為適應(yīng)不同的基數(shù)電量收益分配需求,提出了預(yù)期收益補(bǔ)償方法、偏差電量替代撮合方法、平均價差補(bǔ)償方法3種基數(shù)偏差電量的結(jié)算處理方法。預(yù)期收益補(bǔ)償方法對超發(fā)電量按其發(fā)電成本、欠發(fā)電量按其預(yù)期收益進(jìn)行補(bǔ)償,使得機(jī)組實(shí)際發(fā)電收益基本不受基數(shù)偏差電量的影響;偏差電量替代撮合方法采用事后發(fā)電權(quán)交易的方式,鼓勵低成本超發(fā)電量對欠發(fā)電量進(jìn)行替代發(fā)電,交易雙方均可獲得收益;平均價差補(bǔ)償方法在電量替代的基礎(chǔ)上,預(yù)留部分收益對未成交超發(fā)電量進(jìn)行補(bǔ)償,兼顧個體主動性與整體均衡性。
引言
2015年,新一輪電力市場化改革全面啟動,中國電力供應(yīng)逐步從傳統(tǒng)計(jì)劃模式向現(xiàn)代交易模式轉(zhuǎn)變[1]。2016年12月,《電力中長期交易基本規(guī)則 (暫行)》的印發(fā)[2],對中長期交易組織、交易執(zhí)行及交易結(jié)算提出了指導(dǎo)性規(guī)則。
現(xiàn)階段中國基數(shù)電量與市場電量共存的格局在短期內(nèi)不會改變。在生產(chǎn)實(shí)踐中,市場電量執(zhí)行偏差一般通過調(diào)整基數(shù)電量來進(jìn)行緩沖,以保證市場電量合約的剛性執(zhí)行。隨著中國發(fā)用電計(jì)劃逐步放開[3],市場交易規(guī)模日益擴(kuò)大,通過調(diào)整基數(shù)電量實(shí)現(xiàn)市場電量的保障執(zhí)行和偏差調(diào)整將非常困難,同時基數(shù)電量本身在執(zhí)行過程中也會產(chǎn)生偏差電量, 此時需要采用財務(wù)結(jié)算等方式對偏差電量進(jìn)行結(jié)算與考核[4-5]。偏差電量結(jié)算處理機(jī)制作為電力市場初期的過渡性方案,國內(nèi)已對此進(jìn)行了深入研究。文獻(xiàn)[6]依據(jù)各方實(shí)際上網(wǎng)、落地電量對核定線損率進(jìn)行修正,再利用修正后的線損率進(jìn)行偏差電量分解與結(jié)算,解決了跨省區(qū)電能交易結(jié)算中出現(xiàn)的負(fù)線損率問題。文獻(xiàn)[7]通過對跨區(qū)交流電網(wǎng)偏差電量責(zé)任的判定,確定各方的結(jié)算價格,實(shí)現(xiàn)對跨區(qū)電網(wǎng)交易合同電量與偏差電量的差異化定價和分開結(jié)算。文獻(xiàn)[8]提出一種促進(jìn)新能源消納的交易電量偏差結(jié)算補(bǔ)償機(jī)制,采用統(tǒng)一電價對偏差電量進(jìn)行結(jié)算,從而實(shí)現(xiàn)基數(shù)電量公平分配及交易電費(fèi)月清月結(jié)。文獻(xiàn)[9]采用發(fā)電權(quán)交易模式,緩解自備電廠與新能源企業(yè)間的電量矛盾,使雙方在現(xiàn)有市場機(jī)制下達(dá)到利益平衡。文獻(xiàn)[10]建議完善省間發(fā)電權(quán)交易機(jī)制,通過價格機(jī)制引導(dǎo)新能源與其他電源的發(fā)電行為,平衡各方利益。國外電力市場對產(chǎn)生的偏差電量也多采用類似的交易結(jié)算方式[11]。英國允許市場成員在平衡市場中申報正負(fù)偏差價格,采用兩部制價格在實(shí)時運(yùn)行結(jié)束后對偏差電量進(jìn)行結(jié)算[12]。德州市場通過中長期、日前、實(shí)時市場逐級細(xì)化,并在實(shí)時市場進(jìn)行全電量出清,產(chǎn)生的偏差電量根據(jù)實(shí)時節(jié)點(diǎn)價格進(jìn)行結(jié)算[13]。
