考虑市场力的远期合约及电力市场安全若干问题的研究.pdf

分类号：m 学校代码：1 0 0 7 9密级：公墨华北电力大学硕士学位论文是基目：考虑市场力的远期合约及电力市场安全若干问题的研究英文题目：S t u d yo nF o r w a r dC o n t a c tC o n s i d e r i n gM a r k e tp o w e ra n dS e v e r a lP r o b l e m si nE l e c t r i c i t yM a r k e tS e c u r i t y研究生：傅裕专业：电力系统及其自动化研究方向：电力系统分析、运行与控制指导教师：艾欣职称：教授论文提交日期：2 0 0 7 年1 月华北电力大学摘要随着电力市场的开展和时间的推移，越来越多的安全问题逐渐呈现出来。电力市场的安全问题主要包括原有的系统安全和由于一系列改革措施所带的价格的问题，在此，本文主要研究的是开展电力市场以来的经济方面的问题，主要包括电价改革的电价机制和市场安全维护手段，分析了远期合约比例对市场电价的影响，以及阻塞模式下发电商报价的策略，结果表明，应适当的选择远期合约的比例对市场电价的影响，阻塞问题将带来发电厂商决策的变化，并且带来相应的市场力，如何削弱市场力这一因素有待市场监管部门以及市场自身的完善。最后讨论了辅助服务和监管对提高电力系统可靠性和市场稳定的积极作用。关键词：电力市场安全，合同交易，阻塞管理，市场力A B S T R A C TAl o to fn e wq u e s t i o n sh a v ep u to u tt oe n s u r et h es e c u r i t yo fp o w e rs y s t e mi nt h ep o w e rm a r k e te n v i r o n m e n t T h i si s s u ei n c l u d e st h ep o w e rs y s t e ms e c u r i t ya n df i n a n c i a lp r o b l e m s I nt h i sp a p e r,w em a i n l yr e s e a r c h e di nt h ep o w e rm a r k e te c o n o m i cp r o b l e m s，i n c l u d i n ge l e c t r o v a l e n c em o d ea n dt h ew a yt om a i n t a i nt h es e c u r i t yo ft h em a r k e t，i n t r o d u c et h em o d e st h a ta l r e a d yu s e da n dt h et w os i d e so ft h e m，i nt h eu s u a lm o d e，w ed i s c u s s e dd i f f e r e n td e c i s i o na n dr e s u l t sw h i c hb r i n g st h em a r k e tp o w e ra n dp r i c es t r a t e g y，a n a l y s i st h ef u t u r ea g r e e m e n t Se f f e c to nt h em a r k e tp r i c e，a n du n d e rd i f f e r e n tc o n g e s t i o nm a n a g e m e n t，t h ed e c i s i o n st h a tt h ep o w e rp l a n tc h a n g e st oe n h a n c ei t sp r o f i t sH o wt Ow e a k e nt h em a r k e tp o w e rb e l o n g st ot h em a r k e td e p a r t m e n ta n dt h em o d ei t s e l f，w ed i s c u s st h ea s s i s t a n ts e r v i c ea n di n s