（电气工程专业论文）电力市场中交易方式的风险分析研究.pdf

重庆大学硕士学位论文中文摘要 摘要 自电力市场化运营以来，电能作为交易的对象，其价格的易变性给市场参与者 带来了利益损失的风险，同时也加剧了电力市场的金融风险。因此，利用金融衍生 品来规避电力市场的电价风险已日渐重要。 本文从电力市场的交易对象及交易方式出发，运用金融学和数学等原理和方法， 围绕金融衍生工具在电力市场不同发展阶段规避风险的手段不同，展开了全面的研 究，试图说明在特定阶段存在着特定的电力衍生品。论文首先介绍了电力商品交易 对象，并区分了远期合约交易与期货合约交易的相似之处和本质区别。针对不同电 力市场阶段的特点、发展状况和外部环境条件，重点研究了在电力市场各个发展阶 段如何进行风险规避。在电力市场初级竞争阶段由于只是在发电领域引入了部分竞 争，使得竞争有限，而通过电力互换交易，交易双方通过不同性质电能使用权利的 互换，满足了各自不同的需求，同时也在各自预期的电价波动情况下防范了电价波 动。在电力批发阶段，由于允许配电公司直接从发电公司买电，因此配电公司获得 了买电的选择权。电力远期合约是以电力为标的资产的远期合约。在该阶段引入电 力远期合约交易，使得电力可以被“虚拟”地储存，为电力市场的各方参与者提供 选择机会以满足在价格和风险方面的特定要求。在电力市场零售竞争阶段，在配电 网开放经营的同时，开放发电、批发和零售市场，从而赋予所有市场主体交易选择 权。在该阶段引入一种新型电力期货交易，通过为市场参与者提供一个公正、透明、 灵活的电力交易环境，最终促进电力系统内部的竞争，实现提高电力系统生产效率 的目的。 本文结合我国电力市场发展的各个阶段的竞争特点，探索性地引入了远期、期 货等金融衍生工具来规避不同发展阶段的电力市场风险，尤其是在电力市场初级竞 争阶段提出了电力互换交易模式，并设计了电力互换合约的主要内容和报价方式。 此外，基于我国电力市场发展的特点以及远期、期货交易的一些不足，论文试图引 入奇异期权的思想，来避免电力价格无限制的上涨与下跌，防止过多投机行为的出 现，维护电力市场秩序，由于时间、精力和学识有限，未能做深入的分析。同时考 虑到由于市场机制、国家监管、信息共享等制度的不完善，运用金融衍生品虽能较 好地规避电力价格波动风险，但是电力金融衍生品本身也存在着一定的风险，因此 建立良好的市场交易机制对电力市场的平稳有效运行具有重要的意义。 关键词：电力市场；电力金融合约；风险管理 重庆大学硕士学位论文英文摘要 a b s t r a e t s i n c et h ei m p l e m e n to ft h ep o w e rm a r k e tr e f o r m , t h ee h a n g e a b i l i t yo ft h ee l e c t r i c p o w e rp r i c ew i l lm a k et h ep a r t i c i p a n t so fe l e c t r i c i t ym a r k e tf a c i n gh u g er i s ko fb e n e f i t l o s s i no r d e rt oa c c e l e r a t et h ee l e c t r i c i n d u s t r yh e a l t h i l y , s y s t e m a t i cs t u d yo fr i s k m a n a g e m e n to f e l e c t r i c i t yp o w e r m a r k e t e x c h a n g ei si m p o r t a n t t h i sp a p e ri sd i v i d e di n t os i xp a r t st oa n a l y z e ：f i r s t , t h eb a c k g r o u n d , t h es i g n i f i c a n c e ， t h em a i nr e s e a r c h e so fp o w e rc o m m o d i t yi r d n s a c t i o ni n s i d ea n do u t s i d ec o u n t r y , t h e r e f o r mc o t l l r 船o f p o w e rm a r k e to u t s i d ec o u n t r ya n dt h es l a u c t u r ea i ed i s c u s s e d t h r e em a i nr e l e v a n tp a t t e r n so fp o w e rt r a n s a c t i o n , 1 h e i ra p p l i e dr a n g e a n dt h e a d v a n t a g ea n dd i s a d v a n t a g eh a v eb e e ng i v e ni nt h i sp a s ot h e 孤l s a c t i o no 场e c ti nt h e e l e c t r i cp o