多维电力市场风险综合评价研究

高政南，周飞航，葛根塔娜，金耀杰，王海利

（内蒙古电力交易中心有限公司，呼和浩特 010020）

0 引言

《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》（中发〔2015〕9号）的发布标志了新一轮电力体制改革的开始，意见及其配套文件中提出构建有效竞争的电力市场。2019年3月8日，《关于征求进一步推进电力现货市场建设试点工作的意见的函》明确了现阶段电力市场建设的重心落在电力现货市场的建设与运营，电力市场建设应中长期交易和现货交易并举［1—3］，逐步建立以中长期交易规避风险、以现货交易集中优化配置电力资源、发现真实价格信号的电力市场体系［4］。

受市场制度、市场结构、市场成员行为及市场效率等多因素影响，电力市场表现出风险种类多、影响范围广及监管难度大的特点，面临着由于风险认知不清而导致的电力短缺、价格机制不完善而带来的市场运行紊乱等情形［5］。因此，为了深入推进电力市场化改革，市场风险的分析梳理显得尤为重要［6］。

在电力市场风险评估方面，文献［7］对电力市场的运行管理中存在的风险进行了梳理，并采用基于语言的犹豫模糊层次分析法，对各风险指标的重要程度进行识别和排序。文献［8］从售电市场的发展阶段入手，提出了市场风险评估指标体系。文献［9］利用概率区间优化模型评估了调度可再生能源的风险和效益。文献［10］从发电侧和售电侧两方面，结合外部环境、企业内部条件及市场交易机制，分析电力市场的风险因素。

以上研究对电力市场的风险分析提供了一定借鉴，然而当前研究对于电力市场风险的研究还欠缺全面性，在市场效率、交易机构规范运行等方面的研究较为不足。此外，极少有对电力市场的风险进行整体的分析研究。针对当前研究存在的问题，本文结合电力市场建设现状，构建可表征电力市场组织结构、成员行为、运作效率、安全运行及公平有序等属性的多维风险评估体系，旨在提高市场应对风险的能力，推动电力市场高效稳定发展。

1 电力市场风险因素分析

1.1 电力市场结构风险分析

电力市场结构风险方面，电力的供需关系及供需形势的对比是影响市场成员行为、从而决定市场价格的关键因素。市场供需可通过发电侧装机容量与需求侧最大负荷之比表示，若该比值小于1或者趋于1，表明市场中电能供给小于需求，市场趋于垄断，不易于电价降低。此外，将可再生能源占比纳入考虑范围，为市场营造较好的交易环境与良性的价格竞争。

1.2 市场成员行为风险分析

在市场成员行为风险方面，报价成员的市场集中度、联合报价等是体现市场存在不规范交易行为的重要指标。高价中标率越高，表明发电企业控制市场价格的能力越强，具有的市场力越大。集中度指标主要取决于市场参与者个数及各参与者市场份额的大小，市场成员越少，市场资源分配越集中，针对某些容量较大的发电企业，考虑剩余供应率及必须运行率，判断其市场力大小。

1.3 市场效率风险分析

电力市场的运行效率主要受宏观政策、市场自身机制及物理因素3方面影响。政策规则影响电力市场运行的总体调控与及时修正，市场机制主要受供需机制和价格机制影响。价格机制包涵价格形成机制与调节机制，直接影响市场成员对价格的反应程度，影响市场的均衡状态及社会福利。风险机制主要包括风险的可观性、可控性与风险规模，直接影响市场成员的决策行为。市场体系包括市场层级的构成、交易品种及方式。最后，影响市场效率的物理因素主要考虑电网结构因素。电网的规模越大，越应注意市场力的形成。

1.4 市场运行风险分析

当前我国的电力市场试点单位正在制定或试运行各类中长期或现货市场交易规则，需要提前考虑电力市场运行可能存在的各种风险因素。考虑电力市场运行的事前、事中及事后风险。电力市场运行的事前风险是保证市场交易平稳运行的前提条件，包括市场准入规则的设计及市场环境的评估。事中风险主要针对市场交易运行过程可能存在的管理风险及突发风险情况。事后风险主要针对市场交易完成后的相关指标，发现市场交易中可能存在的风险问题，如通过出清价格、成交比例、中标率等，对规避潜在风险提出优化建议，完善市场规则，提高市场效率。

2 多维市场风险评价指标体系

根据现阶段我国电力市场的建设现状与趋势，结合当前试点市场中的成员行为、规则制定、运行机制及市场效率等方面，形成一套全面反映电力市场风险的多维评价指标体系，如表1所示。

