第三章电力市场交易理论

第三章电力市场交易理论华北电力大学经济与管理学院一、电力市场交易模式1、经济学关于市场的基本概念2、英国的电力库（POOL）交易模式3、英国的NETA交易模式1、经济学关于市场的基本概念供给曲线需求曲线市场的供求关系典型市场结构市场的社会福利分析需求曲线D产品交易量P需求曲线D1产品价格PQEP1P2Q1Q2•影响需求的因素•价格•偏好•收入•相关商品的价格•预期产品价格PP1P2Q1Q2•影响供应的因素•技术状况、管理水平;•生产要素价格-生产成本•其他商品价格•预期•政府税收和政策市场供求关系（马歇尔的剪刀线）PE产品价格PQEP1P2Q1Q2均衡价格PE均衡交易量QE需求曲线D产品交易量Q供过于求价格下降供不应求价格上升典型市场结构完全竞争：产品同质，无市场进入和退出障碍；价格接受；原子化假设；信息完全。垄断竞争：产品异质，无市场进入和退出障碍；价格影响力；厂商很多。寡头垄断：存在市场进入和退出障碍；价格影响力；厂商很少。完全垄断：完全市场进入障碍；价格完全控制；唯一厂商。2、英国的电力库交易Pool1990年，英国在第1次电力改革中，在英格兰和威尔士地区建立了强制性的电力交易系统——电力库。电力库是一个开放的电力市场，所有英格兰和威尔士地区的发电厂必须通过电力库向市场出售电力电量。苏格兰地区的2个电力公司通过苏格兰与英格兰的联络线参与电力库的交易，但受到联络线容量的限制。国家电网公司作为系统运行机构，负责调度发电厂来满足负荷需求，从而保证电力系统的实时供需平衡。运行时间为1990年至2001年。POOL电力市场主体Regulator:OFGEM国家电力PowerGenIPP直供大用户国家核电配电商/供应商地区发电商用户苏格兰法国水电公司NGC英国电力市场主体供给竞争与用户选择权:1990:用户容量1MW1994:用户容量100kW1999:所有用户发电贸易售电配电输电•NationalPower,Powergen,NuclearElectric•苏格兰发电商•法国电力•所有电力交易都在POOL中进行•大多数用户实行差价合约•国家电网公司•苏格兰电网公司•国家价格监管•14个垄断型的地区供电商•国家价格监管•14个垄断型的地区供电商•对大多数用户实行价格监管2、电力库（POOL）交易模式电力市场主体G：发电商D：配电服务商PM：趸售商R：零售商TO：输电网所有者SO：系统操作员PX：电力交易所AS：辅助服务SC：计划协调员（平衡服务商）C：用户售电配电发电GRDTOSOPXSCC输电部分AS用户PM2、英国的电力库交易PoolPOOL现货金融衍生品差价合约(ContractForDifference)日前市场（DayAheadMarket）辅助服务调频、备用、无功、黑启动2、电力库（POOL）交易模式CompetingGeneratorsAncillaryServicesDistributorsPowerExchange(PX)SystemOperator(SO)TransmissionFacilitiesControlMonitorDispatchBidForecastSellNGC•市场概述•交易前一天确定交易计划，交易为每天48个时段，每个时段为半小时；•发电公司按照机组报价或竞价，报价中包括技术指标和价格信息；•交易中心根据报价和技术信息，在满足技术要求的条件下，以购电费用最低为目标，确定中标的机组，并制定发电交易计划；•POOL根据预测的各时刻的负荷（用电功率），将机组的报价从低到高进行排序（meritorder），当排序的前面n个机组的发电总功率与负荷持平时，第n个机组为边际机组，排在边际机组之前的机组中标；（1）日前市场（1）日前市场•市场概述•在中标的机组中，边际机组的报价为系统边际价格（SMP,SystemMarginalPrice）。