電力市場價格風險動態(tài)監(jiān)管研究

序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]一篇電力市場價格風險動態(tài)監(jiān)管研究范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

自《關(guān)于進一步深化電力體制改革的若干意見》（中發(fā)〔2015〕9號）及其配套文件頒布以來，我國電力市場建設工作扎實推進并持續(xù)創(chuàng)新，但隨著電力體制改革向縱深推進，電力交易頻度大、市場主體復雜、交易規(guī)模大等特征將增大市場運行中存在的風險，亟需有效的風險識別與監(jiān)管方法，使電力市場進一步完善。2022年，因一些電力市場主體實施風險行為導致多地出現(xiàn)電價異常現(xiàn)象，高電價導致市場產(chǎn)生巨額虧損，為解決電力市場價格風險問題，構(gòu)建一套電力市場價格風險識別與監(jiān)管體系對電力市場的穩(wěn)定運行具有重要的現(xiàn)實意義。本文利用系統(tǒng)動力學分析市場監(jiān)管對電力市場價格風險的動態(tài)影響，在識別電力市場價格風險的同時制定有效且適當?shù)?a href="http://www.cswwxx.com/fanwen/37009.html" target="_blank">監(jiān)管策略，為電力市場公平競爭、安全穩(wěn)定運行提供有力保障。

一、相關(guān)研究文獻評述

關(guān)于電力市場的市場力含義、市場力風險及市場價格風險的特征，國內(nèi)外學者做了深入研究。林濟鏗等(2002)從市場結(jié)構(gòu)的角度對市場力進行評述，并據(jù)此提出相應的度量指標。曾鳴等(2004)、SeverinBorenstein(2000)等研究電力市場力概念界定、行使以及模擬分析，并設計了市場力風險的預測分析方案與防范對策。章楓等(2022)、孫波等(2020)、楊建華(2007)等針對電力市場中串謀、容量持留、極端報價等風險類型的產(chǎn)生原因和表現(xiàn)特征進行研究，并給出各種風險類型的防范措施或識別方法。現(xiàn)階段針對電力市場價格風險識別和分析主要從智能算法和構(gòu)建指標體系兩方面進行。劉德旭等(2021)、李美娟(2011)等除了考慮傳統(tǒng)市場力評估指標HHI、MRR、勒納指數(shù)等，還考慮了負荷彈性與阻塞約束、市場績效等，雖然對市場價格風險指標進行了修正補充，但這些指標只是反映與市場相關(guān)的信息，需要進一步完善指標體系，全面評價市場價格風險。朱偉義等（2019）考慮到熱電廠在可再生能源發(fā)電并網(wǎng)儲備市場中日益重要的作用，通過勒納指數(shù)計量價格偏離邊際成本的程度，并進一步改進，以反映熱電廠在電力市場和儲備市場的總?cè)萘俊Ａ_錦慶等（2021）提出一套指標來識別機組地位、供應商行為和市場權(quán)力濫用，并將這套指標結(jié)合起來，建立一個基于電力交易數(shù)據(jù)的孤立森林模型；李雪松等(2021)結(jié)合改進Critic-G1組合賦權(quán)法，對發(fā)電上市場價格風險進行綜合評價；董禮等(2021)將指標體系與支持向量機相結(jié)合，構(gòu)造SVM-ICC-DPRP算法，實現(xiàn)對電力市場價格風險的實時監(jiān)控；李金洧（2021）在慣性權(quán)重參數(shù)動態(tài)調(diào)整的基礎上，提出一種包含最差粒子淘汰策略的PSO算法，并應用于火電機組出力優(yōu)化，以實現(xiàn)在降低運營成本方面的進一步改進；馬苗苗等（2022）提出了一種基于Q-learning算法的微電網(wǎng)多智能能源管理方法，以管理微電網(wǎng)電力市場的能源交易和利益分享，同時還可以增加分布式能源資源的收入，降低客戶的負荷成本。上述研究為電力市場力的識別與分析提供了理論基礎，但無論是指標體系還是智能算法，目前的研究都只聚焦在市場價格風險的初步評估上，為解決電力市場中的實際問題，亟需構(gòu)建一套全面且合理的體系，將風險評估與市場監(jiān)管相結(jié)合，確保電力市場的穩(wěn)定運行。為了給市場監(jiān)管提供有力依據(jù)，在完善指標體系的同時應系統(tǒng)性地探究風險因素的耦合性與因果關(guān)聯(lián)。基于以上分析，借鑒朱艷娜(2021)、朱幫助等(2022)研究方法，采用系統(tǒng)動力學分析市場監(jiān)管對電力市場價格風險的動態(tài)影響，風險評估為市場監(jiān)管提供科學依據(jù)，監(jiān)管調(diào)控市場價格風險水平，由此形成良性的動態(tài)循環(huán)，有利于維護電力市場穩(wěn)定，進一步深化改革。

