以“國家發(fā)展改革委關(guān)于深圳市開展輸配電價(jià)改革試點(diǎn)的通知（發(fā)改價(jià)格[2014]2379號(hào)）”為標(biāo)志，我國開始了新一輪的電力工業(yè)市場化改革，探索建立獨(dú)立的輸配電價(jià)體系和售電市場。從通知的配套改革措施中可以看出，放開售電業(yè)務(wù)、培育多種售電主體是這輪電力體制改革的重要內(nèi)容。在已經(jīng)建立售電側(cè)市場的一些國家和地區(qū)，隨著可再生能源、智能電網(wǎng)和分布式發(fā)電等的興起，也給現(xiàn)有的電力零售機(jī)制與策略帶來了新的挑戰(zhàn)，需要發(fā)展新的決策機(jī)制與方法。

2主要發(fā)達(dá)國家的電力零售市場情況

世界范圍內(nèi)的電力工業(yè)市場化改革浪潮興起于20世紀(jì)90年代，在經(jīng)歷了20余年的電力市場改革歷程后，多數(shù)發(fā)達(dá)國家已建立了開放競爭的電力零售市場，表1給出了一些國家的電力零售市場開放時(shí)間。

 表1  一些國家的電力零售市場開放時(shí)間表

從總體上講，電力零售市場的發(fā)展受下述幾個(gè)因素的驅(qū)動(dòng)：

1）降低零售電價(jià)的需要。電力工業(yè)市場化改革本身就是受到了競爭能夠提升發(fā)電和輸配電效率的初衷所驅(qū)使，盡管零售市場競爭無法像發(fā)電側(cè)競爭那樣能夠明顯降低供電成本，但人們?nèi)云谕闶鄹偁幙梢宰鳛榘l(fā)電側(cè)競爭的有益補(bǔ)充，以進(jìn)一步降低用戶電價(jià)。

2）用戶期望多樣化的電力零售服務(wù)產(chǎn)品。在電力零售市場中，零售合同在能量來源（可再生或非可再生能源）、供電服務(wù)質(zhì)量、零售電價(jià)形式、用戶付款方式等方面都可以有不同選項(xiàng)，零售市場競爭能夠促使零售公司開發(fā)更多的零售套餐，為用戶帶來更多選擇。

3）促進(jìn)其它替代型能源技術(shù)發(fā)展的需要。在建立電力零售市場后，用戶不僅可以從零售公司購買電能，也可以購買用電服務(wù)，如幫助用戶管理分布式發(fā)電設(shè)備。在安裝了能夠計(jì)量雙向能量流動(dòng)的智能電表后，每個(gè)用戶還可以通過利用分布式的自發(fā)電設(shè)備為自己供電，以節(jié)省用電成本。因此，電力零售市場的建立對(duì)分布式發(fā)電技術(shù)的發(fā)展也有促進(jìn)作用。

3電力零售公司的構(gòu)成和售電業(yè)務(wù)流程

3.1澳大利亞電力零售市場

澳大利亞電力工業(yè)的市場化改革始于1998年，類似于歐洲和北美，澳大利亞的電力改革也遵循廠網(wǎng)分離、輸配分開、競價(jià)上網(wǎng)和零售自由化的思路。澳大利亞國家電力市場于1998年11月開始運(yùn)作，目前有50多家零售商，其中AGL、Origin Energy和Energy Australia為三個(gè)最主要的大型零售商。其電力零售公司的交易部門總體上可分為前臺(tái)、中臺(tái)和后臺(tái)三部分，如圖1所示。

圖1  售電公司的交易部門

在電力零售市場中，零售公司的首要業(yè)務(wù)是吸引客戶。在獲取客戶后，零售公司需要預(yù)測用戶的用電負(fù)荷，并到電力批發(fā)市場為用戶購電。考慮到電力現(xiàn)貨市場的電價(jià)波動(dòng)和用戶用電負(fù)荷的不確定性，電力零售公司需要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理，確定銷售電價(jià)中的風(fēng)險(xiǎn)溢價(jià)。然后，根據(jù)客戶的用電負(fù)荷特性，零售公司在綜合考慮購電成本和風(fēng)險(xiǎn)溢價(jià)的基礎(chǔ)上，為用戶制定銷售電價(jià)，也可以根據(jù)用戶的個(gè)性化需求，向用戶提供多樣化的用電套餐，并以零售合同的形式供用戶選擇。圖2顯示了電力零售公司業(yè)務(wù)流程。

