需求侧峰谷分时电价对售电风险影响分析模型

需求侧峰谷分时电价对售电风险影响分析模型

周磊修

江苏南瑞恒驰电气装备有限公司214161

摘要：供电企业在现货、合约市场中购电的风险主要表现为现货市场电价的不确定性，并且在现货市场中，电价平均值、标准差和需求侧的负荷呈现出一定的线性相关关系，峰谷分时电价是一种平缓系统负荷波动的有效手段。

关键词：峰谷分时电价；售电风险；模型

1负荷水平、现货市场电价之间的关系

电力现货市场指的是通过提前竞拍而达成的交易。在交易过程中，交易者一定要在相应的时间中对分时段购电、发电的价格与电量进行申报，在这之后，交易中心根据相应的交易标准，通过供需平衡对交易双方进行明确，并确定交易的电量及其价格。而电力产品的供需具有很大的不确定性，现货市场是其他电力交易方式的一种补充，为电力的零售或者批发市场、对实时电量进行平衡等提供有益的参考。

在研究电力市场的过程中，现货市场电价的波动是非常随机的，并且对其概率分布而言，有着各种的假设，最普遍的就是电价呈现出正态分布，比如有学者假设T时刻，交易双方的现货电价呈现出梯形概率分布；有学者假设现货市场电价呈现出正态分布；还有学者假设现货市场、合同市场均呈现出正态分布。

但是在电力市场运行过程中，市场力、发电容量、需求侧负荷大小等均对现货市场电价的波动有着很大的影响，其中需求侧负荷大小是非常重要的影响因素，随着负荷需求的增加，电价也会随之提高；随着负荷需求的降低，电价也会随之降低。当电力批发市场的运行比较平衡、稳定时，随着负荷需求的变化，市场电价也会随之变化，并且能够利用统计学方法来观察其变化规律。

2供电企业受益风险的分析模型

在当前的市场环境中，供电企业在电能市场中购买电力资源，再根据统一标准的零售价格来售卖电力资源，购电成本、售电收入之间的差距就是所得的经营收益。但是，由于购电价格的波动情况是随机的，经营收益也随之波动，这就给供电企业带来了一定的经营风险。

根据交易方式的不同，将电力交易划分成现货、期货期权以及远期合约等交易方式，发电企业、供电企业之间一般采用现货交易、合约交易等方式进行交易。由于现货市场、合约市场电价不一样，为了避免风险、减小成本，供电企业常常在这两种市场进行组合购电，以便充分满足用户对电力的需求。

将供电企业售电的平均价格表示为p，现货市场的购电价表示为px（L(t))，合约市场的表示为pc，用w表示合约市场的购电比例，剩下的电量在现货市场上购买。因为合约电价是由供电企业、发电企业共同协商而定的，所以将pc假定为一定值，L（t）表示t时刻用户侧对负荷的需求。在不计市场交易费用、合同手续费的情况下，可以通过以下公式来计算供电企业的经营收益：

px（L（t））是随机变量，因此供电企业的收益R也属于随机变量。在已知用户未来用电负荷需求、并且明确p、pc的情况下，供电企业经营收益的波动由现货市场购电价格的波动情况决定。

根据概率论知识得知，标准差能够衡量期望收益的波动幅度，并且随着标准差的增大，波动幅度也会随之增加，这就表明这一变量的风险就越高。由上式（1）能够看出，现货电价的风险能够转变为供电企业收益的风险，并且随着现货电价波动幅度的增加，供电企业的收益风险会随之增加。

现货电价的波动情况和用户侧负荷需求波动密切相关，如果想要减小供电企业收益的风险、降低现货电价的不确定性，减小负荷波动幅度是最有效的办法。峰谷分时电价能够有效削峰填谷以平缓负荷曲线，以下简单介绍峰谷分时电价对减小供电企业收益风险的效果[1]。

3需求侧峰谷分时电价先供电企业购电风险的分析模型

3.1计算需求侧峰谷分时电量

将未实行分时电价时需求侧对第j类用户的销售电价表示为pj。进行了分时电价之后，平段电价将维持pj在一定数值，在平段电价的基础上，峰段、谷段电价会在一定比例上进行上下浮动，这样一来，谷、平、峰段的电价就能够用以下式子来表示：

上式中，Pjf、Pjp、Pjg分别表示第j类用户在峰段、平段以及谷段时期的电价；γ表示峰段、谷段与平段时期电价的差率；η表示电价差率调整系数。

就需求侧电力用户而言，电能是其消费的产品，感知到的却是电价。电力用户会对电价变化做出反应，比如电价较高的时候，会尽量降低用电量；当电价较低的时候，可能会提高对电能的消费。如此一来，随着电价的变化，需求侧负荷也会随之变化。对引入电能需求的价格可以通过以下公式来计算：

经一系列的分析，最终可以得出不同时段用户对电能需求的弹性的公式，进可以将不同时段，用户用电量与分时电价间的关系表示出来。

3.2对供电企业购电风险的分析

当前我国的峰谷分时电价方案是根据电网的负荷变化情况制定的，其主要目的是为了削峰填谷；为了激励用户积极主动地参与“削峰填谷”，应当尽力保证采用峰谷分时电价后，用户的电费支出小于采用峰谷分时电价之前的电费支出。就供电企业而言，则期望采用峰谷分时电价后的售电收入高于采用峰谷分时电价之前的收入。为了确保供电企业、用户双方的利益均不受到损害，笔者根据市场规则对供电企业的购电风险进行了以下分析：

第一，为简化模型，忽略实行峰谷分时电价前后网损的变化；

第二，采用了峰谷分时电价之后，“削峰填谷”基本得到实现，同时不会出现峰谷倒置；

第三，采用了峰谷分时电价之前、之后，需求侧用户用电的总量大致维持在一定水平。

依据价格杠杆的基本原理，倘若在峰谷时段电价上下波动的比例一样，此时电价波动对用户电量需求的拉动效果也一样，并且用户整体的电量需求将维持在一定的水平。然而，削峰填谷之后，谷段时的负荷需求将会被抬高，峰段时的负荷需求将会降低，这就使得供电企业购电的成本发生较大的变化，进而导致了购电风险。

由式（2）可以分析得出，供电企业的购电风险一般存在于现货市场中，相对而言，在合约市场中购电的风险比较小，所以，售电公司收益风险分析的重点是关注采用峰谷分时电价后、在现货市场购买电能时的费用变化风险。在上面阐述的市场规则中，把采用峰谷分时电价之后，峰段降低的电量、谷段升高的电量均匀分布在各个时点上。虽然实施峰谷分时电价前后，总的电量负荷需求不可能保持不变、会在小范围内进行波动，但是，它不会对模型、结论的有效性产生影响[2]。

4结语

综上所述，需求侧峰谷分时电价的实施能够有效减小购售电的风险，并增加供电企业的收益，为了避免购电风险，供电企业应当尽可能地减小现货市场的购电比例。

参考文献

[1]宋艺航,谭忠富,于超,姜海洋.需求侧峰谷分时电价对供电公司购售电风险影响分析模型[J].电工技术学报,2010,11:183-190.

[2]徐辉,陈致宏,鞠立伟,尚金成,谭忠富,赵宝柱.多市场分时段下电网公司购售电风险控制优化模型[J].水电能源科学,2014,05:202-206.