总第２８５期 企业经雷管理 ＤＯＩ编码：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００７—００７９．２０１３．２６．０９１ 基于节能减排的发电权交易模式初探 伍玉林 摘要：发电权交易是通过市场机制实现节能减排的重要手段，而如何构建合理的交易模式是决定其节能减排效果的关键因素。在此 背景下，通过引进能耗和排放水平因子，分别利用规范化加权平方和法、增加能耗和排放约束的方法，建立了同时考虑节能和减排的两 种发电权交易模型，最后算例结果表明，提出的两种模型相对于于社会效用最大化模型可以更好地兼顾降耗和减排的双目标。在此基 础上，探讨了三种交易模型在发电权交易市场发展阶段的适用情况。 关键词：发电权；节能减排；电力市场 作者简介：伍玉林（１９８５一），男，广东台山人，广州供电局有限公司调控中心，助理工程师。（广东广州５１００００） 中图分类号：Ｆ２７０．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－００７９（２０１３）２６—０１８３－０２ 发电权交易是指发电机组将发电权电量有偿转让给有剩余 发电能力的低能耗机组。＿１ 发电权通过市场机制的作用引导发 二、基于节能减排的发电权交易模型 １．社会效用最大化的交易模型 当前电力市场均是以微观“社会效益最大化”为基础设计 电成本、能耗与排放高的机组将其合同电量部分或全部出售给 发电成本低的节能环保机组替代其发电，交易的结果是交易双 方在取得经济上双赢的同时电源结构得到优化配置、降耗减排 目的得以实现。目前国内已有部分的省市进行发电权交易试点， 如河南、四川、江苏，实践结果也证明发电权交易具有良好的经 济和社会效益。 的，即买卖双方的社会剩余最大化。［１ｌ 从微观经济学的社会效 用的概念出发，可以得出发电权交易中的社会效用为： ＝（ 一 ～ ） （１） 式中： 为双方的社会效益；ｉ＝１，２，…， ，为参与发电权 交易的出让机组编号；Ｊ＝１，２，…，ｍ，为受让机组编号；Ｐ ，为 出让机组ｉ的申报价格； 为受让机组ｊ的申报价格； 为双方的 近年来，许多学者对发电权的机制进行了研究。文献ｆ２借 鉴了普通商品二级市场交易的理论，首次提出了发电权交易的 概念与交易机制，并分析了经纪人模式组织普通双边交易的机 理。在机会约束规划的框架下，文献【３】构建了发电权出让方与受 让方的竞价模型，分析了其中的竞价行为。 合理的发电权转让和利益补偿机制对于能否顺利执行节 能减排政策有重要的影响。如能增加洁净能源发电权交易的份 额，则其节能减排效果必然更加明显。文献『４】提出了一种基于 两部制电价的发电权集中撮合交易模式，按照可以体现煤耗成 本的电量电价的“高低匹配”原则进行撮合交易，使交易结果符 合节能调度要求。文献［５］通过引入煤耗率，提出了基于能耗最 优的发电权交易模型。文献［６］以节能降耗为目的，提出了计及能 耗约束的发电权阻塞调度模型。但上述文献还没对排放这一约 束条件作直接的处理。为止，通过引进能耗与排放因子，本文建 立了＿一种同时考虑交易机组的能耗与排放的发电权交易模式， 交易成本，包括固定交易成本ｃ 和网损成本ｃ 两部分 ，即 ＝ ＋ 型为： ；Ｑ 为双方的成交量。社会效用最大化的交易模 社会效用最大化： （２） 目标函数—ｍａ）【∑∑ｉ＝１ｊ＝ｌ 约束条件：一是发电权成交量约束条件： ∑ ≤ ｊ＝ｌ （３） （４） ∑ ≤ ， 其中：式（３）为出让机组ｉ的总出让量约束条件， ，为出让 机组ｉ提交的最大发电权出让量，应不超过机组的最大有功出 力。式（４）为受让机细的总受让量约束条件， 为受让机绷提 交的最大发电权受让量，应不大于机组的最大出力与原有功出 力的差值。 力图使发电权交易取得更为明显的节能减排效果。 一、发电权交易模型 二是电网安全约束条件： 目前发电权交易模型主要有三种类型——经纪人（集中撮 合）嘲、基于期权 与基于委托代理 的发电权交易模式。 现阶段，经纪人交易模型更具有实用性。