新电力市场形势下售电公司报竞价策略初谈

王楠　罗军　吴溢　周永静

摘 要：在我国电力市场化改革的推进下，电力市场售电侧逐步向社会放开，研究售电公司如何更好地参与购电报竞价变得尤为重要。本文在电力市场规则的基础上，研究如何制定售电公司的购电报竞价策略，为售电公司参与电力市场提供有效地帮助。

关键词：电力市场；售电公司；竞价策略

中图分类号：F426.61 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）16-0159-02

本文通过分析国内外电力市场化改革近况，提出购电报竞价业务模型，并展开数学推导，支撑售电公司科学地报竞价，考虑了多样化的价格机制对其参与市场竞价策略的影响。

1 当前市场的交易情况

电力市场化改革颇有成效的地区，如英国、美国、北欧等地区都是在电力批发市场和零售市场中引入了竞争。例如英国的发电公司、售电公司与大用户等市场成员在电力批发市场中进行电能交易；电力零售市场中，大用户售电公司代理自己进入市场开展购电交易。考虑到市场成员的多种需求，英国电力批发市场的交易类型包括远期合同交易、日前交易、实时交易和期货交易，各种交易模式的相互补充，保证了电力市场的连续性。[1]。

现今我国电力市场正处于由单一买方市场向批发竞争、零售竞争的过渡时期[2]。由政府制定规则，交易中心提供平台，以市场化交易为主导，还原电力的商品属性，优化市场机制，合理配置电力资源。目前电力用户直接交易的模式主要有双边交易、集中撮合式交易、集中竞价交易[3]。就以最早开放售电业务的广东省来看，存在年度双边协商与月度集中竞争两大交易机制。竞价过程中，可分成多段电量报价，按申报价格优先成交，发电侧价格相同时环保机组优先成交，整个过程在线上交易系统完成。其中，报竞价直接涉及到售电公司对电量的购买和盈利情况，故对报竞价策略的研究至关重要。

2 市场化初期购电报竞价策略分析

2.1 售电公司参与市场竞价过程

首先针对月度自身购电需求开展定量分析：售电公司根据零售侧电量需求的统计结果预测出代理客户的负荷，再结合已购电量统计结果，得出申报电量计划；从售电侧合同统计结果可以成本计算，获得盈利基准购电价，从而得出可申报的最高投标电价[4]，如图1所示。

其次分析竞争对手报价情况：可以根据历史交易结果的公布信息，得到历史交易数据，先假定申报量价的分布，得到申报数据，随后展开交易模拟，得到成交结果统计信息再和历史实际交易结果进行对比，如果对比结果相似，即可获得申报量价分布数据，反之重新进行这一步骤，直到对比结果相似为止，如图2所示。

最后对竞价模拟结果和效益做出分析：根据交易中心明确规定的交易规则，结合上一步得出的供、需方的分布类型以及竞价企业的特征参数，可得出模拟报价数据，再结合本公司的报价数据，展开交易模拟，并通过分析模拟结果考虑是否需要更改参数进行多次交易模拟，最终可以得到竞价方案，如图3所示。

此外，还可开展交易后评估，对算法进行智能修正：在真实的交易开展过后，可以将之前模拟的预案数据与实际数据进行收益分析比较，得出交易评估结果，为下次购电报竞价做准备。

2.2 售电公司参与市场竞价模型计算

在本文中设定售电公司会实行三种类型的电价机制，包括可中断电价、高可靠性电价和阶梯电价[5]。

设t时段的市场清算价格为μt，售电公司申报的投标电价为Pbt，当Pbt≥μt时，售电公司竞价成功。其中Pbt=μt时可能出现购电电量未完全得到满足的情况。考虑到统一出清电价MCP的变化，因此引入变量ω，ω≥0。对于售电公司来说，MCP为（1+ω）μt，市场MCP实际值则为μt，所以当报价Pbt≥（1+ω）μt，就可保证竞价成功。售电公司可根据历史数据分析得出市场清算电价μt的概率密度函数f（x），在（-∞，d）的概率为：