w e rc o m m o d i t ye x c h a n g ei n c l u d ee l e c t r i cp o w e rc o m m o d i t y , t h ee l e c t r i c t r a n s m i s s i o ns e r 、，e sa n dt h ee l e c t r i cp o w e rl l d n s a c t i o ns e l v e $ t h ee l e c t r i cp o w e r c o m m o d i t ye x c h a n g e si n c l u d es p o tt r a n s a c t i o n , f o l w a r dl l - d n s 枷o n a n df u t u r e s a c c o r d i n gt od i f f e r e n te l e c t r i cp o w e rm a r k e ts t a g ec h a r a c t e r i s t i c ，d e v e l o p m e n tc o n d i t i o n a n de x t e r n a le n v i r o n m e n tc o n d i t i o n , e l e c t r i cp o w e rs w a pi su s e di nt h ep r i m a r y c o m p e t i t i o ns t a g eo f t h ee l e c t r i cp o w e rm a r k e t b o t ht r a d e r sh a v es a t i s f i e dd i f f e r e n tn e e d b y c h a n g i n g t h e u 霹o f d i f f e r e n t d i 缸a 耽e r c l e e t r i c 锄e r g y 锄d k e e p f r o m t h e f l u c t u a t i o n o f e l e c t r i cp o w e rp r i e e i nt h ew h o l e s a l ee l e c t r i cp o w e rs t a g e ，b c c a u , o ft h ep o w e r d i s t r i b u t i o nc o m p a n yi sa l l o w e dt ob u ye l e c t r i c i t yf r o mg e n e r a t i n ge l e c t r i c i t y , t h ep o w e r d i s t r i b u t i o nc o m p a n yh a sg a i n e dt h ec h o i c ei i g h to fb u y i n gt h ee l e c t r i c i t y t h ef o r w a r d e o i l t r a e to fe l e c t r i cp o w e ri st ot a k ee l e c t r i cp o w e ra sf o r w a r db i da s s e t se o n l r a e t ，i nt h e f o r w a r dc o n t r a c tl l a d e ，e l e e u i ep o w e rc a nb es t o r e du pb y ”s u p p o s i f i o n a l “f i e l d , a n d s p e c i a lr e q u e s to f t l a em a r k e tp a r t i c i p a t o ri nt h ep r i c ea n dr i s kc a nb es a t i s f i e d t h ee l e c t r i c p o w e rr e t a i l se o m r , e t i t i o ns t a g eh a sb e e nd i s c u s s e d i nt h i ss t a g e , d i s t r i b u t i o nn e t w o r k , e l e c t r i cp o w e rg e n e r a t i o n , w h o l e s a l ea n dr e t a i lm a r k e ti so p e a t e do p e n l y , f l ot h em a r k e t t r a d e r sh a v et h er i g h to fc h o o s i n gi r a l s a c l j o no b j e c t a n dt h o u g hp r o v i d i n gai m p a r t i a l , t r a n s p a r e n t , n i m b l ee l e c t r i cp o w e rb u s i n