e c t sa c c u m u l a t ef u n c t i o n si nk e e p i n gt h ep o w e rs y s t e ms e c u r i t ya n ds t a b i l i t y F uY u(p o w e rs y s t e ma n di t sa u t o m a t i o n)D i r e c t e db yp r o f A iX i nK E YW O R D：E l e c t r i c i t ym a r k e ts e c u r i t y，C o n t r a c t st r a d i n g，C o n g e s d o nm a n a g e m e n t，M a r k e tp o w e r声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文考虑市场力的远期合约及电力市场安全若干问题的研究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：直缝日期：关于学位论文使用授权的说明本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(涉密的学位论文在解密后遵守此规定)作者签名：日期：日期：华北电力大学硕士学位论文1 1 课题的目的和意义第一章绪论从上个世纪八十年代以来，世界各国都进行或即将进行电力工业的改革。这场改革的主要目的是通过引入市场机制，增加竞争，降低成本，提高效率，优化资源配置，促进电力工业的长期稳定发展。电力市场的基本特征是开放性、竞争性、计划性和协调性与传统的垄断的电力系统相比，电力市场具有开放性竞争性，与普通的商品市场相比，电力市场具有计划性和协作性。电力系统是相互紧密联系的，任一成员的操作，均将对电力系统产生影响。所以要求电力市场中的电力生产、使用、交换具有计划性。同时由于电力系统要求随时做到供需平衡，所以要求电力市场中的供应者之间、供应者与用户之间相互协调。电力工业由于其本身的特点，一直是由发、输、配、用电组合在一起的地区性垄断产业。随着全球兴起的经济自由化浪潮，一些与电力工业类似的垄断产业，如石油天然气、电信等产业的改革取得成效，促使在全球范围内开始电力工业的改革。其目的是要打破电力工业的垄断经营，解除或放松政府对电力工业垄断的管制，对电力工业实现结构性重组(如发电、输电、配电的解开)，开放电网，形成一个公平竞争的电力市场，以达到降低发电成本和电价，提高对用户的服务水平的目的。不同的国家将根据其历史的发展和现状，以不同的方式和步骤来进行电力工业的这一巨大改革。这将使传统的电力工业规划、设计、建设和运行发生很大的变化，需要电力工业经济、管理、技术等各部门全方位的改组、配合和协作。当前，全世界电力工业正在引入竞争机制，电力工业走向市场是国家基础产业改革的方向。数年的实际运行表明，在电力系统中引入市场机制后，由于电力这种商品的特殊性，在电力市场的运营过程中往往会出现一些问题。特别是在电力市场的运营过程中，单纯的现货交易会给电力市场的安全平稳运营带来潜在的威胁，可能出现部分市场成员的市场控制力过大、电价剧烈波动等问题，加州电力市场的失败就证明了这一点，由此，电力市场的安全问题进入了人们眼中，与传统的电力系统相比，电力市场带来了一系列新的问题，主要包括电力市场交易模式的选择以及交易合同所带来的风险，与传统电力系统不同的新的输电阻塞管理问题以及阻塞费用的分摊，市场力作用下的安全问题，和电价安全等等。华北电力大学硕士学位论文1 2 国内外电力市场研究现状电力市场主要包括电力市场运营模式的研究、电力市场运营技术问题的研究以及电力市场运营支持系统的研究。研究我国的电力市场，应当借鉴国外电力市场运营的经验和教训。1 2 1 国外电力市场现状分析国际电力市场模式多种多样，主要包括两大类，一是原来由政府统一垂直管理并经营电力系统的国家，其改革模式一般采取发电与电网分开，并逐渐开放电力销售市场，而调度和市场运营机构仍然与电网紧密结合，如英国、西班牙、阿根廷等，另一类是由原来政府不直接管理经营的电力系统的国家，其改革模式一般是新成立独立的系统运行及电力交易机构，各电力公司仍然拥有电厂和电网，配电市场逐步开放。如美国、德国、日本。