跨區(qū)電力交易范文
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第1篇
【關(guān)鍵字】電力交易 電網(wǎng)互聯(lián)輸送 運(yùn)輸問題 經(jīng)濟(jì)效益 合作博弈 魯棒性
一、引言
電力交易與運(yùn)輸是運(yùn)籌學(xué)中運(yùn)輸問題的一種典型運(yùn)用。應(yīng)該說電力交易管理是公司生產(chǎn)經(jīng)營工作中的重點(diǎn)，直接關(guān)系到公司業(yè)務(wù)的最終體現(xiàn)，設(shè)計(jì)公司的核心利益，具有重要的研究意義與價(jià)值。電力輸送指由發(fā)電廠或電源由某處輸送到另一處的一種方式，由于早期技術(shù)不成熟，電能輸送多采用直流輸電，而后期逐漸演變成交流傳送，相信以后技術(shù)成熟，會(huì)出現(xiàn)更加合適的電能傳輸方式。實(shí)質(zhì)上，電力跨距離輸配是一類具有特殊約束的運(yùn)輸問題，由此，文章從運(yùn)輸問題角度對電力交易和輸送研究進(jìn)行文獻(xiàn)梳理和總結(jié)與展望。具體從如下幾個(gè)方面進(jìn)行闡述。
二、電力交易及電網(wǎng)輸送互聯(lián)商業(yè)化
1.國外的電力交易及電網(wǎng)輸送研究
20世紀(jì)90年代以來，在國外，PANTO(S) M 和 GUBINA F[1]研究了電力輸送分配因素對于電力交易服務(wù)定價(jià)的影響；KRASENBRINK B 和 PRIBICEVI C B[2]等就競爭激烈的市場中的綜合規(guī)劃發(fā)電和交易進(jìn)行了研究；2002年，NGUYEN D H M 和 WONG K P[3]則研究了自然條件下的動(dòng)態(tài)電力均衡狀況和多均衡的競爭力市場。
Rau N[4]指出想要提出一整套標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)方案，在當(dāng)前是不現(xiàn)實(shí)的，并列舉了許多暫時(shí)無法很好解決的問題，包括形成的區(qū)域輸電組織與原有價(jià)格體系的沖突問題，規(guī)劃統(tǒng)籌問題，輸電過程中費(fèi)用分?jǐn)倖栴}，阻塞管理問題等等，并分析了可能的實(shí)用性舉措。Ilic M[5]的研究描述了覆蓋多個(gè)電力市場的跨區(qū)域輸電組(IRTO)的組織設(shè)計(jì)構(gòu)思。Khal Le[6]介紹了發(fā)電公司在區(qū)域輸電組織模式下，如何進(jìn)行報(bào)價(jià)。Li Chaoan 、Fu Shuti和Yi Su[7]則介紹了區(qū)域輸電組織中實(shí)時(shí)平衡市場的優(yōu)化和組織，用基于改進(jìn)單純性的線性規(guī)劃算法來計(jì)劃市場出清價(jià)格。Erli G[8]基于非合作博弈模型，分析了多區(qū)域電力市場下定價(jià)和系統(tǒng)運(yùn)行的模型。Yoon X、Collison K和Hie M[9]共同，描述了在考慮各個(gè)區(qū)域是獨(dú)立市場，且具有獨(dú)立的價(jià)格體系的情況下，如何在多區(qū)域互聯(lián)系統(tǒng)中確定電能傳輸服務(wù)價(jià)格。
總體來看，國外有關(guān)電力市場交易及輸送的文獻(xiàn)研究主要集中在如何將區(qū)域電價(jià)作為輸電系統(tǒng)阻塞管理的手段，認(rèn)為市場的收益將不僅僅局限在解除阻塞這樣的問題上(KENT S、MARK H S、JORGE V，2004)[10]，而更需要依靠更多的基礎(chǔ)投資，比如STAMTSIS G C 和 ERLICH I[11]提出要通過合理的發(fā)電廠投資及運(yùn)營來獲得收益。一個(gè)好的市場設(shè)計(jì)必須能避免傳輸約束之間的博弈，因?yàn)檫@個(gè)問題在管制系統(tǒng)里不會(huì)遇到。
目前，國外電力市場已發(fā)展到一定的成熟階段，研究的重點(diǎn)已放到轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用的分析計(jì)算上。
2. 國內(nèi)的電力交易及電網(wǎng)輸送研究
1998年，鐘金[12]在其學(xué)位論文《電力市場條件下的交易分析與發(fā)電計(jì)劃》中闡明了要在結(jié)合國外電力市場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和中國電網(wǎng)互聯(lián)初步商業(yè)化運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研究探討電網(wǎng)商業(yè)化運(yùn)營應(yīng)遵循的一些基本原則及其實(shí)現(xiàn)方法。文章對電網(wǎng)運(yùn)行從統(tǒng)一調(diào)度到分散調(diào)度的變化所引起的系統(tǒng)優(yōu)化分析方法的改變進(jìn)行了研究，分析了幾種典型交易分析方法，并提出了兩種可用于不同情況的交易分析與決策模型。同時(shí)，文章分析了中國互聯(lián)電網(wǎng)在向商業(yè)化運(yùn)行方式轉(zhuǎn)變的過程中出現(xiàn)的一些問題，并針對這些問題提出了可能的解決辦法。
由于文章理論算法性較強(qiáng)而忽視了模型在現(xiàn)實(shí)中的具體應(yīng)用實(shí)際情況，而體現(xiàn)出一定程度的不足。但是，文章在中國電網(wǎng)輸送的互聯(lián)商業(yè)化運(yùn)營模型方面，仍帶給學(xué)術(shù)界和國家以巨大的理論意義與現(xiàn)實(shí)意義。