二、電力市場價格風險動態(tài)監(jiān)管的理論分析

系統(tǒng)動力學(systemdynamics，簡稱SD)是福瑞斯特教授于1956年提出的一門分析研究信息反饋系統(tǒng)、分析和解決系統(tǒng)問題的學科。系統(tǒng)動力學是通過分析系統(tǒng)內(nèi)部各變量之間的反饋結(jié)構(gòu)關(guān)系來研究系統(tǒng)整體行為的理論，并且可將定性與定量分析相結(jié)合。系統(tǒng)動力學在研究電力風險監(jiān)管對電力市場價格風險的影響上具有較好的適用性，可以引入一些不便于直接觀測的數(shù)據(jù)，有利于進一步完善電力市場價格風險監(jiān)管系統(tǒng)，掌握系統(tǒng)中的因果關(guān)聯(lián)。

（一）電力市場價格風險因素分析

市場價格風險是指由基礎資產(chǎn)價格變動導致衍生工具價格變動或物品市場價格發(fā)生變動而引起的風險。電力市場價格風險既受發(fā)電廠商之間利用市場力引起的競價差異影響，也受國家相關(guān)部門的宏觀政策影響。其中，市場力是指改變盈利價格而偏離競爭價格的能力，具體到電力市場中，是指一個發(fā)電企業(yè)利用其規(guī)模等優(yōu)勢，或者利用市場結(jié)構(gòu)、市場規(guī)則等方面的缺陷，操縱市場，引起市場價格明顯高于邊際成本而額外獲利的能力。在不同的電力市場中，不同地位的市場主體可能采取的潛在風險行為與表現(xiàn)形式均有所不同。經(jīng)調(diào)研以及相關(guān)文獻總結(jié)得出：電力市場力的風險類型主要有等報價串謀、容量持留、極端報價三種，其中等報價串謀在任何市場條件背景下都有可能發(fā)生，容量持留發(fā)生在供需寬裕的市場條件下，而極端報價發(fā)生在供需緊張的市場條件下。本文主要從市場主體報量和報價、電力市場環(huán)境信息以及市場主體歷史表現(xiàn)數(shù)據(jù)等方面，分析三種風險類型的行為特征，為確定電力市場價格風險因素作鋪墊。等報價串謀是指部分發(fā)電商形成串謀聯(lián)盟，其市場主體在報價階段的報價策略相似，報價變化同步，通過抬高市場出清價格或串謀聯(lián)盟機組的中標率，從而達到串謀聯(lián)盟成員共同利益最大化的目的。等報價串謀具有報價相似、報價改變同步和易高價中標的特點。容量持留是在電力供需寬裕的情形下，一些市場主體進行市場申報時，以超過市場主體平均報價水平的價格進行申報，使得自身中標率低，導致市場出清價格較高，成交情況與電力供需情況相矛盾。容量持留發(fā)生時，市場具有供需寬裕、高出清價格的特點；市場主體具有高報價、低中標的特點。極端報價是指在電力供需緊張情況下，市場中較多市場主體進行市場申報時，行使局部市場力導致輸電阻塞，達到高價中標的目的，從而獲得高額利潤。極端報價風險發(fā)生時，市場具有供需緊張、高報價機組比例高、極高出清價格的特點；極端報價機組具有極高報價、易高價中標的特點。綜合等報價串謀、容量持留、極端報價三種風險類型的定義和特點，將電力市場價格風險劃分為報價行為、行使動機、行使條件和歷史表現(xiàn)的四個子系統(tǒng)。結(jié)合研究以及相關(guān)專家經(jīng)驗，增補影響因素，刪減關(guān)聯(lián)度較低的因素，最終確定電力市場價格風險的影響因素，如表1所示。

