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同学们今天我给大家讲第五讲 日前市场

那么我们简单的回顾一下

上一讲我们介绍了合约市场

在那里边我讲了合约市场有几种类型

和相应的交易方式

那么我们的问题是

有了合约市场

我们电力市场就可以了吗

不是

我们的答案是否定的

为什么

我们今天就要来介绍一下

我们这一堂课主要的话题 日前市场

大家看到在日前市场里面

它是电量的交易属性

它的时间属性是在日前

什么叫日前

提前24个小时

也就是说今天做明天的市场交易计划

我们称之为日前市场

那么在日前市场里面

我们要给大家介绍这么多内容

第一 我们来介绍一下

我们为什么要设置日前市场

有合同市场就可以了吗

我们首先来介绍一下

设置日前市场的目的

设置日前市场的目的是什么呢

目的之一就是由调度交易机构的组织

每天满足短期的负荷的不平衡

大家知道我们中长期市场交易的电量

对于我们调度机构来说

对于市场组织者来说

对所有的市场来说

提前时间太长了

实际的负荷需求 供给需求

存在着一定的偏差

所以我们需要一个提前一天的市场

来组织未来可能跟中长期不一致的地方

偏差的地方

重新进行我们的市场竞争的交易

另一个方面就是要满足未来的

供需平衡关系

我们就是要组织未来这个偏差

我们怎么样用市场的机制

来解决这个不平衡这一部分

所以这就是设置我们日前市场的

根本的目的

好 我们知道了 了解了

设计日前市场的目的以后

下面我们要了解一下日前市场

到底存在着怎样的竞价空间

要了解竞价空间

我们首先来看这一张图

我们首先了解什么呢

中长期合约在现货市场是怎么交割的

你提前一年

提前一个月

用户与电厂签定了一个双边合约

有两种合约方式

一个是我们在图上给出的合同一

他给出了具有相应的交易的曲线

也就是说

我这个电厂跟你这个大用户签定的

用电量价以外

还规定了你的供电的负荷曲线

什么叫曲线

每个时段的用电量的多少

而不是一个月总的分时的

所以我们会有这样一类合同

另外一类合同

干脆就只签定了价和量

没有曲线

那么到日前怎么交割呢

我们在市场规则里面可以这样的规定

在图上你会看到

虚线是我们交易那一天预测的日负荷曲线

实的红线的那个负荷曲线

是你的交易的合同的曲线

我们可以按这个上面的虚的曲线形状

把你的电量分解到每一个时段

也形成了你这个电厂和这个大用户之间的

一个交割的曲线

好了 到此为止

我们就无论是哪一种合同方式

我们都得到了一个重要的概念

我们可以得到任何一个

中长期合同明天的交割曲线

有了这样一个交割曲线以后

我们在日前怎样交易呢

首先大家来认识一下

物理交割的日前市场的竞价空间

这个绿柱子画的这张图上面

是我们预测的第二天的一个负荷曲线

那么如果把刚才所有的合同的

交割曲线加在一起

同学们我们就会形成这个另一种颜色的

一个交割曲线

大家看这个绿色的负荷曲线

和交割的负荷曲线之差

就是我们的竞价的空间

同学们你们一定要理解

这个竞价空间是怎么来的呢

是第二天的负荷曲线减去

所有合同在今天要交割的

明天的所有的合同的交易曲线

所以剩余的部分我们把它叫做竞价空间

对这部分新产生的空间

我们要重新通过市场机制去竞争了

你们在这张图上以为竞价空间有这么大吗

其实我是为了夸大

实际上这个竞价空间

要根据预测的误差的多少

一般在10%到1%左右

同学们 另一种方式

我干脆中长期合约的交易的

所有的合同曲线都不在我的

日前市场竞价空间里面的考虑的

也就是说明天的所有的电厂

必须面临着全新的预测服务曲线

都是竞价空间

那么你们要问了

那中长期交割怎么办呢

我们在结算里解决

所以这个方法叫金融的交割方法

也叫全电量的竞争的方法

好 当我们了解了竞价空间以后

我们就要开始日前市场如何报价

日前市场怎么报价的

我们来看

同学们可以报一个单价

也就是多少电量我只报一个价

这是一种最简单的方式

实际上这个方式在日前市场上

是已经被多段报价所替代了

右边这条曲线大家可以看

它是一个阶梯形状的

也就是说供应一部分电量的时候

处理一部分的时候 是一个价格

处理再增加 又是一个价格

再往上增加 又是一个价格

比如说在美国的PGM系统里面

可以有十段的报价

同学们这样一个报价曲线

它里面蕴藏了怎样的经济学的含义呢

有人认为 特别是电厂待过的同志

说夏老师啊 这不对呀

这个曲线应该是下降型的

我们电厂越多发电我们愿意降价呀

我只能说你那是考虑的成本

你把固定成本考虑进去

发电处理越大

效率越高

从成本的角度你也许是对的

但是你别忘了我们这是市场