Wei guo Xing [13]介紹了中國第一個(gè)跨區(qū)域電力交易的市場――三峽市場的前景，討論了市場可能的組織結(jié)構(gòu)，提出了未來中國電力市場主要為國家電力市場和區(qū)域電力市場的兩層市場結(jié)構(gòu)。王芝茗和馮慶東[14]給出了一個(gè)解決區(qū)域電力市場有約束實(shí)時(shí)調(diào)度的實(shí)用方法――等值發(fā)電機(jī)成本增量曲線法，以應(yīng)用于區(qū)域電力市場輸電服務(wù)決策。柏瑞，劉福斌，李燦等三人[15]提出了直接考慮網(wǎng)絡(luò)約束的交易計(jì)劃新方法，通過引入發(fā)電貢獻(xiàn)因子和負(fù)荷汲取因子解決多級電力市場中存在的協(xié)調(diào)問題，并針對雙邊交易的特點(diǎn)，采用交易矩陣的方式建立了區(qū)域電力市場中Broker系統(tǒng)制定交易計(jì)劃的數(shù)學(xué)模型。曾鳴和劉敏[16]針對我國目前的六大區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)在形成區(qū)域性電力市場過程中面臨的價(jià)格問題，通過借鑒國外經(jīng)驗(yàn)，尤其是發(fā)展中國家的經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合我國實(shí)際，分析研究促進(jìn)我國區(qū)域電力市場形成的價(jià)格方案及調(diào)控機(jī)制。主要內(nèi)容包括：躉售電價(jià)、包含轉(zhuǎn)供和開放輸電通道在內(nèi)的輸電價(jià)格、電力庫運(yùn)營模式、各類合同以及電力市場價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)等方面。劉坤[17]則針對區(qū)域電網(wǎng)公司所擁有的調(diào)峰電廠在電網(wǎng)安全運(yùn)營和平衡市場需求兩個(gè)方面的重要作用，運(yùn)用委托一模型，對電網(wǎng)公司和調(diào)峰電廠間最優(yōu)合同模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，證明在對稱信息條件下，當(dāng)委托人是風(fēng)險(xiǎn)中性而人是風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避型時(shí)，該最優(yōu)合同能夠達(dá)到帕累托最優(yōu)風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)和帕累托最優(yōu)努力水平；電網(wǎng)公司可以在保證整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)營的安全性和穩(wěn)定性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)整體的利潤最大。
王紅蕾和魏一鳴（2007）[18]結(jié)合南方互聯(lián)電網(wǎng)的實(shí)際情況，在滿足電力撮合交易的條件下，運(yùn)用貪心算法中的任務(wù)時(shí)間表方法分析了現(xiàn)行模擬電力市場中購售雙方存在”就近購買”的行為，指出經(jīng)濟(jì)利益的分配是重要因素，并提出了具體的建議。這一點(diǎn)較之前的各類文獻(xiàn)已經(jīng)有很大進(jìn)步，然而在理論應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)管理中的博弈思想體現(xiàn)的仍不明顯。
進(jìn)一步地，他們對南方互聯(lián)電網(wǎng)從形成之初便開展商業(yè)化運(yùn)營過程中，各主體行為進(jìn)行了研究，認(rèn)為只有對每一次電力交換所帶來的利益進(jìn)行合理的分配，才能調(diào)動(dòng)區(qū)域電網(wǎng)的積極性，但是如果不真正實(shí)現(xiàn)利益共享，互聯(lián)運(yùn)行就難以實(shí)現(xiàn)（王紅蕾，魏一鳴，2007）[19]；并指出聯(lián)網(wǎng)效果不佳不是技術(shù)上的原因，而是由于在統(tǒng)一電力市場電能交易中存在著整體和局部利益的沖突。省間電力交易的價(jià)格應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格的經(jīng)濟(jì)調(diào)度和交易計(jì)劃分析后確定，送電端所獲利潤應(yīng)與受電端分享，依靠市場博弈來解決問題。而為了求出“購電整體最優(yōu)”方案，文章運(yùn)用了帶權(quán)擬陣的貪心算法。
曾鳴、孫昕和張啟平[20]考慮到我國電力系統(tǒng)管理和調(diào)度的實(shí)際情況，指出互聯(lián)電網(wǎng)效果不大的深層次原因是電力運(yùn)輸在價(jià)格形成機(jī)制上和區(qū)域電力市場管理體制上的問題。在區(qū)域電力市場內(nèi)省間電網(wǎng)的電力交易中，主要是由于管理體制的缺陷形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，引發(fā)一系列的矛盾和沖突，進(jìn)而影響了各方參與跨省網(wǎng)交易的積極性。
