第三章 电力市场交易理论
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实时市场
平衡机制
时间 提前几年到一天
市场 双边合同
提前几年到一天 提前几年到一天
双边合同 中间商
IPE，UKPX
提前一天到提前3.5小时 UKPX，APX
提前3.5小时到提前1小 时
提前1小时
UKPX，APX NGC
3、英国的NETA交易模式
双边交易 发电商与配电公司、用户直接签订合同 输电网向用户开放 金融合同和物理合同 通过集中交易也能实现
差价合约（CFD）
主要是由发电商和供电公司签订，有单向差价合约（保 护购买方）和双向差价合约（保护合同双方）两种，主 要针对PPP（发电电价）；
当PPP高于合同价时，发电商给供电公司一定的补偿； 当PPP低于合同价时，供电公司给发电商一定的补偿；
发电
PPP
Pool
PSP 供应
CfD
（2）POOL特征
二、电力市场的交易类型
合约交易（中长期合约） 时间：周、月、季、年或一年以上 可以竞价形成、也可以双方协商签订 规避市场风险（价格、电量），保证市场的安全 、连续和有序性。如发电的燃料采购和检修；
现货交易 日前交易 未来24小时的电力交易，分成24、48或96个 交易时段 交易日负荷曲线上，安排合同电量，剩余负 荷按时段竞价上网，并安全校核
（1）日前市场
• 报价： • 10:00am 上报第二天每半小时的报价，包括技术指标。 • 价格 • 启动价格、空载价格、价格增量 • 报价=【启动价格+（空载价格*运行时间）】/发电量 +价格增量1+价格增量2+价格增量3； • 技术指标 • 爬坡率、最小技术出力、最短运行时间等
• 4:00pm NGC调度计划，确定PPP. • 28 天后结算。
（1）日前市场
• 市场概述 • 在中标的机组中，边际机组的报价为系统边际价格（ SMP, System Marginal Price）。 • 发电机组的结算价格（发电电价）为PPP，公式如下 ： • PPP=(1-LOLP)*SMP+LOLP*VOLL =SMP+LOLP(VOLL-SMP)(容量电价) • 配电公司的购电价格（售电电价）为PSP，公式如下 ： • PSP=PPP+UpLift（上抬价格）
供给竞争与用户选择权: 1990:用户容量>1MW 1994:用户容量>100 kW 1999:所有用户
2、电力库（POOL）交易模式
发电 贸易 输电 配电 售电
•National Power, Powergen, Nuclear Electric • 苏格兰发电商 • 法国电力
•所有电力交易都在POOL中进行 •大多数用户实行差价合约 •国家电网公司 •苏格兰电网公司 •国家价格监管 •14个垄断型的地区供电商 •国家价格监管
二、电力市场的交易类型
现货交易 实时交易（平衡市场） 时间：下一交易时段，15分钟，30分钟，1个小时 原因：负荷预测偏差、机组非计划停运和线路故障等。 实时竞价，不平衡电力竞价 过发电计划管理 ▪ 负荷预测偏高，调整交易计划，削减发电出力， 电网阻塞管理 ▪ 线路潮流达到极限，危及电网安全 ▪ 根据增量购电成本最小，调整日前市场交易计划， 消除阻塞
Sell Forecast
Ancillary Services
System Operator (SO)
Monitor Control
Distributors
Transmission Facilities
（1）日前市场
• 市场概述 • 交易前一天确定交易计划，交易为每天48个时段， 每个时段为半小时； • 发电公司按照机组报价或竞价，报价中包括技术指 标和价格信息； • 交易中心根据报价和技术信息，在满足技术要求的 条件下，以购电费用最低为目标，确定中标的机组 ，并制定发电交易计划； • POOL根据预测的各时刻的负荷（用电功率），将机 组的报价从低到高进行排序（merit order），当排序 的前面n个机组的发电总功率与负荷持平时，第n个 机组为边际机组，排在边际机组之前的机组中标；
第三章 电力市场交易理论
一、 电力市场交易模式
