中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2015年3月15日，《中共中央國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》（中發(fā)〔2015〕9號(hào)）下發(fā)，標(biāo)志著新一輪電力體制改革正式起步。2017年，國家確定廣東、浙江、甘肅、山東、蒙西、福建、山西、四川8個(gè)現(xiàn)貨交易試點(diǎn)；2021年4月，國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步做好電力現(xiàn)貨市場建設(shè)試點(diǎn)工作的通知》（發(fā)改辦體改〔2021〕339號(hào)），確定上海、江蘇、安徽、遼寧、河南、湖北等6省市為第二批電力現(xiàn)貨試點(diǎn)。近期，山西、廣東、山東電力現(xiàn)貨市場陸續(xù)由結(jié)算試運(yùn)行轉(zhuǎn)入正式運(yùn)行，標(biāo)志著電力現(xiàn)貨市場實(shí)現(xiàn)了“從零到一”的突破，具有里程碑意義。在電力現(xiàn)貨市場中，風(fēng)電企業(yè)參與市場面臨著較大挑戰(zhàn)。
風(fēng)電參與現(xiàn)貨面臨的風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)
出力波動(dòng)大，預(yù)測準(zhǔn)確率低，中長期倉位控制困難
從氣象上看，風(fēng)電出力主要受風(fēng)電場所在地風(fēng)向和風(fēng)速的影響，而風(fēng)向和風(fēng)速的形成因素較為復(fù)雜，既受到大氣環(huán)流的影響，也與場站所在地周邊的地形有密切關(guān)系，是一個(gè)復(fù)雜的流體力學(xué)模型。這就導(dǎo)致風(fēng)電場站相比光伏場站出力波動(dòng)更大，預(yù)測更加困難，需要的天氣數(shù)據(jù)顆粒度也更高。在擁有同樣顆粒度天氣數(shù)據(jù)的情況下，風(fēng)電的功率預(yù)測準(zhǔn)確率明顯低于光伏。
由于風(fēng)電場站出力預(yù)測準(zhǔn)確率較低，因此風(fēng)電場站在中長期交易中較難控制自身持倉。即使存在年度、多月、月度、月內(nèi)等多個(gè)顆粒度的交易窗口，風(fēng)電場站對(duì)自身持倉調(diào)整的精確度依然十分有限。一般情況下，風(fēng)電的中長期有效覆蓋率僅為實(shí)際發(fā)電量的1/4左右，單天、單時(shí)段持倉過低或爆倉的情況較為頻繁，更加容易觸發(fā)中長期考核規(guī)則。即使是進(jìn)入日前申報(bào)階段和實(shí)時(shí)出清階段，日前功率預(yù)測與日內(nèi)超短期功率預(yù)測準(zhǔn)確率依然有限，導(dǎo)致風(fēng)電場站承擔(dān)了較多的日前超額獲利回收和雙細(xì)則考核。
出力波動(dòng)與現(xiàn)貨價(jià)格方向相反，現(xiàn)貨難以保障收入
由于風(fēng)電出力波動(dòng)大，預(yù)測難度高，因此無法通過現(xiàn)有中長期交易品種對(duì)出力曲線進(jìn)行覆蓋，保障收入，必然會(huì)有大量的偏差電量暴露在現(xiàn)貨市場中，承擔(dān)現(xiàn)貨價(jià)格波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。而在現(xiàn)貨市場中，全省的新能源出力往往與現(xiàn)貨價(jià)格呈負(fù)相關(guān)性，新能源出力大，現(xiàn)貨價(jià)格低，新能源出力小，現(xiàn)貨價(jià)格高。對(duì)于大部分與全省新能源出力同時(shí)性高的場站，造成的結(jié)果是出力高時(shí)中長期持倉嚴(yán)重不足，只能以低價(jià)、零價(jià)在現(xiàn)貨市場中結(jié)算超發(fā)電量；出力低時(shí)電價(jià)走高，容易因中長期持倉過高而出現(xiàn)爆倉，需要用高價(jià)買回電量來平倉。而風(fēng)電場站由于倉位暴露更大，因此更容易受到量價(jià)反向波動(dòng)的影響，相比光伏場站更難以保障收入。