由上述文獻(xiàn)看來，我國的電力市場交易和電網(wǎng)輸送研究還剛剛起步，國內(nèi)確實(shí)有學(xué)者針對具有輸電網(wǎng)絡(luò)約束的電力市場模型進(jìn)行了分析和研究，但是在輸配電市場的建立與完善還有許多工作要做。電力交易與電網(wǎng)互聯(lián)輸送中存在著巨大的經(jīng)濟(jì)效益潛力，如何同時(shí)調(diào)動(dòng)電網(wǎng)內(nèi)供給者與接受者的積極性，充分發(fā)揮互聯(lián)電網(wǎng)的效益，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸問題的最優(yōu)，是目前的理論研究亟需解決的重要問題。
3. 中國的電力交易與跨區(qū)域電網(wǎng)輸送――西電東送
“全國聯(lián)網(wǎng)、西電東送、南北互供”是國家電力公司十五規(guī)劃的工作重點(diǎn)。
史連軍、韓放和張曉園[21]在2001年的《互聯(lián)電網(wǎng)電力市場運(yùn)行模式的研究》一文中研究了建立以運(yùn)輸問題理論為基礎(chǔ)的互聯(lián)電網(wǎng)電力交易的機(jī)制，促進(jìn)東西部地區(qū)間的電力交換，優(yōu)化資源配置，獲取聯(lián)網(wǎng)效益，迫在眉睫。他們針對互聯(lián)電網(wǎng)電力市場運(yùn)行模式，分析了互聯(lián)電網(wǎng)的效益，提出了組織互聯(lián)電網(wǎng)電力交易的三種基本模式，并討論了電力交易類型和價(jià)格，研究出了互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的調(diào)頻與控制模式。這一文獻(xiàn)，對運(yùn)輸問題在中國電力交易市場與跨區(qū)域電網(wǎng)輸送領(lǐng)域的理論研究和中國西電東送工程在現(xiàn)實(shí)中的運(yùn)用具有重要意義。
隨著西電東送工程的推進(jìn)，國內(nèi)學(xué)者對區(qū)域電力市場的研究與實(shí)踐也在不斷深入，調(diào)度、定價(jià)、規(guī)劃、公平合理的費(fèi)用分?jǐn)偱c利益分配等已成為跨區(qū)域電力市場化交易的主要問題。
2007年，馬文斌[22]在前人研究的基礎(chǔ)上，在其《跨區(qū)域電力市場電力交易及管理研究》的學(xué)位論文中通過分析比較國外電力市場化進(jìn)程，借鑒國外電力市場構(gòu)建的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國電力工業(yè)運(yùn)營實(shí)際，系統(tǒng)地研究了我國跨區(qū)域電力市場的框架和運(yùn)營的理論與方式，分析了在不增加電力需求側(cè)用電成本的前提下增加電力企業(yè)收益、進(jìn)而加強(qiáng)電力行業(yè)管理、實(shí)現(xiàn)和諧電力輸送的一個(gè)重要思路。文章真正實(shí)現(xiàn)將運(yùn)輸問題從理論到實(shí)際的運(yùn)用，對我國的“西電東送”事業(yè)擁有重要意義。
針對以上文獻(xiàn)對中國西電東送工程研究的貢獻(xiàn)和尚存不足，專家和學(xué)者在今后還需要在優(yōu)化資源配置、實(shí)現(xiàn)最大經(jīng)濟(jì)效益、完善電力輸送調(diào)度方式和管理模式等方面加以重點(diǎn)研究。
4. 運(yùn)輸問題在民營電力交易與輸送中的應(yīng)用研究
在我國民營的電力交易與電力輸送網(wǎng)絡(luò)中，民營送變電工程企業(yè)是電力行業(yè)內(nèi)電網(wǎng)基建的施工方。而運(yùn)輸則是整個(gè)系統(tǒng)中具有增值效應(yīng)的環(huán)節(jié)之一，在競爭激烈的行業(yè)背景下，提高運(yùn)輸效益是該類企業(yè)發(fā)展的必然要求，也是我國民營電力交易發(fā)展和提高經(jīng)濟(jì)效益的必然要求。從運(yùn)籌學(xué)中運(yùn)輸問題的角度出發(fā)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，該類企業(yè)可考慮從以下幾方面進(jìn)行相關(guān)改善：建立管理信息系統(tǒng)；制定合作博弈的合理運(yùn)榆計(jì)劃；合理結(jié)合多種運(yùn)榆方式和路線等。
基于上述實(shí)際經(jīng)濟(jì)意義，韋琦和劉秋蘭[23]發(fā)表了論文《民營送變電施工企業(yè)的運(yùn)輸問題研究――以廣東某送變電工程有限公司為例》，論文以廣東某送變電工程有限公司為例，用運(yùn)籌學(xué)的理論與思想，對民營送變電工程企業(yè)的運(yùn)輸問題進(jìn)行了深入探究。其旨在探討從運(yùn)輸問題方面提高該類企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的途徑，從而提高整個(gè)民營電力交易網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)效益，為我國民營電力交易和輸送網(wǎng)絡(luò)整合出合理可行的運(yùn)營方案。
總體而言，由于電力交易與輸送在民營企業(yè)中的應(yīng)用實(shí)際較少，因而關(guān)于運(yùn)輸在此類民營企業(yè)的電力輸送中的研究文獻(xiàn)也較少，盡管其運(yùn)用可借鑒國家宏觀的跨區(qū)域電力交易與輸送，但是由于微觀個(gè)體的差異性與獨(dú)特性，不同民營企業(yè)中的電力交易與輸送仍存在差異。基于此，學(xué)者在今后的研究中，應(yīng)在對民營企業(yè)有個(gè)體獨(dú)特性的分析上，具體問題具體分析，為不同類型和規(guī)模的民營企業(yè)提供適合其發(fā)展的電力輸送方案。