e s se n v i r o n m e n tf o rt h em a r k e tp a r t i c i p a t o r , t h e i l c wm o d e le l e c t r i cp o w e rf u t u r e sn a d e s 锄p r o m o t ei n t e m a lc o m p e t i t i o no fe l e c t r i c s y s t e m , a n di m p r o v et h ee l e c t r i cs y s t e me f f i c a c y a se f f e c t i v et o o l sf o rr i s km a n a g e m e n t , f o r w a r dc o n t r a c ta n df u t u l e se o n l r a e th a v e b e e nw i d e l yu s e di nc o m m o d i t ym a r k e tt h ek e ya i mo f t h ep a p e ri st of i n dab e t t e rw a y f o rh e d g i n gc o r r e s p o n d i n gt ot h ed i f f e r e n ts t a g e si ne l e c t r i c i t ym a r k e ti no u re o u n l r y t h e 重庆大学硕士学位论文英文摘要 e l e c t r i cp o w e rs w a pt r a d s a c l j o np a t t e r ni sd e s i g n e di nt h i sp a p e r , a n db e c a u s et h et i m e , e n e r g ya n dl e a r n i n ga r el i m i t e d , t h ed e e p - g o i n ga n a l y s i si sn o tb e e ng i v e 儿i nt h ee l e c t r i c p o w e rm a r k e t p l a c e , t h ef i n a n c i a ld e r i v a t i v ec a nh e d g et h er i s kf r o me l e c t r i cp o w e rp r i c e f l u c t u a t i o n s b u ts i n c et h em a r k e tm e c h a n i s m , t h ec o u n t r yo v e r s e ea n di n f o r m a t i o ns h a r e a r en o tp e r f e c t , t h ee l e c t r i cp o w e rf i n a n c i a ld e r i v a t i v ea l s oh a ss o m er i s k s , a n db u i l d i n g f i n e m a r k e t p l a c eb u s i n e s sm e c h a n i s mh a si m p o r t a n tm e a n i n gf o re l e c t r i cp o w e r m a r k e t p l a c eh a v i n gs t a b i l i t yo p e r a t i o n k e yw o r d s ：p o w e rm a r k e t ；p o w e rf i n a n c i a lc o n t t a e t ；l u s km a n a g e m e n t i i l 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重废太堂 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本 研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作签字日期： 。7 年占月6 、日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解重废太堂有关保留、使用学位论文的 规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许 论文被查阅和借阅。本人授权重庆太堂可以将学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段 保存、汇编学位论文。 保密() ，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密( ) 。 ( 请只在上述一个括号内打“”) 学位论文作 签字日期：二翻胁签字日期：哪年6 。