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广东现货市场6|用户侧结算机制分析

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发表于 2018-11-9 10:12:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 开拓者 于 2018-11-12 15:29 编辑



作者:
荆朝霞,华南理工大学,教授/博士生导师

前面几篇讨论较多的是发电侧的电价和结算的问题,今天来看下市场中的另外一类主体——用户侧用户及售电公司的结算。其中的一个关键的,受到很多专家质疑的一个问题就是对实际用电量和日前申报量之间的偏差的结算机制。设计这个机制的初衷是好的,是想避免市场的一些漏洞,但会对市场的效率产生什么样的影响需要进行细致的分析。

一、用户侧结算方法介绍

1、用户侧的交易途径

对用户(为简化,将用户侧的直接参与市场的大用户和代理用户参与市场的售电公司统称为用户)来说,可以通过以下三种方式购电。

1)通过签订中长期差价合约提前锁定价格。
2)日前市场申报,将电价锁定在日前市场的价格。
3)实际用电与日前申报量的差额部分,以实时市场价格结算。

2、用户结算

对用户的结算中,除了以上三种交易对应的部分:中长期合约(交易及差价)、日前、实时,还包括分摊和返还两个部分。其中,分摊指平衡资金中的各项费用或收益的分摊,返还指实时和日前用电量偏差造成的收益的返还。

1】 用户总结算=中长期结算+日前市场结算+实时市场结算+分摊+返还

3、平衡资金

分摊主要是平衡资金账户的分摊。平衡资金主要包括以下部分。

1)机组启动、空载费用。
2)特殊机组补偿费用。对必开机组、热电联产机组、临时新增开机或停机机组、调试机组、最小连续开机时间内机组等特殊机组,对其结算价超出市场出清价格的部分纳入平衡资金。
3)机组考核费用,包括热电联产机组考核、临时非计划停运收益回收、限高限低考核等机组考核费用。
4)用户侧偏差收益。用户实时市场和日前市场偏差造成的返还的偏差收益。
5)退补联动电费。因退补电费引起的发电侧与用电侧退补电费差额。
6)市场盈余,日前市场和实时市场用户支付的总的能量费和B类机组市场化电量的收入之间的差,具体组成包括阻塞盈余、特殊机组补偿多支出的电能量成本等。
7)分摊未付款项。市场主体无法及时支付结算款项,且市场应急资金等风险防范机制已无法发挥作用时,该款项纳入平衡资金。
8)年度基数合约电量偏差电费。市场外(计划)的购电、售电价差如果与政府核定的平均输配电价不一致,则差额部分由平衡资金进行平衡。
9)四舍五入。由于四舍五入造成的结算偏差纳入平衡资金。

以上各项平衡资金按照市场化用户的月度用电量比例分摊给市场化用户。


二、用户侧日前和实时偏差收益返还机制

1、基本思路

市场结算机制中,对用户侧结算设置了日前市场申报量QD,t和实时市场电量QR,t偏差造成的收益的返还机制。总体的思路是:如果由于实际用电量和日前市场申报量之间的偏差造成了用户总购电成本的降低,则需要将因此获得的收益(购电成本的降低)返还。具体来说。

如果实时市场的电价PR,t低于日前市场的电价PD,t。用户在日前申报的用电量QD,t小于实时市场的电量QR,t,因此偏差电量按照更低的实时电价结算而获利。

如果实时市场的电价PR,t高于日前市场的电价PD,t。用户在日前申报的用电量QD,t大于实时市场的电量QR,t,因此偏差电量按照更高的实时价格结算而获利。

对用户设置了允许偏差,在允许偏差之外因偏差电量而获利的部分,需要返还给系统。具体可以用以下公式表示;

2】 日前市场结算=日前申报用电量*日前市场电价
RD=QD,t * PD,t

【3】 毛偏差=实际用电量-日前申报电量
ΔQg=QR,t-QD,t

【4】 实时市场结算= 毛偏差*实时市场电价
RR=ΔQg * PR,t

【5】日前市场总结算=日前市场结算+实时市场结算
     RD+R= RD + RR

6】偏差电价=实时价格-日前价格
ΔP=PR,t-PD,t

7】毛获利 = 毛偏差 * 偏差电价
Cg=ΔQg * ΔP

8】 允许偏差=实际用电量*允许比例
ΔQ0=QR,t*λ0

【9】返还偏差电量 = max(0,|总偏差| - |允许偏差|)
     ΔQr = max(0, |ΔQg|-|ΔQ0 |)
ΔQg >0, ΔQr = max(0, QR,t *(1-λ0)-QD,t)
ΔQg >0, ΔQr =max(0, QD,t - QR,t *(1+λ0))