三、電力輸送中的合作博弈
目前已有一些學(xué)者運(yùn)用博弈論對區(qū)域間交易決策優(yōu)化進(jìn)行了研究，包括Jukka R 、Harri E、Raimo P H、Bai X 、Shahidehpour S M、Ramesh V C、Tan X和Lie T T的合作與不協(xié)作情況下雙邊電力交易決策的研究[24-26]。J.Cardell、C.hitt和W.Hogan[27]提出電力市場并不是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)完全自由競爭的市場。發(fā)電廠和大用戶都具有一定市場力，如果放任市場成員在市場中自由交易，將導(dǎo)致市場交易秩序混亂，市場價(jià)格失控，嚴(yán)重影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。 Hirsch P、Lee S、Alvarado F 、Mares A Bolton Zammit、David J Hill和R John Kaye[28-30]等人則認(rèn)為電力市場化的改革以及區(qū)域電力市場的建立應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)狀，在現(xiàn)有調(diào)度和交易機(jī)制的基礎(chǔ)上，利用市場的手段和方式，改進(jìn)、完善和規(guī)范現(xiàn)有的調(diào)度和交易機(jī)制，而不是重新設(shè)計(jì)和建立一套全新的機(jī)制，使電力市場化改革給電力系統(tǒng)帶來的安全隱患降到最小。
在費(fèi)用分?jǐn)偡矫妫珼．Chatttopadhyay[31]首次在國際上提出應(yīng)用Shapley值來分?jǐn)偮?lián)網(wǎng)效益，隨后，J．W. Marangon Lima、M．V F．Pereira和J．L．R．Pereira[32]提出運(yùn)用同樣的原理分析輸電費(fèi)用，而Y Tsukamoto、I.Iyoda和 J．E F．Wu[33-34]則研究了輸電線路擴(kuò)建成本的分?jǐn)傇怼．Chattopadhyay和 B．B．Chakrabarti[35]提出了無功網(wǎng)損的公理分?jǐn)偡椒ǎ芯苛溯旊姵杀镜墓矸謹(jǐn)偟取?/p>
隨著我國電力行業(yè)體制的改革，形成了利益主體多元化的分散管理格局。王先甲和李湘姣[36]提出，在這種格局下進(jìn)行電網(wǎng)互聯(lián)，就可能產(chǎn)生決策主體與多利益主體之間的利益沖突。電力跨區(qū)域交易決策時(shí)的特點(diǎn)是相應(yīng)聯(lián)絡(luò)線的傳輸極限必須計(jì)及，以及相應(yīng)輸電費(fèi)用必須計(jì)及，并應(yīng)計(jì)算區(qū)域間交易帶來的各種效益的量化值，以確定最優(yōu)交易量、價(jià)格及時(shí)間。
一般來說，運(yùn)輸問題只能解決一個(gè)可以控制調(diào)度的運(yùn)輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)中的運(yùn)輸優(yōu)化。運(yùn)用于電力系統(tǒng)中，由于市場機(jī)制和自由競爭，一個(gè)較大的電網(wǎng)布局系統(tǒng)通常是由若干子系統(tǒng)所構(gòu)成的，并且這些子系統(tǒng)相對于大系統(tǒng)來說通常是獨(dú)立的（不論從經(jīng)濟(jì)上還是行政上來看都是如此）。因此，在一個(gè)大的電網(wǎng)布局系統(tǒng)中，例如地區(qū)或全國等，盡管可以建立運(yùn)輸問題的優(yōu)化模型并采用運(yùn)籌學(xué)中的方法求得最佳調(diào)運(yùn)方案，但是，這些最佳調(diào)運(yùn)方案通常是無法實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)槿肿罴颜{(diào)運(yùn)方案可能會(huì)損害一些在市場機(jī)制下具有優(yōu)勢的子系統(tǒng)的利益，給一些弱勢的子系統(tǒng)帶來額外獲利。另一方面，全局最佳調(diào)運(yùn)方案與市場機(jī)制下的自由競爭原則相違背，由于大系統(tǒng)不能控制子系統(tǒng)的調(diào)度，所以，必然會(huì)有一些子系統(tǒng)拒絕全局最佳調(diào)運(yùn)方案。因此，在考慮運(yùn)輸費(fèi)用或營運(yùn)盈利時(shí)，每個(gè)子系統(tǒng)都會(huì)為了自身利益而局部地優(yōu)化本子系統(tǒng)的調(diào)運(yùn)方案，當(dāng)從而破壞整體的帕累托最優(yōu)性。
針對這一問題，張建高，鄭乃偉[37]曾有所探究，他們在《合作博弈與運(yùn)輸優(yōu)化》（2002年7月）中從博弈論的角度分析了區(qū)域性大系統(tǒng)中的運(yùn)輸問題，考慮了在這種運(yùn)輸系統(tǒng)中，由于各個(gè)子運(yùn)輸系統(tǒng)之間的相對獨(dú)立性和彼此之間的競爭，采用運(yùn)籌學(xué)中通常的運(yùn)輸問題模型是無法使這樣的一個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)的。