英国的联营体曾作为一种先进的电力市场交易模式在世界上产生了重要影响，P o o l 通过一个独立的机构I S O 按照竟价低者优先和买价高者优先的原则统一购销电能，所有的电力交易必须强制在电力库中实施。输电公司作为单一购买者，从发电公司购买电能，按照边际价格定价，即以满足用电负荷的最后一台发电机组的报价为特定时段的上网成交价格，这部分在电力库中进行交易，配电公司在电力库中购买各自所需电能，并将其分销至各个供电公司或大用户，再由供电公司将电能销售至终端用户。但该模式存在着许多新的问题，发电公司会采取策略性报价来抬高市场价格以获取超额利润，特别在用电高峰，电价会严重背离其生产成本。2 0 0 1 年4月，英国正式启用新的电力市场模式，新模式允许双边交易，并引入了远期合同和期货市场。双边交易模式相当于一种场外交易模式，所需电能的9 5 由供电公司或大用户与发电厂商事先直接签订，5 的所需电能仍在电力库中交易完成，由工贸部、监管会、发电公司、输电公司、计算机公司等部门成立专门的协调小组，设计和制定了双边交易模式及其运营规则，较充分体现供需双方的讨价还价，形成了一系列市场价格，真正体现了市场竞争，9 5 的电量由双边合同完成，使电力市场与普通商品市场更为接近。但仍要注意的是分散交易，信息不充分，不利于电网的安全运行。美国的电力企业比较分散，特别是许多配电和输电企业是地区性企业，规模并不大，2 0 世纪9 0 年代初，美国能源委员会决定对电力进行改革。1 9 9 2 年通过能源政策法案后，美国电力市场开始引入竞争，一直到1 9 9 6 年，开始在两个州进行改革试点，美国电力体制改革的四个步骤：一是限制垄断企业的市场力量，实行输电、华北电力大学硕士学位论文发电和销售功能分离，二是建立独立的输电代理机构和电力交易市场，三是开放销售市场，取消批发价格的规制，允许消费者直接选择电力供应商，四是区域配电网公司基本上保持垄断经营。美国的电力改革的典型案例是加州的电力危机，其教训就是加州没有处理好市场开放和发展的关系。加州电力市场的设计者，为了保证竞争的公开性，防止发电商和零售商勾结，操纵市场，一律强制性进入现货市场，实践证明是失败了。加州排斥了长期合同，把庞大的电力市场处于即时的交易状态。当电力处于高峰状态时整个电力市场和电价处于十分不稳定的状态，当碰到了加州新经济高速增长时，电力需求急剧增长，把原有的电力储备容量吃光以后，很快就会在负荷高峰期间爆发出电力危机，必然引起电力需求和供应不足之间的尖锐矛盾。与加州鲜明相比的是，宾州和加卅I 是同时开放电力市场的，但前者成绩显著。宾州电力公司具有保持自己发电厂和直接与州外发电商签订长期合同的权利，并为州市场争取到新的参与者；宾州的电力公司本身可供全州8 0 的用电，而加州的电力公司却被迫脱离批发市场，只能与交易所打交道；宾州电力公司还有权在高用电区收取特殊输电费”，以刺激大用户自建电厂的积极性等。另一因素是宾州所在的P J M 多州联网包括约2 0 0 个竞争的电力公司，平均电价为$2 8 M W h；而加州的交易所中却只有6 0 个参与者，平均电价为$1 1 0 M W h。宾州的供电商被要求在高峰时具有1 9 备用，而加州近来的备用却跌到1 以下。对比显示：放松的方式和步伐对形成改革方案是十分重要的。德国于1 9 9 8 年开始进行电力市场改革，实现厂网分开，在发电和售电侧引入竞争，允许并产生了双边交易市场，输电和配电仍维持原垄断经营。2 0 0 0 年开始运营欧洲能源交易市场，约1 0 一1 5 的德国电能量和欧盟其他国家的一些电能量在E E X 中进行中、长期交易和日前交易。改革以后，德国输电电网由E N B W、R W E、E O N 和V e t t e n f a l lE u r o p e 四大能源集团分别拥有，每个集团同时拥有各自的发电公司、配电公司和供电公司。德国共有9 0 0 多家配电公司，其中7 5 分别属于4 大能源集团，2 5 由地方政府控制。除了4 大能源集团拥有供电公司外，允许其他资本进入供电层面运营供电公司。每个能源集团的发电公司、输电公司、配电公司和供电公司必须单独核算，并且只能参加各自层面的市场竞争。德国电力市场8 5-9 0 的电能量是采用双边交易模式交易，即用户或供电公司与发电公司直接交易。E E X设在德国莱比锡，其性质完全是一个有关电力的金融交易市场。