市场要反映资源的稀缺性

要反映供求关系

随着市场你的供给越大

你要求的价格就应该越高

这是资源稀缺性的一个重要表现

除了这一方面以外

同学们你们还要认识到一点

是什么呢

实际上在报这个多段报价的时候

是市场成员在试探着市场

在规避着风险

比如说我第一段报的低一点

竞报价低容易中标

所以我是保底的

随着后面电量不断的上升

我要试探市场

别人的价格怎么样

别人的价格是不是比我高

我报的太低了是不是不合适

所以我需要不断的一段一段的往上加价

实际上我在试探市场上

对我不断增加的量

这个价格是不是能接受

如果我们只报一个价格

要么中标 要么不中标

现在不是

现在是我报多段价格时候

有一部分价格比较低的它肯定中标

如果市场的价格

高于我现在的某个第五段的价格

第五段以上就不中标不就完了嘛

所以防止了全军覆没

给我们市场重新报价提供了一个

试探市场 了解市场的一个机会

规避了市场成员报价的风险

这就是我们报价多段单调上升的

基本的经济学的原理

好 大家都报完价了

我们现在要开始市场出清了

同学们你们要知道什么叫市场出清

也就是说按照规则 按照你的报价

我要形成这个时段的价格该是多少了

我们要进行两个方面的出清

第一个叫无约束发电计划

或者叫交易计划

还有一个叫有约束的交易计划

这两者之间到底是什么区别呢

咱们大家来看

这是一张图

这是一条负荷曲线 早高峰 晚高峰

对吧 早晨10点钟高峰上去了

晚上8点高峰更高上去了

代表了我们电力系统负荷的运行规律

也是人们从事生产用电的一种规律

在这个曲线上面

我们看把大家的报价放上来

你看一个个阶梯往上推进

在早上9点钟比如说

我们把所有电厂的报价

由低到高进行排序

你们注意到那个红色的

那个最后满足负荷的基础的报价

就成为这个时段的边际价格

这个边际价格

反映了这个时段的资源的稀缺性

那么同样按照这样一个原理

我们就会形成不同时段的价格

我们把这个价格叫分时电价

大家可以想象

如果按照这样一个排队的原理

负荷越高 价格就越高

负荷越低 价格就越低

同学们 这正是我们所期望的

价格一定要反映供求关系

在高峰的时候 用电关系紧张

所以我价格高上 我希望你少用电

低谷时段价格便宜了

你要多用电

特别是低谷我新能源大发的话

价格就更加的低你就多用

同学们 这样一种分时电价

就会真正的引导我们用电的

合理的时序的行为了

同学们 在这里面我再强调一下

它是个无约束的

什么叫无约束

电网的约束条件没考虑

我们一个大系统

几百台机组

你能说没有阻塞吗

但这里我叫无约束

我把电力当做一般的商品了

在排队的时候也没有考虑

时段与时段之间的

发电机组的这种耦合关系

比如说我们一台火电机组开起来

至少开四个小时或者五个小时

在这里这些约束条件都不考虑

就把它当做完全一个商品

按价格来排序

来反映供求关系

所以这叫无约束

无约束最大的问题就是约束条件没考虑

但是我们把它

把电力这个商品当一般的商品去考虑了

这就产生了我们系统的边际电价

好 有了这样一个系统边际电价以后

我们会走安全约束条件

比如说这是个大电网

我们有很多发电机组

都按照边际电下面

都开始组织自己的发电

那么电网会出现安全性问题吗

线路会出现过载吗

同学们我们需要进入到

有约束的交易计划

也就是说所有的

有约束的计划的约束条件

要重新在刚才

无约束的计划情况 全面加入了

同学们 这就是个最简单的

窥斑见豹的一张图

这张图刚才给大家显示过

什么叫有约束

也就是说我们在图上

把一个输电线路的输电能力

考虑在我的发电计划里面来了

比如说把刚才无约束的发电计划

放在我这个 画面上会出现什么情况

同学们 如果说按照边际价格出现

不考虑约束条件

会使得B地区他报价太低了

大量机组中标

A地区好多机组报价太高

比如说他是复合中心 对吧

他的地皮比较贵

他本来电厂造价就比较贵

所以他的报价比较高

那样他就不能中标了

他既然不能中标

无约束的促进计划

是一般的商品 是很合理啊

但是一考虑我的电网约束条件以后

这个箭头指的方向

同学们重载了 过载了

电网安全出了问题了

这里就告诉我们的信号

你无约束的条件 会导致线路出现过载

那么在这种情况下面 阻塞的情况下面

我们怎么办呢

市场经济从来就不认为有稀缺资源

这个阻塞就说明

A地区电资源稀缺了 应该涨价

同学们 他一涨价以后

马上这个地区的电厂

原来在无约束条件下没有中标的

现在重新中标

这个地区发电机的处理全面上涨 对吧

同时这个地区的很多的需求

在价格上扬以后

他一看电价上涨了

我能不能在这个时候少用一点啊