月6 日 重庆大学硕士学位论文l 引言 1 引言 1 1 研究背景与意义 为了打破垄断，鼓励竞争，提高效率，我国于1 9 9 8 年开始进行电力市场化改革。 2 0 0 2 年国务院颁布的电力体制改革方案中规定“十五”期间电力体制改革的主 要任务之一就是。改变电网企业独家购买电力的格局，开展发电企业向大用户直接 供电的试点工作”，价格由发电企业与用户协商确定。电力工业市场化使得各个市场 主体面临着前所未有的市场风险，特别是市场价格波动的风险。 电能不同于一般商品，它不能大量有效的储存，在引入市场机制后，由于电价 要反映成本和投资回报率，某段时期内也许会出现电价上升现象；由于缺乏科学合 理的价格传导机制和电价机制，使需求侧对价格弹性反映不敏感，如果出现电力供 应不足，则市场实时电价则会上涨；由于电能供需的瞬时平衡性，电力市场均衡价 格呈随机性：由于机组和输电线路的容量有限，而需求的弹性低，使电力价格表现 出强烈的跳跃和峰谷特性；由于电力市场的寡头垄断，电价的变化更加复杂。 自从电力市场化以来，电力已成为价格最易变的一种商品。例如，1 9 9 9 年美国 中西部电力市场( m i d w e s t ) 最高批发电价达到9 0 0 0 美元心删f l 】；2 0 0 0 年5 月8 日， 美国新英格兰电力市场( n e p o o l ) 有4 个交易小时的上网边际清除价达到6 0 0 0 美元 ( m w h ) ，相当于正常价格的1 0 0 倍左右 2 1 ，仅此4 个小时，发电商就获得了4 4 亿 美元的超额利润。 电力市场的特殊性以及电价的易变性使得电力市场参与者面临着因市场竞争带 来的价格波动风险，如果不加以有效的防范，将会导致巨大的经济利益损失。1 9 9 8 年 夏季美国中西部电价的强烈波动，从而导致了两个市场参与者被迫离开市场。2 0 0 1 年美国加州电力危机的爆发【3 】，由于发电侧电价飞升，历时半年的电力危机使加州 两家最大的公用事业电力公司出现高达1 3 0 亿美元的巨额损失，濒临破产。由于负 债累累，两大电力公司无法继续正常运作，为了保证电力系统的安全与稳定，加州 州政府不得不动用几十亿美元的公共资金并发行上百亿美元的政府债券，以帮助电 力公司摆脱严重的电力市场危机。而与此同时，发电商却获得了巨额的超额利润， 达到往年同期的2 4 倍。 世界各国电力市场频频爆发的电力金融危机使越来越多的市场参与者意识到电 力市场化改革过程中风险管理的重要性。电力市场一旦发生金融风险，将会对社会 和经济发展产生严重的负面影响。作为风险管理的有效方法，远期、期货、期权等 金融衍生工具在其他经济领域已经得到广泛的运用，而在电力市场引入这些衍生工 具进行风险管理除了能为市场参与者提供机会来自由选择价格和风险偏好，还能减 重庆大学硕士学位论文1 引言 少市场参与者对电价的操纵，减少供电商操纵空闲电力的数量，从而降低市场集权 程度，有利于市场的公平竞争以及市场均衡电价的发现，维持电力市场的稳定性。 2 0 0 3 年我国的东北地区率先在全国进行区域电力市场改革，国家电监会在关 于建立东北区域电力市场的意见川中指出东北区域电力市场的远期目标是：在售 电端引入竞争机制，实现所有市场主体参与的全面竞争，建立电力期货、期权等电 力金融市场。电监会有关负责人指出，东北区域电力市场作为电力改革的试点，其 期货、期权市场建设的成功与否将在相当程度上影响今后全国电力金融市场的建设 进度。因此，对电力市场风险管理及电力金融衍生品交易的研究，不仅在理论上具 有重要的研究价值，在实践上也具有重大的现实意义。 1 2 国内外的研究现状 自1 9 9 0 年英国建立的世界上第一个具有现代意义的电力市场英格兰和威 尔士电力市场以来，电力市场的有关问题就受到了学术界的关注，成为热门研究领 域。而在电力市场中运用金融衍生工具来规避风险，是完善电力市场改革的发展方 向，也为电力行业和经济学界开辟了一个新的理论研究课题。 早在2 0 世纪9 0 年代初就有学者涉足关于电力远期合约的研究。rj k a y e ，h i l o u t h r e d , c h b a n n i s t e r ( 1 9 9 0 ) 睁l 研究了远期合约作为电力工业在电力市场中规避风 险的一种金融工具，应如何定价以及合约参与者如何响应。g e d r atwv a r a i y app ( 1 9 9 3 ) 嘲和o e d r atw ( 1 9 9 4 ) r 7 】分别应用合成期权的思想提出了一种用户和电力公 司之间可选择的供用电合同，以及独立发电商( i p p ) 和电力公司之间可选择的供用电 合同。这两种合约分别被称为可认购远期合约( c a l l a b l ef o r w a r d ) 和可认沽远期合约 ( p u t t a b l ef o r w a r d ) 。例如，用合成期权的思想解释可认购远期合约就是，用户买入一 个远期同时卖出一个看涨期权，其合成效果相当于卖出一个看跌期权；而与之对应， 电力公司相当于买入一个看跌期权。d a v i d a k ( 1 9 9 4 ) s l 和d 撕d a k ( 1 9 9 6 ) 【卅进一步 提出了一种不但电力公司可拒绝接受i p p 的供电，而且l ip 在一定条件下也可以 拒绝供电给电力公司的远期合同，这种可选择远期合同对合同的双方更加公平合理。 