电力市场中的双边合同

电力的市场化运营给市场成员带来了很大的市场风险，远期、期货等电力双边合同作为一种有效的风险管理工具被引入到电力市场。双边合同交易在实际电力交易中占据大部分份额，但一直以来对双边合同的研究远少于对pool竞价的研究，直到美国加州电力市场的失败，双边合同交易才受到普遍关注。近年来，研究工作者在双边合同方面发表了数十篇论文，基于这些研究成果对双边合同的基本类型及其定价理论、双边合同的风险管理、市场参与者在双边合同市场与现货市场中的优化交易策略以及双边市场对电力市场的影响等领域的工作进行了全面简要的综述，并结合我国电力市场化改革的实际，提出今后双边合同方面重点研究的领域。     

基于实时电价的电力市场远期合同

作为一种有效的风险管理工具和交易手段，基于实时电价和期权思想的电力市场远期合同在竞争的电力市场中充分体现了其优越性。这种合同不仅给市场参与者提供了在发电量或负荷变化时获利的机会，同时回避了由于实时市场价格的波动给双方带来的风险，分析表明期权交易模式是电力市场较成熟的模式，合约双方可以利用期权交易更好地防范和控制风险。     

供电公司与用户远期合同的制定

电力远期合同,包括结合期权交易思想的可选择远期合同,作为有效的风险管理工具和交易手段,在竞争的电力市场中得到了广泛应用.本文介绍了供电侧开放的电力交易方式和电力远期合同的一般制定方法.建立了结合期权思想的供电公司与用户可选择远期合同模型,给出了考虑提前通知的供电公司违约金的计算方法.     

供电公司与用户远期合同的制定

电力远期合同，包括结合期权交易思想的可选择远期合同，作为有效的风险管理工具和交易手段，在竞争的电力市场中得到了广泛应用。本文介绍了供电侧开放的电力交易方式和电力远期合同的一般制定方法。建立了结合期权思想的供电公司与用户可选择远期合同模型，给出了考虑提前通知的供电公司违约金的计算方法。     

结合期权理论的双边可选择电力远期合同模型

作为电力市场风险管理的一种有效手段,可选择电力远期合同交易以其灵活性和多样性具有良好的应用前景。提出了一种合同双方均有选择权的电力远期合同模型,根据期权定价思想给出了合同价格计算方法,并通过一个合同买卖双方各自追求最大期望报酬的均衡模型,给出了有关期权敲定价的均衡选择。分析表明,该可选择远期合同模型具有一些良好的特性,它克服了现有文献中合同模型的一些不足。     

分段交易在电力双边合同市场中的应用

持续时间不同的电力段,其生产成本以及对电力系统的贡献均不同,为此,文中将电力分段交易方式引入到双边合同中,包括电力远期合同和电力期货合同。电力按照其持续时间的长短分为连续的几段,各段以不同的价格分别交易,发电商及用户可根据不同情况选择适当的电力段进行交易。通过对双边合同中分段交易的分析结果表明,电力分段交易符合电力系统的生产和消费特性,与分时交易相比用户能够得到更廉价的电力。以分段灵活电力合同为例,对选择不同电力段的分段灵活电力合同以及分时交易的灵活电力合同的比较分析表明,分段灵活电力合同体现了市场同质同价原则,并且有效地提高了电力双边合同市场的效率。对于其他采用分段交易的电力合同也将得到同样的结论。     

考虑远期合同及环路潮流约束的电力市场均衡分析

环路潮流是电力网络的重要特征,分析其对电力市场均衡和发电商策略性远期合同交易行为的影响具有重大的现实意义。建立了一个考虑环路潮流约束的策略性远期合同市场和现货市场联合古诺均衡模型,该模型所描述的均衡问题是一个具有均衡约束的均衡问题,可用非线性互补方法求解。仿真算例验证了模型的合理性和模型求解方法的有效性。结果表明,环路潮流对电力市场均衡和发电商的策略性远期合同交易均具有不可忽视的影响,若在分析中忽略环路潮流约束,可能给出错误的价格信号,得出不合理的结论。     

考虑远期合同及环路潮流约束的电力市场均衡分析

环路潮流是电力网络的重要特征,分析其对电力市场均衡和发电商策略性远期合同交易行为的影响具有重大的现实意义.建立了一个考虑环路潮流约束的策略性远期合同市场和现货市场联合古诺均衡模型,该模型所描述的均衡问题是一个具有均衡约束的均衡问题,可用非线性互补方法求解.仿真算例验证了模型的合理性和模型求解方法的有效性.结果表明,环路潮流对电力市场均衡和发电商的策略性远期合同交易均具有不可忽视的影响,若在分析中忽略环路潮流约束,可能给出错误的价格信号,得出不合理的结论.     