隨著國內(nèi)電力中長期市場建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn),市場化電量比例逐漸升高,發(fā)電企業(yè)年度基數(shù)電量比重逐漸降低,同時還要通過調(diào)整年度基數(shù)電量的方式來保證市場電量的剛性執(zhí)行以及與現(xiàn)貨市場的銜接,由此帶來的基數(shù)電量偏差,在國內(nèi)多數(shù)省級電力市場內(nèi)尚未有合適的處理機(jī)制。在此背景下,本文緊貼工程實(shí)際需求,提出了3種基數(shù)偏差電量的結(jié)算處理方法:預(yù)期收益補(bǔ)償方法以電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)為執(zhí)行主體,對超發(fā)電量的發(fā)電成本和欠發(fā)電量的預(yù)期收益進(jìn)行補(bǔ)償,可將偏差電量對機(jī)組實(shí)際收益的影響降到最低;偏差電量替代撮合方法以事后發(fā)電權(quán)交易的方式,激勵機(jī)組主動進(jìn)行偏差電量的處理, 從而獲得合理的收益;平均價差補(bǔ)償方法以平均價差為上限補(bǔ)償成交的偏差機(jī)組,剩余收益補(bǔ)償未成交的超發(fā)機(jī)組,兼顧了機(jī)組個體的主動性與系統(tǒng)整體的均衡性。
1、現(xiàn)行市場偏差電量處理方法
目前國內(nèi)開展電力中長期交易的省份,都會保證市場電量剛性執(zhí)行,而基數(shù)電量具備一定的彈性, 因此一般將基數(shù)電量作為市場電量的緩沖,市場電量按合約結(jié)算,基數(shù)電量保證各電廠機(jī)組執(zhí)行進(jìn)度均衡[14]。但是,市場開放程度的不同及市場電量占比的不同,導(dǎo)致不同省份對于偏差電量的處理方法也不同[2]。中國華北、華東和南方區(qū)域內(nèi)的某省份均已建立了電力中長期市場體制,3個省份市場電量規(guī)模依次擴(kuò)大,對于市場偏差電量的處理方法各不相同。3個省份對于偏差電量的處理特點(diǎn)如表1所示,具體處理方法見附錄 A。
2、基數(shù)偏差電量結(jié)算方法
2.1結(jié)算方法的必要性
在當(dāng)月機(jī)組發(fā)電計(jì)劃執(zhí)行結(jié)束后,交易中心對機(jī)組執(zhí)行電量進(jìn)行核定,扣除剛性執(zhí)行的市場電量后,得到機(jī)組當(dāng)月實(shí)際基數(shù)電量。同時根據(jù)當(dāng)月實(shí)際總基數(shù)電量調(diào)整月初制定的機(jī)組計(jì)劃基數(shù)電量, 得到機(jī)組當(dāng)月應(yīng)結(jié)計(jì)劃基數(shù)電量,作為基數(shù)偏差電量核定的基準(zhǔn),進(jìn)而得到機(jī)組基數(shù)偏差電量[4,7-8]。
偏差電量的存在使得基數(shù)電量執(zhí)行不均衡,若對偏差電量處理方法不合適,會導(dǎo)致欠發(fā)機(jī)組利益受損,不利于基數(shù)電量的良性執(zhí)行。對偏差電量采用合適的方法進(jìn)行結(jié)算補(bǔ)償,盡量消除由于基數(shù)電量執(zhí)行偏差導(dǎo)致的利益分配不平衡,即使基數(shù)電量在執(zhí)行過程中產(chǎn)生偏差,也可對其進(jìn)行一定程度的補(bǔ)償調(diào)整,從而保證基數(shù)電量的均衡執(zhí)行[15]。