1、经济学关于市场的基本概念 2、英国的电力库（POOL）交易模式 3、英国的NETA交易模式
1、经济学关于市场的基本概念
供给曲线 需求曲线 市场的供求关系 典型市场结构 市场的社会福利分析
厂商供给曲线 (Supply)
产品价格 P
P1 P2
电力市场金融衍生工具 期权(Options) 差价合约（ Contract For Difference ） 期货合约(Futures Contracts ) 远期合约（forward contracts）
寡头垄断： 存在市场进入和退出障碍；价格影响力；厂商很少 。
完全垄断： 完全市场进入障碍；价格完全控制；唯一厂商。
完全竞争市场的社会福利分析
产品价格 P
P1 PE P2
生产者剩余 消费者剩余
Q1 QE Q2
社会福利=生产者剩余+消费者剩余
供给曲线 S 边际效用曲线
需求曲线 D 边际成本曲线
POOL
现货
金融衍生品
日前市场 （Day Ahead Market）
差价合约 (Contract For
Difference)
辅助服务
调频、备用、 无功、黑启动
2、电力库（POOL）交易模式
Competing Generators
NGC
Bid Dispatch
Power Exchange (PX)
集中交易与双边交易的效率
6
5.8 a
5.6
ce
2.8
2.5 2
f
O b10d20 30 40 50
供给报价曲线
需求报价曲线 Q
3、英国的NETA交易模式
NETA取得的成果主要表现在以下几个方面： 上网电价、销售电价都呈现持续下降的趋势,市场竞 争的充分发展使电价持续低于电力库时期的水平; 市场交易非常活跃，对远期合同交易的重视使合同 市场非常发达。大量的电力在提前1天的中长期市 场和期货市场上进行交易。 电价的波动也较以前平缓了许多，合同市场的价格 给潜在的市场参与者提供了一个稳定而明确的价格 信号，使NETA吸收了一些新的市场参与者，促进 了市场的发展； 通过平衡机制的有效运作，电力供应平衡得到了很 好的保障，电力供应质量也维持在高水平之上。
集中交易 强制性市场
形成系统边际价格 发电机全部以系统边际价格支付。
投标方式交易 单部分投标和多部分投标（机组开停费用和报价 曲线）
买卖双方可以通过差价合约规避价格风险
（2）POOL特征
电力联营体交易的成功之处（POOL） 易于实现经济效率的目标（英国的电价水平下降） 市场供需双方无直接交易，交易成本较低 市场参与者所面临的信誉风险较低 过渡成本低
•影响需求的因素 •价格 •偏好 •收入 •相关商品的价格 •预期
需求曲线 D 需求曲线 D1
Q1 QE Q2 产品交易量 P
消费者需求曲线 (Demand)
产品价格 P
P1 P2
•影响供应的因素 •技术状况、管理水 平; •生产要素价格-生产 成本 •其他商品价格 •预期 •政府税收和政策
Q1 Q2
二、电力市场的交易类型
报价
报价
0.55
0.2
0.5
0.15
0.3 0
增加的发电功率
0
10 15
0
减少的发电功率
10 15
举例：实时市场发电商增减发电功率报价
二、电力市场的交易类型
P
增加发电功率增加的利润
p1
减少发电功率损失的利润
p0
p2
q2
q1
发电商边际成本
增加发电功率增加的成本
O
q0
Q
实时市场发电商增减发电功率的成本、利润变化情况
POOL报价曲线（发电费用和出力的关系）
POOL交易机制
POOL交易机制
2、电力库（POOL）交易模式
报价
排序
结算
付费
计划编制
SMP/LOLP 市场购电价
10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 交易日
报价
排序
系统运行
辅助处理
结算
付费
（1）日前市场
市场供求关系（马歇尔的剪刀线）
产品价格 P
供过于求 价格下降 P1
PE
P2 供不应求 价格上升
均衡价格 PE 均衡交易量 QE
Q1 QE Q2
需求曲线 D 产品交易量 Q
典型市场结构
完全竞争： 产品同质，无市场进入和退出障碍；价格接受；原 子化假设；信息完全。
