可中断负荷期权合约及交易研究

王圣江，罗灵琳，孙华利

(1.云南电网公司，昆明 650011；2.昆明理工大学，昆明 650500)

可中断负荷期权合约及交易研究

王圣江1，罗灵琳2，孙华利1

(1.云南电网公司，昆明 650011；2.昆明理工大学，昆明 650500)

提出了基于标准化合约的可中断负荷期权，利用期权工具实现可中断负荷交易。利用标准化合约实现可中断负荷期权实时连续交易，扩大了可中断负荷期权的用户参与范围，能够充分调动用户参与交易的积极性，为用户提供了灵活的用电管理工具。可中断负荷期权为电网公司提供了便捷的控制负荷工具，有利于提高负荷侧管理水平和电网安全稳定运行。

可中断负荷；期权；合约；交易；

0 前言

可中断负荷管理是通过电网公司与用户签订合同，在电网调峰及电网运行特殊情况时按照预先合同约定暂时中断用户全部或部分负荷。它是电力市场环境下需求侧管理的重要组成部分，也是在市场环境下用市场工具控制负荷的有效管理措施。可中断负荷管理对提高系统可靠性、削减高峰电价、减少系统发电备用成本等方面具有明显效益。电力体制改革的顶层框架为积极利用电力市场工具，进一步研究和实施可中断负荷管理提供了较好的制度环境。

实施可中断负荷管理，能够为电网运行提供灵活、高效的负荷侧控制工具。对用户而言，可中断负荷的经济补偿改变了目前的单一供电可靠性电价标准，供电可靠性要求较低用户可通过积极参与可中断负荷交易获得额外收益。不同用户根据对供电可靠性的不同要求，灵活参与可中断负荷交易，实现了对不同供电可靠性用户的市场化分级定价。

1 国内外研究及实践情况

近年来，国内外学者已经对可中断负荷管理进行了大量研究[1-3]，从可中断负荷的成本效益、定价方法、交易机制、合约设计、系统安全、阻塞管理等多角度进行了研究。其中，文献 [4]对可中断负荷定价及合同机制设计进行了研究。文献 [5-6]提出了具体的可中断负荷合同模型及其求解方法。文献 [7]提出了可中断负荷电价模型。文献 [8]分析了可中断负荷的成本效益及前景分析。

目前，对于可中断负荷的合约设计和交易机制研究主要集中在远期双边合同及其交易机制方面，而对实时交易市场的期权及其标准化合约交易研究较少。远期双边合同可由电网公司与用户协商确定，合同具有较大灵活性，协议期较长，主要针用电负荷较大用户。然而此种方式主要基于中长期发供电平衡预测来解决负荷控制问题，对于短期负荷控制以及用电负荷规模较小用户参与交易缺乏灵活性。实施基于标准化合约的可中断负荷期权交易是解决短期发供电平衡及调度运行中实时负荷控制需求的有效措施。

2 可中断负荷期权

文中对基于标准化合约的可中断负荷期权实时交易模式进行初步探索，主要针对可中断负荷的优势进行分析并提出合约的设计思路，同时也对电网及用户在可中断负荷期权市场的交易策略进行简要分析。

可中断负荷是电网对对用户中断供电的选择权。目前采用较多的运作方式是通过电网与用户签订双边合同，双方依据合同规定在电网运行需要时执行可中断负荷。双边合同可实现电网公司与大用户之间签订贴近用户实际需求的合同，适用于针对大用户的中长期可中断负荷管理。但是这种模式难以适应中小用户的可中断负荷管理，也不能够适应动态变化的电网实时需求。

在成熟的电力市场中，可中断负荷作为一种变相增加电能的方式，既可以参加电能市场交易，也可以参加备用市场交易。我国电力市场还在起步阶段，应研究符合我国国情的可中断负荷交易机制。利用期权工具，采用标准化的期权合约并建立可中断负荷期权交易市场，能够调动更广大用户的参与积极性，为可中断负荷市场提供更加充裕的流动性以满足电网短期负荷管理的需求。

基于标准化期权合约的实时交易具有交易高效、执行便捷等特点，能够将更多中小用户纳入可中断负荷交易体系。利用实时交易系统，用户通过便捷的交易机制能够灵活管理自身用电计划。用户卖出可中断负荷给电网公司后，因用电计划发生变化，希望收回卖出的全部或部分期权时，用户可以在市场上通过向其他用户买入或向电网公司买回相应容量的可中断负荷期权合约，就可以进行期权反向平仓，实现了向电网公司回收期权或将可中断负荷期权义务转移给其他用户。对于电网公司，可以对负荷期权进行短期滚动调整，根据电网运行情况动态管理可中断负荷期权持仓量。必要时电网可将部分可中断负荷期权卖出给需要回收期权的用户以实现减少期权持仓量、降低成本的目的。