當(dāng)月基數(shù)偏差電量可以月清月結(jié),也可以向后月滾動執(zhí)行,在年底進(jìn)行結(jié)算。本文以當(dāng)月基數(shù)偏差電量處理為例,所提方法同樣適用于基數(shù)電量滾動執(zhí)行,年底進(jìn)行偏差電量結(jié)算處理的情況。
2.2結(jié)算方法的主要特征
在每月結(jié)算日,根據(jù)交易中心核定的各類交易數(shù)據(jù),得到當(dāng)月機(jī)組實(shí)際基數(shù)電量和應(yīng)結(jié)計(jì)劃基數(shù)電量,二者之差即為機(jī)組基數(shù)偏差電量[8]。
對基數(shù)偏差電量的不同處理方法與結(jié)算規(guī)則,會對事前中長期發(fā)電計(jì)劃的編制和事中發(fā)電資源優(yōu)化調(diào)度產(chǎn)生深層次影響[16]。本文設(shè)計(jì)了3種基數(shù)偏差電量處理方法,希望通過結(jié)算規(guī)則引導(dǎo)電力優(yōu)化調(diào)度,保障各參與方利益,實(shí)現(xiàn)基數(shù)電量的良性執(zhí)行。3種方法的具體處理細(xì)節(jié)如下。
1)方法A:預(yù)期收益補(bǔ)償方法
成其當(dāng)月基數(shù)電量收益已經(jīng)得到保證,因此對于超發(fā)電量,只需補(bǔ)償其發(fā)電成本即可;對于欠發(fā)機(jī)組, 欠發(fā)電量為其當(dāng)月應(yīng)結(jié)計(jì)劃基數(shù)電量中的未完成部 分,為保證其當(dāng)月基數(shù)電量收益,需要對欠發(fā)電量的預(yù)期收益進(jìn)行補(bǔ)償。欠發(fā)機(jī)組少發(fā)的電量從本質(zhì)上 看,可認(rèn)為是由超發(fā)機(jī)組多發(fā)的電量進(jìn)行替代發(fā)電的[8],因此該方法中,全部欠發(fā)機(jī)組所少發(fā)電量的電費(fèi)即為系統(tǒng)總可分配收入,超發(fā)機(jī)組與欠發(fā)機(jī)組均由系統(tǒng)可分配收入進(jìn)行補(bǔ)償。
方法 A最大限度地保證了系統(tǒng)內(nèi)機(jī)組基數(shù)電量均衡執(zhí)行的相對公平性,即使機(jī)組在執(zhí)行基數(shù)電量時出現(xiàn)了偏差,機(jī)組也會獲得相應(yīng)的收益,同時超發(fā)機(jī)組的實(shí)際發(fā)電成本也能得到補(bǔ)償。但是欠發(fā)機(jī)組的少發(fā)電量仍能獲得預(yù)期收益,而超發(fā)機(jī)組的超發(fā)電量僅能得到成本補(bǔ)償,未能產(chǎn)生收益,存在一定的不公平性,同時也打擊了超發(fā)機(jī)組承擔(dān)系統(tǒng)電量偏差的積極性。
2)方法B:偏差電量替代撮合方法
由于不同機(jī)組的發(fā)電成本不同,發(fā)電成本低的超發(fā)機(jī)組可將超發(fā)電量出售,發(fā)電價格高的欠發(fā)機(jī)組可購買電量替代自身的欠發(fā)電量,通過統(tǒng)一撮合可以最大化系統(tǒng)可分配收益,并采用合理的方式分配給偏差機(jī)組,保障系統(tǒng)內(nèi)各機(jī)組的利益。
偏差機(jī)組需要對偏差電量與價格進(jìn)行申報[9],其中超發(fā)機(jī)組申報超發(fā)電量與發(fā)電價格,欠發(fā)機(jī)組申報欠發(fā)電量與上網(wǎng)價格。超發(fā)機(jī)組各段偏差電量 按價格升序排列形成出售曲線,欠發(fā)機(jī)組各段偏差電量按價格降序排列形成購買曲線。
