電力市場(chǎng)中的物理合同和金融合同及其結(jié)算
電力市場(chǎng)的設(shè)計(jì)需要考慮經(jīng)濟(jì)環(huán)境、政策要求、電網(wǎng)工程特點(diǎn)等多方面的情況，考慮短期效率、長(zhǎng)期效率、地區(qū)平衡、可再生能源消納、能源安全等...
算例2
某月度電量市場(chǎng)(以廣東2017年市場(chǎng)規(guī)則為例)，采用價(jià)差競(jìng)價(jià)模式，假設(shè)月度市場(chǎng)出清價(jià)差為-50￥/MWh，偏差考核費(fèi)用為2倍的價(jià)差。為簡(jiǎn)化分析，設(shè)無(wú)考核量，即所有的偏差都按照2倍價(jià)差考核。考慮兩個(gè)用戶L1、L2，目錄電價(jià)均為300￥/MWh，用戶L1的用電量為正偏差3MWh，用戶L2的用電量為負(fù)偏差-2MWh。
情況2-1 L1、L2獨(dú)立參與市場(chǎng)。
2-1下L1的偏差結(jié)算：
3*(300-50+2*50)=1050￥
2-1下L2的偏差結(jié)算：
-2*(300-50-2*50)=-300￥
2-1下的總偏差結(jié)算：
750￥
=+1050-300
=1*(300-50)+5*(2*50)
情況2-2 L1、L2通過(guò)同一個(gè)售電公司參與市場(chǎng)。
2-2下的總偏差結(jié)算：
350￥
=1*(300-50)+1*(2*50)
可以看到，在這種偏差考核機(jī)制下，用電用戶不同的組合方式下(情況2-1和情況2-2)，用戶的用電情況、系統(tǒng)的供需情況沒(méi)有任何變化，僅僅通過(guò)用戶之間的“商業(yè)”上的聯(lián)合，就達(dá)到了減小偏差費(fèi)用的目的。這種機(jī)制對(duì)規(guī)模大的售電公司是有利的：用戶范圍擴(kuò)大，不同用戶的用電偏差相抵消或消減，從而減小偏差考核費(fèi)用。這種機(jī)制在市場(chǎng)初期，有利于售電公司爭(zhēng)取用戶，利于售電公司的發(fā)展。但從長(zhǎng)期看，這種機(jī)制不應(yīng)是鼓勵(lì)的機(jī)制。市場(chǎng)設(shè)計(jì)的一個(gè)基本原則是，不應(yīng)該鼓勵(lì)沒(méi)有物理上的變化而僅僅通過(guò)數(shù)字上的、商業(yè)上的變換實(shí)現(xiàn)盈利。比如在這個(gè)例子中，情況2-1和情況2-2下電力系統(tǒng)的供需是完全相同的，意味著電力系統(tǒng)整體的成本、可靠性是一樣的，但最終的結(jié)算結(jié)果不一樣，這就造成了市場(chǎng)“博弈”的空間。
英國(guó)的不平衡機(jī)制，早期也是采取類似的雙結(jié)算機(jī)制，不平衡價(jià)格有懲罰性的價(jià)格和非懲罰性的價(jià)格。考慮到上面的原因，于2015年11月，英國(guó)的不平衡結(jié)算已經(jīng)改為了單結(jié)算機(jī)制。下面進(jìn)行稍微詳細(xì)一些的介紹。
3)以平衡市場(chǎng)的價(jià)格作為金融交割價(jià)格基準(zhǔn)的方法
以英國(guó)、北歐等為代表的電力市場(chǎng)中，通過(guò)“平衡機(jī)制”來(lái)解決市場(chǎng)成員實(shí)際的發(fā)、用電量與合約電量的差別，市場(chǎng)成員的不平衡電量按照不平衡機(jī)制進(jìn)行結(jié)算。平衡機(jī)制與實(shí)時(shí)市場(chǎng)方式的差別主要在以下幾個(gè)方面。
①產(chǎn)品的定義不同。實(shí)時(shí)市場(chǎng)中，是一種全電量市場(chǎng)，交易的產(chǎn)品是某個(gè)時(shí)間段內(nèi)全部的發(fā)電或用電量，提供產(chǎn)品的是發(fā)電資源，使用產(chǎn)品的是用戶;平衡機(jī)制中，交易的產(chǎn)品是實(shí)際發(fā)電、用電量與某個(gè)基準(zhǔn)電量之間的差異(或者說(shuō)增量)，包括上調(diào)服務(wù)(offer)和下調(diào)服務(wù)(bid)，提供服務(wù)的機(jī)構(gòu)是平衡服務(wù)單元。
