山西省火电机组现货市场报价策略探索

张瑞

（国能榆次热电有限公司，山西 晋中 030600）

山西省自2016年3月起启动山西电力现货市场建设方案的研究工作，2017年8月确定为全国首批八个现货试点之一，之后逐步完善现货工作方案，最终于2018年12月27日启动模拟试运行，2019年9月1日开展按日结算试运行。山西省电力现货交易工作由此拉开帷幕，火电机组关于电能量的报价策略也在不断探索中。

1 山西省电力现货市场简介

1.1 电能量市场交易机制及市场价格形成机制

山西电力现货市场按照“全电量优化、新能源优先”原则推进，具体采用集中竞价方式开展，以15分钟为一个交易出清时段，按节点边际价格进行出清。即对发电公司的交易申报数据按照报价排序，从报价最低的开始调用，直到调用的负荷与交易的负荷需求相平衡，被调用的最后一个发电公司的负荷所对应的价格即为出清电价，结算时电网公司按照这一出清电价向各发电公司支付购电费用。

1.2 火电机组电能量申报简介

山西省电力现货市场采用火电机组报量报价的方式开展交易。火电机组的电能量与报价为同向递增，最少可选择3段、最多可选择10段进行申报。按照目前规则，山西省火电机组申报价格上下限分别为1500元/兆瓦时、0元/兆瓦时。

1.3 发电企业电能电费计算

根据交易规则，发电企业的电能电费包括合约、日前及日内电能电费，发电侧调平电费。

不考虑调频电费，发电企业的电能电费增量结算公式可表示如下：电能电费

2 目前常用报价策略——边际成本报价策略介绍

现货市场中，火电机组最常用的报价策略为边际成本报价策略。该报价的思想是通过计算各申报负荷段的边际成本，在此基数上考虑合理的利润，最终形成该段申报价格。

采用该报价策略的优点在于，中标负荷对应的价格高于或等于发电边际成本，因此不会发生边际利润为负、发电亏损的情况。同时，可以在此报价策略基础上，结合市场供需变化，分析火电机组竞价空间，对报价进行优化。例如，当新能源处于较低水平、火电机组竞价空间充足时，可以适当提高申报价格，以博取高负荷区间更大的收益。

3 一种新的报价策略——均衡收益报价策略

3.1 均衡收益报价策略的推导过程

从“收益导向”的视角审视，边际成本报价策略的电能量收益有一定保障，但是却并非利润最优。本文探索的均衡收益报价策略较边际成本策略收益更优。

均衡收益报价模型是以发电边际成本为基础，以收益为导向的一种报价策略，其单位电价的计算依据交易规则中发电企业电能电费的计算公式推导出来。本策略的假设条件为实时市场与日前市场价格相同。

假设，某发电机组负荷段WX对应的边际成本为CX，对应上网电量为Qx，某时点日前出清价格P日前使得日前中标负荷W1、W2的的收益相同。根据公式可得出：

负荷W1下的收益为：Q合约×P合约+（Q1-Q合约）×P日前-Q1×C1

同理，负荷W2下的收益为：Q合约×P合约+（Q2-Q合约）×P日前-Q2×C2

当二者收益相等，得出：Q合约×P合约+（Q1-Q合约）×P日前-Q1×C1=Q合约×P合约+（Q2-Q合约）×P日前-Q2×C2

变形后得出：P日前=（Q1×C1-Q2×C2）/（Q1-Q2）

即，当日前出清价格P日前=（Q1×C1-Q2×C2）/（Q1-Q2）时，负荷Q1与负荷Q2的收益相同。

同样的方法，若某时点下的日前出清价格P日前使得日前中标负荷W1大于W2的的收益，可得出：P日前＜（Q1×C1-Q2×C2）/（Q1-Q2）；若某时点下的日前出清价格P日前使得日前中标负荷W2大于W1的的收益，可得出：P日前＞（Q1×C1-Q2×C2）/（Q1-Q2）。

按照该报价思路，申报电价的计算结果为：

电力上限W1报价P1=（Q1C1-Q2C2）/（Q1-Q2），电力上限W2报价P2=（Q2C2-Q3C3）/（Q2-Q3），以此类推。

3.2 从数学关系上对该策略进行验证

假设报价PS使得收益最大，负荷段W1、W2的边际成本分别为C1、C2，对应上网电量分别为Q1、Q2，日前出清价格为P日前。当日前出清价格低于报价时，机组出力为W1，当日前出清价格高于报价时，机组出力为W2。