E E X 市场中的电能量交易分为长期交易(1 6 年)、中期交易(月、季度和年)、短期交易(目前)，E E X 市场中的电价由供需关系确定，长期交易中E E X 也有可能给出一个参考价格目前在E E X 市场参与交易的成员约有1 1 2 个除E E X 市场外，在欧盟还有3 个同样的能源交易市场，双边交易以外的电能量交易都在这些市场中进行。8 5-9 0 华北电力大学硕士学位论文的电能量通过双边交易完成，供需双方共同参与，充分体现了竞争，改革前后的电力系统模式有一定的相关性，有利于安全运行，垂直一体化的色彩仍然非常浓重，政府管制非常重要。1 2 2 电力市场合约研究现状电力市场是一个把“电能的生产、输送、分配和消费等几乎在同一瞬间进行和完成”的工业系统和“电能的批发、交易、定价j 零售等环节需要快速决策和运营”的商业系统紧密结合的交易机制和体系的总和。电力市场的组织结构，如何在满足全社会利益最优的条件下，使电力市场的参与者能有效地回避市场风险，远期合约、期货合约、期权合约等金融衍生工具的引入，不仅使市场参与者所面l 临的价格风险大大减少，而且有助于提高电能供应的可靠性和系统运行的稳定性。电力期货交易合同的关键在于确定合同电价和中断电价，当供电短缺时，那些用电价值较小，因而所选中断电价较低的负荷总是较先被中断，这为用户需求侧管理创造了一个既经济又方便的条件。电力中长期合约市场的竞价模式现状，基于遗传算法的迭代竞价模型，采用迭代竞价机制代替单轮投标机制，并采用遗传算法解决竞价模型中发电商报价曲线形状不确定的特点和在特定的市场交易模式下的发电厂报价策略。基于确定性合约电量分解算法的差价合约分析系统，可有效规避发电市场现货交易的风险。从合约的标准化、数据申报的过程、合约市场分组竞价、需求预报和发布、合约市场数据申报与审核、竞价规则、合约电量的履行、交易机制、市场出清与清算、合约的变更、合同违约及处理等方面详细地介绍了中长期合约交易市场的运作机制。结合我国现状，充分考虑各发电公司由于历史原因造成的在市场上竞争能力的差异，分组竞价和交易机制，可以在最大限度上保证各发电公司的公正和公平性。有效的电力合约激励性机制，可以在实现经济调度的同时能有效的激励发电机组上报真实成本，从而引导发电容量投资，实现社会资源的合理配置。远期合同对于有效降低市场均衡电价有着积极作用。合约市场和实时平衡市场的模式，实时平衡市场作用主要是消除合约市场到期时市场交易的不平衡。1 2 3 电力市场风险研究现状利用C V a R 原理建立了以年度总期望收益为约束的发电公司年度总发电量多市场分配组合优化模型，基于C V a R 风险计量指标的发电商组合投标策略及模型能较真实地反映发电商所面l|缶的市场风险本质特征。对于相同的风险回避系数，随着差华北电力大学硕士学位论文价合约电量所占比例减小，发电公司所获利润的方差有明显增加的趋势，即适当增加差价合约电量能在一定程度上规避风险。虽然用户侧还没有电价联动，分时零售电价有利于配点公司规避风险和实现社会效益最大化电网公司做为非盈利公益机构情况下基于社会效益最大化和在不影响电网公司用户经济利益前提下的电网公司效益最大化的两种系统运行安全可靠性的实现方法；基于一定的交易规则的输配分离的电力市场电网公司竞价问题；C f D 和F r R 的作用，市场参与者在实时市场最优调度模型下的收入最低裕度限制约束条件，从而较好地解决了电网及市场参与者在风险与利润之间的平衡问题节点边际电价、分区边际电价以及全网统边际电价，这3 种电价机制对我国区域电力市场的电价机制与市场电价稳定制度、市场风险及其规避、区域电力市场的结算机制、各方利益的平衡协调、市场盈余公平分配模型与算法、统一竞价对区域内各省地方经济能造成的影响以及对各省电网公司的经营可能造成的风险等问题。1 2 4 电力市场阻塞研究现状阻塞问题由来已久，从短期而言，阻塞管理需要制定一个公平的削减交易的计划和制定新的调整准则，从而实现电力系统的最优安全经济调度，保证系统安全可靠运行；从长期而言，阻塞管理应该通过价格信号为系统的长期健康发展提供激励。电力市场的阻塞问题，主要包括阻塞管理方法和阻塞费用的分摊，由于不同的市场交易模式，引起的阻塞管理是不相同的，基于电力库市场模式通过最优潮流计算，可以得到阻塞成本最低的问题的解决方法，而基于双边交易的市场模式则可以通过调整量最小或者用户支付意愿等约束来解决，此外，由此引起的金融输电权，输电期权以及考虑可中断负荷等等的市场交易方法，对阻塞管理起到了各种改变和建议作用。