垄断竞争： 产品异质，无市场进入和退出障碍；价格影响力； 厂商很多。
平衡机制： 帮助国家电网公司NGC平衡系统 辅助服务： 备用等 主要交易市场
UKPX（英国电力交易所）, APX（自动电力交 易所）, IPE（国家石油交易所）
3、英国的NETA交易模式
合同种类
电力购买协议 （PPA） 远期合约 (forward Market) 期货 (futures Market) 短期双边合约
POOL电价变化情况
（2）POOL特征
电力库交易的不足 易于市场操纵，价格操纵将影响整个市场 需求侧参与有限 缺乏合约交易 市场交易不灵活 价格波动很大
3、英国的NETA交易模式
NETA :New Electricity Trading Arrangements 2001年3月27日，新电力交易制度正式启动运行。 NETA是一个新的、更加市场化的交易制度，其基础是
二、电力市场的交易类型 电力交易时序
二、电力市场的交易类型
合约电量的时间、 空间分布的合理性
年
月
远
远
期
期
合
合
同
同 月度市场与
市 年度与月度市 市 日前市场之
场 场之间的协调 场
间的协调
不同市场之间的协调
日前市场与 实时交易市 场的协调
日
实
前
时
市
市场Βιβλιοθήκη 场辅助服务市场二、电力市场的交易类型
电力现货交易市场 定义： 电力现货交易是电力交易系统的主要组成部分，是 买卖双方根据合同，在未来24小时（或48个时段） 内、在计量点处交割某一特定数量和质量的电力商 品的一种交易形式. 时间： 未来24小时（或48个时段） 过程： 现货交易相对于每个交易时段至少提前24小时滚动 开市，提前4小时闭市。
双边交易模式的特点： 交易是由供需双方直接谈成的，只要交易不对系统 安全运行造成威胁，系统调度就不干涉。 交易时间、交易数量和交易价格等由交易各方自由 协商，且交易价格是不公开的。 需要一平衡市场机制保证电力瞬时平衡、保证系统 安全运行。
3、英国的NETA交易模式
双边交易存在的问题 透明度较低，交易成本较高。 市场参与者面临的信誉风险较高。 在输电约束较严重的情况下操作较复杂。
发电商、供电商、中间商和用户自愿参与的双边交易市 场。 NETA运行3年以来，市场情况一直良好，包括需求侧 在内的市场参与者都非常积极地参与市场竞争，有力地 促进了市场的发展。
3、英国的NETA交易模式
主要由双边合约市场（90%）和平衡市场（3%）组 成；
双边合约市场包括：远期合约、短期合约和期货市 场；
产品交易量 Q
2、英国的电力库交易Pool
1990年，英国在第1次电力改革中，在英格兰和威尔士 地区建立了强制性的电力交易系统——电力库。
电力库是一个开放的电力市场，所有英格兰和威尔士 地区的发电厂必须通过电力库向市场出售电力电量。
苏格兰地区的2个电力公司通过苏格兰与英格兰的联络 线参与电力库的交易，但受到联络线容量的限制。
国家电网公司作为系统运行机构，负责调度发电厂来 满足负荷需求，从而保证电力系统的实时供需平衡。
运行时间为1990年至2001年。
POOL电力市场主体
国家电力
PowerGen
国家核电
苏格兰
NGC
IPP 水电公司 法国
配电商 / 供应商
地区发电商
用户
直供大用户 Regulator: OFGEM
英国电力市场主体
•14个垄断型的地区供电商 •对大多数用户实行价格监管
电力市场主体
SC
PX
PM
G
SO
D
C
AS
TO
R
发电
输电部分
配电 售电 用户
G：发电商 D： 配电服务商 PM：趸售商 R：零售商 TO：输电网所有者 SO：系统操作员 PX：电力交易所 AS：辅助服务 SC：计划协调员（平衡服务商） C：用户
2、英国的电力库交易Pool
二、电力市场的交易类型
二、电力市场的交易类型
电力实时交易 主要针对当天的电力需求波动所确定的电力交易， 时间范围为在交易时段开始前4小时开市(或更短1h) 并随交易时段的结束而结束。
三、 电力市场交易的金融市场
1、金融衍生工具
金融衍生工具（衍生合同、衍生产品，derivatives) 本质上是一种合同，其价值依附于其他更基本的标 的资产（underlying variables） ，广义上属于 金融工具的范畴。