這一文獻(xiàn)從理論和實(shí)踐的分析中證明出，要在區(qū)域性運(yùn)輸大系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸問題的最優(yōu)解，允許各子運(yùn)輸系統(tǒng)之間結(jié)盟是必要的。遺憾的是，盡管此文已經(jīng)初步闡明了博弈論在電力運(yùn)輸中的重要應(yīng)用價(jià)值極其應(yīng)用方法，但是它仍然沒有擺脫理論算法的限制，也沒有將運(yùn)輸問題與現(xiàn)實(shí)的管理問題、經(jīng)濟(jì)問題所結(jié)合。具體來看，表現(xiàn)在仍然遺留了關(guān)于運(yùn)輸合作博弈的兩個(gè)問題：
（1）如果公共銷地假設(shè)條件不成立，即至少有一個(gè)子系統(tǒng)壟斷某個(gè)銷地，運(yùn)輸合作博弈的特征函數(shù)還滿足超可加性嗎？
（2）對于運(yùn)輸合作博弈，是否存在一個(gè)線性規(guī)劃或某種較好的算法，能同時(shí)求解全局運(yùn)輸問題最優(yōu)解和運(yùn)輸合作博弈的核心，或者最小核心，或者核仁。
馬文斌、唐德善和陸琳[38]分析了互聯(lián)電網(wǎng)的特點(diǎn)和問題，指出跨區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)合作的必要性，并結(jié)合運(yùn)輸問題的思想，運(yùn)用博弈論構(gòu)建了基于多人合作對策的互聯(lián)電網(wǎng)合作對策模型，并采用核心法、Shapley值法和簡化的MCRS法等分配方式進(jìn)行了算例分析，探討了不同計(jì)算結(jié)果的寓意。結(jié)果表明，博弈合作對策模型可以更好地體現(xiàn)各合作電網(wǎng)之間的相互影響，使得電力分配運(yùn)輸結(jié)果較傳統(tǒng)方法更為合理，可以較好地應(yīng)用于互聯(lián)電網(wǎng)電力交易的優(yōu)化決策。據(jù)此，他們發(fā)表了《基于合作博弈的互聯(lián)電網(wǎng)電力交易優(yōu)化分配模型》(2007)。
孔祥榮，韓伯棠[39]在其論文《基于合作博弈的運(yùn)輸分配方法》(2010)中指出，要按照合作博弈規(guī)則劃分計(jì)算運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的夏普里值，提出了新型的運(yùn)輸分配方法。而在對物資進(jìn)行科學(xué)分配的同時(shí)，綜合考慮了運(yùn)輸資源的合理利用和成本最優(yōu)，便于利益相關(guān)者形成穩(wěn)定的合作同盟。
綜合上述文獻(xiàn)來看，基于合作博弈的電力運(yùn)輸分配方法超越了單純追求費(fèi)用最小或時(shí)間最短的傳統(tǒng)原則，從管理角度合理利用各方資源，優(yōu)化運(yùn)輸成本，同時(shí)達(dá)到穩(wěn)定和均衡，真正實(shí)現(xiàn)了以管理學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)的完美結(jié)合。
四、魯棒性在電力交易與輸送中的體現(xiàn)
盧強(qiáng)、王仲鴻和韓英鐸[40]指出，在現(xiàn)有的電力系統(tǒng)魯棒控制策略中，有些是以單機(jī)無窮大系統(tǒng)為模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，但由于缺乏各個(gè)控制器之間的協(xié)調(diào)從而形成了“各自為政”的局面，達(dá)不到理想的控制效果。而另一些是以大系統(tǒng)整體模型為基礎(chǔ)，以預(yù)先選定各控制器的結(jié)構(gòu)作為約束條件而得到。理論上按這種方法所設(shè)計(jì)出的各子系統(tǒng)控制規(guī)律可使得總體性能指標(biāo)在給定控制結(jié)構(gòu)條件下達(dá)到最優(yōu)，但當(dāng)系統(tǒng)較大時(shí)，計(jì)算量可能無法接受。
張文泉、董福貴、張世英和陳永權(quán)[41]進(jìn)行了發(fā)電側(cè)引入競爭機(jī)制，使發(fā)電廠如何組合、發(fā)電資產(chǎn)如何重組成為電力市場的重要研究課題。研究敘述了近年來，在電源規(guī)劃過程中，負(fù)荷需求、發(fā)電成本等許多因素日益呈現(xiàn)不確定性，制定發(fā)電規(guī)劃必須考慮這些不確定性因素，從而使發(fā)電組合成為魯棒性組合，即為《電廠魯棒性組合研究》(2003)一文。他們的研究表明了，電廠魯棒性組合的發(fā)電成本對不確定因素變化不敏感或反應(yīng)遲鈍，這不僅真正充分反映出電廠組合魯棒性的真實(shí)內(nèi)涵，也充分說明電廠組合魯棒性研究的現(xiàn)實(shí)意義。
陳卓、李少波及郝正航[42]的《復(fù)雜電力系統(tǒng)魯棒性協(xié)調(diào)控制研究》(2008)針對現(xiàn)有的電力系統(tǒng)魯棒控制策略中存在的不足，提出了將關(guān)聯(lián)測量控制理論與魯棒控制相結(jié)合的控制策略。
魯棒性在運(yùn)輸問題中的運(yùn)用體現(xiàn)研究是一個(gè)比較新穎的課題，以往的研究大多強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的控制策略和組合等，而對魯棒性與經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)系研究較少。專家和學(xué)者今后可就此方面進(jìn)行進(jìn)一步深入探析。