而阻塞费用的分摊，由于潮流追踪带来的不确定性，仍然没有确定的解决方法，各国应用的包括分摊至各节点或者由发电节点分摊等的方法都有其实际意义。目前的优化调度大多是以最优潮流为出发点的。单纯联营体交易模式的阻塞调度，一类足考虑各种系统约束，直接利用最优潮流(O P F)得到满足约束条件的最优发电计划；另一类在投标确定的市场出清价(M a r k c tC l e a r i n gP d c e，M C P)基础上，根据某种原则对发电计划进行安全校正。双边交易模式的阻塞调度很难保证可行，I S O 必须对双边交易进行校核。因此双边交易阻塞管理调整和削减双边交易。不同的调整哥标即有不同的调整模式。弓l 入支付园子作为衡量交易重要程度的指标，优化目标为发电机的调整成本最小。混合模式需要解决的问题有：合同电量和现货电量的比例、计划需调整时按何种原则调整各种类型交易、支付因子的合理设定、获取实时市场辅助服务的问题和计及辅助服务及其成本的调度目标等。分散优化的阻塞调度策原则的研究目华北电力大学硕士学位论文前还处于理论探索阶段，实际应用中需要非常复杂的市场机制，充分的信息共享，因而在目前的技术条件下尚难实现。尽管如此，分散优化的阻塞管理方法提供了非常好的思路，决策分散化应该是未来发展的方向。动态阻塞管理与传统的动态安全性评估不同的是，在电力市场环境下除考虑技术因素外，还要考虑经济因素。一是通过系统的控制设备进行调整，二是调整系统的潮流方式，目前动态阻塞管理的研究集中在通过市场手段采取预防性措施以保证系统的安全性。阻塞成本和阻塞成本分摊这些问题，和市场管理模式和阻塞管理方法是密不可分的，阻塞成本的计算同时也影响到阻塞成本的分摊方法，在显示阻塞成本分摊中，将阻塞成本分摊给所有用户的方法简单明了，但是有失公平性，而按照阻塞节点和阻塞线路灵敏度等方式分摊，即基于线路使用率的分摊，仍然有其公平性的问题。目前提出的一种按照发电节点在各条线路的跟踪潮流分摊阻塞的方法，由于潮流追踪方法仍然未能得到肯定的理论支持，但是仍然值得肯定，目前存在的问题主要是对于大系统，计算将非常复杂。隐性的阻塞成本和定价方法主要是基于最优潮流的节点定价模式，发电机和负荷按照所在节点的电价付费，阻塞成本不明显，存在着交叉补贴和交易盈余，对缓解阻塞产生了反激励。1 3 本文的主要研究工作从上面的分析可见，电力市场化带来了一系列新的安全问题，将针对这些问题，做出以下研究；第一，电力市场所带来的模式改变，使得以自由竞争为主的交易模式对电网安全带来了新的问题，电力市场的实物交易形式和金融合约市场，远期、期货和期权的应用都对市场模式的发展起着重要作用。研究市场模式对安全的影响，以及各种衍生交易的作用有着积极意义第二，电力合约市场是电力市场交易制度中的不可缺少的部分，在电力市场中，远期合约和双边交易起着稳定电力市场价格的重要作用，是市场安全的稳定因素，同时，实时平衡电力市场和日前现货市场都是电力市场起市场作用的因素，也是电力市场发展的需要，因此，如何确定合约交易，合约交易的多少，都对电力市场改革和安全提出了问题，目前这方面的研究很多，考虑到各个方面的问题，提出了一些看法。第三，电力市场阻塞管理问题涉及到电网的安全与稳定，阻塞管理的目标是消除由于线路可传输容量所产生的约束，并且提供一系列的经济信号，引导电网的合理发展。目前，阻塞管理的大致方法已经有很多相关的文章，但是如何制定相应的模式来改变发电商的策略，引导合理的电网发展，仍然有待提高。华北电力大学硕士学位论文第二章电力市场模式市场是一项非常古老的发明，在大多数古老文明里都可以发现它的踪影。一开始，市场仅存在于某一地点，一群人只是很偶然地聚在那里进行商品交易；随着时间的推移，它慢慢发展成为虚拟环境，商品信息可以通过电子手段流通，人们只需轻轻一点鼠标就可以达成交易。尽管技术手段发生了变化，但是市场的基本原理并没有改变：它是这样一种平台，购买者与销售者可以通过在其中进行讨价还价，寻找进行交易的机会。电力市场的特征是开放性、竞争性、计划性和协调性。电力市场与其他行业市场有其共同之处，买卖双方通过市场进行交易，但又有很大的不同，电力商品不能储存，产、供、销同时完成，商品流通过程瞬间实现，其影响是系统性的，一个环节发生问题将有可能影响全局。因此，发展电力市场，除应遵守市场规则外，还必须满足电网的安全稳定运行和保证合格的电能质量的要求。