平衡机制
时间 提前几年到一天
市场 双边合同
提前几年到一天 提前几年到一天
双边合同 中间商
IPE，UKPX
提前一天到提前3.5小时 UKPX，APX
提前3.5小时到提前1小 时
提前1小时
UKPX，APX NGC
3、英国的NETA交易模式
双边交易 发电商与配电公司、用户直接签订合同 输电网向用户开放 金融合同和物理合同 通过集中交易也能实现
差价合约（CFD）
主要是由发电商和供电公司签订，有单向差价合约（保 护购买方）和双向差价合约（保护合同双方）两种，主 要针对PPP（发电电价）；
当PPP高于合同价时，发电商给供电公司一定的补偿； 当PPP低于合同价时，供电公司给发电商一定的补偿；
发电
PPP
Pool
PSP 供应
CfD
（2）POOL特征
二、电力市场的交易类型
合约交易（中长期合约） 时间：周、月、季、年或一年以上 可以竞价形成、也可以双方协商签订 规避市场风险（价格、电量），保证市场的安全 、连续和有序性。如发电的燃料采购和检修；
现货交易 日前交易 未来24小时的电力交易，分成24、48或96个 交易时段 交易日负荷曲线上，安排合同电量，剩余负 荷按时段竞价上网，并安全校核
（1）日前市场
• 报价： • 10:00am 上报第二天每半小时的报价，包括技术指标。 • 价格 • 启动价格、空载价格、价格增量 • 报价=【启动价格+（空载价格*运行时间）】/发电量 +价格增量1+价格增量2+价格增量3； • 技术指标 • 爬坡率、最小技术出力、最短运行时间等
• 4:00pm NGC调度计划，确定PPP. • 28 天后结算。
（1）日前市场
• 市场概述 • 在中标的机组中，边际机组的报价为系统边际价格（ SMP, System Marginal Price）。 • 发电机组的结算价格（发电电价）为PPP，公式如下 ： • PPP=(1-LOLP)*SMP+LOLP*VOLL =SMP+LOLP(VOLL-SMP)(容量电价) • 配电公司的购电价格（售电电价）为PSP，公式如下 ： • PSP=PPP+UpLift（上抬价格）
供给竞争与用户选择权: 1990:用户容量>1MW 1994:用户容量>100 kW 1999:所有用户
2、电力库（POOL）交易模式
发电 贸易 输电 配电 售电
•National Power, Powergen, Nuclear Electric • 苏格兰发电商 • 法国电力
•所有电力交易都在POOL中进行 •大多数用户实行差价合约 •国家电网公司 •苏格兰电网公司 •国家价格监管 •14个垄断型的地区供电商 •国家价格监管
二、电力市场的交易类型
现货交易 实时交易（平衡市场） 时间：下一交易时段，15分钟，30分钟，1个小时 原因：负荷预测偏差、机组非计划停运和线路故障等。 实时竞价，不平衡电力竞价 过发电计划管理 ▪ 负荷预测偏高，调整交易计划，削减发电出力， 电网阻塞管理 ▪ 线路潮流达到极限，危及电网安全 ▪ 根据增量购电成本最小，调整日前市场交易计划， 消除阻塞
Sell Forecast
Ancillary Services
System Operator (SO)
Monitor Control
Distributors
Transmission Facilities
（1）日前市场
• 市场概述 • 交易前一天确定交易计划，交易为每天48个时段， 每个时段为半小时； • 发电公司按照机组报价或竞价，报价中包括技术指 标和价格信息； • 交易中心根据报价和技术信息，在满足技术要求的 条件下，以购电费用最低为目标，确定中标的机组 ，并制定发电交易计划； • POOL根据预测的各时刻的负荷（用电功率），将机 组的报价从低到高进行排序（merit order），当排序 的前面n个机组的发电总功率与负荷持平时，第n个 机组为边际机组，排在边际机组之前的机组中标；
第三章 电力市场交易理论
一、 电力市场交易模式
1、经济学关于市场的基本概念 2、英国的电力库（POOL）交易模式 3、英国的NETA交易模式
