，本策略中與報價無關(guān)。

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

（3）負荷段的步長很重要。要充分結(jié)合實際生產(chǎn)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(jié)語

本文所研究的均衡收益報價策略是現(xiàn)階段以利潤為導(dǎo)向的工作中更適合的策略，在該策略的作用下，發(fā)電企業(yè)可以達到減虧增利目標(biāo)。隨著山西省電力現(xiàn)貨市場的持續(xù)推進，在“利潤導(dǎo)向”風(fēng)向標(biāo)下，相信發(fā)電企業(yè)會探索出更優(yōu)的報價策略以實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。