2 1 电力市场对传统电力系统的影响在垄断环境下，整个电力系统的发电、输电、配电是统一管理和统一调度的，运行方式安排相对比较简单，系统运行的安全、可靠容易得到保证，为保证电网在各种情况下的安全性，在计算线路的功率输送极限时一般要考虑最恶劣、最严重的运行方式和故障类型。在电力市场条件下，开放和竞争使供电合同更具多样性和多变性，用户可任意选择供电者以双边交易的形式确定发电和用电的模式，各成员公司及各电厂间的发电分配难以预料，市场经济下的系统运行工况将由市场需求来决定。系统间大量的电能交换和交易、不可预测的潮流和线损等因素都增加了运行调度的不确定因素，因此新的运行问题由此产生，系统潮流可能与预测的很不一样，并可能导致输电阻塞、电压崩溃及不稳定等问题。与计划经济时相比，电力市场运行机制下的运行更容易遇到离线分析未考虑的工况。图2 1 电力系统状态以及控制措施华北电力大学硕士学位论文电力市场竞争机制的引入，提高了电力工业的生产效率，然而在电力市场运营过程中提高系统运行的经济效率与保证电力系统本身的安全与稳定始终是一对矛盾。引入竞争，使各电力公司的成本压力与日俱增。电力改革目标就是要减低电价，但随着电价的明显下降，电力公司不得不各自调整其运营成本。减低成本的一般性措施包括使电力系统在更临近安全极限水平下运行，减少维修次数，缩减甚至取消设备投资及从长期的角度进行重组以期提高单位运行成本效益，这意味着减少人力和电力设备的投人。因此，电力公司所采取的节约成本的措施，会对电网稳定水平进而电能质量产生负面影响。图2-2 市场运行和系统运行的相互作用由于电网运行的特点，电网的安全运行依赖于电网的统一协调，包括输配电网与电源间的统一协调。在垂直一体化的体制下，输配电网和发电厂的安全管理，既考虑了发电厂的安全，也考虑了整个电网的安全，且更注重电网的整体安全；既要考虑企业利益，更主要的是考虑所有投资者的合法权益、电网的整体利益乃至社会影响，发电厂的局部利益和电网的整体利益间的关系可在企业内部得到调整。厂网分开后，如果电厂在保证整个电网稳定运行中的责任不到位，对电网安全稳定运行亦十分不利。另外，在传统管理体制下，发电厂以整个电网的安全稳定为目标，整个电网的安全稳定措施是统一组织实施的。电网自动发电控制A G C 调频、安全自动装置配置、继电保护配置等，也都统一由机组依其在电网中的地位承担相应的职责。厂网分开后，必须按市场规则来组织实施电网的安全稳定措施和辅助服务。从组织管理体系看，机构重组进而安全责任制体系的变化可能造成安全生产责任和目标在一段时期内不明确。在垂直一体化的体制下，机组开停机计划是在全网集中优化安排的，调度可通过改变机组出力来满足电网安全稳定的要求；而在建立电力市场后，机组的开停计划由市场决定，原来保障电网安全稳定水平的重要手段成为电网运行的先决条件。华北电力大学硕士学位论文传统电力体制下建立起来了一整套高度集权的调度指挥系统，并形成了一系列保障电网安全稳定运行的管理措施和技术措旌。改革将原垄断经营的完整的产业链变成了分离的结构，产业链各环节能否协调运转将成为一个新问题，对电网的安全稳定运行带来潜在的威胁。2 2 市场化的竞争机制与电网的发展市场化是电力改革的最终方向；取消价格管制是打破垄断的前提。在理想状态下，以自由市场取代政府管制，无疑是激活市场的最佳途径。取消政府干预，实现经济自由，利用价格杠杆，让市场充分地发挥作用。理想市场的实现必须有3 个前提：一是大家都拥有完全的市场信息；二是每个人都是理性的市场主体；三是市场出清，所有的商品都有买家，所有的供给会自行创造需求。而电力市场不可能实现这样一个理想的市场环境。电力生产有其自身特殊的运行规律，发、输、配、售瞬间完成，电能量作为商品即发即用，不能储存。因此需要电源及配套的网络适当超前发展、需要具有一定的备用，不能有发展的滞后。市场化的电源建设项目由各发电商自主决定，而电网建设项目通常是由市场决定，电网建设则主要是依据潮流出现阻塞情况进行。因此，电网工程项目建设也滞后于负荷发展的需求。我们应认真吸取教训，研究国情、网情，设计、培育好我国的电力市场机制，以适应我国经济快速发展的需要。2 2 1 电力市场模式电力市场模式是指电力市场运作的方式，以电力市场结构为基础，涉及电力市场交易、价格、结算、监管等内容。电力市场模式有两种基本划分方法：(1)按照市场结构开放和竞争程度的不同可划分为垂直垄断模式、发电竞争模式、批发竞争模式和零售竞争模式。