為解決上述問題，增加儲(chǔ)能設(shè)備是目前協(xié)助新能源場站消納電量、保障收入的發(fā)展方向。但目前的儲(chǔ)能設(shè)備多是短時(shí)儲(chǔ)能設(shè)備，更加適應(yīng)在一天內(nèi)有明顯出力規(guī)律、且季節(jié)性影響較小的光伏場站。風(fēng)電場站在短周期內(nèi)出力規(guī)律并不明顯，長周期則受大小風(fēng)季的影響較大，短時(shí)儲(chǔ)能設(shè)備顯然無法滿足風(fēng)電的消納需求，而長周期儲(chǔ)能設(shè)備目前在技術(shù)研發(fā)上還有待提升，無法大規(guī)模投入使用。因此風(fēng)電場站在保障收入上相比于光伏依舊存在不小的劣勢。
遠(yuǎn)期情況下現(xiàn)貨價(jià)格預(yù)測準(zhǔn)確率有限，中長期交易決策難度大
除了風(fēng)電的發(fā)電預(yù)測，現(xiàn)貨價(jià)格預(yù)測也是風(fēng)電場站參與現(xiàn)貨市場的難題之一，尤其是遠(yuǎn)期（未來一個(gè)旬、未來一個(gè)月、未來多月等）的價(jià)格預(yù)測。在遠(yuǎn)期情況下，氣象條件、社會(huì)活動(dòng)、政策影響等因素不確定性較高，部分因素難以被量化，導(dǎo)致各種邊界條件如全省負(fù)荷、全省風(fēng)電出力、全省光伏出力、外送、火電開機(jī)容量等預(yù)測準(zhǔn)確率較低，自然難以給出準(zhǔn)確的價(jià)格預(yù)測。同時(shí)，越是遠(yuǎn)期的交易，越是要擔(dān)任“壓艙石”的角色，但遠(yuǎn)期交易量大、靈活度低，較難進(jìn)行分時(shí)段的調(diào)整，幾乎均是不符合風(fēng)電出力的固定曲線交易。如此重要的“壓艙石”交易，反而是在價(jià)格預(yù)測最不準(zhǔn)確的時(shí)候進(jìn)行的，這就使得場站在進(jìn)行遠(yuǎn)期交易時(shí)面臨很大的決策難度與決策壓力，因?yàn)闆Q策的正確與否會(huì)影響場站未來很長一段時(shí)間內(nèi)的損益。再疊加上場站自身功率預(yù)測準(zhǔn)確率低的因素，風(fēng)電場站的決策難度就會(huì)進(jìn)一步加大。
風(fēng)電應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)的建議措施
了解現(xiàn)貨價(jià)格成因，跟蹤政策規(guī)則變化
新能源場站參與現(xiàn)貨交易，由于并非價(jià)格的決定者，因此需關(guān)注火電報(bào)價(jià)規(guī)律、火電出力限制并及時(shí)跟蹤政策規(guī)則對(duì)火電報(bào)價(jià)可能的影響。
圖1為2024年3月山西分日報(bào)價(jià)情況，可發(fā)現(xiàn)火電在高負(fù)載率情況下的報(bào)價(jià)更加離散，價(jià)格出現(xiàn)較大躍遷；在低負(fù)載率情況下報(bào)價(jià)幾近為0，在40%~50%的負(fù)載率范圍內(nèi)報(bào)價(jià)也較為離散。因此風(fēng)電場站在進(jìn)行中長期與現(xiàn)貨交易時(shí)，可根據(jù)負(fù)載率判斷價(jià)格區(qū)間及風(fēng)險(xiǎn)。
了解極端天氣影響，規(guī)避現(xiàn)貨交易風(fēng)險(xiǎn)
在電力市場中，極端天氣（如暴風(fēng)雨、暴雪、極端高溫、極端低溫等）可能對(duì)電力供應(yīng)和需求產(chǎn)生重大影響，從而引發(fā)交易風(fēng)險(xiǎn)，因此了解極端天氣對(duì)電力市場的影響并采取相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理措施是非常重要的。