这两篇文献针对电力公司和i p p 之间的可选择合同，基于各自发电成本的不确定 性，提出了电力公司和i p p 各自理性的合约定价模型，但没有给出双方在合约电价 不一致时的仲裁方法。 随着电力市场的逐步完善，市场竞争更加激烈，电价在各种因素的影响下也变 得越来越不稳定，电力学界和经济学界的专家们就开始研究建立电力期货交易，来 有效的规避市场上的电价风险。c h i - k e u n gw o o 。i r ah o r o w i t z , k h o ah o a n g ( 2 0 0 1 ) “哪 研究了一个为其用户提供固定的远期合约的电力商面对实时电能市场的易变性和不 可预见性，如何利用交叉套期保值来规避风险减小合约的利益差值，并将远期合约 2 重庆大学硕士学位论文1 引言 的价格看作基价和风险补偿金之和，即所谓的风险调节价格( r i s ka d j u s t e dp r i c e ) 。同 时说明了该电力商在进行交叉套期保值时，如何估计两个电力市场实时电价的关系， 如何估计远期合约的基价和风险金。e v at a n l a p c o 。j a c q u e sl a w a r r 6 e ，c h e n - c h i n g l i u ( 2 0 0 2 ) “l 】在美国四个电力现货市场历史统计数据基础上，分析比较了直接套期保 值与交叉套期保值两种策略在降低保值头寸价值风险( 即减小标准差) 的效果。 r o b e r ta c o l i n s ( 2 0 0 2 ) 1 1 2 1 紧紧抓住电力不可储存的特性，研究了电力期货套期保值 的基差问题，分析了利用期货对电力交易进行风险管理的特殊困难，提出了一种改 进的电力期货的结算方法。k a r a nb h a n o t ( 2 0 0 2 ) ”3 j 分析了用户电力消费的不确定性 对其所购买的电力期权价值的影响。论文用蒙特卡罗模拟方法分析表明，消费量的 不确定性将会降低期权合约的价值。 我国目前对电力风险管理衍生品的研究，主要集中在电力衍生品的交易方式上。 由于电力商品不可储存而致使电力期货基差风险较大，因此国内专家加强了对电力 商品期货价格和现货价格相关性的研究，以增加电力期货套期保值的稳妥性。张少 华，李渝曾，王少华，言茂松( 2 0 0 1 ) 1 1 4 1 在g e x i r a t w v a r a i y a p p ( 1 9 9 3 ) f 6 j ，g e d r a t w ( 1 9 9 4 ) 川的研究基础上，提出了一种合同双方均有选择权的电力远期合约模型， 根据期权定价思想给出了合同价格计算方法，并通过一种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。江健健，夏清等( 2 0 0 3 ) 1 q d p ，提出了“以期货交易为主，期货与现货市场结合”的新型电力交易模式，交 易者可以通过电力期货交易规避价格风险，通过现货市场维持负荷平衡，对加强电 力期货与现货价格的连续性有一定的作用。张显，王锡凡等( 2 0 0 3 ) 【l q 中提出了关于 电力期货合约定价方面的一些思路，提出了通过建立电力和相关能源( 如煤、燃油等) 的价格关系，利用相关能源的持有成本模型进行定价的方法。 1 3 电力市场的发展进程 1 3 1 电力市场概述 电力市场的起源 电力行业一直是关系到国计民生的基础产业长期以来，世界各国对电力行业 大都采取集发电、输电、配电、售电于一体化的垄断经营，这种垄断经营在传统的 电力工业模式下有力的促进了电力行业的发展。随着电力行业规模的不断扩大，生 产技术的逐步提高，其行业成本在不断降低。在2 0 世纪早期，电力行业就充分显示 出了规模经济的优越性，它可以随着行业规模的扩展而提供较低的电价和较高的系 统可靠性。然而随着社会经济的发展和技术水平的提高，在传统的电力工业模式中， 发达国家的电力企业由于垄断利润的存在逐渐失去活力，尤其是自2 0 世纪6 0 年代 以来，在西方发达国家，非生产性成本的加大使得电力工业的规模经济性已经逐渐 3 重庆大学硕士学位论文1 引言 饱和，发电机组的扩大已不能促使成本的大幅降低，输电网规模的简单扩展也不能 继续满足需求的增长。因此自2 0 世纪8 0 年代末开始，一些发达国家和发展中国家 不同程度地进行电力体制改革，实施电力工业重组，建立竞争性的电力市场，以达 到打破垄断、引入竞争、激发垄断企业的创新与发展潜力的目的。截至目前，已经 有很多国家都进行了电力行业的市场化改革。1 9 9 0 年英国电力行业的全面市场化， 引起了世界上许多国家的效仿，美国，挪威、瑞典、澳大利亚以及东欧国家等都相 继加入了这股电力行业改革的潮流。可以说电力市场的出现是经济规律发展的必然 产物，它有力地促进了电力工业与社会、经济、环境的协调发展。 电力市场的含义 所谓电力市场，就是将市场机制引入到电力行业中，以实现资源的优化配置。 因此，广义的电力市场定义为“采用法律、经济等手段，本着公平竞争、自愿互利 的原则，对电力系统中发电、输电、供电、用户等各成员组织协调运行的管理机制 和执行系统的总和”。而狭义的电力市场一般是指电建市场、发电市场、输配电市场、 供电市场和电力消费市场。 