电力现货市场发电侧日前交易报价思路分析

电力现货市场发电侧日前交易报价思路分析

李志鑫

广州发展电力销售有限责任公司  广东  广州  510000

摘要：以南方（以广东起步）电力现货市场发电侧日前市场交易为蓝本，简要介绍了电力现货市场的基本概念、出清原理、运作流程和关键机制，重点围绕日前市场交易策略的策划，从电力现货市场交易结算入手，本着收益最优原则，对结算公式进行等效变换，推导出多种形式，以贴合各种实际交易场景，利于理顺报价逻辑，厘清报价思路，科学制定日前市场交易策略，文章结合不同形式的结算公式，推演了不同交易场景下的报价逻辑分析过程，为日前市场报价思路策划提供了参考。

关键字：电力现货市场  日前市场交易  交易结算  交易策略

1.引言

南方（以广东起步）电力现货市场已进入全年不间断结算运行阶段，开展电力现货交易的主要目的之一是充分还原电力的一般商品属性[1]，使电力和普通商品一样同时具备时间信号和位置信号，所谓时间信号，即不同时段随着电力供求关系的变化，电力价格随之波动；所谓位置信号，即不同区域随着资源稀缺程度的不同，电力价格相应变化。此外，从充分还原电力的一般商品属性这个角度理解电力现货交易，要使电力和普通商品一样交易要实现现买和现卖，即交易和交割几乎没有时间间隔，然而，电力有着特殊的物理属性，电力不能大规模存储，发、输、配、用必须同时完成，这个特殊物理属性[2]决定着电力不可能像普通商品一样交易和交割没有时间间隔，但是可以尽可能缩短时间间隔，以广东电力现货市场为例，在日前市场，交易和交割的时间间隔缩短为一天，实时市场缩短为15分钟，交易和交割之间的时间间隔越短，越能反映真实的供求关系，从而发现真实电力价格，更好发挥市场配置资源的决定性作用。

电力现货市场环境下，发电机组在运行日的开停机、每15分钟的发电负荷及售电价格均由电力现货交易的结果决定，电力现货交易边界纷繁复杂，交易结果存在较大不确定性，交易价格影响因素多，波动幅度大（根据近期电力现货交易情况，最低0元/千瓦时，最高1.2元/千瓦时），和中长期交易关联影响电厂的经营收入。目前，南方（以广东起步）电力现货市场已进入全年结算运行阶段，电力现货交易每天进行，全年无休，为保障电厂经营稳定，如何在复杂多变的边界条件下，快速理顺报价思路，制定交易策略，至关重要。

2.电力现货市场概况

广东电力现货市场采取全电量集中优化出清和节点边际电价机制[3]，分为日前市场和实时市场。日前市场是在运行日的前一天进行的，决定运行日机组开停运行方式和96点发电计划的电能量交易市场，所谓96点发电计划，即机组在运行日每15分钟的中标发电出力及节点价格，每小时对4个15分钟的中标电量及节点价格取算数平均值，即得到每小时的中标电量及节点价格。实时市场是在运行日进行的，决定下一个15分钟机组发电计划（中标发电出力及节点价格）的电能量交易市场。

现阶段，广东电力现货市场采取发电侧“报量报价”、售电侧“报量不报价”的方式[4]，发电侧每天13:00前通过交易系统申报机组出力报价曲线，申报的机组出力自最小技术出力至额定功率，可以分段报价，最多可以分10段，每段出力的起点是上一段出力的终点，而且，报价随着出力的增加单调非递减，最终形成一条连续的单调非递减量价曲线。根据发电侧申报的出力报价曲线，以全社会购电成本最低为优化目标，在满足各类约束条件的情况下，执行SCUC（安全约束机组组合）和SCED（安全约束经济调度）算法，出清得到日前市场交易结果，即上述96点发电计划。

实时市场无需再报量报价，电力调度机构每15分钟，基于最新的电网运行状态和超短期负荷预测信息，综合考虑发电机组和电网安全运行约束条件，根据发电侧在日前市场的报价，执行SCED算法进行优化计算，形成下一个15分钟的发电计划和分时节点价格。