出售方價格與購買方價格進(jìn)行配對形成交易對價差。當(dāng)交易對價差為正值或0 時,該交易對成交;當(dāng)價差為負(fù)值時,該交易對不成交。每個成交的交易對的成交價格為該交易對的購買價格與出售價格的平均值。對于價差為負(fù)值的交易對,購買價格低于出售方價格而無法成交。由于欠發(fā)機(jī)組無法購買到替代電量,因此欠發(fā)機(jī)組無法獲得偏差電量收益,這部分欠發(fā)電量產(chǎn)生的電費(fèi)收入由交易對內(nèi)的超發(fā)電量獲得,以對其發(fā)電成本進(jìn)行部分補(bǔ)償。
該方法中,每個成交交易對的價差與該成交對對應(yīng)的電量的乘積為該成交對產(chǎn)生的可分配收益。具體撮合方法如圖1所示。其中出售曲線與購買曲線相交于X點(diǎn)[17],該點(diǎn)左側(cè)綠色線段為成交的交易對,右側(cè)紅色線段為未成交的交易對;bk為交易對k的購買價格;sk為交易對k的出售價格;Δk為交易對k的價差;βk為成交交易對k的成交價格,即該交易對的購買價格與出售價格的平均值;Qk為交易對k的成交電量。
與方法 A相比,方法B中超發(fā)機(jī)組的超發(fā)電量不但能收回成本,還能有一定的收益,而欠發(fā)機(jī)組的少發(fā)電量的預(yù)期收益,一半收益用于補(bǔ)償替代發(fā)電的超發(fā)機(jī)組,一半收益由欠發(fā)機(jī)組獲得。方法 B既激發(fā)了超發(fā)機(jī)組承擔(dān)系統(tǒng)偏差的積極性,也保障了欠發(fā)機(jī)組的部分利益。但在方法B 中,如果高成本的機(jī)組產(chǎn)生超發(fā)電量,則很難在市場上撮合成功獲得收益,并且對其的補(bǔ)償無法覆蓋其超發(fā)電量的發(fā)電成本,為此,可對方法 B的撮合規(guī)則進(jìn)行改進(jìn),以進(jìn)一步保障系統(tǒng)內(nèi)各機(jī)組的利益。
3)方法C:平均價差補(bǔ)償方法
方法C對方法B中的撮合規(guī)則進(jìn)行了改進(jìn),對未成交的超發(fā)電量也進(jìn)行了一定的補(bǔ)償。方法 C改變了價格形成方法。欠發(fā)機(jī)組上網(wǎng)價格與超發(fā)機(jī)組發(fā)電價格進(jìn)行配對,形成交易對價差。當(dāng)交易對價差為正值或0時,該交易對成交;當(dāng)價差為負(fù)值時,該交易對不成交。該方法中,每個成交交易對的價差與該成交對對應(yīng)的電量的乘積為該成交對產(chǎn)生的可分配收益,將所有成交對產(chǎn)生的可分配收益累加,得到系統(tǒng)總可分配收益。系統(tǒng)總可分配收益與總成交電量的比值,即為系統(tǒng)成交對平均價差。
所有成交對中,價差小于平均價差的按實(shí)際價差結(jié)算;價差大于平均價差的按平均價差結(jié)算。由此得到每一個成交對的結(jié)算價差。具體撮合方法如圖2所示。圖中:ρk為成交對k中購買方機(jī)組的上網(wǎng)價格;λk為成交對k中出售方機(jī)組的發(fā)電價格; Δk為成交對k的結(jié)算價差。
方法C中,如果價差小于平均價差,其產(chǎn)生的可分配收益由成交雙方平分;如果價差大于平均價差,則平均價差對應(yīng)的可分配收益由雙方平分,剩余的可分配收益按超發(fā)電量的發(fā)電成本比例分配給未成交的超發(fā)機(jī)組[18]。此外,對于價差為負(fù)值的交易對,欠發(fā)機(jī)組不獲得偏差電量收益,這部分欠發(fā)電量產(chǎn)生的電費(fèi)收入由交易對內(nèi)的超發(fā)電量獲得。這部 分處理方式與方法B類似?？紤]到方法B僅能對未成交的超發(fā)電量的發(fā)電成本進(jìn)行部分補(bǔ)償,方法 C以平均價差為上限對成交的偏差機(jī)組進(jìn)行補(bǔ)償, 同時留出部分可分配收益對未成交的超發(fā)機(jī)組進(jìn)行 再次補(bǔ)償,維護(hù)了超發(fā)機(jī)組承擔(dān)系統(tǒng)偏差的積極性,進(jìn)一步保障了系統(tǒng)內(nèi)各機(jī)組的利益。