五、總結(jié)及展望
運(yùn)輸問題在電力方面的運(yùn)用已經(jīng)得到國家和各類民營企業(yè)的普遍重視，如我國的西電東送工程就是最好的例證。此前國內(nèi)外專家和學(xué)者也已經(jīng)對電力交易及電網(wǎng)互聯(lián)輸送、電力輸送中的合作博弈理論和魯棒性在電力交易與輸送中的運(yùn)用等各方面問題進(jìn)行了研究。
對于運(yùn)輸問題在跨區(qū)域電力市場交易中應(yīng)用的研究，在國內(nèi)外都屬于較新的課題。結(jié)合我國的特點(diǎn)，目前的研究和分析基本符合我國廣大區(qū)域電力交易和輸送的實(shí)際，對于建立和完善我國區(qū)域電力交易及電網(wǎng)輸送理論，和進(jìn)行跨區(qū)域電力市場交易研究具有一定的指導(dǎo)意義。但是，從整理的文獻(xiàn)中，可以看到，當(dāng)前的研究內(nèi)容普遍比較零散，缺乏系統(tǒng)性和深度。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1.未能提出系統(tǒng)、具體、實(shí)用的跨區(qū)域電力交易體系、價(jià)格機(jī)制和跨區(qū)域輸電費(fèi)用分?jǐn)偡椒ā?/p>
2.對于跨區(qū)域電力市場交易過程中的電力需求、尤其是長期需求的預(yù)測沒有相對比較精確的方法。
3.對于供電企業(yè)管理的研究較少，沒有在電力體制改革逐漸深化的情況下從供電企業(yè)內(nèi)部管理上迸行深入分析研究，也沒有對直接參與電力市場的電力大用戶的管理機(jī)制進(jìn)行深入研究。
由此可見，運(yùn)輸問題在我國跨區(qū)域電力市場的研究還有待進(jìn)一步的深入。尚需要進(jìn)一步研究的內(nèi)容有主要以下幾方面：
1.在跨區(qū)域電力市場運(yùn)行過程中如何限制與消除地方保護(hù)主義和寡頭主義對跨區(qū)域電力交易的障礙與影響。
2.怎樣保證跨區(qū)域的電力市場交易規(guī)模與各個(gè)區(qū)域電網(wǎng)的發(fā)展相協(xié)調(diào)。
3.在根據(jù)適度超前及成本效益原則不斷擴(kuò)大聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的同時(shí)，怎樣保證跨區(qū)域聯(lián)網(wǎng)工程的整體經(jīng)濟(jì)性。
另外，魯棒性在電力運(yùn)輸中的體現(xiàn)是運(yùn)輸問題在電力交易與輸送領(lǐng)域運(yùn)用的另一個(gè)研究方向與要點(diǎn)。在當(dāng)前學(xué)術(shù)界研究的基礎(chǔ)上，若能更加深入地對其進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用上的探究，明晰系統(tǒng)魯棒性與經(jīng)濟(jì)效益的深層關(guān)系，則能給中國的電力運(yùn)輸界帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。
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第2篇
現(xiàn)貨市場中的投資者也無法通過正常的渠道參與進(jìn)行投資，所以在現(xiàn)貨市場上資源的配置是無效率的。通過金融市場的改革后，投資者和公司內(nèi)部的零散資金可以進(jìn)行投資，而中小供電公司也可以進(jìn)行融資，進(jìn)而使市場資金趨向于高效配置，也擴(kuò)大了投資者的投資種類和范圍。同時(shí)衍生物合約又可以使投資者進(jìn)行有效的風(fēng)險(xiǎn)控制。（3)擴(kuò)大交易主體。傳統(tǒng)的現(xiàn)貨市場只有國家電網(wǎng)公司可以進(jìn)入，而金融市場化后，豐富了交易主體，有利于電力市場從壟斷到競爭。2009年改革后，我國目前形成東北，華北，華中，華東，西北和南方6大供電區(qū)域，形成從原來的小范圍的省內(nèi)供電到跨省，跨區(qū)域供電。這種跨區(qū)域供電模式依賴于各種衍生物的金融合約，其中包括用以長期對資源稀缺區(qū)域提供支持和補(bǔ)充的長期期權(quán)期貨合約，用以短期補(bǔ)充資源需求的日前期權(quán)期貨合約，通過這種合約的模式使資源達(dá)到合理配置。
二、對我國電力金融市場實(shí)現(xiàn)路徑的分析
（一）交易主體傳統(tǒng)電力現(xiàn)貨交易的參與者只有國家電網(wǎng)公司，區(qū)域電網(wǎng)公司，發(fā)電企業(yè)等，普通的供電公司或者普通投資者根本無法進(jìn)入市場交易。而傳統(tǒng)模式下造成的壟斷價(jià)格并不是基于眾多的有效信息形成，而是由政府或者部分議價(jià)形成，這種模式造成的不完善的機(jī)制隨著我國電力改革而有所改進(jìn)。新型的電力金融市場交易主體種類豐富，既包括傳統(tǒng)模式下的國家電網(wǎng)等部門，又包括小型供電公司，投資者，做市商，電力經(jīng)紀(jì)人，電力兼營機(jī)構(gòu)。這種金融市場模式打破了傳統(tǒng)電力工業(yè)一體化模式，使電力市場開始從壟斷市場走向競爭市場。嚴(yán)格管制、高度壟斷、垂直管理等電力工業(yè)所具有的傳統(tǒng)屬性隨著市場競爭機(jī)制的引入而逐步減弱。
