电力市场竞价交易结算价格机制研究

对电力市场拍卖交易中的系统边际价格、投标价格、混合价格、灵活价格、系统价格权拍卖、当量价格等价格结算机制的基本原理和特点进行了综述和比较分析，为电力市场交易规则设计和电力市场模拟分析提供参考。     

非线性边际成本下的多个发电商的持留均衡

电力市场中的物理持留可能会导致出清电价的飞升,使购电方面临巨大损失,因此有必要研究物理持留.在实际情况下发电边际成本更接近于非线性,因此作者从定价机制为统一出清、负荷需求无弹性的前提出发,基于发电商边际成本曲线,分析了规模不等的N个厂商持留的古诺-纳什均衡,并得到了在边际成本非线性情况下的持留的封闭解.实例结果表明,发电商的最优持留量与市场总负荷需求成正比,并随着自身份额的增大而激增;单个发电商的市场份额不超过10%是使市场总持留量不致过大的市场份额的上限;对较大份额发电商的资产拆分将有效减少市场的总持留量,且等份额拆分比不等份额拆分的效果更好.此研究结果可供设计电力市场的规则、对市场力实施限制和减少发电商的大量持留参考.     

市场力对发电公司竞价策略的影响

完全竞争电力市场中，发电公司按机组边际成本报价。而在实际的寡头电力市场．发电公司利用其市场力操纵市场，常常采用抬高报价和持留容量这两种策略。利用经济学利润最大化原理，对这两种策略进行定量分析。实例表明，都会使电价飞升，利润增大。文章的分析为发电公司确定最优竞价提供了理论指导，同时为电力监管部门平抑市场力的作用提供了理论依据。     

电力市场中经济持留的研究

在供需情况紧张时，有市场力的发电商通常会报高价以获取超额利润，因此有必要定义一种指标评估这种经济持留行为。经济持留不仅与发电商的报价电价有关，而且与所报高价段上的可用出力有关。文中提出了报价曲线的低价区、经济持留区、合理冒险区等概念，并根据报价电价与报价容量的分布关系定义了衡量经济持留的绝对指标和相对指标。绝对指标用来判断整个系统的持留情况，而相对指标适用于比较不同机组持留行为的严重程度。对实际市场的分析表明，文中定义的指标能够较准确地衡量市场中的经济持留现象。另外，通过设置经济持留相对指标上限，可以较好地抑制发电商在容量短缺时报高价的行为。     

基于市场供需关系和经济持留评估的市场限价方法

发电申报最高限价有助于防范电价飞升带来的市场风险,但目前并没有设置市场限价的系统理论和方法。单一固定的市场限价既打击了供需宽松环境中的发电商和投资者的积极性,又无法限制供需紧张情况下发电商滥用市场力。为此,本文提出一种新的市场限价设置方法,能够根据市场供需关系变化和市场力评估指标自动调整。在供需关系紧张或容量持留严重时市场限价较低,限制市场成员滥用市场力,避免价格飞升;在供需充足或无市场力行使时,市场限价较高,电价完全取决于市场竞争。分析表明,该限价方法既能避免市场电价飞升带来的财政风险,又不扭曲充分竞争市场的经济信号。     

MCP机制下考虑供需弹性的发电容量持留

统一出清的定价机制是电力市场中发电商存在持留行为的根本原因。针对电力市场设计中应考虑供需弹性的积极作用,该文分析了拥有边际机组的单个发电商容量持留行为发生的条件及其影响因素,并提出了将持留前后的购电费用之比作为衡量系统持留严重程度的指标W,算例验证,证明供需弹性可以作为制约发电商利用容量持留哄抬电价、危及市场稳定性的有力工具之一。     

容量电价机制对发电商竞价行为的激励

容量电价是调控电源投资和建设的一种宏观手段，还会对市场成员的竞价行为及电力市场交易产生影响。该文从激励的角度分析容量电价对市场成员竞价行为的影响，并利用基于报价中标概率信念函数的电力市场模拟方法，通过建立考虑容量电价因素的发电商个体新决策模型，定量研究和比较了国内两种不同容量电价补偿机制对发电商竞价行为和市场均衡状态的影响。理论分析和算例表明，按照中标容量支付容量电价，会抑制发电商的报价投机行为，使市场均衡价格较低。     