Prob[0≤x≤d]=（x）dx （1）

因为μt经常变化，通常情况下无法知道ω的准确值，但可以求出ω的概率分布。设ω在[0，h]上的分布函数为τ（x），假定为均匀分布。支付函数W（q，ω）对ω求期望可得到：

W（q，h）=W（q，ω）τ（ω） dω （2）

由支付函数可得出能取得最大利润的竞价购电策略。

如2.1所说，按售电侧合同统计结果可进行成本计算，则售电公司的购电成本为：

C=θt[（θ1t-δtΔθt）t+θ2tt+θ3tt]=θtqtt （3）

约束条件为：ΔQtmin≤ΔQt≤ΔQtmax （4）

式中：θt为竞价成功的概率；θ1t、θ2t、θ3t分别是竞价前实施中断电价、高可靠性电价和阶梯电价的用户分别所需的现货市场电量；δt为用户执行中断合同的概率；Δθt为中断量；q为售电公司参与市场的投标电量。

那么，t时段总售电收益为：

F=θt[（Q1t-δtΔQt）p1t-δtΔQtPcompt

+Q2tp2t-φ（1-β）Q2tp2t+Q3tp3t+（1-δt）Fct] （5）

式中：p1t、p2t、p3t分别为中断电价、高可靠性电价和阶梯电价；Pcompt为中断补偿价格；Fct为违约赔偿金；β为可靠率；φ为常数。

支付函数为：W=F-C （6）

为了获得申报量价分布数据，可以先假设市场清算电价μt在[a，b]上服从均匀分布，即：

f（x）== （7）

根据式（2）、（3）分别求出竞价成功的概率和市场清算电价的期望为：

θt=dx=（-a） （8）

t=（+a） （9）

约束条件：

a≤≤b （10）

式中：qt为投标电量，即申报电量计划为：

qt=Q1t+Q2t+Q3t-δtΔQt （11）

代入式（4）中，可得出支付函数为：

W=max（F-C）τ（ω）dω （12）

利用MATLAB进行模拟仿真。

随机生成申报电量电价的初始值，筛选出满足（4）、（10）的初始变量，代入（8）、（9）公式中并计算出在某时段各类用户的负荷需求和价格在该场景下，竞价成功、竞价失败的概率和市场清算价格的期望，再进一步代入（3）、（5）中计算出该场景下售电公司的成本和收益；利用式（12）求出其利潤，然后再次随机生成满足约束条件的初始变量，代入各式，重复上述过程，从而求出最大的利润值，并分别求出在W最大情况下的k，q值，最终得出该场景下售电公司参与市场购电最优竞价策略。

3 结语

本文探讨了国内外电力市场化改革的不同交易模式，并结合现有市场对报竞价策略开展了进一步研究。包括对竞价流程的框架进行的初步探讨，对售电公司参与市场竞价购电的策略进行的数学推导。通过初谈售电公司报竞价行为，可以得到：在信息化模型算法的支撑下，合理地制定购电报竞价策略有利于售电公司开展业务，实现利益最大化。同时，售电公司在参与市场前应充分地收集好历史交易数据，以便做出高效的预测，并在真实的交易开展过后，将预案计划和实际交易结果进行分析比较，得出交易评估，为下次购电报竞价做出更好的准备。

参考文献

[1]周明，严宇，等.国外典型电力市场交易结算机制及对中国的启示[J].电力系统自动化，2017，（20）：1-8+150.

[2]于尔铿，周京阳，张学松.电力市场竞价模型与原理[J].电力系统自动化，2001，（01）：24-27.

[3]白杨，谢乐，夏清，等.中国推进售电侧市场化的制度设计与建议[J].电力系统自动化，2015，（14）：1-7.

[4]张显，刘福斌，彭涛，等.电力用户与发电企业直接交易相关问题探讨[J].电力系统自动化，2014，（13）：33-37.

[5]尹龙，等.考虑多种用户价格机制下的综合型能源售电公司购电竞价策略[J].电网技术，2014，（01）：88-95.