10】 返还获利=返还偏差电量*|偏差电价|
Cr=ΔQr * |ΔP|

11】总结算=日前市场总结算+返还获利

具体结算结果可分为七种情况。情景AA-1A-2A-3)为价差大于零的情况,情景BB-1B-2B-3)为价差小于零的情况,情景C为价差等于零的情况。情景1A-1B-1)为毛偏差大于零的情况,情景2A-1B-2)为毛偏差小于零的情况,情景3为毛偏差等于零的情况。

1 用户侧偏差返还分析

情景

A-1

A-2

B-1

B-2

A-3

B-3

C-3

价差PR,t-PD,t
>0

>0

0

=0

=0

=0


2、简单算例

假设某时段t的实时市场价格为PR,t,为600/MWh,实时市场的用电量QR,t100MWh。情景A下日前市场价格PD,t500/MWh, 情景B下日前市场价格为700/MWh,日前市场的申报量是QD,t,实时市场的用电量是QR,t。情景1、情景2、情景3下的日前市场申报分别为120MW80MW100MW

2 用户侧偏差返还算例结果

情景

A-1

A-2

B-1

B-2

A-3

B-3

C-3

PR,t/MWh

600

600

600

600

600

600

600

PD,t/MWh

500

500

700

700

500

700

600

QR,t MWh

100

100

100

100

100

100

100

QD,t MWh

120

80

120

80

100

100

100

日前市场结算

60000

40000

84000

56000

50000

70000

60000

实时市场结算

-12000

12000

-12000

12000

0

0

0

日前实时总结算

48000

52000

72000

68000

50000

70000

60000

价差PR,t-PD,t
100

100

-100

-100

/

/

0

毛偏差QR,t-QD,t
20

-20

20

-20

0

0

0

毛获利Cg=ΔQg * ΔP
2000

-2000

-2000

2000

0

0

0

返还Cr=ΔQr * |ΔP|
λ0>20%
0

0

0

0

0

0

0

λ0=5%
1500

0

0

1500

0

0

0

λ0=0%
2000

0

0

2000

0

0

0

净获利

Cn =Cg -Cr

λ0>20%
2000

-2000

-2000

2000

0

0

0

λ0=5%
500

-2000

-2000

500

0

0

0

λ0=0%
0

-2000

-2000

0

0

0

0

总结算
λ0>20%
48000

52000

72000

68000

50000

70000

60000

λ0=5%
49500

52000

72000

69500

50000

70000

60000

λ0=0%
50000

52000

72000

70000

50000

70000

60000


从上表可以得到以下结果:

1)日前市场的价格对最终的结算有很大的影响。日前市场价格比实时的价格低(情景A),会降低整体的购电费;相反,日前市场的价格比实时的价格高(情形B),会升高整体的购电费。(这里讲的购电费是指没有考虑平衡资金分摊的情况,平衡资金分摊后的结果需要另外分析,特别是整体预测不准确对发电结算造成的影响。)

2)用户的日前申报量和实际用电量之间的偏差的方向对最终的结算也有很大的关系。在日前市场价格比实时的价格低(情景A)的情况,如果日前市场申报量大于实际用电量,可以有更多获利(降低购电费);在日前市场价格比实时的价格高(情景B)的情况,如果日前市场申报量小于实际用电量,可以有更多获利(降低购电费)。也就是说,对情景A,最佳策略是申报更高的电量;对情景B,最佳策略是申报更低的电量。如果用户能准确对实时市场价格和日前市场价格之间的关系进行预测,则可以通过调整日前市场的策略而获利。

如果知道情景AB发生的概率,可以计算不同的日前市场申报量情况下的期望总结算的情况(不考虑偏差返还机制,或λ0设的非常大(本例中20%)的情况)。

3 不同情景概率的影响

概率情景

情景A概率

情景B概率

情景1结算
情景2结算

情景3结算

1

100%

0

48000

52000

60000

2

0

100%

72000

68000

60000

3

50%

50%

60000

60000

60000

4

80%

20%

52800

55200

60000

5

20%

80%

67200

64800

60000


从表格看到,如果知道情景A的概率大于情景B的概率,则应该选择情景1进行申报(日前申报量大于实时用电量)。如果知道情景A的概率小于情景B的概率,则应该选择情景2进行申报(日前申报量小于实时用电量)。如果实际的电价情景(情景A还是情景B)与事先预测 不一致,可能造成损失。如果无法了解具体的概率(认为情景A和情景B概率的发生是相同的),最佳的策略是尽量按照真实的需求报价。