3、算例分析
3.1算例基本數(shù)據(jù)
選取某省網(wǎng)內(nèi)的6臺機(jī)組為例進(jìn)行分析 機(jī)組電價信息以及6月份的基數(shù)電量執(zhí)行情況如表1所示。6臺機(jī)組的基數(shù)偏差電量實(shí)際情況為:高成本的機(jī)組(C1和C2)產(chǎn)生的負(fù)偏差電量大于正偏差電量,低成本的機(jī)組(A1,A2,B1,B2)產(chǎn)生的負(fù)偏差電量小于正偏差電量。以實(shí)際執(zhí)行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)構(gòu)建場 景1,分別采用3種基數(shù)偏差電量處理方法進(jìn)行結(jié)算。同時,為進(jìn)一步分析3種偏差電量處理方法對不同場景的結(jié)算情況,進(jìn)一步構(gòu)建場景2與場景3。其中場景2中6臺機(jī)組的基數(shù)偏差電量情況與場景1相反,即高成本的機(jī)組產(chǎn)生的負(fù)偏差電量小于正偏差電量,低成本的機(jī)組產(chǎn)生的負(fù)偏差電量大于正偏差電量;場景3中同樣成本的機(jī)組產(chǎn)生的負(fù)偏差電量與正偏差電量相等。如表2所示。
3.2計(jì)算結(jié)果對比分析
3種場景下分別采用提出的3 種方法進(jìn)行結(jié)算處理,具體計(jì)算結(jié)果見附錄 C至附錄 E。此處為直觀分析不同場景下3 種方法的結(jié)算結(jié)果,將機(jī)組實(shí)際發(fā)電收益與實(shí)際單位發(fā)電收益列于表3與表4。
由于機(jī)組基數(shù)偏差電量情況不同,3個場景下全部機(jī)組的實(shí)際總收益也不同,分別為1240.7,1239.3,1240萬元。其中在場景3中,同樣成本的機(jī)組產(chǎn)生的負(fù)偏差電量與正偏差電量相等,相當(dāng)于不同成本之間的電量未發(fā)生替代,因此其機(jī)組實(shí)際總收益與系統(tǒng)無偏差電量情況下的機(jī)組總收益相同,均為1240萬元;場景1的系統(tǒng)凈效果相當(dāng)于成本低的電量代替了成本高的電量,使得系統(tǒng)整體運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性上升,機(jī)組實(shí)際總收益也提高至1240.7萬元;而場景2相當(dāng)于成本高的電量代替了成本低的電量,系統(tǒng)整體經(jīng)濟(jì)性有所下降,機(jī)組實(shí)際總收益下降至1239.3萬元。
對于實(shí)際單位發(fā)電收益 由于欠發(fā)電量無發(fā)電成本,且能獲得部分收益,因此欠發(fā)機(jī)組的實(shí)際單位發(fā)電收益不會低于系統(tǒng)無偏差電量情況下的機(jī)組預(yù)期單位發(fā)電收益,如表3所示。
在3個場景下,方法 A結(jié)算的欠發(fā)機(jī)組實(shí)際單位發(fā)電收益均超過了超發(fā)機(jī)組,而超發(fā)機(jī)組承擔(dān)了系統(tǒng)的正偏差電量,但超發(fā)電量僅能得到成本補(bǔ)償,未能產(chǎn)生收益,導(dǎo)致超發(fā)機(jī)組的實(shí)際單位發(fā)電收益低于其無偏差情況下的預(yù)期單位發(fā)電收益,不利于調(diào)動超發(fā)機(jī)組承擔(dān)系統(tǒng)正偏差的積極性。