虚拟发电资源对发电厂风险分析

1、    虚拟发电资源对发电厂风险分析    刘肖月【摘 要】通过来源于金融行业的风险值对发电厂运营风险进行评估，提出需求侧的虚拟发电资源与发电厂展开市场竞争，比较了发电调峰成本与需求侧竞价成本，分析了虚拟发电资源参与竞价后发电厂风险值的变化情况。【关键词】虚拟发电资源；风险值；边际电价随着社会的发展，电力负荷日益增高，发电厂是保证电力负荷需求的源头。电力终端用户统称为电力需求侧（ demand side），电力需求侧管理（demand side management，简称dsm）就是通过有效的负荷控制手段满足电力供需平衡，例如用电高峰时，当发电厂出力不足

2、时，通过降低电力需求侧用电量解决电力不足局面，这种方式称为“虚拟发电资源”，也称“负瓦”。随着电力市场的逐步开展，虚拟发电资源也可以参与市场竞价，与发电厂展开竞争。一、风险评估指标var值风险通常被定义为结果的不确定性，概率术语是表达这种不确定性的最好方法。在发电侧引入竞争机制的电力市场模式下，发电厂风险管理的目标是消除其所获利润的波动性。发电厂的管理者必须能够评估发电厂运营过程中潜在的损失。发电厂的市场风险是指由于电力市场价格的变化，或电力价格水平波动性的变化，或市场价格水平间的相关性的变化所引起的发电资产价值可能的不利变化。风险一般以价格波动的形式来度量，价格波动引起发电厂收益率的变化。风

3、险对竞争性电力市场中评估发电机组资产价值起了主要作用。风险具有客观性和主观性，客观性指的是所有市场参与者都面对相同的市场不确定性；主观性指的是对市场运营的不同管理方法会导致不同程度的风险。var的定义：风险值（value at risk，简称var）产生于1994年，在一连串举世瞩目的衍生产品灾难以后，金融行业需要一种工具来计量市场风险，这种需要使得var被广泛接受。对于发电厂风险分析而言，var是一个可行的估计。var的通常定义为：“在一定的持有期内，一定置信水平下，从不利的市场变动中可能会蒙受的最大损失”。置信水平是var定义中的重要参数。发电厂的var是指这样的一种损失额：对于给定概率（

4、置信水平），持有期日，在日持有期内预计超过这一损失额的概率只有。图1给出了发电厂var的定义图形，其中横轴表示短期发电资产损益值的变化，纵轴表示损益值变化可能发生的概率。在var计算中通常使用的置信水平为95%或99%。图1所示在置信水平95%下发电资产的最小利润为-3.3万元，发电厂预期的利润为3万元。图中所示的与预期利润有关的var为-6.3万元，与零值（发电资产最初收益）有关的var值为-3.3万元。如果所取的时间段为100天的话，在给定的置信水平95%下，意味着相对预期收益的损失中仅有5天会超过6.3万元，相对零值的损失中仅有5天会超过-3.3万元。同样地，99%的置信水平意味着100

5、天仅有1天的损失会超过var值。从图2-1可以看出，所选取的置信水平越大即越接近1，落于var线左边的事件就会越少，这将对这些事件的准确预测带来困难，所以选取适当的置信水平是很重要的。分析发电资产损失情况时，必定要选择一个时间范围，这个时间范围就是var计算的持有期。持有期是var定义中的另一个重要参数。在选择持有期时考虑的第一个因素是新交易发生的频率，以及新交易对发电资产的影响。如果新交易对发电运营的资产有很大的影响，则使用一个较长的持有期就没有多大的意义，因为发电资产风险在这个持有期结束之前就可能发生显著性变化，从而使得var的计算變得不太准确；选择持有期考虑的第二个因素是收集与发电运营风

6、险有关的数据，因为发电厂作风险报告时必须依靠这些数据来创建新的报告。二、虚拟发电资源参与竞价对发电厂的风险分析电力市场中，利润的最大化驱使电力终端用户和发电厂商在市场环境中产生竞争。虚拟发电资源参与竞价也称为需求侧竞价（demand side bidding，简称dsb），dsb使电力终端用户积极参与到电力市场中去，从而改变其用电方式。电力终端用户削减负荷，相当于向电网提供了一种电力资源，这种资源便是“负瓦”。所以，参与竞价的用户相当于“负瓦”发电机，相应地，需求侧竞价亦称为“负瓦”竞价。需求侧竞价成本（简称dsb成本）是指用户因参与需求侧竞价而引起的停电损失，例如用户预计将发生停电而购置备用

7、能源、修改工序、工人轮休、产品销售延迟等所造成的额外损失。单位需求侧竞价成本（简称单位dsb成本）是指用户停用1kwh的电量而造成的停电损失。参与dsb的电力用户一方面要在特定的峰段削减负荷，另一方面电力用户为了维持企业的生产秩序，不影响企业短期内的生产能力，必须在其它时段恢复已削减的负荷。所以参与dsb的用户电力消费包含两个环节：一是正常情况下原始的电力需求；二是参与dsb引起的需求变化。研究电力用户dsb成本关键是分析需求变化的情况。电力用户参与dsb其实就是对用户自身的负荷重新进行分配，将特定的高峰时段的负荷转移到其它时段中去，但用户总的用电量趋于不变。负荷的削减伴随着负荷的恢复，所以停

8、电持续时间长短直接关系到用户的切身利益。三、虚拟发电资源参与竞价后对发电厂dsb的影响需求侧通过竞价参与发电计划后，对系统的边际电价产生影响。在确保参与dsb用户削减的负荷在其它时段能够得到尽快恢复的前提下，dsb可以降低系统边际电价。dsb用户停电的持续时间越短，其单位dsb成本越低，交易市场更愿意将dsb用户纳入发电计划的安排中，取代系统发电成本较高的边际机组；但是，如果削减的负荷得不到恢复，在电网的高峰负荷期间，很容易由于dsb用户的参与使得电网出现极高的尖峰价格。所以在安排用户参与发电竞价过程的同时，合理安排好用户在其它时段的用电计划也是很有必要的。由于dsb用户参与竞价，能够引起发电

9、机厂运营的风险值var出现两种情况的变化。一是在系统电力短缺的时候，由于dsb参与竞价后停电持续时间过长导致dsb单位成本升高，从而引起系统边际价格上升，这样机组所获取的清算价格升高，所以利润分布的期望值升高，此时对应的风险值var2>var0，风险降低，其中var0为dsb没有参与时的发电厂风险值。由于目前国内大多数发电机组利用小时数比较低，而在每年7-8月份，各地由于气候原因每年夏季会出现及其短暂的尖峰负荷，导致发电厂又出现电力供应不足的情况，而虚拟发电资源能够缓解这种供需紧张的局面，虚拟发电资源对发电厂的运营造成一定的风险。随着电力市场发展，发电厂正常运营必须分析需求侧负荷特点，以找出应对策略。【参考文献】1韩水主编.厂网分开-竞价上网文件资料汇编.辽宁省电力科学研究院经济研究所，1999.2杨志荣，劳得容.需求方管理（dsm）及其应用m.中国电力出版社，2001.3杨梅英.风险