•发电机组的结算价格（发电电价）为PPP，公式如下：•PPP=(1-LOLP)*SMP+LOLP*VOLL=SMP+LOLP(VOLL-SMP)(容量电价)•配电公司的购电价格（售电电价）为PSP，公式如下：•PSP=PPP+UpLift（上抬价格）（1）日前市场•报价：•10:00am上报第二天每半小时的报价，包括技术指标。•价格•启动价格、空载价格、价格增量•报价=【启动价格+（空载价格*运行时间）】/发电量+价格增量1+价格增量2+价格增量3；•技术指标•爬坡率、最小技术出力、最短运行时间等•4:00pmNGC调度计划，确定PPP.•28天后结算。POOL报价曲线（发电费用和出力的关系）POOL交易机制POOL交易机制报价排序SMP/LOLP市场购电价结算付费10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:00计划编制交易日报价排序结算付费系统运行辅助处理2、电力库（POOL）交易模式（1）日前市场差价合约（CFD）主要是由发电商和供电公司签订，有单向差价合约（保护购买方）和双向差价合约（保护合同双方）两种，主要针对PPP（发电电价）；当PPP高于合同价时，发电商给供电公司一定的补偿；当PPP低于合同价时，供电公司给发电商一定的补偿；供应发电PoolPPPPSPCfD集中交易强制性市场形成系统边际价格发电机全部以系统边际价格支付。投标方式交易单部分投标和多部分投标（机组开停费用和报价曲线）买卖双方可以通过差价合约规避价格风险（2）POOL特征（2）POOL特征电力联营体交易的成功之处（POOL）易于实现经济效率的目标（英国的电价水平下降）市场供需双方无直接交易，交易成本较低市场参与者所面临的信誉风险较低过渡成本低POOL电价变化情况657075808590951001051101990199119921993199419951996199719981999100kW居民用户2.5-10MW大用户100kW-4MW中型用户1-2.5MW小用户（2）POOL特征电力库交易的不足易于市场操纵，价格操纵将影响整个市场需求侧参与有限缺乏合约交易市场交易不灵活价格波动很大3、英国的NETA交易模式NETA:NewElectricityTradingArrangements2001年3月27日，新电力交易制度正式启动运行。NETA是一个新的、更加市场化的交易制度，其基础是发电商、供电商、中间商和用户自愿参与的双边交易市场。NETA运行3年以来，市场情况一直良好，包括需求侧在内的市场参与者都非常积极地参与市场竞争，有力地促进了市场的发展。3、英国的NETA交易模式主要由双边合约市场（90%）和平衡市场（3%）组成；双边合约市场包括：远期合约、短期合约和期货市场；平衡机制：帮助国家电网公司NGC平衡系统辅助服务：备用等主要交易市场UKPX（英国电力交易所）,APX（自动电力交易所）,IPE（国家石油交易所）3、英国的NETA交易模式合同种类时间市场电力购买协议（PPA）提前几年到一天双边合同远期合约(forwardMarket)提前几年到一天双边合同中间商期货(futuresMarket)提前几年到一天IPE，UKPX短期双边合约提前一天到提前3.5小时UKPX，APX实时市场提前3.5小时到提前1小时UKPX，APX平衡机制提前1小时NGC3、英国的NETA交易模式双边交易发电商与配电公司、用户直接签订合同输电网向用户开放金融合同和物理合同通过集中交易也能实现双边交易模式的特点：交易是由供需双方直接谈成的，只要交易不对系统安全运行造成威胁，系统调度就不干涉。交易时间、交易数量和交易价格等由交易各方自由协商，且交易价格是不公开的。需要一平衡市场机制保证电力瞬时平衡、保证系统安全运行。3、英国的NETA交易模式双边交易存在的问题透明度较低，交易成本较高。市场参与者面临的信誉风险较高。