（二）交易對象從傳統(tǒng)實(shí)物交割到金融合約交割是一個(gè)飛躍的過程。金融市場下交易的對象是電力衍生物合約，該合約分為三種類型，即電力期貨合約，電力期權(quán)合約和電力遠(yuǎn)期合約。正如期貨本身的特點(diǎn)一樣，交易雙方基于最有價(jià)值，最全面的信息分析得到的結(jié)果可以很好的預(yù)測未來的合約價(jià)格和趨勢，所以，電力期貨合約有現(xiàn)貨市場不具有的發(fā)現(xiàn)價(jià)格的功能。并且這種期貨合約中，并不要求實(shí)物交割，而是在到期日之前平倉，這種交割手段大大減少了交易的風(fēng)險(xiǎn)，在鎖定了風(fēng)險(xiǎn)范圍的同時(shí)，可以經(jīng)過套期保值使電力期貨的風(fēng)險(xiǎn)價(jià)格在短時(shí)間內(nèi)保持在同一水平。作為標(biāo)準(zhǔn)化的合約，交易所交易的特點(diǎn)使交易更加變得安全可靠，從而在此之上再次降低交易風(fēng)險(xiǎn)，這種內(nèi)在的特點(diǎn)可以吸引廣大投資者進(jìn)行投資，豐富金融產(chǎn)品，穩(wěn)定物價(jià)。由電力特殊的內(nèi)在特點(diǎn)決定的其不適宜儲(chǔ)存，所以電力不同于普通商品，這也就要求了電力銷售的高度流動(dòng)性。而金融市場吸收了眾多參與者后，提高了產(chǎn)品的流動(dòng)性，有利于電力市場高效公平的競爭。而電力期權(quán)合約則是在期貨合約的基礎(chǔ)上免除投資者的義務(wù)，投資者可以根據(jù)市場的價(jià)格和信息決定是否行使權(quán)力，通過期權(quán)費(fèi)來相對減少風(fēng)險(xiǎn)。在電力這樣一個(gè)價(jià)格不穩(wěn)定且高度壟斷的行業(yè)，這一創(chuàng)新無疑削弱了價(jià)格的波動(dòng)，減輕了來自市場的各個(gè)方面的風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)合電力金融合約北歐和美國等公司成功的案例，這種發(fā)展趨勢推進(jìn)中國電力市場改革的進(jìn)程。
（三）交易機(jī)制電力金融市場交易機(jī)制主要包括了電力衍生品交易的結(jié)算機(jī)制、信息披露機(jī)制、風(fēng)險(xiǎn)控制機(jī)制、價(jià)格形成機(jī)制和價(jià)格穩(wěn)定機(jī)制。衍生品交易結(jié)算諸如期貨合約到期前平倉，而不是實(shí)物交割。這種結(jié)算方式方便了投資者，投資者不必實(shí)物持有不易儲(chǔ)存的電力。而期權(quán)合約可以根據(jù)電力的市場價(jià)格決定是否執(zhí)行期權(quán)。正是基于各種衍生品的特性，全面的信息，風(fēng)險(xiǎn)的控制，從而發(fā)現(xiàn)電力的真正價(jià)格，利用有效的價(jià)格預(yù)測未來的價(jià)格信息。一系列的新型交易機(jī)制使電力市場在原有的現(xiàn)貨交易不穩(wěn)定的狀態(tài)下轉(zhuǎn)為穩(wěn)定，公平的競爭。
三、結(jié)束語
第3篇
作為新電改的第四個(gè)配套文件，華北電力大學(xué)教授，能源與電力經(jīng)濟(jì)研究咨詢中心主任曾鳴告訴《中國經(jīng)濟(jì)信息》記者，“其明確了通過市場來確定電能交易的量和價(jià)，符合本次電改的總體思路，將鼓勵(lì)具備條件的省份在相關(guān)職能部門的指導(dǎo)下建立規(guī)范的跨省跨區(qū)電力市場交易機(jī)制。”標(biāo)志著即深圳等地區(qū)電價(jià)向市場化邁進(jìn)后，跨省區(qū)交易率先實(shí)現(xiàn)市場化。
跨省區(qū)輸電率先市場化
在中國，跨省區(qū)輸電的規(guī)模正日益擴(kuò)大。“北電南送”和“西電東送”等工程已經(jīng)是人們耳熟能詳?shù)摹H去年一年，我國的跨省區(qū)送電量就已經(jīng)達(dá)到1.12萬億千瓦時(shí)（俗稱“度”），是全年全社會(huì)用電總量的五分之一。隨著電能跨省區(qū)流動(dòng)逐年增加，也暴露出我國送受電結(jié)構(gòu)不合理、輸送費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)不合理、需研究補(bǔ)償機(jī)制等問題。
市場化被認(rèn)為是解決上述問題的有效途徑。《通知》要求，首先，送電與受電市場主體要通過協(xié)商或者市場化的交易方式確定電能交易的規(guī)模即電量，以及價(jià)格，并建立起相應(yīng)的價(jià)格調(diào)整機(jī)制。同時(shí)，對于新建送電項(xiàng)目的業(yè)主和電價(jià)，鼓勵(lì)在競爭中形成。其次，鼓勵(lì)以中長期的合同形式確定送受電雙方的電量交易，并建立價(jià)格調(diào)整機(jī)制。最后，由于之前國家已經(jīng)核定了部分跨省區(qū)電能交易的送電價(jià)格，此后可以由送受電雙方自行協(xié)商并重新確定價(jià)格，只需將協(xié)商結(jié)果報(bào)送國家發(fā)改委和國家能源局，如若無法達(dá)成一致，可以在有關(guān)部門協(xié)調(diào)下協(xié)商確定。
自2014年底起，我國在深圳開始了全國首個(gè)電價(jià)改革試點(diǎn)。為了推進(jìn)這一改革，我國又相繼在蒙西、寧夏、安徽、云南、湖北等地進(jìn)行試點(diǎn)，目的是讓更多的省區(qū)探索區(qū)域內(nèi)的電價(jià)改革。而《通知》的，則促進(jìn)了跨省區(qū)輸送電能的電價(jià)市場化，將改革延伸至區(qū)域之間的電力市場。