圖2  電力零售公司的業(yè)務(wù)流程

3.2芬蘭電力零售市場

作為北歐電力市場的重要組成部分，芬蘭于1995年開始電力工業(yè)的去管制化改革，并在1998年對(duì)所有電力用戶的實(shí)現(xiàn)了電力零售市場的開放。芬蘭電力市場一直運(yùn)轉(zhuǎn)良好，共有72家電力零售公司，其中45家公司在全國范圍內(nèi)提供電力零售產(chǎn)品。在72家零售公司中，市場份額大于5%的公司只有4家，市場集中度很低。零售用戶的供應(yīng)商切換率相對(duì)較高，在10%左右（2013年10.1%，2014年 9.8%，2015年11.4%)，且芬蘭電力用戶已經(jīng)廣泛安裝了智能電表。

在2014年，芬蘭國家電網(wǎng)公司（Fingrid）提出建立一個(gè)中心化的信息交換系統(tǒng)即Datahub，作為未來芬蘭電力零售市場信息交換系統(tǒng)的解決方案。按計(jì)劃，Datahub信息系統(tǒng)將在2019年投入使用。圖3給出了在芬蘭電力零售市場中，采用Datahub系統(tǒng)的電力零售公司業(yè)務(wù)流程圖。

圖3  電力零售公司創(chuàng)建售電合同業(yè)務(wù)流程圖

4電力零售公司購售電決策

零售公司購售電優(yōu)化決策中最為重要的組成部分包括零售負(fù)荷預(yù)測、購電優(yōu)化決策、零售定價(jià)機(jī)制、購售電風(fēng)險(xiǎn)管理等。

4.1售電負(fù)荷預(yù)測

現(xiàn)有的電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測都是針對(duì)系統(tǒng)總負(fù)荷或母線/節(jié)點(diǎn)負(fù)荷，但在電力零售市場中，則需針對(duì)零售公司的用戶負(fù)荷。在同一個(gè)電力系統(tǒng)中，雖然用戶更換零售公司不會(huì)對(duì)系統(tǒng)總負(fù)荷產(chǎn)生明顯影響，但會(huì)改變相關(guān)零售公司的供電負(fù)荷。由于單個(gè)零售公司的簽約用戶數(shù)量要遠(yuǎn)小于系統(tǒng)中的總用戶數(shù)量，因此對(duì)于零售公司的負(fù)荷預(yù)測而言，用戶負(fù)荷之間的互補(bǔ)性就小得多。上述因素都會(huì)增加零售公司負(fù)荷預(yù)測的難度。

電力零售公司的負(fù)荷預(yù)測主要是長期負(fù)荷預(yù)測（LTLF）問題，現(xiàn)有LTLF方法經(jīng)過適當(dāng)改進(jìn)后可用于零售公司的負(fù)荷預(yù)測，如增加用于預(yù)測不同時(shí)段的用戶組成和用電特性、預(yù)測用戶保有量等模塊。

4.2電力零售公司的購電決策

零售公司可以從多種渠道購電，如雙邊合同和電力現(xiàn)貨市場等。需要考慮相關(guān)的各種內(nèi)部和外部因素，包括電價(jià)走勢、用戶需求、市場競爭程度和風(fēng)險(xiǎn)管理。在此基礎(chǔ)上，零售公司要構(gòu)建購電優(yōu)化組合策略。

4.2.1發(fā)電公司及相關(guān)電力市場

作為發(fā)電公司和零售客戶之間的中介，零售公司主要通過從發(fā)電公司購電然后轉(zhuǎn)賣給用戶來盈利。此外，零售公司還可通過現(xiàn)貨市場、遠(yuǎn)期合同、購電期權(quán)、利用自有發(fā)電設(shè)備以及儲(chǔ)能設(shè)備等獲得電能。

4.2.2購電決策的影響因素

零售公司的購電決策受電力市場中許多不確定因素影響，如現(xiàn)貨市場價(jià)格、用戶需求的價(jià)格彈性、市場競爭程度等。這些不確定因素都會(huì)給零售公司的運(yùn)營帶來風(fēng)險(xiǎn)，需要在決策過程中量化這些風(fēng)險(xiǎn)。

