新電力市場形勢下售電公司報(bào)競價(jià)策略初談

王楠　羅軍　吳溢　周永靜

摘 要：在我國電力市場化改革的推進(jìn)下，電力市場售電側(cè)逐步向社會放開，研究售電公司如何更好地參與購電報(bào)競價(jià)變得尤為重要。本文在電力市場規(guī)則的基礎(chǔ)上，研究如何制定售電公司的購電報(bào)競價(jià)策略，為售電公司參與電力市場提供有效地幫助。

關(guān)鍵詞：電力市場；售電公司；競價(jià)策略

中圖分類號：F426.61 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）16-0159-02

本文通過分析國內(nèi)外電力市場化改革近況，提出購電報(bào)競價(jià)業(yè)務(wù)模型，并展開數(shù)學(xué)推導(dǎo)，支撐售電公司科學(xué)地報(bào)競價(jià)，考慮了多樣化的價(jià)格機(jī)制對其參與市場競價(jià)策略的影響。

1 當(dāng)前市場的交易情況

電力市場化改革頗有成效的地區(qū)，如英國、美國、北歐等地區(qū)都是在電力批發(fā)市場和零售市場中引入了競爭。例如英國的發(fā)電公司、售電公司與大用戶等市場成員在電力批發(fā)市場中進(jìn)行電能交易；電力零售市場中，大用戶售電公司代理自己進(jìn)入市場開展購電交易?？紤]到市場成員的多種需求，英國電力批發(fā)市場的交易類型包括遠(yuǎn)期合同交易、日前交易、實(shí)時(shí)交易和期貨交易，各種交易模式的相互補(bǔ)充，保證了電力市場的連續(xù)性。[1]。

現(xiàn)今我國電力市場正處于由單一買方市場向批發(fā)競爭、零售競爭的過渡時(shí)期[2]。由政府制定規(guī)則，交易中心提供平臺，以市場化交易為主導(dǎo)，還原電力的商品屬性，優(yōu)化市場機(jī)制，合理配置電力資源。目前電力用戶直接交易的模式主要有雙邊交易、集中撮合式交易、集中競價(jià)交易[3]。就以最早開放售電業(yè)務(wù)的廣東省來看，存在年度雙邊協(xié)商與月度集中競爭兩大交易機(jī)制。競價(jià)過程中，可分成多段電量報(bào)價(jià)，按申報(bào)價(jià)格優(yōu)先成交，發(fā)電側(cè)價(jià)格相同時(shí)環(huán)保機(jī)組優(yōu)先成交，整個(gè)過程在線上交易系統(tǒng)完成。其中，報(bào)競價(jià)直接涉及到售電公司對電量的購買和盈利情況，故對報(bào)競價(jià)策略的研究至關(guān)重要。

2 市場化初期購電報(bào)競價(jià)策略分析

2.1 售電公司參與市場競價(jià)過程

首先針對月度自身購電需求開展定量分析：售電公司根據(jù)零售側(cè)電量需求的統(tǒng)計(jì)結(jié)果預(yù)測出代理客戶的負(fù)荷，再結(jié)合已購電量統(tǒng)計(jì)結(jié)果，得出申報(bào)電量計(jì)劃；從售電側(cè)合同統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以成本計(jì)算，獲得盈利基準(zhǔn)購電價(jià)，從而得出可申報(bào)的最高投標(biāo)電價(jià)[4]，如圖1所示。

其次分析競爭對手報(bào)價(jià)情況：可以根據(jù)歷史交易結(jié)果的公布信息，得到歷史交易數(shù)據(jù)，先假定申報(bào)量價(jià)的分布，得到申報(bào)數(shù)據(jù)，隨后展開交易模擬，得到成交結(jié)果統(tǒng)計(jì)信息再和歷史實(shí)際交易結(jié)果進(jìn)行對比，如果對比結(jié)果相似，即可獲得申報(bào)量價(jià)分布數(shù)據(jù)，反之重新進(jìn)行這一步驟，直到對比結(jié)果相似為止，如圖2所示。

最后對競價(jià)模擬結(jié)果和效益做出分析：根據(jù)交易中心明確規(guī)定的交易規(guī)則，結(jié)合上一步得出的供、需方的分布類型以及競價(jià)企業(yè)的特征參數(shù)，可得出模擬報(bào)價(jià)數(shù)據(jù)，再結(jié)合本公司的報(bào)價(jià)數(shù)據(jù)，展開交易模擬，并通過分析模擬結(jié)果考慮是否需要更改參數(shù)進(jìn)行多次交易模擬，最終可以得到競價(jià)方案，如圖3所示。

此外，還可開展交易后評估，對算法進(jìn)行智能修正：在真實(shí)的交易開展過后，可以將之前模擬的預(yù)案數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行收益分析比較，得出交易評估結(jié)果，為下次購電報(bào)競價(jià)做準(zhǔn)備。

2.2 售電公司參與市場競價(jià)模型計(jì)算

在本文中設(shè)定售電公司會實(shí)行三種類型的電價(jià)機(jī)制，包括可中斷電價(jià)、高可靠性電價(jià)和階梯電價(jià)[5]。

設(shè)t時(shí)段的市場清算價(jià)格為μt，售電公司申報(bào)的投標(biāo)電價(jià)為Pbt，當(dāng)Pbt≥μt時(shí)，售電公司競價(jià)成功。其中Pbt=μt時(shí)可能出現(xiàn)購電電量未完全得到滿足的情況?？紤]到統(tǒng)一出清電價(jià)MCP的變化，因此引入變量ω，ω≥0。對于售電公司來說，MCP為（1+ω）μt，市場MCP實(shí)際值則為μt，所以當(dāng)報(bào)價(jià)Pbt≥（1+ω）μt，就可保證競價(jià)成功。售電公司可根據(jù)歷史數(shù)據(jù)分析得出市場清算電價(jià)μt的概率密度函數(shù)f（x），在（-∞，d）的概率為：

