省级中长期电力市场滚动撮合交易机制设计与实践

林晓敏 王良缘

(福建电力交易中心有限公司，福建 福州 350003)

1 概述

作为全国率先开展大用户直接交易试点的省份之一，福建省自2010年起开展了大用户直接交易。2015年，新一轮电力体制改革推动了电力直接交易市场的快速发展[1]。2018年5月，福建省在开展年(季)度交易、发电权交易基础上新增月度集中竞价交易品种，形成覆盖年(季)度、月度交易周期，涵盖双边协商、挂牌和集中竞价交易方式的较为完整的中长期电力市场体系。

近年来，随着市场交易规模逐步扩大，市场主体对交易组织高效、灵活开展的需求更加迫切，开放用户选择权是市场发展的一个关键环节[2]，设计一种购售双方深度博弈、高效出清的交易模式，以提高交易组织效率并体现充分竞争性显得尤为重要。目前，国内多个省份和区域已开展撮合交易机制研究和实践，形成各具特色的交易模式[3-9]。例如，文献[7]构建了适合四川省情的复式竞价撮合交易方式，分为集中竞价、双挂双摘、火电匹配三个阶段，集中竞价阶段采用购售双方申报电价高低匹配出清，未成交电量则在双挂双摘阶段由双方根据意愿摘牌出清，最后按照7∶3水火比例为用户已成交电量匹配火电；文献[8]根据贵州电网特点提出考虑厂群电量约束的月度撮合交易算法，按照“价格优先、容量优先、时间优先”原则对购售双方申报价差进行高低匹配出清；文献[9]基于云南市场供需“双边垄断”的现状，设计了允许购售双方同一段电量申报两个价格的集中撮合交易方式，优先选择第一意愿价格撮合成交，剩余未成交电量以第二意愿价格撮合成交。

上述电力中长期市场撮合交易机制研究成果主要从较复杂的能源结构、电网网络特性出发，体现发用电单边或双边垄断模式下的充分竞争性，撮合交易流程和算法设计较复杂，且撮合成交价格多采用固定算法，较少考虑市场结构特性、供需形势变化等因素影响下的成交价格调整机制。本文结合福建电力市场政策环境，提出一种适应市场起步阶段的滚动撮合交易模式，根据市场供需、市场力行为等因素动态调整撮合成交价格，实现市场主体之间公平、有序的竞争。

2 滚动撮合交易机制设计

滚动撮合交易是福建电力市场2021年新推出的中长期交易品种，具有连续实时、随行就市的特点。作为满足市场主体短周期交易、灵活调整合同电量的有效市场化手段，滚动撮合交易现阶段主要在月内开展，每月开市一次。借鉴证券交易投资者可随行就市进行实时申报的特点，通过实时开放面向购售双方动态可观测的量、价申报和成交数据，以及量价走势图等可视化辅助工具，实现市场主体在博弈过程中的撮合成交。在福建市场交易模式设计中，需从交易价格政策、交易组织方式、撮合成交交易机制和系统技术支撑等方面开展研究工作。

2.1 交易价格政策

不同于国内其它省份，福建省对发电企业参与省内直接交易的售电价格有其特殊规定。2020年第二轮监管周期核定的福建省输配电价明确提出设置发电侧直接交易竞价差值系数，竞价差值系数=燃煤发电上网基准价-参与直接交易机组政府核定上网电价，发电企业参与省内直接交易的实际售电价格=交易价格-竞价差值系数。

设置竞价差值系数后，核定不同上网电价的发电企业在参与省内交易时，实现了基于基准价的折算售电价格申报，用户可以直观了解发电企业的降价幅度，但同时也带来滚动撮合交易机制设计的难点。当不同竞价差值系数的发电企业之间产生购售电关系时，即相当于发电市场化合约转让交易，按照省内中长期交易规则规定，受让方实际售电价格按照双方核定的上网电价“孰低取孰”的原则确定。这一特殊的价格政策客观造成了发电市场化合约转让交易无法与发电企业作为售电方、用户作为购电方的增量交易同场组织。

因此，在省内电价政策未取消竞价差值系数前，发电企业仅能作为售电方参与滚动撮合交易。初期，为确保市场平稳起步并简化结算流程，发电企业仅作为售电方，批发用户和售电公司仅作为购电方参与交易。