4.2.3購電組合優(yōu)化方法

到目前為止，針對(duì)電力零售公司已提出多種購電組合優(yōu)化方法，總體上可分為下述幾類：①隨機(jī)優(yōu)化模型；②雙層優(yōu)化模型；③其它類型的優(yōu)化方法，包括基于信息間隙決策理論（information gap decision theory, IGDT）的購電優(yōu)化決策模型，強(qiáng)化區(qū)間線性規(guī)劃模型，供電公司在長期市場（期貨交易）和短期市場（現(xiàn)貨交易）中的最優(yōu)購電分配決策模型，以及均值-方差投資模型。

4.3電力零售公司售電定價(jià)策略

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，實(shí)時(shí)零售電價(jià)（RTP）在有的系統(tǒng)中開始實(shí)施，且被認(rèn)為在未來有很好的應(yīng)用前景。RTP的一個(gè)缺點(diǎn)是由用戶直接承受電價(jià)風(fēng)險(xiǎn)，因此小用戶一般很難接受RTP。作為介于固定電價(jià)和RTP之間的電價(jià)機(jī)制，分時(shí)電價(jià)（TOU）在實(shí)際電力市場中得到了比較廣泛的應(yīng)用。此外，也有一些將RTP和TOU采用某種方式結(jié)合起來而設(shè)計(jì)的定價(jià)機(jī)制。

4.3.1動(dòng)態(tài)定價(jià)機(jī)制

現(xiàn)有文獻(xiàn)中已提出多種針對(duì)不同變化周期的動(dòng)態(tài)定價(jià)機(jī)制，如每5分鐘更新的電價(jià)、每15分鐘更新的電價(jià)以及小時(shí)電價(jià)等。在設(shè)計(jì)零售定價(jià)機(jī)制時(shí)，還需要考慮市場架構(gòu)、市場波動(dòng)性及交易機(jī)制等因素。

4.3.2靜態(tài)定價(jià)機(jī)制

已有多種靜態(tài)定價(jià)機(jī)制，如階梯電價(jià)、尖峰電價(jià)、需求側(cè)響應(yīng)程序、TOU電價(jià)等。零售定價(jià)方面的研究多數(shù)是針對(duì)TOU電價(jià)開展的，現(xiàn)有的TOU定價(jià)模型主要有如下幾類：①隨機(jī)規(guī)劃模型；②均衡模型；③博弈模型。

4.4電力零售市場和電力批發(fā)市場的關(guān)聯(lián)

電力零售市場和批發(fā)市場是兩個(gè)截然不同但又聯(lián)系緊密的市場。電力零售市場的參與主體主要是零售公司和小型終端用戶，而電力批發(fā)市場的參與主體則是大中型用戶、發(fā)電公司和零售公司。而且，兩個(gè)市場中的電價(jià)定價(jià)方式也不同。

電力零售和電力批發(fā)市場又息息相關(guān)。電力零售公司在發(fā)電公司與用戶之間扮演著中介的角色。零售公司最主要的盈利方式是在批發(fā)市場中購電，然后銷售給終端用戶賺取差價(jià)。因此，電力批發(fā)市場是電力零售的上游市場。電力批發(fā)市場和無歧視開放輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)是建立電力零售市場的前提。

5電力零售公司的風(fēng)險(xiǎn)管理

電力零售公司在構(gòu)造零售定價(jià)策略時(shí)需要首先獲得用戶的中長期負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，以此確定中長期合同的購買電力/電量；事實(shí)上，合同電力和用戶實(shí)際負(fù)荷不可能完全一致，這會(huì)導(dǎo)致所謂的體量風(fēng)險(xiǎn)。由于存在體量風(fēng)險(xiǎn)，零售商在現(xiàn)貨市場就有一定的風(fēng)險(xiǎn)敞口，而現(xiàn)貨市場電價(jià)的不確定性也會(huì)給零售商帶來風(fēng)險(xiǎn)，稱為市場風(fēng)險(xiǎn)。由于現(xiàn)貨市場電價(jià)波動(dòng)，零售商在不同時(shí)段購買相同電能的成本就有區(qū)別。另一方面，由于零售合同中約定的價(jià)格在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)（如一年）是不變的，零售商的賣電收益是相對(duì)固定的。因此，開發(fā)針對(duì)電價(jià)的風(fēng)險(xiǎn)管理工具對(duì)于零售商而言就非常重要。