②產(chǎn)品的定價(jià)方式不一樣。實(shí)時(shí)市場(chǎng)中，在每個(gè)時(shí)段，每個(gè)價(jià)格區(qū)域(可以是節(jié)點(diǎn))，只有一個(gè)價(jià)格，在該時(shí)刻和該節(jié)點(diǎn)，發(fā)電的就按照這個(gè)價(jià)格得到收益，用電的就按照這個(gè)價(jià)格支付電費(fèi)。在平衡機(jī)制中，可以對(duì)“上調(diào)”服務(wù)和“下調(diào)”服務(wù)定義不同的價(jià)格。
歐洲實(shí)行平衡機(jī)制的市場(chǎng)中，對(duì)不平衡的結(jié)算有不同的方法。根據(jù)上調(diào)服務(wù)和下調(diào)服務(wù)價(jià)格的異同，可分為雙結(jié)算機(jī)制和單結(jié)算機(jī)制。注意，這里的雙結(jié)算/單結(jié)算是指對(duì)平衡市場(chǎng)中不同方向的不平衡電量，采用相同的結(jié)算機(jī)制還是不同的結(jié)算機(jī)制，與美國(guó)PJM為代表的電力市場(chǎng)中日前/市場(chǎng)市場(chǎng)的雙結(jié)算是不同的含義。
雙結(jié)算機(jī)制：根據(jù)系統(tǒng)的不同的狀態(tài)(Long與Short)，對(duì)多發(fā)少用、少發(fā)多用的電采取不同的結(jié)算機(jī)制。定義了兩種結(jié)算價(jià)格：主要定價(jià)法和補(bǔ)充定價(jià)法。主要定價(jià)法是一種懲罰性的定價(jià)方法，反映了系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)平衡花費(fèi)的所有成本，包括購(gòu)買Bid/Offer的成本和簽定一些輔助服務(wù)合同的成本等。補(bǔ)充定價(jià)法反映短期能量市場(chǎng)中的能量?jī)r(jià)格，是一種非懲罰性的價(jià)格。當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)為電量過(guò)剩，即Long時(shí)，對(duì)“多發(fā)少用”的電量(加重系統(tǒng)不平衡)采取“主要定價(jià)法”，對(duì)少發(fā)多用的電量采取“補(bǔ)充電價(jià)法”。當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)為電量不足時(shí)，對(duì)“多發(fā)少用”的電量(緩解系統(tǒng)不平衡)采取“補(bǔ)充定價(jià)法”，對(duì)少發(fā)多用的電量采取“主要定價(jià)法”。
單結(jié)算機(jī)制下，取消了補(bǔ)充定價(jià)法，無(wú)論系統(tǒng)狀態(tài)為L(zhǎng)ong還是Short，對(duì)多發(fā)少用、少發(fā)多用的電量都是采用相同的結(jié)算方法。詳細(xì)的介紹見之前的公眾號(hào)文章《英國(guó)電力平衡市場(chǎng)的報(bào)價(jià)和結(jié)算機(jī)制》。
平衡機(jī)制下，如果對(duì)不平衡電量采用單結(jié)算機(jī)制，其本質(zhì)就和PJM的實(shí)時(shí)市場(chǎng)是相同的;如果對(duì)不平衡電量采用雙結(jié)算機(jī)制，就是對(duì)不平衡電量采取的是一種懲罰性的價(jià)格。英國(guó)電力市場(chǎng)中，不平衡結(jié)算機(jī)制已經(jīng)在2015年11月，從雙結(jié)算機(jī)制轉(zhuǎn)向了單結(jié)算機(jī)制。
三、輸電服務(wù)合同