3. 交易结算及结算公式等效变换

电力现货市场环境下，日前市场交易结果直接关系机组启停、每15分钟的发电负荷及售电价格，进而关系电厂的稳定经营，因此，制定科学合理的日前市场报价策略至关重要。从市场角度出发，交易的目的是在风险可控前提下争取更大收益，故在分析报价思路时需从交易结算入手。因电力现货交易边界条件复杂，交易场景多变，单一的结算公式难以贴合不同的交易场景，有必要对结算公式进行等效转换，推导出多种形式，以贴合各种交易场景。

广东现行电力现货及中长期交易成交电量的最小颗粒度均为每小时，交易结算采取“按小时计算、按日清算、按月结算”的方式。

3.1 现行结算公式[5]

本文将现行结算公式命名为“结算公式一”，下面以发电侧每日的电能量电费清算为例简要进行介绍。

在不考虑代购电量合约结算、中长期合约阻塞和其它分摊分享费用的情况下，根据广东电力市场现行结算规则，发电侧每日的电能量电费计算可简单归纳为以下三步：

（1）中长期合约执行全电量结算

                                （3-1）

式（3-1）中：

     为运行日机组持有中长期合约的电费收入；

为运行日机组持有中长期合约在t小时的分解电量；

     为运行日机组持有中长期合约在t小时分解电量的综合价格，通常为同一价格，即不同时段价格相同。

（2）日前市场执行偏差结算

                      （3-2）

式（3-2）中：

     为运行日机组的日前市场偏差电费收入；

为运行日机组在t小时的日前市场中标电量；

     为运行日机组持有中长期合约在t小时的分解电量；

为运行日机组在t小时的日前市场节点电价。

（3）实时市场执行偏差结算

                    （3-3）

式（3-3）中：

     为运行日机组的实时市场偏差电费收入；

为运行日机组在t小时的实际上网电量；

     为运行日机组在t小时的日前市场中标电量；

为运行日机组在t小时的实时市场节点电价。

对上述三部分电费收入求和，即得到机组在运行日的电能量电费收入。

“结算公式一”总结起来：1.中长期合约电量按成交价格结算；2.日前中标电量与中长期合约电量的偏差按日前市场节点价格结算；3.实际上网电量与日前中标电量的偏差按实时市场节点价格结算。

“结算公式一”易于理解＞时的场景，即运行日某时段，日前中标电量与中长期合约电量的重叠部分按中长期合约价格结算，日前中标电量超过中长期合约电量的部分按照日前市场价格结算。

为同样便于理解＜时的场景，可以对“结算公式一”做进一步的等效变换：

假设= - ，＜0。

将 =+，代入公式（3-2），并和公式（3-1）进行整合，合并同类项后，且不考虑实时市场结算，推导出：

得出：

假设 = - 代入上式得出：

  （3-4）

公式（3-4）虽说经过变换，但仍可归纳为“结算公式一”的范畴，其内涵可总结为：1.日前中标电量与中长期合约电量重叠的部分按照中长期合约价格结算；2.中长期合约电量超出日前中标电量的部分按照中长期合约价格与日前市场节点价格的差价进行结算。

3.2 结算公式形式变换

为贴合不同的交易场景，可以对“结算公式一”进行更大形式的变换，推导另外一种形式的结算公式，本文将其命名为“结算公式二”，具体变换推导过程如下：

对“结算公式一”中的式（3-1）和式（3-2）进行求和，即：

=

=  （3-5）

将式（3-5）拆分为两部分，并与式（3-3）相结合，同样暂不考虑代购电量、中长期阻塞费用和其他分摊分享费用，推导出“结算公式二”，“结算公式二”同样可以分为以下三步：

（1）日前市场全电量结算

                                       （3-6）

式（3-6）中：

           为运行日机组的日前市场电费收入。

（2）中长期合约执行差价结算

                   （3-7）

式（3-7）中：

 为运行日机组持有的中长期合约电费收入。

（3）实时市场偏差结算

                     （3-8）

对上述三部分电费收入求和即得到机组在运行日的电能量电费收入。

“结算公式二”总结起来，对机组在运行日每小时的电能量电费计算（不考虑中长期合约阻塞费用）：1.日前市场中标电量按日前节点价格结算；2.中长期合约按合约价格与日前节点价格的差价结算；3.实际上网电量与日前中标电量的偏差按实时市场节点价格计算。