（二）電力市場價格風險監(jiān)管演化因果分析

在分析市場力的風險時，不僅對電力市場價格風險進行識別，而且考慮市場監(jiān)管對市場價格風險水平的影響作用。根據(jù)市場價格風險評估結(jié)果有針表1電力市場價格風險因素指標對性地制定有效且適當?shù)氖袌霰O(jiān)管策略，監(jiān)管力度又反過來影響后續(xù)的市場價格風險水平，然后根據(jù)新的風險評估結(jié)果制定新的監(jiān)管策略，以此循環(huán)，直至電力市場價格風險恢復正常水平為止，如圖1所示。電力市場價格風險的影響因素多樣化決定了風險監(jiān)管系統(tǒng)的復雜性，該系統(tǒng)具有多個輸入變量、中間變量、輸出變量，變量之間相互傳遞、相互作用，當某一變量發(fā)生變化時可能會造成新的風險，從而傳遞給其他變量或者直接導致市場力的風險水平升高。梳理各變量以及子系統(tǒng)之間的因果關(guān)系，采用因果回路圖描述復雜動態(tài)關(guān)聯(lián)，如圖2所示。在電力市場價格風險監(jiān)管演化因果圖中，共有9條回路。其中，回路1-5是負反饋回路，通過市場主體的報價行為影響其市場價格風險水平；回路6-7是負反饋回路，從收入、報價等風險驅(qū)動角度影響市場力的風險水平；回路8是負反饋回路，從風險條件方面影響市場力的風險水平；回路9是正反饋回路，通過市場主體的歷史表現(xiàn)方面影響其市場價格風險水平。回路1-5：當市場主體的報價、報量變化與其他市場主體相似程度增大，或者報價較高甚至接近市場限價時，該市場主體的報價異常程度增大，導致電力市場力的風險程度上升。為了維持電力市場的安全性與穩(wěn)定性，加強電力市場的監(jiān)管水平，從而影響市場主體的報價行為，使市場主體的報價異常程度減小。回路6-7：當市場主體的收入或報價低于市場平均的程度越大，其實施風險行為的驅(qū)動水平越高，則電力市場力的風險水平越大。為維護市場，監(jiān)管水平也應隨之加強，進而影響市場主體的收入以及報價，使之恢復正常狀態(tài)。回路8：當市場的供需比異常程度增大時，市場主體擁有優(yōu)越的條件實施風險行為，導致電力市場力的風險水平增大。為穩(wěn)定市場，監(jiān)管水平隨之加強，控制市場供需比恢復正常水平。回路9：當市場主體的歷史異常記錄增加時，其歷史表現(xiàn)水平下降，導致電力市場力的風險水平上升。若被判定為異常主體，則會使歷史異常記錄增加。

三、電力市場價格風險動態(tài)監(jiān)管的電系統(tǒng)動力學模型構(gòu)建

(一)電力市場價格風險監(jiān)管SD流圖

電力市場價格風險監(jiān)管系統(tǒng)由報價行為、行使動機、行使條件、歷史表現(xiàn)四個子系統(tǒng)構(gòu)成，通過市場報價監(jiān)管水平、驅(qū)動監(jiān)管水平、條件監(jiān)管水平三個中間變量對電力市場力的風險水平進行調(diào)控。在風險演化因果圖的基礎上，繪制電力市場價格風險監(jiān)管SD流圖①，其中包含4個狀態(tài)變量，8個速率變量、5個輔助變量和15個常量。

（二）模型方程確定

選取某地區(qū)的電力市場現(xiàn)貨數(shù)據(jù)進行分析，將數(shù)據(jù)標準化，并應用熵權(quán)法選取適當參數(shù)；利用線性回歸、logit回歸、表函數(shù)等方式構(gòu)建系統(tǒng)動力學模型。其中，市場報價監(jiān)管水平、驅(qū)動監(jiān)管水平、條件監(jiān)管水平的方程主要采用延遲函數(shù)，符合先檢測風險后監(jiān)管實際情況，并且通過調(diào)試以及經(jīng)驗選取適當參數(shù)，確保監(jiān)管的有效性和經(jīng)濟性。根據(jù)該地區(qū)電力市場實際情況以及對數(shù)據(jù)的整體分析，邀請專家確定市場主體風險程度的閾值，并設置為80。以電力市場價格風險監(jiān)管存量流量圖為例，部分SD方程如表2所示，其中市場主體報價異常程度、風險驅(qū)動水平、風險條件水平和歷史表現(xiàn)程度四個子系統(tǒng)的權(quán)重分別為WA、WB、WC、WD，各子系統(tǒng)中對應的各因子的權(quán)重為WA1、WA2、WA3、WA4等。