3 电力市场风险评估模型

3.1 指标规范性处理

由表1可见，多维市场风险分析下评价指标较为丰富，其中有些指标的量化值与高效益成正比，称为正向指标；相反地，有些指标的量化值与效益成反比，称为逆向指标；还有些是指标值越接近某个值越好，称为适度指标或居中型指标。在进行评价时，首先需要对指标进行同趋势化处理，一般是将逆向指标和适度指标转化为正向指标，所以也称为指标的正向化。

逆向指标正向化公式为

适度指标正向化公式为

这种线性变换不会改变指标值的分布规律。

3.2 权重设定方法

在对电力市场风险进行综合评价时，采用组合权重法，对电力市场各项风险指标进行权重确定。

3.2.1 改进的层次分析法

传统层次分析法在多维评价问题上适用性较强。但评价主观性太强，且在涉及过多的指标后，无法保证分析结果的准确性和客观性。改进的层次分析法通过采用三标度法对影响因素的重要性进行相互比较，即用0，0.5和1进行重要程度评价，增强比较矩阵的客观性和全面性，其步骤如下：

（1）构建层次结构模型

将影响电力市场风险的各指标分成目标层、准则层及指标层，并就各层因素进行重要度区分。

（2）构建比较矩阵

以各评分均值作为最后的评分结果，得

式中：aij为指标i对比指标j因素所得到的评分结果均值；aij=0为指标j比指标i重要；aij=0.5为指标j和指标i同样重要；aij=1为指标i比指标j重要。

（3）构建判断矩阵

通过比较矩阵A构建判断矩阵Uij=(uij)n×n并进行逐行求和，s代表求和值。约束条件为

一级指标电力市场风险综合评估二级指标市场结构风险B1市场成员行为风险B2市场效率风险B3市场运行风险B4三级指标电力供需比C1火电机组容量占比C2可再生能源机组容量占比C3负荷峰谷比C4负荷波动百分比C5发电侧市场集中度C6售电侧市场集中度C7用户市场参与度C8高报价中标比率C9最大报价差值C10报价一致性C11持留比率C12火电机组竞争电量占比C13可再生机组竞争电量占比C14市场合同电量率C15度电收益-成本指数C16边际电价达限率C17需求弹性系数C18勒纳指数C19电价变化率/煤价变化率C20备用容量率C21等效可用系数C22含义市场中供应电量与需求电量的比值（适度指标）火电机组容量与总发电资源容量之比（适度指标）可再生机组容量与总发电资源容量之比（适度指标）一定时间内负荷曲线中的最大峰值与最低谷值之比（逆向指标）一定时间内负荷波动与最大负荷波动的比例（逆向指标）反映市场发电侧主体的市场力水平（逆向指标）反映市场售电侧主体的市场力水平（逆向指标）参与市场的用户数与总用户数之比，反映用户的市场参与率（正向指标）单位时间内中标的高报价总申报高价次数的比，反映发电企业期望获利的竟标策略与自身实力匹配情况（逆向指标）反映单轮报价行为中的极端行为（逆向指标）反映出报价主体的共谋行为（逆向指标）反映发电企业对供应量的控制程度，进而体现出抬价意图（逆向指标）反映火电机组的市场竞争能力（适度指标）反映可再生机组的市场竞争能力（适度指标）市场合同电量与总电量之比，反映电力市场的整体放开规模（逆向指标）发电商每度电的收益与成本的比值，反映发电商市场竞争力度（适度指标）边际价接近最高限价的时段数占竞价时段总数的比例，反映市场中发电商联盟哄抬价格行为（逆向指标）电价的变化率与需求变化率的比值，反映价格对市场供需情况的有效体现（逆向指标）电价与发电边际成本的比值，反映市场势力（逆向指标）反映电价与煤价变化的关联性（适度指标）备用容量与尖峰负载的比值（正向指标）机组可用小时减去机组降低出力的等效停运小时与机组的统计出力小时的比例，反映市场安全运行能力（正向指标）

4 实例分析

文章选取我国A、B、C地区的电力市场建设现状与交易情况，展开评价。当前市场中，A市场具有售电公司286家，发电商125家，年成交电量约为35 TWh，结算平均价差6.054分/kWh，售电公司的平均偏差率约为6%。B市场有售电公司122家，发电商397家，结算平均价差4.582分/kWh。C市场有售电公司144家，发电商461家，结算平均价差为6.265分/kWh。此外，结合调研、资料查找及文献整理等，所取市场地区的市场电源类型组成、买卖双方的历史成交信息、参与市场的发电商与售电商数量、市场力测试等，得到相关指标数值如表2所示。