1、经济学关于市场的基本概念
供给曲线 需求曲线 市场的供求关系 典型市场结构 市场的社会福利分析
厂商供给曲线 (Supply)
产品价格 P
P1 P2
电力市场金融衍生工具 期权(Options) 差价合约（ Contract For Difference ） 期货合约(Futures Contracts ) 远期合约（forward contracts）
寡头垄断： 存在市场进入和退出障碍；价格影响力；厂商很少 。
完全垄断： 完全市场进入障碍；价格完全控制；唯一厂商。
完全竞争市场的社会福利分析
产品价格 P
P1 PE P2
生产者剩余 消费者剩余
Q1 QE Q2
社会福利=生产者剩余+消费者剩余
供给曲线 S 边际效用曲线
需求曲线 D 边际成本曲线
POOL
现货
金融衍生品
日前市场 （Day Ahead Market）
差价合约 (Contract For
Difference)
辅助服务
调频、备用、 无功、黑启动
2、电力库（POOL）交易模式
Competing Generators
NGC
Bid Dispatch
Power Exchange (PX)
集中交易与双边交易的效率
6
5.8 a
5.6
ce
2.8
2.5 2
f
O b10d20 30 40 50
供给报价曲线
需求报价曲线 Q
3、英国的NETA交易模式
NETA取得的成果主要表现在以下几个方面： 上网电价、销售电价都呈现持续下降的趋势,市场竞 争的充分发展使电价持续低于电力库时期的水平; 市场交易非常活跃，对远期合同交易的重视使合同 市场非常发达。大量的电力在提前1天的中长期市 场和期货市场上进行交易。 电价的波动也较以前平缓了许多，合同市场的价格 给潜在的市场参与者提供了一个稳定而明确的价格 信号，使NETA吸收了一些新的市场参与者，促进 了市场的发展； 通过平衡机制的有效运作，电力供应平衡得到了很 好的保障，电力供应质量也维持在高水平之上。
集中交易 强制性市场
形成系统边际价格 发电机全部以系统边际价格支付。
投标方式交易 单部分投标和多部分投标（机组开停费用和报价 曲线）
买卖双方可以通过差价合约规避价格风险
（2）POOL特征
电力联营体交易的成功之处（POOL） 易于实现经济效率的目标（英国的电价水平下降） 市场供需双方无直接交易，交易成本较低 市场参与者所面临的信誉风险较低 过渡成本低
•影响需求的因素 •价格 •偏好 •收入 •相关商品的价格 •预期
需求曲线 D 需求曲线 D1
Q1 QE Q2 产品交易量 P
消费者需求曲线 (Demand)
产品价格 P
P1 P2
•影响供应的因素 •技术状况、管理水 平; •生产要素价格-生产 成本 •其他商品价格 •预期 •政府税收和政策
Q1 Q2
二、电力市场的交易类型
报价
报价
0.55
0.2
0.5
0.15
0.3 0
增加的发电功率
0
10 15
0
减少的发电功率
10 15
举例：实时市场发电商增减发电功率报价
二、电力市场的交易类型
P
增加发电功率增加的利润
p1
减少发电功率损失的利润
p0
p2
q2
q1
发电商边际成本
增加发电功率增加的成本
O
q0
Q
实时市场发电商增减发电功率的成本、利润变化情况
POOL报价曲线（发电费用和出力的关系）
POOL交易机制
POOL交易机制
2、电力库（POOL）交易模式
报价
排序
结算
付费
计划编制
SMP/LOLP 市场购电价
10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 交易日
报价
排序
系统运行
辅助处理
结算
付费
（1）日前市场
市场供求关系（马歇尔的剪刀线）
产品价格 P
供过于求 价格下降 P1
PE
P2 供不应求 价格上升
均衡价格 PE 均衡交易量 QE
Q1 QE Q2
需求曲线 D 产品交易量 Q
典型市场结构
完全竞争： 产品同质，无市场进入和退出障碍；价格接受；原 子化假设；信息完全。
垄断竞争： 产品异质，无市场进入和退出障碍；价格影响力； 厂商很多。