四、基于電系統(tǒng)動力學模型的實證檢驗與分析

（一）模型檢驗

利用Vensim軟件對電力市場價格風險監(jiān)管模型進行仿真，將SD方程代入模型中，仿真時長為14天，步長為1天，電力市場力的風險閾值為80。采用控制變量的方法，依次修改市場報價監(jiān)管水平、驅(qū)動監(jiān)管水平、條件監(jiān)管水平的增長率，研究各類監(jiān)管對電力市場價格風險水平的影響，并觀察市場價格風險水平的變化趨勢及速度，進一步檢驗模型。方案Current0是將市場報價監(jiān)管水平、驅(qū)動監(jiān)管水平、條件監(jiān)管水平的增長率取相同值0.333；方案Cur-rent1是取市場報價監(jiān)管水平的增長率為0.45，其余的增長率不變；方案Current2是取市場驅(qū)動監(jiān)管水平的增長率為0.45，其余的增長率不變；方案Current3是取市場條件監(jiān)管水平的增長率為0.45，其余的增長率不變。不同方案的模擬仿真結(jié)果如圖3所示。如圖3所示，電力市場力的風險水平在不同類型的監(jiān)管作用下呈現(xiàn)出先迅速降低后微弱增高，最終趨于穩(wěn)定的形勢。因為在檢測出該市場主體實施風險行為后監(jiān)管機構(gòu)對其采取嚴格的監(jiān)管措施，市場主體為響應監(jiān)管快速調(diào)整報價、報量，此時的監(jiān)管力度較大，導致市場價格風險水平大幅下降。在處于較低的風險水平時監(jiān)管力度降低，市場主體會繼續(xù)調(diào)整從而回到市場正常水平。需要強調(diào)：監(jiān)管水平要選取恰當：一方面，要考慮監(jiān)管成本；另一方面，強度過大的監(jiān)管會抑制市場作用，產(chǎn)生負面影響。算例所展示的變化規(guī)律與實際電力市場中對風險主體進行監(jiān)管處置后的情況一致，證明參數(shù)的選取與SD方程正確可行。

（二）電力市場價格風險監(jiān)管分析

利用系統(tǒng)動力學，可計算出電力市場力的風險水平，并分析得知不同監(jiān)管方向?qū)κ袌鰞r格風險的影響程度，從而有針對性地制定監(jiān)管策略，使電力市場力的風險水平盡快達到安全目標。由仿真數(shù)據(jù)表3可知，電力市場力的風險水平初始值為84.445，超過風險閾值80，可認定行駛市場力的市場主體為風險主體，對其實施監(jiān)管措施。其中，方案Current1的電力市場價格風險水平變化最快，其次是方案Current3，最后是方案Current2，即市場報價監(jiān)管對電力市場價格風險水平的影響程度最大，其次是市場條件監(jiān)管，最后是市場驅(qū)動監(jiān)管。同時，可以考慮對不同類型的市場風險采取監(jiān)管策略的差異性，體現(xiàn)分類監(jiān)管的思想。市場報價監(jiān)管可根據(jù)等報價串謀、容量持留、極端報價的風險特征，針對報價制定精準的監(jiān)管措施；市場條件監(jiān)管可根據(jù)電力市場的實況，通過電力監(jiān)管機構(gòu)對電力市場進行干預或中止，同時及時公布電力市場監(jiān)管信息；市場驅(qū)動監(jiān)管可由電力監(jiān)管機構(gòu)統(tǒng)計市場主體的報價以及報量情況，判斷是否需要事前預警。五、結(jié)論與啟示本文應用系統(tǒng)動力學研究了電力市場監(jiān)管對電力市場價格風險水平的動態(tài)影響，將模型劃分為報價行為、行使動機、行使條件和歷史表現(xiàn)四個子系統(tǒng)，總結(jié)不同類型市場價格風險的特征，構(gòu)建相應的系統(tǒng)動力學模型，通過調(diào)節(jié)不同類型監(jiān)管水平確定最佳的監(jiān)管方案，據(jù)算例可知市場報價監(jiān)管對電力市場價格風險水平的影響程度最大，其次是市場條件監(jiān)管，最后是市場驅(qū)動監(jiān)管。基于上述研究結(jié)論，得到以下啟示：

1.電力市場價格風險的識別應采用全方位的判斷依據(jù)。將定量指標與定性指標相結(jié)合，從市場主體的報價信息、市場情況、市場份額及歷史表現(xiàn)等方面獲取全方位信息，作為電力市場價格風險識別的判斷依據(jù)；構(gòu)建一套精簡且全面的電力市場價格風險因素指標，增加說服性，提高風險識別的精準性。

2.電力市場價格風險需要高效且恰當?shù)谋O(jiān)管。單一的市場監(jiān)管方式可能會導致監(jiān)管力度過大、過小或監(jiān)管成本過高的情況出現(xiàn)。所以，通過調(diào)控市場報價監(jiān)管水平、驅(qū)動監(jiān)管水平、條件監(jiān)管水平作為單因子變量，研究不同監(jiān)管方向?qū)﹄娏κ袌鰞r格風險水平影響趨勢，并考慮監(jiān)管成本與監(jiān)管效果制定有效且恰當?shù)谋O(jiān)管方案。

3.電力市場價格風險監(jiān)管需適應“雙碳”背景下

的新型電力市場。現(xiàn)有對電力市場價格風險和監(jiān)管技術(shù)的研究，未考慮新能源發(fā)電主體。隨著“雙碳”目標的不斷推進，將會有越來越多的新能源發(fā)電主體進入電力市場，因此需要進一步研究未來電力市場結(jié)構(gòu)變化后的電力市場力風險防范等問題，促進電力市場價格風險監(jiān)管適應“雙碳”背景下新型電力市場發(fā)展的需要。

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作者:謝敬東 張蕾