例如2023年12月11日山西電力市場新能源預(yù)測偏差最高時(shí)刻可達(dá)500萬千瓦以上，日前與實(shí)時(shí)市場出清價(jià)格也存在較大偏差。其主要原因一方面在于功率預(yù)測對(duì)于極端天氣新能源的出力情況預(yù)測準(zhǔn)確率不夠，從而導(dǎo)致在極端天氣時(shí)出現(xiàn)極端偏差；另一方面若存在暴雪等極端天氣，其對(duì)新能源的影響是持續(xù)存在的，需對(duì)未來幾天的情況都有預(yù)警。
對(duì)于此類極端天氣情況，風(fēng)電場站需從兩個(gè)層面規(guī)避交易風(fēng)險(xiǎn)：
調(diào)整預(yù)測發(fā)電量，避免大規(guī)模考核。由于極端天氣會(huì)導(dǎo)致風(fēng)電場站預(yù)測偏差拉大，且日前市場與實(shí)時(shí)市場的價(jià)差也會(huì)相應(yīng)增大，無疑會(huì)導(dǎo)致場站承擔(dān)高額的考核費(fèi)用。針對(duì)此情況，風(fēng)電場站需要針對(duì)極端天氣情況完善前期預(yù)警、預(yù)警下功率預(yù)測曲線調(diào)整預(yù)案等，在發(fā)現(xiàn)可能存在極端天氣時(shí)提前對(duì)功率預(yù)測曲線進(jìn)行調(diào)整，避免大規(guī)?？己?。
以控風(fēng)險(xiǎn)為目標(biāo)，調(diào)整日前申報(bào)量。從日前市場、實(shí)時(shí)市場的價(jià)格情況來看，發(fā)現(xiàn)未經(jīng)過調(diào)控的價(jià)差最高可達(dá)1000元/兆瓦時(shí)以上，在經(jīng)過價(jià)格調(diào)控后價(jià)差不僅絕對(duì)水平發(fā)生變化，方向也發(fā)生較大變化。因此對(duì)于極端天氣下的現(xiàn)貨價(jià)差是較難把控的，風(fēng)電場站在進(jìn)行日前申報(bào)時(shí)不應(yīng)將套利作為交易目標(biāo)，而應(yīng)將重點(diǎn)落在控風(fēng)險(xiǎn)上。
了解風(fēng)電出力特性，合理規(guī)劃中長期交易
雖然風(fēng)電出力存在一定季節(jié)性和周期性，但觀察2014~2023年各月風(fēng)電利用小時(shí)數(shù)可發(fā)現(xiàn)，相同月份在不同年份間風(fēng)電利用小時(shí)數(shù)存在較大波動(dòng)（見圖2），且從預(yù)測角度來看場站45天以上的功率預(yù)測準(zhǔn)確度較低，不利于風(fēng)電場站規(guī)劃中長期交易電量。在風(fēng)電實(shí)際出力遠(yuǎn)低于預(yù)測時(shí)，會(huì)面臨爆倉和中長期考核的風(fēng)險(xiǎn)；而在風(fēng)電實(shí)際出力遠(yuǎn)高于預(yù)測時(shí)，會(huì)面臨中長期持倉過低導(dǎo)致限電的風(fēng)險(xiǎn)，從中長期金融市場套利角度來看也會(huì)損失一定機(jī)會(huì)成本。
由此，我們需正確認(rèn)識(shí)風(fēng)電的出力特性，了解不同月份風(fēng)電出力的波動(dòng)性，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)大小規(guī)劃中長期交易量價(jià)。根據(jù)歷年數(shù)據(jù)計(jì)算各月份風(fēng)電出力標(biāo)準(zhǔn)差，發(fā)現(xiàn)大風(fēng)季（1~3月、11~12月）風(fēng)電波動(dòng)情況要高于小風(fēng)季，且大風(fēng)季月份相較其他月份更容易出現(xiàn)極寒、暴雪等極端天氣，易出現(xiàn)極端盈利或虧損情況。
對(duì)于風(fēng)電特殊出力特性，風(fēng)電場站需從三個(gè)層面規(guī)劃中長期交易：
在風(fēng)電出力波動(dòng)性較低月份，月度及以上中長期交易主要需對(duì)交易價(jià)格進(jìn)行約束，在迎峰度夏期間價(jià)格波動(dòng)較大，需在對(duì)歷史價(jià)格情況充分認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上參與交易。