3 可中断负荷期权合约构建

3.1 期权交易

与金融市场一般期权相比，可中断负荷期权具有执行时间和执行次数不确定的特点。本文采用参考美式期权合约设计，提出连续实时交易的可中断负荷期权交易。

可中断负荷期权交易依据市场成员实时报价进行连续竞价交易。期权定价方式与金融类期权市场模式类似，即首先由市场成员进行期权买入、卖出报价，交易系统自动撮合交易。交易过程中，电网公司是期权市场主要的买方，用户是主要的卖方。但在市场交易活跃，期权合约流动性较好的条件下，电网公司和用户可以实现进行反向平仓交易。

图1 可中断负荷期权交易流程

3.2 合约设计

构建标准化可中断负荷期权合约需兼顾电网和用户双方的权利和义务，确保合约具有较好的通用性，才能购调动电网和用户双方参与交易的积极性，提高交易的参与度，进而满足电网运行对可中断负荷的要求。表1中给出了现行电力市场中断可中断负荷合同内容[5]。

表1 现行电力市场中的可中断负荷合同

可中断负荷期权合约应包括：合约期限、行权时间、提前通知时间、中断持续时间、期权费、中断电价、行权次数、负荷中断量、负荷节点等要素，下面将对合约内容进行分类讨论。

图2 可中断负荷期权合约设计

合约期限：合约期限应能够满足电网运行及用户侧用电的的动态变化，可设定多个不同合约期限以供选择，因此可设置两个期限合约，包括本月、下月。电网和用户根据自身需要选择交易相应期限的期权合约。

行权时间：因电网运行状况动态变化，无法在合约中固定行权时间，因此采用美式期权行权方法，电网公司在合约到期日前的任意时间执行期权，电网公司行权后，用户在经合约允许的延时内按照中断负荷期权合约要求执行削减负荷。

提前通知时间：根据电网控制负荷紧急程度的不同，提前通知时间分为10分钟预通知、1小时预通知、1天预通知负荷控制期权三个类别。在实际市场交易中，提前通知时间越短，用户停电成本越高，对应期权价格越高，电网更倾向于尽可能采用提前通知时间较长的期权合约以降低成本。

中断持续时间：因用户自身的复杂性，用户停电损失与停电时间的关系难以量化分析，但绝大多数用户停电损失将随停电时间的延长呈非线性加速增长。从我国和发达国家调查数据显示，4小时是单位停电损失的转折点[9]。从电网执行可中断负荷期权的需求来看，一般情况下，引发供电失衡引起的错峰和因事故引起的限电持续时间较少超过4小时。因此可设定中断持续时间按不超过4小时设置。

期权费：即期权价格，通过市场竞价形成，它是用户赋予电网公司可中断负荷选择权的补偿。根据期权合约提前通知时间、期权期限等因素的差异而不同。

中断电价：电网执行可中断负荷期权后，依据中断期间所产生的实际累积中断电量进行补偿，该补偿电价事先在合约中约定，用来补偿在期权执行期间所产生的损失。

行权限制：在期权合约期限内，对电网执行期权的次数和时间需要进行限制，以避免期权被无限制过度执行，给用户带来难以预期损失。

中断容量：用户在可中断负荷报价时须同时申报可中断负荷容量，电网公司执行期权时，用户需按要求减少不低于中断容量的负荷，为方便标准化合约的交易，取1 MW作为中断容量申报的最小交易单位。

负荷节点：为实现可中断负荷的分区精确控制，需对用户按所接入电网的节点进行标识。在需要执行特定区域限负荷以解决网络阻塞或电网事故条件下设备过载等问题时。电网公司可指定买入特定节点可中断负荷期权。不同网络节点负荷所面临的可中断执行概率是不同的，执行概率较高的节点在市场竞价过程中将会体现出相对更高的期权价格。

4 交易策略分析

4.1 电网交易策略

电网根据运行需要，预先买入可中断负荷期权来维持一定数量的可中断负荷备用，期权到期后滚动买入新期限的期权以满足电网运行需要。电网日常运行中，调度机构对发供电平衡及断面约束进行日前和实时校核评估，并通过可中断负荷期权的交易和执行来满足电网运行要求。根据可中断负荷期权合约提前通知期限的不同，电网交易策略包括日前平衡、实时平衡、紧急情况三种类型。

电网日前平衡。调度机构进行日前进行发供电平衡评估及断面受限校核评估。若次日发电能力不足或存在断面受限，即在日前执行所持有的1天提前通知的可中断负荷期权。若可中断负荷期权不足，进入交易市场买入期权以补充缺额，可中断负荷存在较多富裕时，也可将持有的部分期权进行卖出平仓以降低持有成本。