由广义的定义可以看出，电力市场首先是一种管理机制，这种机制与传统的行 政命令机制不同，主要采用经济的手段进行管理。同时，电力市场还是体现这种管 理系统的执行系统，包括贸易场所、计量系统、计算机系统、通信系统等。 电力市场的目标 2 0 0 2 年，国务院下发的国务院关于印发电力体制改革方案的通知明确指出， 电力市场化建设的总体目标是：打破垄断，引入竞争，提高效率，降低成本，健全 电价机制，优化资源配置，促进电力发展，推进全国联网，构建政府监管下的政企 分开、公平竞争、开放有序、健康发展的电力市场体系。 电力市场的基本特征和基本原则 电力市场的基本特征是：开放性、竞争性、计划性和协调性。与传统的垄断的 电力系统相比，电力市场具有开放性和竞争性。与普通的商品市场相比，电力市场 具有计划性和协调性。电力系统是相互紧密联系的，任何一位成员的操作，均将对 电力系统产生影响，所以要求电力市场中的电力生产、使用、交换具有计划性。同 时由于电力系统要求随时做到供需平衡，所以要求电力市场中的供应者之间、供应 者与用户之间相互协调。 建立电力市场的目的是要在电力系统中引进竞争机制，以取代以往纵向高度集 成的垄断供应体制。一个充满竞争的电力市场，参与者之间都是平等的。因此电力 市场的基本原则是公平竞争。公平性原则又称平等性原则，电力市场的核心是竞争， 只有建立在平等性基础上的竞争才是健康合理的竞争，才能激发市场各方降低成本、 提高生产效率。电力市场的公平竞争包括两个方面的内容：发电厂间的公平竞争以 4 重庆大学硕士学位论文 1 引言 及用户间的平等竞争。对于发电厂来说，平等的环境能够激励各发电厂提高生产效 率，降低成本，增加活力。对于用户来说，按真实的供电成本收费，尽量减少用户 间补贴是保证用户间平等的根本点。为了保证电力市场公平竞争的原则，必须做到： ( 1 ) 电力市场要有公开性( 包括成本、定价、计量、计划等) ，以便监督：( 2 ) 扩大自 由选择权利，保证电网的开放；( 3 ) 必须建设有关法令、规则，以便使竞争规范化。 电力市场的发展阶段 目前世界各国的电力行业先后从垄断经营模式逐步向完全竞争的电力市场模 式转变，这是一种渐进的转变过程。垄断经营模式即发电、输电、配电统一垄断经 营，不区分发电费、输电和配电费。从初级的电力市场发展到完全竞争的电力市场， 可分为三个阶段：初级竞争阶段、电力批发阶段和零售竞争阶段。在初级竞争阶段， 发电分离、竞价上网；输电、配电垄断经营；区分发电费，不区分输电和配电费。 在电力批发阶段，输电网开放( 转运) ，发电竞争、输电开放、配电垄断经营，用电 大户拥有选择权。在零售竞争阶段，配电网开放，发电竞争、输电和配电开放，大 小用电户均拥有选择权。电力市场的以上三个不同的发展阶段，发电、输电和配电 从垄断经营到有限竞争，再到完全竞争，依次开放，其最高级模式是零售竞争。 垄断阶段 初级竞争阶段 i 发电 输电配电用户 因 电力批发阶段困 菱互卫j 西二回 零售竞争阶段固 丕互：回回 图1 1电力市场的发展阶段 f i g u r e1 1d e v e l o p i n gs t a g eo f f i l ee l e c l r i ep o w e rm a r k e t 电力市场的运营模式 目前世界各国电力市场的运营模式大致可分为两种形式：联营体模式( p o w e r p 0 0 1 ) 和独立系统运行员i s o 模式。 联营体模式也称为总量市场化模式，它的一切电力交易必须在p o o l 内进行，竞 争在发电侧和供电侧分别展开。电力联营体将电网看作电能交易中心，在发电领域 引入竞争机制，所有发电商和用户与电网运营中心发生经济关系，进行电能交易。 联营体负责管理输电网，并确定系统电价以及实现输电交易。联营体市场上的价格 5 重庆大学硕士学位论文 l 引言 变化直接反映出电力供求关系的变化，发、配电公司为了保证电价的稳定可以与联 营体签订合同以规避风险。 独立系统运行员i s o 模式是一种能够向用户开放，并提供有偿供电服务的一种 模式。各发电商根据自己收集到的信息对未来的市场进行预测后，通过市场上报竞 价曲线，i s o 根据全网发电商的报价情况和负荷情况以及一定的调度算法安排电网 运行计划，各发电商根据i s o 下达的计划运行。因此i s o 不仅负责调度运行职能， 保证系统的安全可靠，还负责辅助服务市场的运行，并制定输电电价和辅助服务价 格。 1 3 2 国外电力市场的发展动态 世界上最早开始实行电力市场化改革的国家是英国。英国于1 9 8 8 年2 月发表 了电力市场民营化白皮书，从此拉开了电力市场化改革的序幕。随后不少国家 纷纷效仿英国开展电力市场改革。这股席卷全球的电力市场改革基本遵循两种方式： 一种是由政府引导，建立一种制度主导型市场模式，比如英国的电力市场改革是由 政府引导建立的；一种是通过电力公司民营化，营造一种市场力量，促使电力市场 向均衡、规范的现代化市场转变。以上两种方式虽然途径不同，但最终都能促使本 国的电力工业走向市场化的发展道路。 英国的电力市场改革 英国电力富余，用电增长缓慢，对电力发展需求不大，电力改革是以私有化、 引入竞争、降低电价为主要目标。因此，英国电力市场化改革的核心是实行私有化 以及在电力市场引入竞争机制。 