同学们在经济学上这叫什么

这叫需求的弹性

刚才那叫供给的弹性

在价格上要有一个

供给的弹性 需求的弹性增加以后

会使得A地区对外边电力的需求减少了

同样在B地区

从来我们不认为有多余的资源过剩了

过剩了怎么办

降价

同样在降价以后供给的弹性和需求的弹性

也会发生作用

供给的弹性是什么

价格一下降

我少发电了 供给减少了

需求的弹性是什么

价格下降以后

这个时候需求会变得增大了

因为价格下降了

所以在这边红色的地区价格上涨

在蓝色的地区又价格下降

导致这两个地区的

供给的弹性和需求发生作用以后

潮流过载被消除了

分别形成了A地区和B地区的

分别的市场均衡

形成了相应的

区域的A的价格和区域B的价格

这就是有约束发电计划形成的

分区价格的经济学原理

好 我们把这个无约束和有约束这个过程

再来串一下的话

大家可以看

电厂先申报价格

在我们头上

在最上端电厂一个个在报N个电厂

报了一条报价曲线

我们也称之为局部的供给曲线

把这些供给曲线合成了

到了中间这一段

叫集中的聚合的供给曲线

或者叫系统的供给曲线

与那个蓝色的顺序一交割

这就是我们市场的无约束的电价

如果这个时候没有阻塞

每个时段的价格

都有无约束的这样的交易计划

产生价格来决定

但如果发生阻塞

马上市场分割

分成A地区 B地区

你看在第三层那个图上

原来那个曲线

就分成左边和右边两条曲线

在左边的曲线整个上浮了

右边的曲线在整个下降了

两个市场均衡的价格都产生了变化

形成了分区的市场均衡

所以这张图就全面产生了

由报价到无约束出清

到有约束出清的全部过程

同学们 这样一个案例我们可以看看

美国德州电力市场是个什么案例呢

你看到没有

这个不同颜色就表明它的电力位置

在断面上就出现了阻塞

阻塞的价格有多高

同学们你们看看

纵轴是节点电价的水平

这个横轴是时间

大家看这个差别很大的

这一点上这正是电力市场

发现价格机制的魅力

在我们国家这个峰谷电价只差了三倍

你们大家看看

这差的是三倍吗

这就是我们看到的一个重要的案例

我们下面要对节点电价

做更加准确的定义

那么同学们

节点电价到底是怎么产生的

是1982年MIT有个教授 Schweppe这个教授

提出了一个叫节点电价的理论

那么这个节点电价的理论

刚才我们已经把它的经济原理

给大家阐述清楚了

那么现在我们给出的具体的定义

也就是说所谓的节点电价

是在满足当前输电网络设备约束条件下

基于各类发电机组资源的报价

在节点增加某一个单位负荷需求的

边际成本是多少

这句话听起来很拗口

同学们你去想开点想象一下

在一个大电网上

有很多发电机组都已经报完价了

这个时候什么叫比节点电价呢

你所处的这个地区

你想增加单位负荷电价

在全网找一个最便宜的来满意你

并且满足约束条件的

不过负荷的一个机组 来给你供电的话

那个基础的报价就是你的节点电价

所以它反映了地理位置

也反映了边际的概念

那么有了这样一个理解以后

我们下面就可以给出

节点电价的经济学的意义了

我们的定义是

在电网出现阻塞后

考虑输电损耗的成本而形成的

局部的市场均衡价格

我们称其为节点电价

同学们节点电价有什么作用呢

你们大家可以看到

如果说线路出现阻塞了

潮流方向出现阻塞以后

我们可以把负荷B地区的电价调上去

负荷A地区的电价降下来

这个时候负荷B地区的部分负荷

就会迁移到负荷A地区来了

所以节点电价

可以产生一个重要的价格信号

对于节点电价比较高的地区

电力消费者会减少电能的使用

对于节点电价比较低的地区

低电价会激励我们用户多用电

这就从一定程度上削弱了

两个地区的输电的阻塞

在我们了解了节点电价的基本理论以后

下面再回到

美国德州电力市场的节点电价

其实在美国电力市场

特别是德州的电力市场中

我们计算的时候

如右图 每一个点上密密麻麻的

都是我们电网的各个节点

每个节点我们都算作它的节点电价

但是如果没有阻塞的话

同学们基本上为了操作方便

一个区域里面只要不出现阻塞

我们就可以把它通通归成一类

一个区域

所以我们有的时候也叫区域电价

所以我们由节点电价走向分区电价

就是这样一个概念

在这个分区里面节点电价基本相同

因为没有阻塞

也许你要问了

可能有点网损

这个时候网损我们基本上已经忽略了

网损是非常非常小的

所以这就是节点电价给我们看到了一个远景

在结束这一段的时候

我想再总结一下

让同学们能有更深刻的认识

节点电价就好像我们的节点电压一样

在未来的电力系统运行里面

电压能够引导着潮流的流动

那么在我们未来的市场里面

我们的节点电价

是真正是驱动潮流的机理