经纪人模型的核 心思想是“高低匹配”，即发电权买卖双方在交易平台上各自申 报价格，分别按照报价由高到低以及由低到高的次序将买卖方 依次排序成交，成交价格为双方报价的平均值。交易的目标是 使所有市场成员的效用之和（社会总效用）最大，据此可建立社 会效用最大化的交易模型。基于经纪人交易模型，本文引入能 耗和排放因子，建立两种新的交易模型——能耗排放规范化加 权和最优模型、考虑能耗排放约束的社会效用最大化模型。 ｐ ，ｍ 尸Ｇ 器 ＰＧ ：尸Ｄ＋ “ “ （５） （６） （７） 其中：式（５）为机组技术出力约束条件： 为发电机组 ｉ的最小出力；ＰＧ 为发电机组ｉ的实际出力； 为发电机ｉ的最 大出力。式（６）为电网功率平衡约束条件， 为整个电网负荷功 率； 为电网总的网络损耗。式（７）为功率传输线安全约束， 表示首末点为ｉ和ｊ的线路传输功率； 和 分别为该线路 １８３ ２０１３年第２６期 传输的最小和最大功率。 ２．能耗与排放加权最优模型 ／∑ ≥ｐ Ｎ Ｎ （１３） 理论上，市场竞争与节能是一致的，即生产成本低、能耗 低，往往更具竞争优势，能够优先在市场中被利用。所以，能够 通过市场机制来发挥资源优化配置的作用。口 如能优先撮合洁 式中：仅、ｐ分别为预定的能耗下降率和排放下降率；Ｐ 为 机组原发电出力； ‘一、 ‘ 尸为发电权交易前的总能耗和 ‘‘ 净、高效的机组替代能耗低、污染重的机组进行发电权交易，则 能实现市场竞争与节能减排的有机结合。 记ｅ 、ｄ 、ｅｊ．、ａｊ．分别为参与发电权交易的出让机组ｉ的煤 排放。 三、算例 １ｌ算例数据 耗率、污染气体（如二氧化硫）排放率、受让机组ｉ的煤耗率、 污染气体排放率。同时引入两交易变量：出让机组ｉ和受让机 组ｊ在交易量Ｑ ，下的能耗因子 和排放因子Ｄ 为正确反映 在Ｑ 交易下的能耗和排放的减少程度，有巨，：（ｅｉ—ｅｊ）Ｑ，， （ — ，） 。则发电权交易后总能耗和排放的减少量分 ＝由于本文主要研究目的是说明模型的节能减排效果，故暂 不考虑功率传输线安全约束（７）与交易成本（即Ｃｕ＝０）。算例数 据如表１所示。取加权因子盯＝０．５，预定能耗下降率 ：２５％，预 定排放下降率Ｂ＝４０％，分别对第二节提出的模型进行计算。其 中，模型１、模型２、模型３、模型４、模型５分别为社会效用最大化 别为： ＝∑∑ （８） ∑∑ （９） 问题现在转化为求解双目标最优化——函数 和 最大值， 求解该这类问题的一般思路是将双目标化为单目标，数学上可 采用“目的规划法”和“线性加权和法”。ｌｌ 但上述方法在子 目标数量级不一致的情况下将导致主要目标被次要目标掩盖， 影响优化效果。为此，文献［１４］给出了在处理多目标优化问题方 面具有计算效率高、规避目标希望值难以确定等优点的规范化 加权平方和法。 所谓规范化加权平方和，就是先对线性加权和法进行规范 化。具体方法是分别以各个子目标函数ｍａ 为单一最优化问题 求解出该子目标函数的最大值（ ）…，将各子目标与其相比，即 可将各子目标规范化，其值约束在『一ｌ，１】。同时为减小各子目标 差值较大对目标函数的影响，将各项平方后相加得到单目标函 数。采用上述思想与方法构建的能耗排放加权和最优的发电权 交易模型可表示为： ｆ ｆ． 、 目标函数：ｍａｘａ‘ —≠卜）Ｉ ｍａｘ ‘ （１一ｏ）‘ 等一）… ‘ （１０） 式中：１３＂为加权因子，０ ｏ≤１；（ ）…、（ ）…分别为以 ｍａｘｆｌ、ｍａｘ 为单一目标函数时求得的最优值，并分别记为能耗 最优模型与排放最优模型。 约束条件为社会效用最大化模型的发电权成交量约束条件 和电网安全约束条件。为确保交易双方都能获益，保证交易的自 愿原则，需增加报价约束条件： （ 一 ） ０ ３．能耗排放约束模型 考虑上面提出的模型以能耗和排放为最优化，可能导致社 会总效用大为减少，基于能耗约束节能电力市场【ｌ【ｊ和能耗约束 的发电权阻塞调度模式 的设计思想，在社会效益最大化模型 式（１） （７）基础上，为保证交易前后的发电能耗和排放量控 制在设定范围以内，构建了同时考虑能耗和排放约束的交易模 型。