1 9 9 0 年，英国中央发电局( c e g b ) 被分解成1 2 个地区配电公司、3 家发电公 司( n a t i o n a lp o w e r ，p o w e rg e n 和n u c l e a re l e c t r i c ) 和一家高压输电公司( n a t i o n a l g r i d ) ，并建立了世界上第一个具有现代意义的电力市场英格兰和威尔士电力市 场【l ”。传统的英国电力市场是典型的发电竞争模式，即发电商竞价上网，输电网和 配电网垄断经营。这一模式对世界各国电力市场的建设产生了深远的影响。此模式 从根本上说是一个“卖方市场”，系统边际价格主要取决于发电商报价，电力需求方 很少参加市场报价。经过8 年的市场改革实践，在经验积累和吸收借鉴其他电力市 场成功经验的基础上，英国于1 9 9 8 年1 0 月提出了新电力市场交易模式，于2 0 0 1 年启动新的电力市场交易模式。在新的电力市场交易体制下，电力需求方成为市场 的重要组成部分，发电商、零售商和用户可以灵活选择合适的方式进行交易；双边 远期合同和期货交易成为主要交易方式，买方和卖方可以一对一的制定双边合同进 行交易；新的市场更加灵活透明，为发电商和供电商提供了充分竞争的环境；为防 止市场投机行为，报价形式将受到限制：原p o o l 的功能则浓缩为一种平衡机制，即 一个市场交易额不大的实时平衡市场。 6 重庆大学硕士学位论文 1 引言 值得注意的是，新电力市场的关键是平衡调度机制，发电商、供电商获得了更多的 合同交易空间，英国国家电力公司在电力买卖中的重要性有所降低，但是在为保证 非集中式电力市场的安全运行而引入的平衡机制中，英国国家电力公司做为系统调 度员，发挥着关键的作用。 美国的电力市场改革 美国的电力企业以私营为主，大企业用户是推动改革的原动力。电力改革目标 是放松管制、引入竞争、打破垄断、降低电价。电力改革的主要内容是：发电端放 开，实行投资主体多元化，允许公用电力公司以外的投资者投资建厂；公用电力公 司相应改变发、输、配电垂直管理模式，组建一批控股的子公司，实行输电子系统 分开管理，输电和配电公开结算；鼓励发电环节竞争，各独立电厂上网电价按市场 价与电力公司电厂竞争。 1 9 9 2 年，美国联邦能源管理委员会( f e r c ，f e d e r a le n e r g yr e g u l a t o r y c o m m i s s i o n ) 通过能源政策法案，推动了美国电力工业改革。由于美国电网所有权 较为分散，因此从联邦政府的角度出发，美国电力市场改革的核心是输电网络开放。 随着美国电力工业规模的扩大，电力改革的深入，电力联营的电力市场不断发 展完善，并实行了联合电网、统一调度，有些州已经实现了由独立电厂将电力批发 给公用电网转变为电力现货市场交易。从1 9 9 8 年3 月起，加州电力市场实行“自愿 型电力库模式”，电力在美国加州正式成为一种普通商品参与交易。在电力现货交易 市场上，发电商生产的电力在电力市场进行交易，用户可自由选择发电商。加州模 式曾被认为是一种非常具有吸引力的理想的自由市场结构：系统调度与电力交易所 分离；供电商与发电商分离；只允许有实际功率交换的双边交易，不允许作为金融 工具的双边交易【堋。但是2 0 0 0 - - 2 0 0 1 年加州电力市场危机发生后，这一模式受到 普遍怀疑，与此同时东北部各州的电力市场建设则不断取得进展。2 0 0 2 年，f e r c 总结了美国历年来电力市场改革经验教训，提出美国电力改革的“标准化市场设计 ( s m d ，s t a n d a r d m a r k e t d e s i g n ) ”草梨1 9 1 ，并希望通过“标准化市场设计”模型建 立起未来美国电力市场的构架。 澳大利亚的电力市场改革 澳大利亚的电力市场于1 9 9 8 年开始运作，它在大范围供应和购买电力方面引进 竞争机制，以火电为主，电力消费主要是工业、商业和居民用电，电力生产者和消 费者之间通过电力库( p 0 0 1 ) 进行交易，每年交易额达到7 0 亿澳元。 澳大利亚电力市场由发电厂、用户、零售商和网络四部分组成。电力改革先由 政府机构成立国家电力市场管理公司，电力交易者和系统运营者不拥有发电企业， 州电网公司主要分管州内的输电网设备，并与系统运营者之间有一个详细的安全协 议。国家电力市场管理公司集电力交易和系统运营于一身，既负责报价排序，安排 7 重庆大学硕士学位论文1 引言 发电商进行发电，又根据可靠性委员会的具体准则负责整个系统的安全，包括紧急 事故处理。配电和零售分开经营，但总体产权未分，发电不拥有零售。 澳大利亚电力市场中对于容量超过i o m w 的大用户，有权自由选择供应方，而 小用户只能从零售商处购买电力。但小用户可自由选择零售商，以获得最优的电价 和供电方式。一旦用户进入电力批发市场，则其选择范围很大。用户进入电力批发 市场，首先要进行登记，缴纳成员费，满足咨询要求，并遵守电力市场的运营规约。 在电力批发市场中，有三种贸易方式：长期双边合同、短期提前电力市场和实时电 力市场。所有的电力批发交易，均需通过电力联合运营中心。 从以上各国的电力体制改革中不难看出，我国要构建全面竞争的电力市场，首 先必须打破电力行业的垂直一体化垄断，不仅在发电侧引入竞争机制，更重要的是 向单个电力用户开放市场，最终实现用户自由选择零售商。 