准则层B1 B2 B3 B4指标层C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 C22数值M A 1.24 0.86 0.14 3 436 0.32 1 772.45 873 0.647 0.011 110 0.876 0.762 0.964 0.036 0.252 1.18 0.267 1.23 0.212 0.891 1.25 0.452 M B 1.31 0.94 0.06 2 784 0.27 2 301.56 563 0.742 0.007 80 0.892 0.623 1.000 0 0.241 1.21 0.33 0.92 0.348 0.972 1.40 0.387 M C 1.18 0.46 0.54 2 573 0.29 2 198.85 469 0.786 0.024 90 0.882 0.735 0.892 0.108 0.269 1.07 0.25 1.63 0.187 0.735 1.21 0.428

将各级指标形成比较矩阵，并进行计算，得到比较标度和间接矩阵分别为

在传统9标度层次分析法的计算中，出现部分指标过大的情况，比如C6指标权重为0.214 0，C7指标为0.161 1，显然与实际了解情况不符。运用改进的层次分析法后，C6指标权重为0.078 1，C7指标为0.069 2，这2项指标仍是最重要的，且权重占比恰当，与实际市场运行情况相符。结合所提的主观与客观评价方法，各指标的权重计算结果如表3所示。

准则层B1 B2 B3 B4指标层C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 C22主观0.040 3 0.039 8 0.032 7 0.023 1 0.036 1 0.078 1 0.069 2 0.066 3 0.062 3 0.050 2 0.042 5 0.031 3 0.046 2 0.047 5 0.068 7 0.029 6 0.033 7 0.046 6 0.058 2 0.041 4 0.031 0 0.025 2客观0.045 2 0.038 2 0.029 7 0.030 9 0.040 1 0.075 5 0.074 2 0.068 3 0.070 3 0.062 2 0.036 2 0.040 2 0.037 9 0.042 7 0.065 2 0.032 9 0.027 6 0.043 1 0.062 3 0.050 2 0.010 3 0.016 8综合0.042 75 0.039 00 0.031 20 0.02700 0.038 10 0.076 80 0.071 70 0.067 30 0.066 30 0.056 20 0.039 35 0.035 75 0.042 05 0.045 10 0.066 95 0.031 25 0.030 65 0.044 85 0.060 25 0.045 80 0.020 65 0.021 00

A、B、C三地电力市场风险综合评价结果如表4所示。

?

由计算结果可知，C的市场结构优于A市场和B市场，其参与市场的电源种类丰富，负荷的波动较为平缓，但其供需比指标较A、B市场较低，应加大电力供给，增加发电侧参与市场的容量。在市场成员行为风险方面，市场A和市场B的成员风险相对优于市场C，市场C的发电侧市场集中度较高且可再生能源参与度较高，因此，市场C的主体风险要较高于其他两市场，且3个市场的价格一致性指数均较高，说明各级交易市场的各级衔接程度较好，价格波动程度较为平稳。在市场效率方面，市场A的效率风险低于市场B、C，而发电商的集中度较低，在市场运行方面，从勒纳指数来看，市场C的勒纳指数最低，说明市场C的竞争较为充分，电价处于合理的波动水平，可以较好地控制成员的市场力影响。市场C的备用容量率较大，市场运行风险水平较低。市场A与市场B的市场运行风险相对较高，而市场B单一的发电侧电源结构也为市场运行带来了垄断隐患，所以3者中，市场B的运行风险最大。

综上所述，市场C在所提维度的市场风险表现中稍优于市场A与市场B，市场A的电力市场风险属于中等，在市场效率风险防控方面做的较为完善；市场B在市场运行与效率方面存在一定的潜在风险问题，应及时监控，并根据市场B的实际情况进行灵活处理。

5 结论

本文结合电力市场结构、主体表现、效率问题及运行机制等维度，提出了电力市场风险综合评价指标体系及相关评价模型，并通过组合赋权法进行了实例分析，具体结论如下：

（1）本文结合电力市场的市场结构、主体行为、效率问题及运行机制等方面，提出了相关维度的市场风险评价模型，指标所涉范围较为全面，且均可通过实际市场运行数据进行转化体现，具有较好的操作性。

（2）通过3地市场的风险分析，可直观发现各市场在各类指标横向对比时的差距，从而对市场风险行为进行准确定位，实现信息的及时反馈。本文所提的市场风险评价指标体系及评价模型有利于优化对电力市场的管控方法，具有一定推广价值。D