在输电约束较严重的情况下操作较复杂。集中交易与双边交易的效率QO需求报价曲线ab62cedf5.85.62.52.8供给报价曲线10203040503、英国的NETA交易模式NETA取得的成果主要表现在以下几个方面：上网电价、销售电价都呈现持续下降的趋势,市场竞争的充分发展使电价持续低于电力库时期的水平;市场交易非常活跃，对远期合同交易的重视使合同市场非常发达。大量的电力在提前1天的中长期市场和期货市场上进行交易。电价的波动也较以前平缓了许多，合同市场的价格给潜在的市场参与者提供了一个稳定而明确的价格信号，使NETA吸收了一些新的市场参与者，促进了市场的发展；通过平衡机制的有效运作，电力供应平衡得到了很好的保障，电力供应质量也维持在高水平之上。合约交易（中长期合约）时间：周、月、季、年或一年以上可以竞价形成、也可以双方协商签订规避市场风险（价格、电量），保证市场的安全、连续和有序性。如发电的燃料采购和检修；现货交易日前交易未来24小时的电力交易，分成24、48或96个交易时段交易日负荷曲线上，安排合同电量，剩余负荷按时段竞价上网，并安全校核二、电力市场的交易类型二、电力市场的交易类型现货交易实时交易（平衡市场）时间：下一交易时段，15分钟，30分钟，1个小时原因：负荷预测偏差、机组非计划停运和线路故障等。实时竞价，不平衡电力竞价过发电计划管理负荷预测偏高，调整交易计划，削减发电出力，电网阻塞管理线路潮流达到极限，危及电网安全根据增量购电成本最小，调整日前市场交易计划，消除阻塞二、电力市场的交易类型10150.50.550.301015000.150.2减少的发电功率增加的发电功率报价报价举例：实时市场发电商增减发电功率报价QPO发电商边际成本q1q0q2增加发电功率增加的成本p1p0p2减少发电功率损失的利润二、电力市场的交易类型实时市场发电商增减发电功率的成本、利润变化情况增加发电功率增加的利润二、电力市场的交易类型电力交易时序二、电力市场的交易类型月远期合同市场年远期合同市场日前市场实时市场年度与月度市场之间的协调月度市场与日前市场之间的协调日前市场与实时交易市场的协调合约电量的时间、空间分布的合理性辅助服务市场不同市场之间的协调二、电力市场的交易类型电力现货交易市场定义：电力现货交易是电力交易系统的主要组成部分，是买卖双方根据合同，在未来24小时（或48个时段）内、在计量点处交割某一特定数量和质量的电力商品的一种交易形式.时间：未来24小时（或48个时段）过程：现货交易相对于每个交易时段至少提前24小时滚动开市，提前4小时闭市。二、电力市场的交易类型二、电力市场的交易类型电力实时交易主要针对当天的电力需求波动所确定的电力交易，时间范围为在交易时段开始前4小时开市(或更短1h)并随交易时段的结束而结束。三、电力市场交易的金融市场1、金融衍生工具金融衍生工具（衍生合同、衍生产品，derivatives)本质上是一种合同，其价值依附于其他更基本的标的资产（underlyingvariables），广义上属于金融工具的范畴。电力市场金融衍生工具期权(Options)差价合约（ContractForDifference）期货合约(FuturesContracts)远期合约（forwardcontracts）2、期权期权交易定义：指期权购买者通过支付期权费取得了在一定期限内按照事先确定的价格购买或出售一种特定商品或金融工具的权力。电力期权合同包括四个要素：施权日（实施日期）实施价格或敲定价（StrikePrice）合约量期权购买费2、期权电力期权交易形式1999年期权交易成为北欧电力联营中的标准产品买权合同（CallOption）(看涨期权)电力购买者为防止未来电价上涨带来的损失而购买的一种权力。当未来市场价格高于约定价，则按约定价执行合同；若未来市场价格低于约定价，则放弃行使期权，按市场价进行交易。2、期权电力期权交易卖权合同（P