缺电情况下能开放电力市场吗?——兼论当量电价的应用

大多数发展中国家，特别是中国，电力需求还处在快速增长阶段，而且装机容量本来就不富裕，在投资体制还未理顺甚至还时有短缺的情况下，如何开放和建立电力市场是必须面对的问题。文中讨论了在容量短缺情况下开放和建立电力市场的基本要求：①必须在保持市场效率前提下，给予投资者充分合理的回报以鼓励投资；②必须同时建立容量市场风险制约的投资机制，加以制衡，以形成良性循环；②必须建立能够自动抑制市场电价不合理飞升的交易机制；④政府要有比设置价格上限更为有效合理的监管手段。指出：在规模经济性没有完全消失的条件下，传统边际成本定价方法无法给予容量充分的回报，而且也不能在寡头垄断市场条件下，有效、合理地抑制哄抬电价和持留容量行为，因此一般说来，在容量短缺情况下不适合使用该方法启动电力市场。认为：当量电价在保持市场效率前提下能给予投资者充分合理的回报，鼓励投资；同时引入容量市场风险制约的投资机制，加以制衡；还能自动抑制发电厂商哄抬电价和持留容量的不良行为，并为电力监管提供了清晰的思路，因此，即使在容量短缺情况下开放和建立电力市场，当量电价仍不失为一种可操作的、简单易行的方法。     

电力市场中经济持留的研究

在供需情况紧张时,有市场力的发电商通常会报高价以获取超额利润,因此有必要定义一种 指标评估这种经济持留行为。经济持留不仅与发电商的报价电价有关,而且与所报高价段上的可 用出力有关。文中提出了报价曲线的低价区、经济持留区、合理冒险区等概念,并根据报价电价与 报价容量的分布关系定义了衡量经济持留的绝对指标和相对指标。绝对指标用来判断整个系统的 持留情况,而相对指标适用于比较不同机组持留行为的严重程度。对实际市场的分析表明,文中定 义的指标能够较准确地衡量市场中的经济持留现象。另外,通过设置经济持留相对指标上限,可以 较好地抑制发电商在容量短缺时报高价的行为。     

当量定价机制下发电商的产量决策分析与比较

分析了当量定价机制下发电商的最优产量决策,比较了当量电价、统一出清和按报价支付3种定价机制对发电商的产量决策的激励作用。指出在统一出清和按报价支付定价机制下,发电商会通过持留行为滥用市场力,而在当量电价下,尤其在缺电情况下,发电商的最优产量决策仍然是申报其最大可用容量,而不是持留发电容量。当量定价方法激励发电商申报全部容量的机制,可以保证电力市场的充裕容量,从而实现了电价乃至市场的稳健性。     

拍卖理论及其在电力市场竞价设计中的应用:(二)拍卖理论在电力市场竞价设计中的应用

着重介绍了拍卖理论在电力市场竞争价机制设计中的应用。介绍了连用拍卖理论对统一价格和PAB竞价的市场效率、市场势力和策略性投标问题所做的各种分析；介绍了两种富有特色的新竞价机制，即迭代竞价机制和分段竞价机制；介绍了运用机制设计理论设计激励一致的电力市场竞价机制的方法；总结了国内关于发电市场竞价机制的研究成果；介绍了竞价算法问题；介绍了竞价机制的实验模拟研究；最后简述了电力市场结构问题。希望通过拍卖理论的引入，为我国当前电力市场竞价机制设计和交易规则的制定提供一定的参考。     

一种新的边际电价制定体系

系统边际电价作为电力市场最终的交易价格,对电力交易有着重要的影响。国内外现有电力市场中,为了保证市场交易的公平性,通常将电价申报曲线强制定义为单调上升型,造成申报电价与电力生产成本相背离。文中提出一种新的边际电价确定方案以及相应的电力竞争模式,能够处理包括下降型在内的各种形状的电价曲线。在保证电力交易结果的合理性的前提下,新的电价体系可以在任何电价情况下获得一个随负荷增长单调增加的系统边际电价,避免了传统边际电价定义体系中无法在保证竞争公平性的前提下处理下降型报价的缺点。     

一种激励相容的电力市场双边拍卖机制

电力市场竞价机制设计是目前电力市场改革中亟待解决的重要问题.文中针对有多个发电商和多个客户参加的电力市场竞价,设计出一个激励相容的双边拍卖机制.此机制在描述电力市场竞价规则的基础上,设计出符合电力市场特点的出清和交易规则.该机制不仅能保证电力市场实时出清,实现电力的经济调度和有效分配,而且能诱导风险规避的发电商申报真实的边际成本和用户披露真实的用电价值信息.最后,通过算例及其实现方法证实了该机制的有效性和实用性.     