平衡机制： 帮助国家电网公司NGC平衡系统 辅助服务： 备用等 主要交易市场
UKPX（英国电力交易所）, APX（自动电力交 易所）, IPE（国家石油交易所）
3、英国的NETA交易模式
合同种类
电力购买协议 （PPA） 远期合约 (forward Market) 期货 (futures Market) 短期双边合约
POOL电价变化情况
（2）POOL特征
电力库交易的不足 易于市场操纵，价格操纵将影响整个市场 需求侧参与有限 缺乏合约交易 市场交易不灵活 价格波动很大
3、英国的NETA交易模式
NETA :New Electricity Trading Arrangements 2001年3月27日，新电力交易制度正式启动运行。 NETA是一个新的、更加市场化的交易制度，其基础是
二、电力市场的交易类型 电力交易时序
二、电力市场的交易类型
合约电量的时间、 空间分布的合理性
年
月
远
远
期
期
合
合
同
同 月度市场与
市 年度与月度市 市 日前市场之
场 场之间的协调 场
间的协调
不同市场之间的协调
日前市场与 实时交易市 场的协调
日
实
前
时
市
市场Βιβλιοθήκη 场辅助服务市场二、电力市场的交易类型
电力现货交易市场 定义： 电力现货交易是电力交易系统的主要组成部分，是 买卖双方根据合同，在未来24小时（或48个时段） 内、在计量点处交割某一特定数量和质量的电力商 品的一种交易形式. 时间： 未来24小时（或48个时段） 过程： 现货交易相对于每个交易时段至少提前24小时滚动 开市，提前4小时闭市。
双边交易模式的特点： 交易是由供需双方直接谈成的，只要交易不对系统 安全运行造成威胁，系统调度就不干涉。 交易时间、交易数量和交易价格等由交易各方自由 协商，且交易价格是不公开的。 需要一平衡市场机制保证电力瞬时平衡、保证系统 安全运行。
3、英国的NETA交易模式
双边交易存在的问题 透明度较低，交易成本较高。 市场参与者面临的信誉风险较高。 在输电约束较严重的情况下操作较复杂。
发电商、供电商、中间商和用户自愿参与的双边交易市 场。 NETA运行3年以来，市场情况一直良好，包括需求侧 在内的市场参与者都非常积极地参与市场竞争，有力地 促进了市场的发展。
3、英国的NETA交易模式
主要由双边合约市场（90%）和平衡市场（3%）组 成；
双边合约市场包括：远期合约、短期合约和期货市 场；
产品交易量 Q
2、英国的电力库交易Pool
1990年，英国在第1次电力改革中，在英格兰和威尔士 地区建立了强制性的电力交易系统——电力库。
电力库是一个开放的电力市场，所有英格兰和威尔士 地区的发电厂必须通过电力库向市场出售电力电量。
苏格兰地区的2个电力公司通过苏格兰与英格兰的联络 线参与电力库的交易，但受到联络线容量的限制。
国家电网公司作为系统运行机构，负责调度发电厂来 满足负荷需求，从而保证电力系统的实时供需平衡。
运行时间为1990年至2001年。
POOL电力市场主体
国家电力
PowerGen
国家核电
苏格兰
NGC
IPP 水电公司 法国
配电商 / 供应商
地区发电商
用户
直供大用户 Regulator: OFGEM
英国电力市场主体
•14个垄断型的地区供电商 •对大多数用户实行价格监管
电力市场主体
SC
PX
PM
G
SO
D
C
AS
TO
R
发电
输电部分
配电 售电 用户
G：发电商 D： 配电服务商 PM：趸售商 R：零售商 TO：输电网所有者 SO：系统操作员 PX：电力交易所 AS：辅助服务 SC：计划协调员（平衡服务商） C：用户
2、英国的电力库交易Pool
二、电力市场的交易类型
二、电力市场的交易类型
电力实时交易 主要针对当天的电力需求波动所确定的电力交易， 时间范围为在交易时段开始前4小时开市(或更短1h) 并随交易时段的结束而结束。
三、 电力市场交易的金融市场
1、金融衍生工具
金融衍生工具（衍生合同、衍生产品，derivatives) 本质上是一种合同，其价值依附于其他更基本的标 的资产（underlying variables） ，广义上属于 金融工具的范畴。