2.2 交易组织方式

滚动撮合交易体现了交易组织全过程购售双方“面对面”的动态博弈过程。交易开市后，购售双方在交易限额允许范围内，通过交易平台随时申报交易电量、电价信息，市场初期仅申报单段电量、电价，系统按照“时间优先、价格优先”的原则连续滚动撮合出清。市场主体通过交易平台实时了解量价行情，根据量价走势图等可视化工具辅助分析决策，可连续多笔申报，申报后如未成交，可随时撤销后重新申报，成交情况与其报价策略和市场行情密切相关。

滚动撮合出清原则为：

①购电方、售电方申报交易信息按照“时间优先”原则进入申报队列等待。

②售电方按照价格由低到高、同等价格时间由早到晚的原则排序，购电方按照价格由高到低、同等价格时间由早到晚的原则排序。

③购电方申报电价≥售电方申报电价时，按照排序先后顺序成交；购电方申报电价<售电方申报电价时，不成交。

为降低市场投机风险，参与滚动撮合交易的购售双方均提前设置交易限额，确保在满足电网安全约束下的交易结果具备可执行性。其中，批发用户和售电公司申报的购电量不得超过其年度、月度交易分月电量的20%，发电企业各交易单元申报的售电量不得超过其当月最大可发电量折算所得的上网电量扣减累计已成交市场化电量后的剩余电量。

2.3 撮合成交交易机制

滚动撮合交易每成交对的成交价格按以下公式确定：

成交价格=K×A+(1-K)×B (0≤K≤1)

其中，购售双方申报价格中申报时间在前的报价为A，申报时间在后的报价为B。在市场建设初期，K值系数取0.5，即为购售双方申报价格的平均值。

K值系数取值范围分别为:[0,0.5)、0.5及(0.5,1]，根据市场供需形势、市场力行为和市场结构特性等因素综合确定并调整，主要分三类情况：

①当市场供需比较高时，售电供给余度大，发电企业之间竞争激烈，为提高发电利用小时数趋向于接近边际成本报价，购电方占据主导地位，市场份额占比高的购电主体之间易形成价格联盟。在撮合过程中，购电方倾向于根据售电方事前报价从中优选报价低的匹配成交。为降低购电方市场力行为风险，此时K值系数在[0,0.5)内取值较合理。

②当市场供需比较低时，售电供给紧张，发电企业为使经营利润最大化趋向于大幅高于边际成本报价，售电方占据主导地位，发电企业结盟控制市场价格的可能性增大。在撮合过程中，售电方倾向于优先报价，而购电方倾向于主动调整报价以匹配成交。为降低售电方市场力行为风险，此时K值系数在(0.5，1]内取值较合理。

③当市场供需比较为均衡时，发电企业与购电主体之间基于预期收益展开博弈，此时K值系数取0.5，以体现购售双方成交意愿较合理。

针对上述三类情况，K值系数将对市场主体的报价行为产生不同影响，分析如下：

①K值系数在[0,0.5)内取值时，申报时间在后的报价是影响最终成交价格的主要因子。当购电方占据主导地位时，为进一步降低购电成交价格，购电方将倾向于先报价，以期与后报价的售电方匹配，这将缓解售电方因低价竞争带来的经营损失。

②K值系数在(0.5,1]内取值时，申报时间在前的报价是影响最终成交价格的主要因子。当售电方占据主导地位时，为进一步提高售电成交价格，售电方将倾向于后报价，以期与先报价的购电方匹配，这将缓解购电方因高价竞争带来的收益损失。

③K值系数取0.5时，由于最终成交价格由双方报价共同决定，对购售双方的报价行为不会产生影响。

综上所述，K的取值不仅受市场供需等因素影响，也引导着市场主体转变报价策略，起到缓解以上因素影响的作用。市场初期，供需较为平稳时，K取0.5，对博弈双方是最公平合理的。

2.4 系统技术支撑

撮合交易算法是支撑交易平台开展滚动撮合交易的核心，具备对市场主体提交的购电或售电申报数据毫秒级存储、记录、排序和撮合运算功能，算法规则如下：

①当交易平台接收到1笔新的售电方报价单时，优先从购电方申报队列的头部寻找符合成交规则的购电方报价单。满足购电方报价≥售电方报价时，即与购电方申报队列中价格最优先的报价单匹配成交。如果购电方队列头部报价单不符合成交规则要求，则该售电方报价单进入售电方队列，按照“价格优先、时间优先”的原则排序形成新的售电方申报队列。