3.3 电费结算实例

“结算公式一”和“结算公式二”，形式不同，就计算结果而言殊途同归，完全一致，下面通过简单的结算实例进行验证。

图1 某机组日前即中长期交易情况

因两种结算公式对实时市场的结算相同，因此，结算实例暂不考虑实时市场结算，同时，仍不考虑中长期阻塞费用和其他分享分摊费用。假设某发电机组在某运行日4个时段的日前市场和中长期合约交易情况如图1所示。根据交易参数，按照“结算公式一”和“结算公式二”计算步骤分别对4个时段的电费收入进行计算，具体结果详见表1，两种形式的电费计算结果完全相同。

表1.两种结算公式下的电费计算结果

4.电力现货交易报价思路分析

日前市场报价要考虑各种外部和内部因素[6]，外部因素主要包括各类负荷需求（统调负荷、西电东送负荷、市场机组负荷）日前预测、全省市场机组的开停机方式、必开必停机组约束等情况，上述因素主要通过影响供求关系进而影响日前市场价格，此外，还要考虑线路检修情况，影响区域电网阻塞程度进而影响区域电力现货价格；内部因素主要包括自身的机组状态、运行方式诉求、中长期合约持仓、代购电合约持仓、燃料成本等情况。

接下来，就以广东珠三角负荷中心某30万煤机日前市场报价为例，假设外部因素处于正常状态，内部因素主要考虑开停机诉求、中长期（含代购电合约）持仓、燃料成本等情况，围绕收益最大化，推演各种交易场景下，通过运用不同形式的结算公式，理顺报价思路。

4.1 第一段出力报价策略分析

图2  某电厂日前市场中标情况（单位：万千瓦、厘/千瓦时）

结合某运行日日前市场出清情况，该机组最大出力32万千瓦，最小技术出力15万千瓦，所持有的中长期合约（含代购合约）情况低谷时期约18万千瓦，高峰时期约22万千瓦，具体详见图2，在无特殊运行方式诉求的情况下，仅考虑收益因素，简要分析第一段出力报价的分析思路。

根据机组日前申报量价曲线要求，发电侧通常采取分段出力报价，申报的第一段出力范围通常在中长期合约持仓以内。假设第一段出力为，在数值上与相等，并且在中长期合约持仓范围内，即：＜。

上述交易场景下，与“结算公式一”中的公式（3-4）代表的内涵更加贴合，根据公式（3-4），若申报的第一段出力中标，则发电机组在该时段的边界收益（不考虑实时市场收益）为： （4-1）

若申报的第一段出力不中标，则发电机组在该时段的边际收益（不考虑实时市场收益）为：

（4-2）

公式（4-2）中：。

对比公式（4-1）和（4-2）可知，为使交易的收益最优，当＞时，希望中标，机组发电；反之，当＜时，希望不中标，机组不发电，而通过中长期合约价格与日前节点价格的价差进行套利。

为满足上述要求，同时为了谋求收益最大化，可以选择首段出力按机组的燃料成本进行报价。对此，设置以下不同的交易场景，推演各种报价情况下的可能中标情况，具体详见表2。验证只有按机组燃料成本报价才能与上述收益最大化要求相吻合。

表2 不同交易场景和报价方式下的出清结果情况

为满足收益最大化要求，当日前节点价格高于燃料成本时，希望申报的出力中标，机组发电，反之，希望申报的出力不中标，通过中长期合约套利。根据表2的推演结果，只有参考机组的燃料成本报价时能够达到收益最大化要求。

以上是没有特殊运行方式诉求的情况，然而，实际运行过程中，为保障机组稳定运行，尤其煤电机组，应尽可能避免频繁停机，此时，机组第一段出力可以报低价，甚至报0价，根据公式（3-4），若第一段出力报低价中标，中标的出力若在中长期合约持仓范围内，则仍按中长期价格进行结算，因此，当申报的第一段出力范围较小时，收益受报低价的影响也相对较小。

4.2 电力供需宽松时期报价思路分析

电力供需形势宽松时期，电网几乎没有阻塞现象[7]，全网的日前市场节点价格趋同，此背景下，某台机组定价的概率非常小，即日前市场节点价格不以某台机组的报价意志为转移。上述交易场景下，不考虑机组的开停机方式诉求和实时市场交易，在策划日前报价思路时，运用中长期合约与日前中标电量相对分开结算的“结算公式二”易于厘清报价思路。

根据“结算公式二”中的公式（3-7）：

即中长期合约执行差价结算。式中，和在开展日前交易以前就已经确定，不以机组自身报价意志为转移，即的结算收益基本不受机组自身在日前市场报价的影响，因此，在日前市场报价时，可以暂时不考虑中长期合约收益的影响。