據(jù)曾鳴介紹：“總的來說，我國跨省跨區(qū)電力交易的總量還是比較大的。我國能源需求和供應(yīng)在全國范圍內(nèi)是‘逆向’分布的，尤其是未來大量新能源發(fā)電并網(wǎng)之后，西北地區(qū)的大量清潔能源將通過外送通道送到東部負(fù)荷中心，因此未來我國跨省區(qū)電力交易的規(guī)模還會(huì)進(jìn)一步增加。”中電聯(lián)公布的數(shù)據(jù)顯示，去年，全國完成跨區(qū)送電量2740億千瓦時(shí)，同比增長13%；全國完成跨省送電量合計(jì)8500億千瓦時(shí)，同比增長10%。
在我國，長期以來各省間的電能交易一直是以計(jì)劃為主，具體到交易的電價(jià)和電量都是由地方政府確定。在眾多跨省區(qū)交易中，東北所有的跨省區(qū)交易、三峽外送、皖電東送和川電東送等都是由國家直接指令電量和電價(jià)并核準(zhǔn)審批。南方區(qū)域的西電東送等主要由地方政府主導(dǎo)。
每年，國家電網(wǎng)都會(huì)在年初向各個(gè)省級公司下達(dá)年度跨區(qū)電能交易指導(dǎo)計(jì)劃，要求各省市電力公司將其計(jì)劃進(jìn)入本年度的電力電量的安排。各個(gè)省級電網(wǎng)還會(huì)簽訂具有法律效力的購電合同，成為一種剛性的計(jì)劃指導(dǎo)。
而問題隨“計(jì)劃”的方式產(chǎn)生了。由于計(jì)劃的不靈活性導(dǎo)致了供電量失衡和電價(jià)分歧。2014年年中，在國家能源局的《電力交易秩序駐點(diǎn)華中監(jiān)管報(bào)告》（下簡稱《報(bào)告》）中提及，2013年第一季度，華中地區(qū)電力供應(yīng)雖然供大于求，但國家電網(wǎng)仍然按照計(jì)劃向其輸送了來自河南和山西的電力86億千瓦時(shí)，造成電力浪費(fèi)。
除了供電量失衡，電價(jià)也有問題。上述能源局的《報(bào)告》中顯示，跨省區(qū)電量交易由于一直不能及時(shí)反映市場供需，違背了交易主體的意愿。以西北電力輸送華中的跨區(qū)交易為例，某些交易的電價(jià)和電量違背了一方意愿，價(jià)格高出購電方的訴求。
曾鳴說：“各省之間的‘壁壘’問題在跨省區(qū)電力交易中一直存在，是我國跨省區(qū)電力市場建設(shè)的一個(gè)難題，也在一定程度上阻礙了省間的資源優(yōu)化配置。”隨著跨省區(qū)交易市場化，可以在一定程度上解決上述問題。他認(rèn)為：“未來，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)優(yōu)化頂層設(shè)計(jì)，從全局角度出發(fā)，不僅省內(nèi)要電力電量平衡，還要注意更廣范圍內(nèi)的電力輸送、相關(guān)配套設(shè)施建設(shè)。”
再核定成本促“形成”電價(jià)
輸電成本核算一直是新電改成敗的關(guān)鍵。《通知》提出，國家發(fā)改委和國家能源局將組織對跨省跨區(qū)送電專項(xiàng)輸電工程進(jìn)行成本監(jiān)審，并根據(jù)成本監(jiān)審結(jié)果重新核定輸電價(jià)格。輸電價(jià)格調(diào)整后，按照“利益共享、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)”的原則將調(diào)整幅度在送電方、受電方之間按照1∶1比例分?jǐn)偂?/p>
據(jù)曾鳴介紹：“跨省區(qū)電力交易是一個(gè)系統(tǒng)性工程，涉及的主體包括參數(shù)良好并且規(guī)模相對較大的發(fā)電站或發(fā)電基地，具備遠(yuǎn)距離大規(guī)模輸送能力的電網(wǎng)，用電較為集中的負(fù)荷中心（包括大用戶及未來的售電公司等）。”其中，電網(wǎng)的輸電費(fèi)過高、收費(fèi)不合理等問題一直受到相關(guān)交易主體的抱怨。
跨省區(qū)電能交易的輸電成本包括：電網(wǎng)使用費(fèi)、管理服務(wù)費(fèi)、輔助設(shè)施費(fèi)和網(wǎng)絡(luò)接入費(fèi)等。而最終的售電價(jià)格是由送電價(jià)格、輸電價(jià)格、線損和管理服務(wù)費(fèi)共同組成的。
國家相關(guān)主管部門也曾指出，輸電費(fèi)存在收費(fèi)不合理的問題。《報(bào)告》也曾提及，實(shí)際物理送電量才是收取輸電費(fèi)的基礎(chǔ)，但在之前的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，某些區(qū)域跨省區(qū)電能交易輸電費(fèi)是按照之前簽訂的合同雙向累加后得出的絕對值進(jìn)行計(jì)算。得出的輸電費(fèi)用高于關(guān)口表記錄的實(shí)際物理量。
早在三年前，原電監(jiān)會(huì)就曾將云南貴州送廣東、西北送華中、四川送華東、東北送華北等跨省交易規(guī)模較大的電力通道作為樣本，核查電力輸送成本。形成的結(jié)論是，首先，電網(wǎng)公司收費(fèi)環(huán)節(jié)過多、標(biāo)準(zhǔn)過高、存在多收費(fèi)等問題。同時(shí)，電網(wǎng)公司網(wǎng)損的分?jǐn)偛灰?guī)范，網(wǎng)損費(fèi)用過高。最后，輸電線綜合折舊率偏高。
此前，深圳等地的電價(jià)改革的一項(xiàng)重點(diǎn)工作就是重新核定本地區(qū)的輸電成本。現(xiàn)在又要重新核定跨省區(qū)輸電價(jià)格，擴(kuò)大了核定輸電成本的范圍，這對于電網(wǎng)公司厘清成本，以后專注于輸電業(yè)務(wù)具有重要意義。