在現(xiàn)有的相關(guān)研究文獻(xiàn)中，通常將負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)和市場風(fēng)險(xiǎn)看作零售公司風(fēng)險(xiǎn)的兩個(gè)主要來源。針對(duì)零售商的風(fēng)險(xiǎn)管理問題，已提出在售電定價(jià)過程中計(jì)及風(fēng)險(xiǎn)影響的幾種相關(guān)策略：售電定價(jià)的多目標(biāo)優(yōu)化；確定零售電價(jià)的風(fēng)險(xiǎn)溢價(jià)；制定電力金融交易投資組合策略。

6電力零售領(lǐng)域有待研究的問題

在未來的電力零售市場中，電力零售公司在迎來更多機(jī)會(huì)的同時(shí)也面臨更多的商業(yè)和技術(shù)挑戰(zhàn)，在電力零售領(lǐng)域尚有待研究的一些問題。

6.1零售長期負(fù)荷預(yù)測

由于存在很多不確定性因素，長期負(fù)荷預(yù)測是電力系統(tǒng)預(yù)測領(lǐng)域中的一個(gè)難題。到目前為止，尚沒有針對(duì)居民負(fù)荷進(jìn)行長期負(fù)荷預(yù)測的有效方法。隨著智能電表技術(shù)的發(fā)展，能夠有效收集低壓負(fù)荷的用電功率和電量，在此基礎(chǔ)上能夠更準(zhǔn)確的把握負(fù)荷組成和用戶的用電行為習(xí)慣。由于智能電表收集的負(fù)荷曲線反映了用戶用電行為，因此開發(fā)基于行為分析的用戶中長期負(fù)荷預(yù)測方法就很值得研究。

6.2零售電價(jià)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

在現(xiàn)有的研究文獻(xiàn)中，TOU零售電價(jià)的分時(shí)結(jié)構(gòu)都是預(yù)先給定的。由于TOU電價(jià)的分時(shí)結(jié)構(gòu)不是采用優(yōu)化方法確定的，因此由此確定的零售電價(jià)就無法充分利用系統(tǒng)負(fù)荷和電力零售公司的供電負(fù)荷之間在時(shí)間上的互補(bǔ)特性。實(shí)際上，系統(tǒng)負(fù)荷和零售負(fù)荷在負(fù)荷輪廓方面一般是不同的，峰谷負(fù)荷時(shí)段并不一致，充分利用這個(gè)特征構(gòu)建更加靈活有效的零售電價(jià)機(jī)制就是一個(gè)很有意義的問題，到目前為止這方面的研究還很有限，值得開展系統(tǒng)而深入的研究。

6.3數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的電力零售套餐定制

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，智能計(jì)量設(shè)備會(huì)收集終端用戶的負(fù)荷數(shù)據(jù)，隨著時(shí)間的變遷，數(shù)據(jù)量會(huì)非常大，呈現(xiàn)大數(shù)據(jù)特征。這樣，可以對(duì)負(fù)荷大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來挖掘用戶的用電模式。零售公司也能夠獲得用戶負(fù)荷更詳細(xì)的特征，如用戶的用電規(guī)律、對(duì)電價(jià)的響應(yīng)特性等，甚至有可能對(duì)用戶進(jìn)行行為經(jīng)濟(jì)學(xué)分析。通過利用不同類型用戶之間的互補(bǔ)特性，可以開發(fā)定制型的零售套餐來激發(fā)用戶對(duì)電價(jià)的響應(yīng)特性。因此，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的電力零售套餐定制很值得研究。

6.4考慮分布式電源的零售定價(jià)策略

分布式發(fā)電和儲(chǔ)能設(shè)備的不斷發(fā)展逐步將配電系統(tǒng)由原先的單向功率流動(dòng)改變?yōu)殡p向功率流動(dòng)。零售公司也可從單純的電力供應(yīng)公司轉(zhuǎn)變?yōu)橐材芴峁╇娏?能量管理服務(wù)的公司，如對(duì)用戶的分布式發(fā)電設(shè)備的進(jìn)行優(yōu)化管理。

在含高滲透率分布式電源的電力零售市場中，用戶負(fù)責(zé)就地平衡發(fā)電和用電功率，并管理自己的分布式發(fā)電設(shè)備、分布式儲(chǔ)能設(shè)備和可控負(fù)荷，而零售公司則通過售電和給用戶提供輔助服務(wù)來獲取利潤。針對(duì)含有分布式電源、儲(chǔ)能設(shè)備、電動(dòng)汽車等的用戶，零售公司應(yīng)該采用怎樣的策略和提供怎樣的服務(wù)是值得研究的重要課題。