不考虑中长期合约收益影响因素后，根据结算公式二中的公式（3-6），即日前市场中标电量按照日前市场节点价格执行全电量结算，在此情况下，机组获取的边际收益为：

       （4-3）

根据公式4-3，要获取边际收益，即＞0，需首先保证（-）＞0，那么日前市场报价需参考燃料成本进行报价。因日前市场采取节点边际电价机制，通常按燃料成本报价机组中标时，中标价格会略高于自身报价，为了安全起见，可以预留一定的安全裕度，即在燃料成本的基础上略微抬升报价，抬升幅度不宜太大，从谋求收益最大化的角度，在保证（-）＞0后，还需尽可能争取更多的，才能获取更大收益。

根据上述分析，在电力供需形势宽松，机组在日前市场定价概率低，在策划日前市场报价思路时，中长期合约和现货交易影响因素可以相对割裂，此时，运用“结算公式二”分析思路，更加与此类交易场景相吻合，更加科学便捷厘清报价思路，制定交易策略。

4.3 电力供需紧张时期的报价思路分析

电力供需形势紧张时期，输电线路或断面通常存在阻塞现象，处于负荷中心的机组在部分时段存在定价机会的概率较大，在日前交易以前，机组已经持有了中长期合约，本着收益最大化原则，即使存在定价机会，也不能盲目抬高报价，抬高报价对增加收益可能适得其反，必须要考虑中长期合约收益的影响，在日前市场和中长期合约因素交织影响的场景下，运用“结算公式一”更加易于厘清日前报价思路。

日前报价通常采取分段出力报价方式，根据报价机制要求，报价随着申报出力的增加逐步提升，在电力供需形势紧张时期，在适当的时段抬高报价利于争取更大收益。

申报出力在中长期合约持仓范围以内时，即＜，根据“结算公式一”中的公式（3-4）：

在预测部分时段可能存在定价机会时，若盲目抬高报价，会导致（-）变小，甚至变为负数，而前一部分保持不变，从而整体产生收益受损。因此，在中长期持仓范围以内报价时，鉴于定价的概率及时段均存在不确定性，可以根据本文第4.1节所述的报价思路参考燃料成本进行报价。

当申报的分段出力超出中长期范围时，即＞，根据“结算公式一”：

此交易场景下，不收日前市场报价的影响，此时，从结算收益的角度考虑，希望越高越好，因此，在机组所在区域电力供需形势紧张时期，预计存在定价机会时，在中长期合约持仓范围以外的申报出力，可以相应提高报价，争取收益。

5.结论

电力现货交易结果直接关系机组在运行日的运行方式，影响电力市场交易收入，为保障电厂稳定运营[8]，须精心策划电力现货交易报价思路，而电力现货交易面临的边界复杂多变，影响价格因素纷繁复杂，经常要应对各式各样的交易场景，在此背景下，欲理顺报价思路，需对结算公式进行等效变换，使之尽可能契合不同的交易场景，从而快速制定报价思路，策划交易策略。本文就以发电侧电力现货交易为例，通过对结算公式进行等效变换，推演在各种交易场景下如何选择相对贴合的结算公式，梳理报价思路，制定报价策略，为电力现货交易报价具有一定的参考意义。

参考文献

[1]欧洲统一电力市场建设及对中国电力市场模式的启示[J]. 李竹;庞博;李国栋;范孟华;曲昊源.电力系统自动化,2017；

[2]关于新形势下电力市场体系建设的思考[J]. 张粒子.中国电力企业管理,2022(04)；

[3] 首批电力现货交易试点单位的交易特点[J]. .大众用电,2019(09)

    [4]广东电力市场现货电能量交易实施细则（征求意见稿）；

[5]广东电力市场现货结算实施细则（征求意见稿）；

[6]电力市场交易价格波动风险管控. 薛松;张晓萱.中国电力企业管理,2017

[7]考虑水电富集地区线路利用率的阻塞场景筛选及电网扩展规划[J]. 刘阳;曾鉴;刘方;雷云凯;胥威汀;李晨.工程科学与技术,2023(02)

[8]电能量现货市场对火电企业生产经营的影响[J]. 陈磊.自动化应用,2023(04)

作者简介

李志鑫 1986年 性别：男、 民族：汉、 籍贯：河南周口、职称：工程师、学历：硕士研究生、研究方向：电力市场、综合能源服务。