②当交易平台接收到1笔新的购电方报价单时，优先从售电方申报队列的头部寻找符合成交规则的售电方报价单。满足购电方报价≥售电方报价时，即与售电方申报队列中价格最优先的报价单匹配成交。如果售电方队列头部报价单不符合成交规则要求，则该购电方报价单进入购电方队列，按照“价格优先、时间优先”的原则排序形成新的购电方申报队列。

除上述功能外，交易平台具备支撑滚动撮合交易申报、交易组织、合同签订、交易结算和信息披露等模块业务开展，同时提供良好的可视化界面，满足交易全过程信息化数据实时动态展示的需求。

3 应用实践

2021年6月，福建省月内滚动撮合增量交易正式开市。市场初期，月内交易定位为中长期年度和月度交易的补充，其成交结果仍按月履约结算。参与月内交易的市场主体为省内15家燃煤发电企业、2家核电发电企业及77家批发用户、48家售电公司。下面以6月份市场主体申报和成交数据为例，对撮合交易过程展开分析。

3.1 交易申报和成交概况

6月，福建电力市场共有17家发电企业、30家购电主体参与月内滚动撮合增量交易，购电方申报总电量1.047亿kW·h，申报均价0.3856元/kW·h，售电方申报总电量3.703亿kW·h，申报均价0.3913元/kW·h，市场供需比为3.5∶1。

从成交结果来看，2家核电发电企业与24家购电主体匹配成交，成交总电量0.75亿kW·h，成交均价0.3886元/kW·h，最高成交价0.3907元/ kW·h，最低成交价0.388元/ kW·h，成交均价超当月月度集中竞价出清价5.4厘/kW·h。交易申报和成交情况如表1、表2所示。

表1 发电侧申报和成交情况

表2 购电侧申报和成交情况

3.2 交易过程分析

从撮合成交过程来看，燃煤发电企业因电煤供应紧张造成发电成本上涨，申报价格均大幅超过月度集中竞价出清价格0.3832元/kW·h，甚至超过燃煤发电上网基准价，最低为0.389元/kW·h，最高为0.402元/kW·h，且考虑经营成本发电意愿不强，并未出现因购电主体需求而主动调整价格的行为；核电发电企业开市初期便主动申报售电价格，最低为0.388元/kW·h，最高为0.3882元/kW·h，由于申报价格超过月度集中竞价出清价格，购电主体初期处于观望状态，随着时间推移，发电侧并未调整申报价格，部分购电主体为满足自身用电需求，主动调整之前申报价格或以撮合成交为目的进行申报，少部分购电主体并无意愿调整价格，整体反映出较强的售电方市场主导行为。交易过程中购售双方申报和成交的量、价情况如图1、图2和图3所示。

图1 滚动撮合交易售方申报情况

图2 滚动撮合交易购方申报情况

图3 滚动撮合交易购售双方成交情况

从上述交易过程来看，滚动撮合交易模式一改以往购电主体对直接交易高价差的预期，在电煤成本大幅上涨的背景下，发用双方基于成交预期展开充分竞争，在价格博弈过程中动态达成交易电能，客观反映了市场机制引导下的供需平衡，促进了市场公平竞争。

4 结论

本文结合福建电力市场政策特点，针对当前中长期市场交易机制不够灵活、市场主体缺乏随行就市的竞价手段等问题，提出了一种全新的滚动撮合交易模式。相较国内其他省份大多采用的“集中竞价+双挂双摘”交易模式，该模式具有流程简单清晰、交易组织效率高、撮合成交价格灵活可调等优点，在市场起步阶段，市场主体能够快速掌握交易要点，实现“面对面”的博弈竞争，促进形成公平、高效、健康、有序的市场环境，在省级电力市场和跨区跨省交易组织中具有一定推广价值。

滚动撮合交易在月内开市，有效促进了福建中长期市场建设和交易机制的进一步完善。随着电力体制改革的纵深推进，健全市场机制、丰富交易品种、缩短交易周期成为下一阶段的工作重点。滚动撮合交易模式将随着省内电价政策变化和现货市场建设推进而进行调整，下一步将围绕市场主体同场买卖竞价、短周期分时段交易等方面展开研究，充分探讨分时价格机制引导下的社会福利最大化问题。