在風(fēng)電出力波動(dòng)性較高月份，月度及以上中長期交易還需對(duì)交易量進(jìn)行約束，一方面可通過對(duì)風(fēng)電場站多年發(fā)電數(shù)據(jù)跟蹤分析，得到盈虧風(fēng)險(xiǎn)接近持平的交易策略；另一方面可減少交易電量，預(yù)留倉位于月內(nèi)交易中調(diào)整。
重視場站的發(fā)電數(shù)據(jù)積累與管理工作，場站的實(shí)際發(fā)電數(shù)據(jù)是進(jìn)行中長期電量預(yù)測的基礎(chǔ)，盡早地進(jìn)行數(shù)據(jù)積累，可提高中長期電量預(yù)測準(zhǔn)確度。
了解遠(yuǎn)期交易弊端，積極參與分時(shí)段交易
雖然風(fēng)電場站可通過遠(yuǎn)期中長期交易來規(guī)避部分風(fēng)險(xiǎn)，但該交易存在明顯弊端：中長期常規(guī)簽約曲線與風(fēng)電出力曲線不匹配。風(fēng)電場站出力在全天24時(shí)段中也存在較大波動(dòng)性，風(fēng)電整體出力曲線形狀為“兩端高，中間低”，但遠(yuǎn)期中長期簽約曲線為一條直線，由此也加大了中長期的偏差風(fēng)險(xiǎn)。
為了應(yīng)對(duì)此風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)電場站可積極參與分時(shí)段交易（包含旬交易、日滾動(dòng)交易）。圖3為2024年3月中旬山西旬集中競價(jià)出清價(jià)格與日前價(jià)格之間的價(jià)差，可以發(fā)現(xiàn)在較多時(shí)點(diǎn)在旬中賣出仍有較大套利空間，尤其17時(shí)段價(jià)差接近200元/兆瓦時(shí)，且相對(duì)遠(yuǎn)期中長期交易，旬交易一方面由于距離標(biāo)的日更近預(yù)測更準(zhǔn)確，另一方面在不同時(shí)點(diǎn)可根據(jù)持倉調(diào)整交易電量，交易量價(jià)的確定都可依據(jù)自身場站出力情況確定。
相對(duì)旬交易，日滾動(dòng)交易的交易頻率更高，交易日期距離標(biāo)的日期更近，對(duì)于調(diào)整持倉和短期套利來講都是較好的選擇，另外對(duì)于日滾動(dòng)多窗口也可采用量化策略進(jìn)行交易，在特定條件下可保證穩(wěn)定收益。
總體來看，風(fēng)電參與現(xiàn)貨的風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)應(yīng)重點(diǎn)體現(xiàn)在其隨機(jī)性與波動(dòng)性上，其風(fēng)險(xiǎn)相比于光伏更高，體現(xiàn)在以下方面：風(fēng)電在各種時(shí)間尺度上更難預(yù)測，預(yù)測誤差及承擔(dān)的損失也更大；缺少匹配的中長期曲線，中長期有效覆蓋率低，偏差結(jié)算風(fēng)險(xiǎn)也更大；雖然分時(shí)電價(jià)政策中峰段價(jià)格提高，但并不意味著風(fēng)電可以享受紅利，大風(fēng)期間峰段的現(xiàn)貨價(jià)格仍然較低；缺乏消納場景，光伏可通過短時(shí)儲(chǔ)能解決，風(fēng)電需在大風(fēng)季尋找長時(shí)儲(chǔ)能的解決方案。
在中長期交易中，風(fēng)電企業(yè)應(yīng)從風(fēng)電的出力特性入手，在長周期的交易中以對(duì)沖為目標(biāo)，并在短周期的多日交易中積極參與符合風(fēng)電出力特征的分時(shí)段交易，進(jìn)行倉位調(diào)整。在現(xiàn)貨交易中，應(yīng)以風(fēng)控為主要交易目標(biāo)，尤其在極端天氣對(duì)新型電力系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響時(shí)，合理控制現(xiàn)貨偏差，減少損失。