以上分析中，認(rèn)為電能交易合同僅涉及供、需雙方。實(shí)際上，由于電的傳送需要通過(guò)電網(wǎng)進(jìn)行，一般電能的供、需方都會(huì)和電網(wǎng)簽定相關(guān)的合同，因此對(duì)標(biāo)的物為物理的電量的電力交易合同，也可以認(rèn)為是供、需、網(wǎng)三方的合同。因此，在合同中，應(yīng)該約定由于各方原因造成無(wú)法履約情況下的合同條款。
上一節(jié)中，分析了由于供、需方的原因造成的電力偏差的結(jié)算方式，包括實(shí)時(shí)市場(chǎng)價(jià)格結(jié)算、按平衡市場(chǎng)價(jià)格結(jié)算等。對(duì)電網(wǎng)原因造成的交易無(wú)法完全交割的情況如何結(jié)算，取決于輸電定價(jià)的機(jī)制及其輸電服務(wù)合同。下面對(duì)幾種典型的市場(chǎng)的處理方法進(jìn)行介紹。
1、限下部分補(bǔ)償機(jī)會(huì)成本
以英國(guó)電力市場(chǎng)為例說(shuō)明這種方法。英國(guó)電力市場(chǎng)中，發(fā)電側(cè)和用戶側(cè)都需要繳納輸電費(fèi)用。輸電費(fèi)用在全國(guó)范圍內(nèi)按照長(zhǎng)期邊際成本方法計(jì)算，分區(qū)定價(jià)。市場(chǎng)主體繳納了輸電費(fèi)用后，就有了在英國(guó)范圍內(nèi)使用電網(wǎng)送電的權(quán)利。如果由于電網(wǎng)阻塞的原因?qū)е码姀S的電送不出去，電網(wǎng)需要對(duì)因阻塞受限的出力(限下)進(jìn)行補(bǔ)償。在POOL模式下，按照(市場(chǎng)出清價(jià)-機(jī)組報(bào)價(jià))對(duì)限下容量進(jìn)行補(bǔ)償。在雙邊交易模式下，根據(jù)市場(chǎng)主體的Bid報(bào)價(jià)進(jìn)行補(bǔ)償。
這種方法的基本思路是：已經(jīng)繳納了輸電費(fèi)，就有在該市場(chǎng)范圍內(nèi)電力傳輸?shù)臋?quán)利，因此如果沒(méi)有保證傳輸，交易被裁減，需要對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。
2、定義物理輸電權(quán)
一些市場(chǎng)，對(duì)輸電服務(wù)的管理采取物理輸電權(quán)的方式。如果要進(jìn)行兩個(gè)節(jié)點(diǎn)或兩個(gè)區(qū)域之間的電能交易，必須同時(shí)購(gòu)買了這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)或兩個(gè)區(qū)域之間的輸電權(quán)。這就從機(jī)制上保證了交易的物理可執(zhí)行性。
但由于電力系統(tǒng)的特殊性，即使事先買了物理輸電權(quán)，實(shí)際運(yùn)行時(shí)還是不能100%保證交易一定可以執(zhí)行。比如，發(fā)生了突然的電網(wǎng)事故，輸電能力減小，或者發(fā)電機(jī)組故障，電能無(wú)法送出等。這種情況下，需要定義物理輸電權(quán)沒(méi)有使用情況下的處理方式，如“use it or lose it”、“use it or sell it”等。一般采用后者，“use it or sell it”，如果沒(méi)有使用，將根據(jù)當(dāng)時(shí)的輸電權(quán)價(jià)格得到一定的補(bǔ)償。
3、定義金融輸電權(quán)
越來(lái)越多的市場(chǎng)采取金融輸電權(quán)的方式，市場(chǎng)成員提交的電能交易如果同時(shí)有對(duì)應(yīng)的金融輸電權(quán)，交易被裁減時(shí)會(huì)按照輸電權(quán)的價(jià)格得到補(bǔ)償。
四、套期保值與投機(jī)
