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近日，贵州、广东和云南等省份都开展了2017年的第一次集中竞价，结果引起了众多的讨论。我国电力市场改革在各方的努力下在艰难地前进。电力市场是个异常复杂的系统，市场规则需要不断完善。今天这部分对集中竞价市场中不同的出清规则进行介绍和分析，希望能对相关人员理解市场机制有所帮助。
1、不同的供需关系及市场出清价
在第二部分“供给曲线及供需平衡”中讲到，市场的出清价为供给和需求的交点对应的价格。在供给和需求都是连续曲线且相交时，这个价格是确定的。但当供给和需求不相交时，价格应该如何确定呢？首先再回忆一下供给需求和需求曲线的定义和画法。需求是消费者在一定价格下愿意并且能够购买的产品的数量。当有多个消费者时，市场总的需求是所有消费者需求的叠加。需求曲线就是在以数量为横轴，价格为纵轴的一个坐标系中的需求对应的曲线。表1给出了某个市场的需求的例子，图1画出了这个需求曲线。 表1 需求曲线 图1 需求曲线 这个图的含义是：在价差为10、9、8、7和6的时候，市场的需求量分别是6、10、13、19和24。市场的最大需求是24，价格无论有多低，需求最多只有24，所以需求曲线中的最后一段线（电量为24对应的线）是可以一直向下延伸的。同样，对于供给曲线来说，最后一段线段可以一直向上延伸，意味着无论价格多高，系统最多只能提供这么多产品。 图（2-1）~（2-4），给出了供需曲线的四种组合情况，分别称为情况1~4。下面对这四种情况分别进行分析。 图2-1~2-4 四种不同的供需情况下的市场出清
情况1和情况2对应供需比较均衡的情况，供给和需求都有一部分没有成交（因为价格不匹配）。情况3是供大于求的情况，所有需求都成交，有一部分价格比较高的供给未成交。情况4是供不应求的情况，所有供给都成交，有一部分愿意支付价格较低的需求未成交。从图1~图4看出，由于将最后一段供给和需求分别向上和向下延伸，所有情况都有交点，直接将交点对应的价格作为市场出清价即可（而不是最后一段供给和需求的平均价）。以情况3和情况4为例进行分析。
情况3是供大于求的情况。从图中看到，还有一些供给没有出清（这是我国目前大多数省份电力市场的情况）。由于供大于求，价格主要由供给侧决定，需求侧的报价实际上对最终出清价没有产生任何影响。
情况4是供不应求的情况。与情况3相反，还有一些需求没有出清。由于供不应求，价格主要由需求侧决定，供给侧的报价对最终出清价没有产生影响。 2、我国中长期电力交易中的市场出清
目前我国的中长期电力交易中，已经出现了多种出清方法，这里进行简单的分析。在对输配电价的处理方面，有两种，核定了独立的输配电价格的市场，供需方均申报绝对价格，而在未核定独立的输配电价的市场，供需方均申报相对价格，即相对原来的核定的发电上网电价或用电目录电价的变化值。为了简化起见，这里主要分析绝对价格报价下的市场出清，结果对相对价格报价情况同样适用。
1）市场份额限制的影响 2017年以前很多省份的市场都是这种情况，由相关部门确定一个市场份额，如果市场出清量小于这个份额，则按照市场出清结果，如果市场出清量大于这个份额，按这个份额出清。比如图3的算例，在没有市场份额限制时，市场出清量为40。如果规定市场份额为22，则出清点由线MN确定。这种情况下，由于是人为规定的市场份额，而实际上供给、需求均未完全成交，因此无法像前面讲的那样将最后一段供给、需求向上或向下延伸，必须人为规定一种出清价格的计算方式（比如平均价）。 图3 市场份额限制下的市场出清
2）价差返回机制 在第三部分“社会福利分析”中讲到，供给曲线、需求曲线以及价格轴三条曲线围起来的面积就是社会福利。这部分福利是怎么来的呢？是由于消费者愿意支付的价格大于生产者愿意接受的价格，多的这部分就是社会福利（社会剩余）。
理论上讲，这部分福利如何分配都是可以的，但在不同的分配方式下，对市场成员会有不同的激励，对一个具体的市场应该采取哪种模式需要进行深入的、定量的分析。
（1）统一出清 这是最简单的一种方式，也是一般市场中最常见的一种方式，所有成交的市场成员都按照统一的市场出清价结算。市场出清价一般按照前述“1）不同的供需关系及市场出清价”中的方法确定，也可以设计不同的出清价计算方法。比如广东省2017年的市场交易规则，就规定统一出清价为最后一个入围的生产者和消费者报价的平均值。
确定了市场统一出清价后，每个市场成员的社会福利就是其报价与出清价之差与出清量的乘积，如下图所示的阴影部分，就是每段报价的社会福利。 图4 统一出清福利分配