基于分段电力合同的发电商优化合同电量

分段电力合同是一种新型的电力双边合同,电力双边合同的分段交易能够充分体现不同电力段的价值,从而有效地提高市场效率。文中研究发电商面对分段电力合同的最优合同电量问题。考虑到发电商对市场风险的不同偏好,建立了发电商通过分段电力合同和日前竞价市场交易电能的效用函数模型,并以最大化效用函数作为发电商分段合同电量优化的目标。该优化问题是一个2层优化的NP-hard问题,并有复杂的机组运行约束,因此采用2层优化的遗传算法(GABBA)求解该问题。以某实际电厂为例,分析了GABBA算法特性以及分段电力合同中各段价格对各段优化合同电量的影响,并比较了基于普通电力合同和分段电力合同的发电商最大期望效用,说明了电力分段交易的必要性。文中建立的发电商优化合同电量模型及其求解算法具有通用性,可为发电商的双边合同交易提供决策依据。     

远期合同市场对电力市场稳定性的影响

对电力远期合同市场及期货市场的作用进行了分析,指出回避市场价格风险和维持市场的稳定性是2个不同的概念。简单的市场拆分并不是提高电力市场稳定性的根本原因。只有在充分开放的有效竞争的市场条件下,电力远期合同市场才能对电力市场的稳定起到积极的促进作用。否则,为了维持市场稳定,仍然需要政府的严格管制。     

考虑需求不确定性的电力市场参与者套期保值策略研究

需求的不确定性和电力价格的易变率在电力市场环境中均要高于传统体制，这就使发电商和配电商等市场参与者面临着巨大的市场风险，远期合约等衍生产品由于其灵活性而成为市场参与者回避风险的有效工具。该文对由现货和远期合约两个交易市场组成的两阶段电力批发市场中的市场参与者行为进行了研究，讨论了发电商等市场参与者在现货和远期合约两个市场中交易量的分配问题，推导出了市场均衡状态下发电商和配电商在现货和远期合约两个市场中交易量分配的解析解以及均衡时的远期价格，对市场参与者的套期保值策略进行了讨论，并通过算例说明了总需求的均值、标准差、偏度以及风险回避系数的变化对市场参与者套期保值的影响。     

Analyzing Two-Settlement Electricity Market Equilibrium by Coevolutionary Computation Approach

Forward contracts play an important role for market power mitigation and risk hedging in electricity markets. In this paper, a two-settlement electricity market including a forward market and a spot market is formulated as a two-stage game. The linear supply function equilibrium (LSFE) model and Cournot model are used to model strategic bidding for the spot market, while the forward market is modeled by Cournot model. A coevolutionary genetic algorithm (CGA) is employed to determine the market equilibrium. The paper then examines the question whether generation companies (GenCos) would voluntarily enter forward markets due to economic inspiration and studies theoretically and numerically the factors which can affect the bidding behaviors of GenCos. The effectiveness of CGA in determining the market equilibrium is investigated and demonstrated based on two test examples. The studies show that GenCos' decisions on the participation in forward markets depend significantly on the type of competition that they have in the spot market. Moreover, GenCos' bidding behaviors in the forward market can be affected by their cost parameters and the slope of system demand function significantly.      

可选择电力远期合约定价分析

电力工业的市场化运营给市场参与者带来了巨大的风险 ,作为回避风险重要工具的远期合约和期货合约目前得到了广泛关注。提出了一种考虑需求不确定因素的双边可选择电力远期合同模型 ,给出了合同价格的计算公式 ,计算了买卖双方期权的最优敲定电价。最后通过简单算例分析了现货电价与负荷的相关系数、负荷、电价的波动等因素对远期合约电价的影响。仿真结果表明 ,除电价波动外 ,负荷的波动对远期合约电价也有较大影响 ,与预期的结果相一致     

Negotiating Bilateral Contracts in Electricity Markets

In mixed pool/bilateral electricity markets, participants can sign forward bilateral contracts several months in advance of its delivery. In addition, generators may sell to and loads may buy from the pool at the spot price through the day-ahead or balancing markets. Forward bilateral contracts have the advantage of price predictability in comparison with the uncertain spot price. However, the risk is that such a contract commits the partners to a price that may be disadvantageous compared to the spot price. Here, we propose a systematic negotiation scheme through which a generator and load can reach a mutually beneficial and risk tolerable forward bilateral contract, either physical or financial. Under this approach, the generator and load respond rationally to a stream of bilateral bids/counter-bids and offers/counter-offers considering their respective benefits while accounting for the risks incurred by the prediction uncertainty in the pool spot price and other market parameters over the length of the contract. Each negotiating party can choose its own definition of risk which can be influenced by regret, value-at-risk or dispersion from the mean. Numerical tests show that this flexible negotiating approach can be readily put into practice     