市場(chǎng)主體簽定遠(yuǎn)期合同、期貨、期權(quán)合同的原因有兩類：風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避/套期保值與盈利/投機(jī)。對(duì)一個(gè)市場(chǎng)主體來(lái)說(shuō)，如果知道其未來(lái)對(duì)某個(gè)物理產(chǎn)品的具體的供給或需求的數(shù)量，如果提前簽定了某種合同，并且未來(lái)的實(shí)際供給、需求量與這個(gè)合約中規(guī)定的量完全匹配，則其行為就可以稱為“套期保值”，即提前鎖定了價(jià)格，交易風(fēng)險(xiǎn)被完全規(guī)避。如果實(shí)際的供給、需求量與合同規(guī)定的量不完全匹配，則其不匹配的部分需要金融交割，也就是說(shuō)，根據(jù)現(xiàn)貨市場(chǎng)的價(jià)格在現(xiàn)貨市場(chǎng)進(jìn)行反向交易來(lái)履約交割。這樣，如果合同中規(guī)定的價(jià)格與現(xiàn)貨市場(chǎng)的價(jià)格不一致，這個(gè)交易就存在風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也意味著盈利的可能。這種行為，可以稱為“投機(jī)”。
電力市場(chǎng)中參與中長(zhǎng)期交易(這里所說(shuō)的中長(zhǎng)期交易包括遠(yuǎn)期合同、期貨、期權(quán)等類型)的市場(chǎng)主體有兩類，發(fā)電廠、用戶等實(shí)體企業(yè)，以及銀行、基金公司等純金融機(jī)構(gòu)。對(duì)實(shí)體企業(yè)，其一般是風(fēng)險(xiǎn)厭惡型的，希望有比較穩(wěn)定的收益。因此，其在市場(chǎng)中的策略應(yīng)該是中長(zhǎng)期的合同量盡量與實(shí)際的發(fā)、用電量匹配。如果想通過(guò)中長(zhǎng)期市場(chǎng)和現(xiàn)貨市場(chǎng)的組合獲得最大收益，需要對(duì)現(xiàn)貨市場(chǎng)的價(jià)格水平、偏差進(jìn)行具體的預(yù)測(cè)。
結(jié)論
電力合同中物理合同和金融合同的區(qū)分可以從不同的角度理解。從標(biāo)的物角度，電力合同包括對(duì)物理的電能/輸電權(quán)的合同，以及基于一些產(chǎn)品的價(jià)格定義的金融衍生品合同。對(duì)物理合同，可以采用實(shí)物交割的方式，也可以采用現(xiàn)金交割的方式。對(duì)沒(méi)有實(shí)物交割的部分的結(jié)算方式，取決于市場(chǎng)的相關(guān)機(jī)制，沒(méi)有實(shí)物交割的原因，以及合同中的具體約定。對(duì)電能合同，不平衡量的結(jié)算有按實(shí)時(shí)市場(chǎng)價(jià)格結(jié)算和以平衡市場(chǎng)價(jià)格結(jié)算兩大類。對(duì)輸電合同，未執(zhí)行的交易可以通過(guò)機(jī)會(huì)成本補(bǔ)償、物理輸電權(quán)、金融輸電權(quán)等方式進(jìn)行金融結(jié)算。
交易結(jié)算是市場(chǎng)中最復(fù)雜的環(huán)節(jié)。中長(zhǎng)期合同的結(jié)算方式主要取決于相關(guān)的實(shí)時(shí)市場(chǎng)/不平衡的機(jī)制以及輸電定價(jià)/輸電權(quán)定義方式。不同的機(jī)制并沒(méi)有絕對(duì)的“好壞”之分，不同的機(jī)制產(chǎn)生了不同的經(jīng)濟(jì)信號(hào)、不同的福利分配，每個(gè)國(guó)家、地區(qū)需要根據(jù)具體情況確定具體適用的方法。
作者：荊朝霞,華南理工大學(xué),教授/博士生導(dǎo)師;
本文轉(zhuǎn)載自電力市場(chǎng)中的物理合同和金融合同及其結(jié)算[EB/OL]. 走進(jìn)電力市場(chǎng), 2018-2-5.
原標(biāo)題:電力市場(chǎng)中的物理合同和金融合同及其結(jié)算
責(zé)任編輯：李鑫
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