（2）简单撮合出清 这种情况下，对供给侧和需求侧的报价分别进行配对、撮合，对每一对分别按一定的公式分别确定生产者和消费者的出清价格。假设匹配成功的一对生产者和消费者的报价分别为Ps和Pd，由于匹配成功，一定有Pd>Ps。定义Psm和Pdm分别为生产者和消费者的出清价，则 Psm=Ps + ks(Pd-Ps) Pdm=Pd – kd(Pd-Ps) 一般需要满足Pdm>Psm，因此有kd + ks<>。也就是说，只要满足kd + ks<>，分配方式都是可以接受的，根据kd和 ks的不同取值，有不同的分配方式。
①平均分配 如果ks = kd=0.5，相当于按供给和需求报价的平均价出清，也就是将社会剩余按0.5：0.5的比例分配给生产者和消费者。 图5 撮合平均价出清
②比例分配 这种情况下，每对匹配成功的供给和需求的社会剩余按一定比例全部分给这对供给和需求，没有多也没有少，即满足kd + ks=1。平均分配是比例分配的一种特例。如果将社会剩余按3:1的比例分配供给和需求，相当于ks=0.75，kd =0.25。 图6 撮合比例分配 ③不完全分配 这种情况下，kd + ks<>，即只将一部分社会福利分配，不分配（ks = kd =0）是这种情况的一个特例。这种情况下需要另外定义未分配的社会剩余的分配方式。云南省2016年电力市场交易细则中规定ks=kd=0.35，2017年规则规定ks=kd =0.1。如果ks = kd =0，相当于供给和需求分别都按照其报价出清，社会剩余不直接进行分配。云南的电力市场规则规定，对于未分配的社会剩余（购电成交价和售电成交价之间的剩余价差收益）纳入结算平衡机制处理。图中蓝色和红色阴影部分分别为针对第二段匹配成功的报价对，分给需求侧和供给侧的社会剩余，绿色阴影部分表示剩余未分配的社会分配，云南规则中纳入结算平衡机制处理。 图7 撮合-不完全分配 （3）复杂撮合出清 这种情况下，首先计算整体的社会福利，然后按照一定的规则将其分配到每个市场成员。广东省2016年的规则即为这种方式。步骤具体如下。
①撮合、匹配，计算总剩余 根据高低匹配的原则确定能够出清的市场成员，包括供给侧的和需求侧的。即：供给侧从低到高排序，需求侧从高到低排序，需求侧报价高于供给侧报价可以成交。按照本系列文章第三部分“社会福利分析”的方法计算社会总剩余，记为RƩ。
②总福利在供给侧和需求侧的分配 将总剩余RƩ按一定比例（kdƩ和 ksƩ）分配供给侧和需求侧。可以采取0.5:0.5的比例，也可以采取其他比例，比如0.7:0.3，0.2:0.8等，一般满足两者之和为1，即kdƩ + ksƩ=1。
③福利在供给侧和需求侧内部的分配 将分配给供给侧和需求侧的剩余分别在不同的供给侧市场成员之间和需求侧市场成员之间分配。一般根据出清量与某种价差的乘积的比例分摊。可以定义不同的方法，这里分析两种典型的方式。为方便分析，定义S和D分别为供给侧成交市场成员和需求侧成交市场成员的集合。供给侧市场成员i的报价和出清量分别是Psi和Qsi，需求侧市场成员j的报价和出清量分别是Pdj和Qdi，i∈S，j∈D。
a）按照报价与统一出清价的价差比例分配 根据本文“1 不同的供需关系及市场出清价”的方法确定市场统一出清价P0，按照 |Pbi-P0|的比例分摊剩余福利。 供给侧：Rsi=(P0-Psi)/Ʃi(P0-Psi)Qsi 需求侧：Rdj=(Pdj-P0)/Ʃj(Pdj-P0)Qdi
根据直觉，这种方式下和简单撮合出清-比例分配下的结果是一样的，有兴趣的小伙伴们可以分析、计算、证明一下。
b）按照与数量轴投影面积的比例分配 供给侧：Rsi=Psi/Ʃi(PsiQsi) 需求侧：Rdi=Pdi/Ʃi(PdiQdi) 对没有独立输配电价下申报价差的电力交易市场，以上公式就代表广东2016年的电力交易规则。图8给出了某种供需情况下的出清结果。蓝色和红色实线分别是需求和供给侧的报价，蓝色和红色虚线分别是需求和供给侧的出清价。 图8 价差返还机制
3、中长期电力交易市场中不同市场出清方法的比较 本文对集中市场中不同的出清方式进行了介绍，给出了相关的公式，并与我国一些省份的电力市场交易规则进行了对照。不同市场出清规则下，市场成员的策略不同，最终的市场结果也会不同。对不同市场出清规则的对比，除了定性的分析，还需要结合实证、仿真、实验等方法进行比较、研究。 （制图、编辑：崔校瑞、陈中飞） 品读之后， 愿享同感。 |
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来自： 黄老邪896690 > 《电力市场集中竞价的经济学原理分析》