1)垂直垄断模式垂直垄断模式是指内垂直一体化的电力企业垄断发电、输电、配电和售电的结构模式。该垄断电力企业拥有所在市场区域内的全部或绝大部分电厂和输配电系统，对其服务区域内(这种服务区域可以是整个国家，也可以是一个大区)的电力生产、输配、销售实行垄断经营，其他电力企业不能在本区域独立售电。市场卖方为垄断的电力企业，市场买方为电力消费用户，市场电价受到政府严格管制。这是各国电力工业放松管制前普遍采用的模式。2)发电竞争模式(即单一购买者模式)华北电力大学硕士学位论文发电竞争模式是指在垂直垄断模式的基础上实施厂网分开，在发电侧实行竞争上网的结构模式。这种结构模式在发电领域引入市场竞争机制，而对输配电服务仍实行一体化垄断经营。市场卖方为苦干独立发电企业，市场买方主要为垄断输配电企业(在允许大用户直贿情况下，经核准的大用户也可成为市场买方)，卖方通过竞争将电力出售给买方。3)批发竞争模式批发竞争模式是指在发电竞争模式的基础上进一步开放输电服务，大用户和配电商参与市场竞争的结构模式。输电企业垄断输电服务，输电网络成为电力交易的载体，并向各类输电用户(发电企业、配电企业、大用户)平等开放，输电服务费由政府或监管机构确定。这使发电企业与配电企业、大用户可直接进行交易，大大增加电力市场的竞争程度。配电企业仍在其专营区内垄断经营配电和售电业务。4)零售竞争模式零售竞争模式是指在批发竞争模式的基础上进一步开放配电服务、在售电领域引入市场竞争机制的结构模式。输电网络和配电网络向各类用户平等开放，用户具有购电选择权(可以选择向电力零售商或兼营电力零售业务的配电商购电，也可以通过电力经纪人代理购电或向发电企业直接购电)，电力供需双方可以直接进行交易。(2)按市场交易集中程度的不同可划分为强制性电力市场和自愿性电力市场。I)强制性电力市场模式一这种模式也被称为“总市场模式”或者“电力库(电力联营)模式”，是指：在一个区域，只有一个强制市场成员参与的、集中竞价的电力市场。电力供需各方交易的全部电量及其电价都必须经由现货市场竞争确定，发电商通过竞价获取发电的权力，但并不为特定的用户发电；配电商也仅能在电力库，而不是从特定的发电商那里购电。在强制性电力市场模式下的市场中，电力市场运营、系统的调度运行及输电网的管理等工作由统一的系统运行者或者几个分立的机构负责。强制性电力库只是针对以电量进行实物交割的交易，但允许发电商与配电商、大用户签订财务合同差价合约等。2)自愿性电力市场模式自愿性电力市场是指在电力市场运行者组织的现货市场(包括日前市场，小时前市场和实时市场)之外，允许发电商与配电商、零售商及大用户进行场外双边交易的市场模式。与强制性电力市场相比，这种市场更接近于一般商品的市场，其特点是：给予了市场参与者以最大的选择权利，他们可以在对成本、信用风险和市场风险等进行综合评估之后，自主选择以何种方式购售电力商品；现货市场风险得到了转移和弱华北电力大学硕士学位论文化，市场的自由度和灵活性大大增强；双边交易为需求侧提供了充分的参与机会，需求侧的参与会使需求侧管理和价格的杠杆作用加强；电力库运作的现货市场给其它形式的电力交易提供了一个参考价格。目前这种市场已经成为在国际上广为实践和推崇的电力市场模式。2 2 2 电力实物交易实物交易是指以实物交割为目的的交易。电力实物交易是指以电能交割的电力交易。电力实物交易包括远期合同交易、现货交易、实时交易和辅助服务交易等。(1)远期合同交易远期合同交易是指以合同方式确定的在未来一定时间(般为日以上，如周、旬、月、季、年等)内完成的电力交易。合同价格可以通过竟价、协商和政府定价等方式确定。电力中长期合约内容包括合约电量、合约电价、交易双方的权利和义务、拒绝供电或拒绝接受供电时的惩罚量或补偿量(中断电价)、时问等主要参数。电能不能大量有效地存储是制约电力市场健康、有序发展的主要因索之一，而通过中长期合约交易，电力可以被”虚拟”地存储，说明中长期合约市场可提供类似子其他可存储商品的某种事前保护。除了能为各参与者提供选择机会以满足在价格和风险方面的特定要求并有利于供需双方信息交流外，电力中长期合约交易由于减少7发电商可以操纵的日前市场电量，降低了它在日前市场中的份额，从而减少了其操纵目前市场电价的兴趣，有利于市场公平竞争。另外，适当的中长期合约交易机制的引入还有利于维持电力市场的稳定性。(2)现货交易现货交易是指相对实时运行提前一天及2 4 小时以内进行的电能交易。