7我國售電存在的問題和相應(yīng)的解決途徑

當(dāng)前正處于改革期的中國電力市場尚沒有建立電力現(xiàn)貨市場，無法真實(shí)反映電力商品短期供需關(guān)系和時(shí)空價(jià)值，隨著改革的持續(xù)進(jìn)行，建立電力現(xiàn)貨市場將是必然。國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布的《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》也明確提出，要在2018年底前，啟動(dòng)現(xiàn)貨交易試點(diǎn)，在2020年全面啟動(dòng)現(xiàn)貨交易市場。

在建立電力現(xiàn)貨市場以后，將會(huì)給目前的電力零售公司帶來如下的問題和挑戰(zhàn)：①如何開發(fā)和建設(shè)與自身電力零售電業(yè)務(wù)相適應(yīng)，涉及用戶數(shù)據(jù)、合同數(shù)據(jù)、負(fù)荷數(shù)據(jù)、賬單管理和用戶管理等一系列零售業(yè)務(wù)的綜合服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)；②如何選取適當(dāng)?shù)纳虡I(yè)模式；③如何進(jìn)行通過購電資產(chǎn)的優(yōu)化組合，制定更有競爭力的零售策略；④如何建立高效的風(fēng)險(xiǎn)管理機(jī)制，對(duì)電力現(xiàn)貨市場的電價(jià)波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)、用戶尤其是大用戶流失的風(fēng)險(xiǎn)、購售電合同的執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)、以及市場政策風(fēng)險(xiǎn)等進(jìn)行有效地管理。

為了應(yīng)對(duì)來自上述幾個(gè)方面的問題，首先，電力零售公司可以借助世界其他國家已有的經(jīng)驗(yàn)。其次，還可以通過利用已有的電力零售理論研究成果，嘗試進(jìn)行電力零售業(yè)務(wù)架構(gòu)的設(shè)計(jì)。此外，電力零售公司還要增強(qiáng)抵抗風(fēng)險(xiǎn)的能力。

8結(jié)語

本文的重點(diǎn)是對(duì)國外電力零售市場情況的介紹以及對(duì)電力零售方面的研究進(jìn)行綜述，并沒有具體針對(duì)我國的具體實(shí)際，給出建設(shè)中國電力零售市場的路線建議，也沒有給出適合我國電力市場情況的電力零售公司商業(yè)模式。這些方面都是值得進(jìn)一步研究的問題，希望本文的研究能為我國電力零售市場機(jī)制的研究以及我國電力零售公司組織形式和商業(yè)模式的研究提供有益的參考。在學(xué)術(shù)研究方面，本文從負(fù)荷預(yù)測、電價(jià)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、零售定價(jià)這幾個(gè)角度出發(fā)，討論了這些方面的研究進(jìn)展，并指出了機(jī)器學(xué)習(xí)在零售負(fù)荷預(yù)測中的應(yīng)用、零售電價(jià)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的電力零售套餐定制、考慮分布式電源的零售定價(jià)策略等一些電力零售領(lǐng)域的未來研究方向。

作者及團(tuán)隊(duì)介紹

楊甲甲，澳大利亞新南威爾士大學(xué)博士研究生。主要研究方向：電力經(jīng)濟(jì)與電力市場、智能電網(wǎng)、可再生能源接入等。

趙俊華，香港中文大學(xué)（深圳）副教授，“青年千人計(jì)劃”入選者，主要研究方向：電力系統(tǒng)分析與計(jì)算、智能電網(wǎng)、數(shù)據(jù)挖掘與人工智能等。

文福拴，浙江大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師。主要研究方向：電力系統(tǒng)故障診斷與系統(tǒng)恢復(fù)、電力經(jīng)濟(jì)與電力市場、智能電網(wǎng)與電動(dòng)汽車。

孟科，澳大利亞悉尼大學(xué)講師。主要研究方向：電力系統(tǒng)分析與計(jì)算、電力系統(tǒng)規(guī)劃、可再生能源和能源儲(chǔ)存系統(tǒng)等

董朝陽，澳大利亞新南威爾士大學(xué)講座教授，南方電網(wǎng)科學(xué)研究院“千人計(jì)劃”特聘專家。主要研究方向：電力系統(tǒng)規(guī)劃與穩(wěn)定、智能電網(wǎng)、負(fù)荷建模、可再生能源、電力市場計(jì)算方法。