其增加能耗和排放约束条件如下： 监 ／ （１２） １８４ 模型、能耗与排放加权平均和模型、能耗排放约束模型、能耗最 优模型、排放最优模型。 表１发电权交易机组数据 编 原机组 最大 最小 受让 出让 出让 能耗率 排放率 号 出力 出力 出力 报价 报价 出力 （ｆＭＷ） （ＭＷ） （ＭＷ） （Ｓ／ｋＷｈ） （￥／ｋｗｈ） （ＮＷ） ｇ／ｋＷｈ） （ｇ／ｋＷｈ） １ ２４０ ３００ ６０ ０．３２０ ２４０ ５５６．２５ ６．０２２ ２ ｌ５２ １５２ ３０ ０．３４８ ｌ５２ ４９３ ７５ ６．３４１ ３ ２０ ４０ Ｏ ０．４２２ ２０ ６００ ７．２７６ ４ １５２ ｌ５２ ３０ ０．３６１ １５２ ４９３ ７５ ６．５２３ ５ ２０ ４０ ０ ０．３７２ ２０ ５６８．７５ ７．２０５ ６ Ｏ １５５ ２０ ０．３０２ ３９０．６２５ ０．６６８ ７ １５５ １５５ ４０ ０．２６５ ｌ５５ ５９３．７５ ６ ３１４ ８ ４００ ４００ １００ ０．２１０ ２００ ３０３．１２５ ５ ８４７ ９ ３５０ ３５０ ６０ ０．２５２ １５Ｏ ３ｌ８ ５ ５．６４１ １０ Ｏ ３００ ５０ ０３ｌ５ １６５ ６２５ ０．５５８ ｌｌ ｌ３６ ５９ｌ ５０ ０．３６１ ４１２．５ ０．４２４ １２ ６０ ６０ ０ ０．４４０ ６０ ６８７．５ ７．０８５ ｌ３ ４００ ６００ １０Ｏ ０．２６５ ２９３．７５ ０．３９３ １４ ３００ ７００ １００ ０ １２３ ｌ３１．２５ ０．３４４ ｌ５ ｌ５５ １５５ ４０ ０．２７３ １５５ ５１２．５ ６．２２１ ２．算例分析 从表２可以得出，模型２的能耗下降率和排放下降率分别 与模型４的能耗下降率和模型５的排放下降率相差８．０４５％和 ０．３８７％，说明了所采用的规范化加权平方和法可以很好地将双 目标统一起来，使其能同时接近单个目标时的最优值，对于双目 标函数的最优化问题具有很好的优化效果。 表２算例结果数据 模型１ 模型２ 模型３ 模型４ 模型５ 总社会效用（ｋ￥／ｈ） ｌ１１－３６ ６５．６９９ １０３．７１２ 总成交量（ＭＷ） ６４４ １２４４ ８５０．６１７ 能耗下降率（％） ２０．４４６ ２８．８８５ ２５．１８０ ３１．４１２ ２８．６６９ 排放下降率（％） ３０．７５８ ５６．８７７ ４５．０ ４４．８１９ ５７．０９８ 对比模型１、２、３可以得出，社会总效用最高的为模型１（社 会效用最大化模型），但其成交量、能耗和排放下降率为最低。 这是因为该模型是按照报价差排序进行撮合交易，没有涉及机 组能耗和排放的条件。模型２（能耗与排放加权和最优模型）的 节能减排效果最为显著。该模型通过增加总交易量，提高节能 环保机组的交易额，带来较高的能耗和排放下降率。模型３（能 耗排放约束模型），既可以满足预定的能耗和排序下降率要求， 又能使社会总效用得到一定提升，在实现节能减排的预定要求 的同时又能兼顾交易机组的经济效益。另外，该模型通过直接 （下转第１９０页） ２０１３年第２６期 推动档案编研工作的有效开展。 （２）加大信息时期档案工作人员综合能力的建设力度。 １）尽快实现角色的转变，努力提升履职能力。在信息化时 代，信息的知识性及档案工作的专业性决定了档案管理者的劳 动是知识性劳动。电力档案工作者要适应管理现代化的要求， 就要力争成为知识管理型人才。我们应着重加速两个方面的转 变：第一，注重培养优良的协调沟通能力、社交公关能力、对环 境的适应能力，要由被动服务转变主动服务，才能有力提升档 案服务工作质量和效果。第二，做学习的主人，做创新型的管理 者，不断学习专业新知识，学习企业生产、经营、企业文化管理 新知识，多关注企业中心重点工作动态，结合档案管理新标准、 有效服务于企业的本领。 ３）树立正确思想，切实提高编研水平。在档案编研过程中， 我们应常怀平静之心，摒弃急功近利的思想，积极冷静思索，要 始终本着认真开发档案信息资源，全心全意提高服务水平的高 度来认识档案编研工作，规划编研工作，用心积累编研学识，脚 踏实地做好编研工作。使档案编研利用服务工作能真正推动企 业生产力的进步，促进企业不断壮大。