An oligopolistic power market model with tradable NO/sub x/ permits

Models formulated as complementarity problems have been applied previously to assess the potential for market power in transmission-constrained electricity markets. Here, we use the complementarity approach to simulate the interaction of pollution permit markets with electricity markets, considering forward contracts and the operating reserve market. Because some power producers are relatively large consumers of permits, there could be interaction between market power in the permits and energy markets. Market power in the energy market is modeled using a Cournot game, while a conjectured price response model is used in the permits market. An illustrative application is made to Pennsylvania-New Jersey-Maryland Interconnection (PJM), which we represent by a 14-node dc load-flow model, and the USEPA Ozone Transport Commission NO/sub x/ Budget Program. The results show that forward contracts effectively mitigate market power in PJM energy market and both simulated solutions of perfect and Cournot (oligopoly) competition are a good approximation to actual prices in 2000, except that the Cournot model yielded higher peak prices. The NO/sub x/ market influences the Cournot energy market in several ways. One is that Cournot competition lowers the price of NO/sub x/ permits, which in turn affects on low- and high-emission producers differently. In general, because pollution permits are an important cost, high concentration in the market for such permits can exacerbate the effects of market power in energy markets.     

A Decision-Support System Based on Particle Swarm Optimization for Multiperiod Hedging in Electricity Markets

This paper proposes a particle swarm optimization (PSO) approach to support electricity producers for multiperiod optimal contract allocation. The producer risk preference is stated by a utility function (U) expressing the tradeoff between the expectation and variance of the return. Variance estimation and expected return are based on a forecasted scenario interval determined by a price range forecasting model developed by the authors. A certain confidence level alpha is associated to each forecasted scenario interval. The proposed model makes use of contracts with physical (spot and forward) and financial (options) settlement. PSO performance was evaluated by comparing it with a genetic algorithm-based approach. This model can be used by producers in deregulated electricity markets but can easily be adapted to load serving entities and retailers. Moreover, it can easily be adapted to the use of other type of contracts.     

基于期货的新型电力交易模式

现有的电力远期交易与现货交易之间缺少必要的连续性，导致交易者在电力交易中面临较大价格风险。为了规避电力交易的价格风险，该文提出了“以期贷交易为主，期贷与现货市场结合”的新电力交易模式，并建立其相关数学模型。交易者可以通过电力期贷交易规避价格风险，通过现货市场维持负荷平衡。在新的交易模式中，期贷市场和现货市场的交易方式相似，整个交易的过程由交易双方自主控制，电力系统的安全约束以经济手段保证，电网调度者基本不干预市场交易。因此，新的电力交易模式能够更好地提高市场透明性、流畅性，促进市场竞争的有序性。     

需求侧实时电价下用户购电风险决策

需求侧实时电价(RTP)是电力市场下需求响应的重要手段之一。作为一种理想的需求侧电价机制,通过结合与RTP相关的各类套期保值合同,RTP的价格波动风险可以在市场参与者之间合理分摊。基于各国开展RTP的研究与实践,结合随机电价模型,利用Monte-Carlo模拟法对与RTP相关的各类套期保值合同进行定价。在确定了合同价格后,基于条件风险价值(CVaR)法,以用户购电效用最大化为目标,建立了不同风险喜好的用户选择负荷最优套期保值比例的决策模型。最后通过算例仿真验证了所述方法的有效性,它有利于用户有选择性地规避RTP的价格风险,实现了供电公司与用户之间的良好互动。     

有差价合约日前市场中计及风险约束的最优报价策略

日前市场是国内外目前实际运营的以联营体为基础的单一购买者模式的电力市场所采用的最主要的形式.在有些日前市场中采用了差价合约来规避单一购买者和发电公司可能面对的由于电价波动所带来的财政风险.针对具有差价合约的日前市场,在假设市场规约要求发电公司采用线性报价函数申报下一个交易日每个时段的报价而且市场按统一清算价对每个交易时段分别进行结算的前提下,构造了发电公司在日前市场考虑风险约束的最优报价策略的数学模型,计及了发电机组的运行约束和启动成本,并发展了以遗传算法为基础的有效的求解方法.最后,用一个算例说明了所提出的方法的基本特征.