1 3 3 我国电力市场的发展动态 我国的电力行业自2 0 世纪8 0 年代初实行集资办电政策以来，客观上就开始了 电力工业市场化的改革。1 9 9 4 年前后，安徽、湖南等省开始按照商业化运营方式， 改统一核算成本为电网模拟结算，建立电网模拟结算中心，进行模拟市场运营。1 9 9 7 年1 1 月，国家电力公司召开会议，正式启动内部模拟电力市场。从1 9 9 4 年至今， 我国已有近三分之一的网、省电力公司启动了内部电力模拟市场，即把发电公司分 为发电、供电和调度三个环节，调度充当经纪人的角色。其具体操作是：省电力公 司对所属每个发电厂核定一个上网电价，电网按上网电价向发电厂购电，增收部分 费用之后，以统一的价格向供电企业售电。 1 9 9 8 年，我国确立了“厂网分开、竞价上网”的改革方针，并首先在山东、浙 江等6 个省网进行试点，由此拉开了电力市场化改革的序幕阎。各试点电网的电力 市场在运行中不断积累经验，逐步向完善的电力市场靠近。2 0 0 2 年2 月1 0 日，国 务院下发的国务院关于印发电力体制改革方案的通知明确了电力体制改革的总 体目标和总体方案，我国开始全面进行电力体制的改革和电力市场的建设。 2 0 0 2 年4 月电力体制改革出台，其总体目标是：打破垄断，引入竞争，提高效 率，降低成本，健全电价机制，优化资源配置，促进电力发展，推进全国联网，构 建政府监管下的政企分开、公平竞争、开放有序、健康发展的电力体系。“厂网分离， 竞价上网”是改革的重点，而重中之重是打破现有的行政垄断格局。同年1 2 月，原 国家电力公司被拆分为l l 家新组建的公司，国家电力监管委员会成立，实现了厂网 分开，引入竞争机制，标志着中国电力工业进入了一个新的发展时期。 2 0 0 3 年6 月，电监会出台了 p l ，则通过让x 2 = 0 ，总支出为 c = x l ( p l p 2 ) + p x( 4 2 ) 则用户可以从合约中获得巨大的利润x 1 0 】2 - - p 1 ) 。 情况三：如果p p l 且p p 2 ，若用户选择在到期日不消费( 即x = 0 ) ，则总 重庆大学硕士学位论文 4 电力远期合约交易及其风险分析 支出为 c 2x 1 0 i - p 2 ) + x 2 ( p 2 - - p ) ( 4 3 ) x l ( p 1 - p 2 ) 的值很小，x 2 ( p 2 - p ) 的值很大且为负，因此对于一个对现货市场反应积极 的用户而言，出售远期合约所获得的巨大利润强烈地激励他减少负荷。 情况四：在到期日t ，用户根据现货价格p 选择现货电量x 。如果p 2 p l ，则 合算地消费可以在远期合约上获得利润x l ( p 2 - - p 1 ) 。如果p 很高，则不消费( 即x = o ) ， 用户仍可获得该利润。 从上述规避价格风险的例子中我们可以看出，远期合约的交易或重新签订迫使 参与者追踪随交割时间i | 缶近而变化的系统条件，而规避风险或用电灵活性差的用户 仍可通过不改变其最初的合约而锁定合约价格。因此远期合约既能使参与者规避价 格波动带来的不利影响，又能鼓励其对高电价做出积极反应。对于供电方来说，远 期合约还能为其提供对不同价格下的电力负荷的预测。因此电力远期合约交易能帮 助供需双方发现信息，即需求方所获得的信息就是远期合约的价格，供给方所获得 的信息就是所有用户所持有的合约总量。 4 2 3 双边可选择电力远期合约交易 在本文的上一小节中，我们在讨论电力远期合约如何进行风险的规避时，合约 的交割期似乎是某个时刻，且主要是考虑电力的现货价格的不确定性带来的风险。 但实际上，由于物理和技术的原因，一定的电量可能要在一段时期内进行交割，而 在这个时期，存在发电或用电的灵活性，且市场电价的变动是一个随机过程。面对 电力远期合约的各个参与方的不同需求，比如允许电力公司违约，中断给用户的供 电，或拒绝接受独立发电商( i p p ) 的供电，或允许独立发电商违约，中断给电力公司 的供电等，固定的远期合约虽然形式简单，易于理解和操作，但不利于全面考虑各 参与者所面临的各种不确定性，这些不确定性会直接影响参与者的利益，因此市场 就需要提供一种双边可选择的电力远期合约。 本节所讨论的远期合约是一类嵌入了期权的双边可选择远期合约。期权交易具 有较好的灵活性和多样性，结合期权交易思想的可选择远期合约不但能使参与者规 避不利情况下的利益损失风险，而且可以保留在有利情况下的获利机会。 双边可选择电力远期合约给予合约卖电方在高现货电价时中断给买方供电，而 卖电给市场的权利；同时给予合约买电方在低现货电价时拒绝接受卖方供电，而到 市场上去买电的权利，从而有利于电力资源的最优分配与调度口5 】。具体而言，假设 某卖电方和某买电方为将来时刻t 以固定价格签订给定电量的远期合约，当合约到 期时，如果市场现货电价高于某一值，卖电方可以中断供电给买电方，但要支付给 买电方适当数量的补偿金；反之，如果现货电价低于某一值时，买电方可以拒绝卖 电方的供电，并要求卖电方支付一定数量的补偿金。当买卖双方均具有选择权的合 重庆大学硕士学位论文4 电力远期合约交易及其风险分析 约签订时，卖电方保留了在高现货电价下获利的机会，而买电方则保留了在低现货 电价下获利的机会。这种有选择的合同相当于卖电方卖出