Prob[0≤x≤d]=（x）dx （1）

因?yàn)棣蘴經(jīng)常變化，通常情況下無法知道ω的準(zhǔn)確值，但可以求出ω的概率分布。設(shè)ω在[0，h]上的分布函數(shù)為τ（x），假定為均勻分布。支付函數(shù)W（q，ω）對ω求期望可得到：

W（q，h）=W（q，ω）τ（ω） dω （2）

由支付函數(shù)可得出能取得最大利潤的競價(jià)購電策略。

如2.1所說，按售電側(cè)合同統(tǒng)計(jì)結(jié)果可進(jìn)行成本計(jì)算，則售電公司的購電成本為：

C=θt[（θ1t-δtΔθt）t+θ2tt+θ3tt]=θtqtt （3）

約束條件為：ΔQtmin≤ΔQt≤ΔQtmax （4）

式中：θt為競價(jià)成功的概率；θ1t、θ2t、θ3t分別是競價(jià)前實(shí)施中斷電價(jià)、高可靠性電價(jià)和階梯電價(jià)的用戶分別所需的現(xiàn)貨市場電量；δt為用戶執(zhí)行中斷合同的概率；Δθt為中斷量；q為售電公司參與市場的投標(biāo)電量。

那么，t時(shí)段總售電收益為：

F=θt[（Q1t-δtΔQt）p1t-δtΔQtPcompt

+Q2tp2t-φ（1-β）Q2tp2t+Q3tp3t+（1-δt）Fct] （5）

式中：p1t、p2t、p3t分別為中斷電價(jià)、高可靠性電價(jià)和階梯電價(jià)；Pcompt為中斷補(bǔ)償價(jià)格；Fct為違約賠償金；β為可靠率；φ為常數(shù)。

支付函數(shù)為：W=F-C （6）

為了獲得申報(bào)量價(jià)分布數(shù)據(jù)，可以先假設(shè)市場清算電價(jià)μt在[a，b]上服從均勻分布，即：

f（x）== （7）

根據(jù)式（2）、（3）分別求出競價(jià)成功的概率和市場清算電價(jià)的期望為：

θt=dx=（-a） （8）

t=（+a） （9）

約束條件：

a≤≤b （10）

式中：qt為投標(biāo)電量，即申報(bào)電量計(jì)劃為：

qt=Q1t+Q2t+Q3t-δtΔQt （11）

代入式（4）中，可得出支付函數(shù)為：

W=max（F-C）τ（ω）dω （12）

利用MATLAB進(jìn)行模擬仿真。

隨機(jī)生成申報(bào)電量電價(jià)的初始值，篩選出滿足（4）、（10）的初始變量，代入（8）、（9）公式中并計(jì)算出在某時(shí)段各類用戶的負(fù)荷需求和價(jià)格在該場景下，競價(jià)成功、競價(jià)失敗的概率和市場清算價(jià)格的期望，再進(jìn)一步代入（3）、（5）中計(jì)算出該場景下售電公司的成本和收益；利用式（12）求出其利潤，然后再次隨機(jī)生成滿足約束條件的初始變量，代入各式，重復(fù)上述過程，從而求出最大的利潤值，并分別求出在W最大情況下的k，q值，最終得出該場景下售電公司參與市場購電最優(yōu)競價(jià)策略。

3 結(jié)語

本文探討了國內(nèi)外電力市場化改革的不同交易模式，并結(jié)合現(xiàn)有市場對報(bào)競價(jià)策略開展了進(jìn)一步研究。包括對競價(jià)流程的框架進(jìn)行的初步探討，對售電公司參與市場競價(jià)購電的策略進(jìn)行的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。通過初談售電公司報(bào)競價(jià)行為，可以得到：在信息化模型算法的支撐下，合理地制定購電報(bào)競價(jià)策略有利于售電公司開展業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)利益最大化。同時(shí)，售電公司在參與市場前應(yīng)充分地收集好歷史交易數(shù)據(jù)，以便做出高效的預(yù)測，并在真實(shí)的交易開展過后，將預(yù)案計(jì)劃和實(shí)際交易結(jié)果進(jìn)行分析比較，得出交易評估，為下次購電報(bào)競價(jià)做出更好的準(zhǔn)備。

參考文獻(xiàn)

[1]周明，嚴(yán)宇，等.國外典型電力市場交易結(jié)算機(jī)制及對中國的啟示[J].電力系統(tǒng)自動化，2017，（20）：1-8+150.

[2]于爾鏗，周京陽，張學(xué)松.電力市場競價(jià)模型與原理[J].電力系統(tǒng)自動化，2001，（01）：24-27.

[3]白楊，謝樂，夏清，等.中國推進(jìn)售電側(cè)市場化的制度設(shè)計(jì)與建議[J].電力系統(tǒng)自動化，2015，（14）：1-7.

[4]張顯，劉福斌，彭濤，等.電力用戶與發(fā)電企業(yè)直接交易相關(guān)問題探討[J].電力系統(tǒng)自動化，2014，（13）：33-37.

[5]尹龍，等.考慮多種用戶價(jià)格機(jī)制下的綜合型能源售電公司購電競價(jià)策略[J].電網(wǎng)技術(shù)，2014，（01）：88-95.