方法B采用偏差電量的撮合機(jī)制,成本低的超發(fā)機(jī)組對上網(wǎng)價格高的欠發(fā)機(jī)組產(chǎn)生效益較高的替代效應(yīng),從而與對應(yīng)的欠發(fā)機(jī)組一起獲得較多的收益。表3中3種場景下,發(fā)電成本較低的超發(fā)機(jī)組A1與上網(wǎng)價格較高的欠發(fā)機(jī)組C2,實(shí)際單位發(fā)電收益均超出其預(yù)期單位發(fā)電收益。而對于發(fā)電成本較高的超發(fā)機(jī)組,其超發(fā)電量無法成交,僅能獲得交易對內(nèi)對應(yīng)欠發(fā)電量的電費(fèi)收入,而這部分收入無法覆蓋其發(fā)電成本,損害了這部分機(jī)組的利益。
方法C的結(jié)算結(jié)果中,各臺機(jī)組實(shí)際單位發(fā)電與其預(yù)期單位發(fā)電收益較為接近,同成本偏差機(jī)組之間,無論偏差電量是否成交,其實(shí)際單位發(fā)電收益也相差不大。方法 C 采用改進(jìn)的偏差電量撮合機(jī)制,既發(fā)揮了偏差機(jī)組主動進(jìn)行電量替代的主觀能動性,同時對結(jié)算價差進(jìn)行了限制,也保障了系統(tǒng)內(nèi)各機(jī)組利益,兼顧了基數(shù)電量均衡執(zhí)行的公平性。
04、結(jié)語
在中國電力市場改革初期,隨著中長期市場電量交易規(guī)模的擴(kuò)大,基數(shù)電量空間受到擠壓,難以保證各機(jī)組的均衡執(zhí)行,此外,市場電量的剛性執(zhí)行也需要機(jī)組基數(shù)電量計(jì)劃不斷進(jìn)行調(diào)整配合,現(xiàn)貨市場的開展也需要基數(shù)電量計(jì)劃進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整以便于銜接,這均增加了基數(shù)電量的均衡執(zhí)行難度。鑒于此,本文提出了3種基數(shù)偏差電量結(jié)算處理方法,針對事后機(jī)組基數(shù)執(zhí)行偏差導(dǎo)致的偏差電量,分別采用按預(yù)期收益進(jìn)行補(bǔ)償、偏差電量替代交易和按平均價差進(jìn)行補(bǔ)償3種方法。3種方法各有側(cè)重,可適應(yīng)不同情況下的機(jī)組基數(shù)電量收益分配需求。能有效處理基數(shù)偏差導(dǎo)致的機(jī)組利益不均問題,使得基數(shù)電量在執(zhí)行過程中即使產(chǎn)生偏差,也可以通過本文方法對收益進(jìn)行再次分配,保證系統(tǒng)內(nèi)機(jī)組利益分配的均衡性,保障基數(shù)電量均衡執(zhí)行機(jī)制在電力市場初期的良性運(yùn)轉(zhuǎn)。
需要指出的是,在電力市場初期階段,由于相關(guān)配套與監(jiān)管機(jī)制的暫時缺位,部分機(jī)組可能會利用本文提出的偏差處理方法,通過產(chǎn)生偏差電量來牟利。在實(shí)際工程應(yīng)用中,可采用以下措施來進(jìn)行預(yù)防:①在實(shí)時運(yùn)行層面,對于跟蹤實(shí)時計(jì)劃或自動發(fā)電控制(AGC)指令產(chǎn)生的偏差電量,要進(jìn)行相應(yīng)的懲罰;②設(shè)置機(jī)組偏差電量比例上限,對于超出的偏差電量部分不進(jìn)行費(fèi)用補(bǔ)償。電力市場建設(shè)是一個長期的系統(tǒng)的工程,規(guī)則機(jī)制更是一個有機(jī)的整體, 任一部分的變動,均要考慮其可能產(chǎn)生的影響,制定相應(yīng)的配套措施,并在實(shí)際中不斷進(jìn)行改進(jìn)完善,推動市場建設(shè)穩(wěn)步前行。
（來源：電力系統(tǒng)自動化 作者：徐 帆,謝 旭,施 磊,喻 樂,涂孟夫,李利利）