实时平衡：电网实时运行中，根据短期负荷预测及实时的电网约束校核评估确定当日内发供电平衡及断面约束。若短期发电能力不足，则可执行1小时预通知可中断负荷期权，可中断负荷期权不足时进入交易市场买入并执行期权。

紧急情况：电网事故情况下，调度员可根据事故影响范围有针对性的迅速对特定范围内网络节点执行10分钟预通知可中断负荷期权，期权不足时进入交易市场购入10分钟预通知可中断负荷期权并执行。

4.2 用户交易策略

用户根据对自身用电可靠性及用电计划，在交易系统中选择符合自身负荷特性的期权进行报价，参与可中断负荷期权交易。

若用户用电计划临时改变，对供电可靠性的要求增加，用户可在交易市场上对已卖出的期权进行反向平仓操作。

卖出期权后，电网发出执行期权指令，用户需按合约要求在不超过期权预通知时间范围内主动将负荷控制到位，否则将面临违约惩罚。

5 结束语

文中讨论了利用市场手段，实现基于标准化合约的可中断负荷期权实时交易。可中断负荷期权提高了可中断负荷期权的用户参与范围，简化了交易程序，为用户提供了灵活的用电管理工具，也有效扩充了可中断负荷备用容量。。用户通过灵活安排生产能够获得额外收益，对于供电可靠性要求不高的用户，期权工具能够有效提高综合效益。同时，可中断负荷期权为电网公司提供了灵活的控制负荷工具。电网公司通过日前及实施评估，动态管理可中断负荷期权持仓，实现负荷控制成本的最优化。可中断负荷期权通过按节点分类，能够迅速按节点控制负荷，能够有效有针对性的进行局部限负荷。可中断负荷为事故处理提供新的限负荷工具。

随着电力改革和电力市场的逐步推进，可中断负荷作为电力市场中的重要负荷管理工具，其重要性也将日益显现。本文仅对可中断负荷期权交易方式及合约构建进行了初步分析和研究，对于可中断负荷期权的合约设计、期权定价等诸多问题还需要进一步研究和实践。

[1] 金超.电力市场环境下可中断负荷对电网长期可靠性影响的研究 [D].保定：华北电力大学2012.

[2] 李莉.电力用户可中断负荷交易机制与模型研究 [D].保定：华北电力大学2008

[3] 李强.电力需求侧管理中可中断负荷的研究 [D].郑州：郑州大学2007

[4] 李成仁.电力市场中可中断电价机制设计 [J].能源技术经济，2012，24(4)：11-15.

[5] 王建学，王锡凡，王秀丽.电力市场可中断负荷合同模型研究 [J].中国电机工程学报，2005，25(9)：11-16.

[6] 邱文锋，唐捷，张勇军.基于DSM的可中断负荷合同分析与建模 [J].继电器，2008，36(3)：27-31.

[7] 任震，邝新武，黄雯莹.电力市场中可中断电价的设计[J].华南理工大学学报 (自然科学版)，2006，34(4)：70-74.

[8] 赵俏姿，陈海焱，丁会凯.华中电网实时可中断负荷的成本效益及前景分析 [J].上海电力学院学报，2006，22 (2)：171-175.

[9] 王建学，王锡凡，张显，等.可中断负荷成本效益分析[J].电力自动化设备，2004，24(5)：15-19.

Research on Interruptible Load Option Contract and Transaction

WANG Shengjiang1，LUOLinglinS2，SUNHuali1
(1.Yunnan Power Grid Corporation，Kunming 650011，China；2.Kunming University Of Science And Technology，Kunming 650500，China)

This paper presents interruptible load options based on standardized contracts，using options tools to achieve interruptible loadtrading.Interruptible load options using standardized contracts to achieve a real-time continuous trading，expanding the interruptible load option of user participation，to fully mobilize the enthusiasm of users to participate in the transaction，to provide users with a flexible power management tools.Interruptible load option provides a convenient tool to control loadsfor the Power Grid Corporation，helping improve the load-side management and grid security and stability.

Interruptible load；option；contract；trading；

TM73

B

1006-7345(2015)04-0094-04

2015-06-20

王圣江 (1979)，男，硕士，工程师，云南电网公司，从事电网安全监督管理工作 (e-mail)4093180＠qq.com。

罗灵琳 (1983)，女，硕士，讲师，昆明理工大学，从事电力市场、高电压及绝缘技术研究工作 (e-mail)65016642＠qq.com。

孙华利 (1983)，男，硕士，工程师，云南电网公司，从事电网调度运行工作 (e-mail)48304546＠qq.com。