这种结果,对具有更多的、更准确的关于日前市场和实时市场价格关系信息的市场主体更有利。为了保证市场的公平,需要通过相关信息的发布等措施尽量减小不同市场成员之间信息的不对称。

解决信息不对称造成的不公平的另外一种方法,是要求将由于偏差电量造成的盈利返还,也就是目前广东电力市场采用的方法。表2的最后一行给出了返还后的结果。可以看到,偏差收益返还机制下,同一价格情景下不同偏差情景下的电费差别变小,但并没有完全消除。以情景A为例,当没有偏差电量收益返还机制时,情景1和情景2的电费差别是4000元(=52000-48000);当有偏差电量收益返还机制时,情景1和情景2的电费差别小于等于4000元,λ020%5%0%时,差别分别是4000元、2500元和2000元。

三、设置用户侧日前和实时偏差收益返还机制的原因及效果分析

1、原因分析

从前面的分析看到,用户侧的日前和实时偏差收益返还机制有以下作用:
1)信息对称时,激励用户在日前进行准确的对需求进行申报。
2)信息不对称时,减小由于信息不对称造成的不公平现象。

2、实施效果分析

对于第一条作用,即激励用户进行准确的申报,一方面是好事,负荷预测准确的售电公司效益更好,从而起到了对技术先进的公司的奖励、支持作用,另一方面,对市场的需求侧响应起到了反向的作用。比如,当日前市场出清结果在某时段H价格比较高,在另一时段L价格比较低,在没有偏差返还机制的情况下,用户或售电公司可以通过需求侧管理将H时段的负荷转移到L时段,从而自己获利降低购电成本,另外也降低了系统的峰谷差。但是,如果有偏差收益返还机制,这一收益降低,从而降低了其进行需求侧管理的激励。

对第二条作用,在市场出清信息不对称问题无法解决的情况,可以解决一部分问题。但是,从结果看到,不同信息的市场主体的获利仍然不同,掌握更多信息的市场主体仍然可以更多获利,所以这一机制所起到的作用是有限的。

三、信息不对称的原因

设置用户侧偏差收益返还机制的一个主要原因是信息不对称可能造成的寻租,从而造成市场的不公平。解决这一问题的根本方法,是解决信息不对称的问题。

日前市场的价格和实时市场的价格如果都由市场供需决定,市场主体都可以通过自己掌握的信息对市场供需情况进行预测,进而对价格进行预测,市场主体所处的地位是相同的,因此信息是对称的。

在当前的市场机制下,日前市场的价格很大程度上与日前负荷预测的结果有关。而负荷预测的结果具有很大的人为性。这是导致信息不对称的很大的一方面的原因。如果日前市场的出清采用用户侧的申报数据,而不是负荷预测,日前市场价格是所有市场主体申报形成的,信息不对称的问题将大大缓解。

四、日前市场出清采用负荷预测的原因

既然日前市场采用负荷预测出清造成了信息不对称的问题,为什么不用用户的申报数据进行出清呢?主要原因分析如下。

1)由于现货市场采用全电量出清模式,日前市场如果采用用户的申报数据出清,需要有机构代表非市场用户进行申报。
2)如果根据用户的申报进行市场出清,需要用户将需求分解到具体的节点,而不仅仅是给出一个总的电量。
3)在目前的市场情况下,用户侧市场主体缺乏进行细化到节点的报价的技术条件,对非市场用户的准确申报也非常困难。
4)如果强硬要求用户侧市场主体和代表非市场用户的机构进行细化到节点的需求申报,误差可能会比较大,导致出清的结果与实际的运行需求差别大,不利于电力系统的安全。
5)国外采用“日前+实时”的电力市场中,设置虚拟投标机制,通过虚拟投标减小市场主体日前申报与实际需求之间的偏差,减小日前市场价格和实时市场价格的偏差。但目前我们在市场出清中无法引入虚拟投标机制。

总结

广东现货市场规则体系中,用户侧结算方面受到较多质疑的是偏差收益的回收机制。本文对这个机制的原理进行介绍,通过简单算例分析其实际的结果,并深入分析了其可能起到的作用和存在的问题,以及背后的一些深层次的原因。目前的方法是在当前市场诸多约束情况下的一种解决信息不对称问题的一个方案。这个方案实际中能否真正起到预想的效果,是否有更好的方案需要进行更加深入的分析和讨论。
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