完全开放的双边电力市场中供需双方叫价拍卖的贝叶斯博弈模型

随着我国进行电力体制改革和建立发电侧竞争市场，需求方很快也会引入竞争，并建立完全开放的双边电力市场。研究供给侧和需求侧如何建立有效的报价策略具有十分重要的理论和实践价值。作者将所有发电公司看成供给方，把所有买电代理商看成需求方，将供给方和需求方的报价问题看成是他们向市场的投标问题，并根据市场确定的规则，总需求电量将在某一价格下完成交易，因而它是供给方和需求方的双方叫价拍卖问题。通过对双方叫价拍卖的交易规则进行描述，针对供给方的生产成本和需求方的估价是私有信息的情况，建立了完全开放的双边电力市场中供给和需求双方叫价拍卖的不完全信息贝叶斯博弈模型，并求解贝叶斯纳什均衡，给出供给方和需求方的均衡报价策略。     

电力市场下发电公司和大用户间电力交易的双方叫价拍卖模型

随着我国电力体制的改革和发电侧竞争市场的建立,在需求方很快也会引入竞争,并建立完全开放的双边电力市场。在完全开放的双边电力市场下,大用户直接购电问题已成为我国电力改革的重大课题。研究发电公司和大用户如何建立有效的报价策略具有十分重要的理论和实践价值。作者提出一种直接交易方式,由大用户直接与发电企业进行一对一的交易,并自定价格。因而,这是发电公司和大用户的双方叫价拍卖问题,通过对双方叫价拍卖的交易规则进行描述。针对发电公司的生产成本和大用户的估价是私有信息的情况,建立了完全开放市场下发电公司和大用户的双方叫价拍卖的不完全信息贝叶斯博弈模型,并求解贝叶斯纳什均衡,给出了发电公司和大用户的均衡报价策略。     

A large generator's bids in an electricity supply auction: Uniform pricing versus pay‐as‐bid pricing

A pay‐as‐bid auction has been adopted in a balancing market under New Electricity Trading Arrangements in England and Wales since 2001 instead of a uniform price auction previously used in a day‐ahead pool market. In contrast, a spot market in Japan, where a general electric utility would be the main supplier, plans to employ a uniform price auction. In this paper we model an electricity spot market in which one large generator competes with many fringe generators to supply electricity, analyze how this large generator bids to maximize its profits, and report some implications for the design of this market. Three types of auction are analyzed: a highest‐winning‐bid pricing (HWB) uniform price auction, a lowest‐losing‐bid pricing (LLB) uniform price auction, and a pay‐as‐bid auction. It is shown that the slope of the bid curve, which is obtained by plotting the large generator's bidding prices against its generation costs, are steeper in an LLB uniform price auction and flatter in a pay‐as‐bid auction than those in an HWB uniform price auction. This implies that an LLB uniform price auction or a pay‐as‐bid auction would make room for the fringe generators to win an auction. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 160(4): 41–48, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20420     

拍卖理论及其在电力市场竞标设计中的应用:（一）拍卖理论基础及实验研究

电力市场竞标机制的设计是决定电力市场能否成功实现和市场效率高低的关键问题，必须慎重对待。拍卖问题有4种基本类型，即上升出价拍卖、下降出价拍卖、第一价格暗标拍卖和第二价格暗标拍卖；以及多种复杂类型。拍卖问题的模型分为私有价值拍卖和公共价值拍卖两大类。拍卖理论最基本的内容为4种基本拍卖类型的等价性，它由收益等价定理严格表述。拍卖实验是拍卖问题研究的一个重要方面，不但用于检验拍卖理论的正确性，也用于设计新的拍卖制度。拍卖问题的研究是现代经济学中极为重要和引人瞩目的一个领域，有大量理论成果，在许多现实经济问题中得到成功的应用。将拍卖理论引入电力市场竞标设计，能为成功实现电力市场交易提供理论指导。