现货交易一般通过竞价方式确定电能交易的数量和价格。电力现货交易包括日前交易、小时前交易和实时交易等。有时也把电力日前交易称为电力现货交易。电力现货交易的主要目的是为了平衡合同交易与实际负荷之间的偏差，给出一个市场价格信号，以及提高电力市场的竞争效率。(3)实时交易实时交易是指相对实时运行提前I 小时进行的电能交易。一般来讲，实时交易的电量较少，但对交易操作的时效性要求较高。实时交易的主要目的是为了保证电力供需的实时平衡。辅助服务是指为维护电力系统安全稳定运行，保证电能质量，由发电企业、电网经营企业和电力用户为系统提供的除正常电能生产、传输、使用钋的服务，包括调频、调峰、无功调节、备用、黑启动服务等。辅助服务分基本辅助服务和有偿辅华北电力大学硕士学位论文助服务。辅助服务交易是以辅助服务为目标的电力交易。2 2 3 电力金融合约市场电力系统一个很重要的特点是电能的生产、输送、分配、消费实际上是同时进行的。加上系统的庞大和复杂，传统的电力供应必须通过很强的计划性来确保系统的顺利运行。尽管如此，这种计划在各种各样的意外事件面前往往穷于应付，以致无能为力，而且显然是以牺牲运行的经济性为代价的。在电力市场中，计划并没有被否定，而是要求更加科学、更加经济。电力是一种社会必需品，需求弹性很小，不能大规模存储，并且电力运行要求供需双方实时保持平衡。这些特点使得电力价格呈现出极大的易变性和复杂性。如何在满足全社会利益最优的条件下，使电力市场的参与者能有效地回避市场风险，就成为市场健康稳定发展的重要保证。远期合约(F o r w a r dC o n t r a c t s)、期货合约(F u t u r eC o n t r a c t s)、期权合约(O p t i o nC o n t r a c t s)等金融衍生工具的引入，不仅使市场参与者所面临的价格风险大大减少，而且有助于提高电能供应的可靠性和系统运行的稳定性。(1)电力远期合约(差价合同)电力远期合约是市场参与者为了回避价格风险，减少由于价格波动带来的利益损失，通过谈判后所达成的一种协议，交易双方在合约中规定在某一个约定的时间按约定的价格购买或销售一定的电力。远期合约形式简单，易于操作，作为一种场外交易的金融衍生工具，已经在电力市场中得到广泛应用。英国在电力市场运行的初期，几乎超过8 0 的电力交易是通过远期差价合约(C o n t r a c tf o rD i f f e r e n c e s)市场进行的。在澳大利亚、新西兰，阿根廷和西班牙等国的电力市场化进程中，远期合约市场均占不可忽视的重要地位。电力远期合约分为电力差价合约和可选择的远期合约。电力差价合约又包括单向差价合约和双向差价合约，适用于采用电力联营体交易模式的电力市场。单向差价合约为当合约到期时，现货市场电价高于约定价格的，买电方(卖电方)以市场价与电力联营体进行结算，卖电方(买电方)将现货市场电价与约定价格的差价支付给买电方(卖电方)；当合约到期时现货市场电价低于约定价格的，买电方(卖电方)仍以市场价与电力联营体进行结算，但是买电方(卖电方)无须将现货市场电价与约定价格的差价支付给卖电方(买电方)在这种情况下，买电方和卖电方只能有一方完全回避风险双向差价合约是指，当合约到期时现货市场电价高于约定价格的，买电方以市场价与电力联营体进行结算，卖电方将现货市场电价与约定价格的差价支付给买电方；当合约到期时现货市场电价低于约定价格的，买电方以市场价与电力联营体进行结算，买电方将现货市华北电力大学硕士学位论文场电价与约定价格的差价支付给卖电方。可选择的远期合约是一种结合期权的远期合约，合约中规定了合约电价和中断电价两个价格，当合约到期时现货市场电价低于中断价格的，卖电方提供电力给买电方，当合约到期时现货市场电价高于中断价格时，卖电方按中断电价支付给买电方违约金，不再提供电力给买电方。买卖双方不仅都可以回避风险，而且都有一定的获利机会。(2)电力期货合约电力期货合约是一种标准化合约，是交易双方分别向对方承诺在合约中规定的未来某一确定的时间以约定价格购买或出售一定数量电量的书面协议。电力期货合约的交易是在期货交易所内完成，是一种场内交易金融衍生工具。电力期货合约市场有两个主要的作用，即价格发现和风险转移。电力期货合约价格通过公开喊价或计算机自动搓合形成后不断向各地传播，成为电力现货市场价格变化的基础，这就是电力期