假设，当PS≥P日前时收益较大，即Q1（P日前-C1）≥Q2（P日前-C2），得出P日前≤（Q1C1-Q2C2）/（Q1-Q2）；反之，当PS≤P日前时收益较大，即Q1（P日前-C1）≤Q2（P日前-C2），得出P日前≥（Q1C1-Q2C2）/（Q1-Q2）。

综上，选择P日前＝（Q1C1-Q2C2）/（Q1-Q2）时收益最大。

3.3 从经济学角度对该策略进行阐述

当出清价格大于等于P2时，日前中标负荷由W1上升为W2。设W2=W1+ΔW（相应上网电量为Q2=Q1+ΔQ），在边际成本报价策略中，当申报价格从W1对应的边际成本C1上调到W2对应的边际成本C2时，价格的变动包含负荷量的在此过程中的成本变化，但是，却忽视了电量增量ΔQ所产生的总成本：ΔQ×C2。因为电费的增加小于成本的增加，所以收益是减少的。

而均衡收益报价策略考虑到了负荷增加带来的成本变化，并将其折算到负荷阶跃对应的电价中。从这一点来讲，由于考虑到了成本的增加部分并折算至电价中，因此，新报价策略的收益较边际成本报价策略收益更大。

4 算例

假设，某时点合约电量对应负荷为280兆瓦、价格为300元/兆瓦时，日前申报负荷240兆瓦、290兆瓦对应的边际成本分别为340元/兆瓦时、360元/兆瓦时，日前出清价格为450元/兆瓦时，厂用电率均为10%。

4.1 按照边际成本报价策略计算的收益

当出清价格高于边际成本时，即中标该边际成本对应负荷，本题中日前负荷为290兆瓦。其电能量边际收益为：

电能电费=280/4×（1-10%）×300+（290-280）/4×（1-10%）×450=19912.5元。边际成本=290/4×（1-10%）×360=23490元。电能量边际收益=-3577.5元。

4.2 按照均衡收益报价策略计算的收益

首先，按照均衡收益报价策略的思想，计算出负荷在290兆瓦时对应的报价为：（240×340-290×360）/（240-290）=456元/兆瓦时。

题目中，日前出清价格450元/兆瓦时小于290兆瓦对应的均衡收益价格456元/兆瓦时，因此日前中标负荷为240兆瓦。其边际收益为：电能电费=280/4×（1-10%）×300+（240-280）/4×（1-10%）×450=14850元。边 际成本=240/4×（1-10%）×340=18360元。电能量边际收益=-3510元。

4.3 结论

由以上计算结果可知：虽然均衡收益报价策略的电能电费较边际成本报价策略的电费减少，但是，其收益却高于边际成本策略的收益，主要原因便是在报价过程中考虑了因负荷上升带来的成本增加，所以最终的收益结果为均衡收益报价策略较边际成本报价策略的收益增加。通过算例可得出，均衡收益报价策略在以收益为导向的工作目标中更具优势。

4.4 小结

通过对均衡收益报价策略的探索，得出以下结论：

（1）报价的计算不受合约电量影响。在均衡收益报价策略中，目标负荷及相应边际成本确定后，其报价便可计算得出。在此过程中，报价与合约电量无关，不存在超发或者欠发合约电量对报价或电能量边际收益产生影响。合约电量的持仓量及价格与电能量总收益有关，本策略中与报价无关。

（2）需持续关注边际成本的变动情况。实际对边际成本的计算准确性要求很高，且需随着机组性能及入炉燃料的情况持续更新边际成本情况，确保成本计算准确。

（3）负荷段的步长很重要。要充分结合实际生产中运行操作的要求选择电力上下限。需注意的是，负荷段的跨度不可过大，但也无须很小，可多选择一些负荷段并计算比较均衡的收益价格，最终确定合适的负荷段。

5 结语

本文所研究的均衡收益报价策略是现阶段以利润为导向的工作中更适合的策略，在该策略的作用下，发电企业可以达到减亏增利目标。随着山西省电力现货市场的持续推进，在“利润导向”风向标下，相信发电企业会探索出更优的报价策略以实现预期目标。