嘲 三、结束语 信息高速发展的新时代，电力档案管理编研利用工作任重 而道远，如何从理论中不断创新，从实践中勇敢开拓，将成为每 个电力档案工作者必须面对和努力解决的重要课题。真正实现 新技术努力提升档案管理工作水平，创新管理工作方法，加强对 运用计算机信息处理多种应用的知识技能的学习，实现单一专 业业务知识向多元化知识学习力度的转变，努力成长为企业所 需的复合型管理人才。 最高层次的档案信息资源的开发利用，革新企业档案的编研工 作，应是电力档案工作者今后工作的重点奋斗目标。也只有这 样，才能更深层次体现电力档案工作的重要价值，促使高质量 的档案知识高效服务于企业的发展建设。 参考文献： 『１１许虹．］对企业档案编研工作的几点思考【ｊ】．时代经贸，２０１０，（１７）． ［２］刘贺．档案编研要走特色创新的发展之路［Ｊ】．黑龙江史志， ２０１０，（１７）． ２）提升档案现代化信息服务的能力。随着电力企业各类 信息系统的不断深化和普及，档案工作人员必须要加强信息化 服务的能力。要主动出击，在对信息需求充分调研的基础上，有 针对性对不同层面的信息需求建立不同内容和范围、形式的服 务设计，要有计划地对电子文件信息资源进行批量性的保护处 理、开发并转化制作成专题信息服务产品。在信息服务方式上， 要通过辅导和培训教会用户有效应用档案管理利用系统，使用 户全面掌握查询利用流程、操作步骤及方法，通过有效检索，系 统自动过滤相关属性，使用户能快速地得到所需信息，同时，档 案人员还要加强对档案系统编研库数据的累积与及时更新，随 ［３】邓联文．新形势下如何加强电力企业档案工作管理ｆＪ１．现代企 业文化，２０１１，（３３）． ［４】刘荣．数字档案馆的功能机器实现技术［Ｊ］．档案学研究， ２００２，（３）． 『５］马伯和．对企业档案编研工作的探索ｆＪ１．价值工程，２０１０，（２９）． 时为企业储备好“知识食粮”，不断增强利用企业核心信息时刻 （责任编辑：刘辉） （上接第１８４页） 『４１伍玉林，文福拴，丁剑英，等．基于两部制电价的发电权交易模 式【ＪＪ．华北电力大学学报，２０１０，３７（５）：１６－２２． 确定下降率的方法对能耗和排放进行约束，便于量化控制，相 对另两种模型，更为直观、易于操作。 四、结论 【５］郑欣，蒋传文，李磊，赵岩．基于能耗和效益最优的发电权节能 降耗分析ｆＪ］．电力系统自动化，２００８，３２（２４）：３９—４２． ｆ６】肖健，文福拴．发电权交易的阻塞调度［Ｊ】．电力系统自动 化，２００８，３２（１８）：２４—２９． 模型１适合于发电权交易市场实施的最初阶段，该模型通 过优先撮合出报价差大的让机组和受让机组，交易双方获利最 大，通过市场手段吸引、鼓励更多的机组参与发电权交易，有利 于建立活跃、稳定的发电权交易市场。发电权交易市场稳定后， ［７】姚建刚，周启亮，张佳启，等．基于期权理论的发电权交易模型 ＩＪ】．中国电机工程学报，２００５，２５（２１）：７６—８１． 可采用模型３，在保证能耗和排放下降率控制在预定水平的基础 上，最大限度地保证交易机组的经济利益，兼顾市场机制和节 能减排的效果。在实现了小火电的停运和机组脱硫设备的普遍 安装后的阶段，大部分的机组能耗和排放都相近，用模型３难以 ［８］李江，彭文兵．基于期权的发电权交易分析与应用［Ｊ１＿华东电 力，２００７，３５（１）：３７—４０． 『９】莫莉，周建中，李清清，等．基于委托代理模型的发电权交易模 式ｆＪ１．电力系统自动化，２００８，３２（２）：３０－３４． 确定合理的预定下降率，而用模型１则会导致总能耗和排放的增 加，这时，可以用模型２，通过确定加权因子来控制能耗与排放 【１ｏ］莫莉，周建中，向秀桥，等．基于多任务委托代理的发电权交易 协调激励机制［Ｊ］．电力系统自动化，２００８，３２（２３）：５１—５５． 的优化程度，牺牲一定的经济性来获取节能减排的效果。 参考文献： 【ｌ】尚金成，张立庆．电力节能减排与资源优化配置技术的研究与 应用［Ｊ］．电网技术，２００７，３１（２２）：５８—６３． 【１１】耿建，高宗和，张显，等．节能电力市场设计初探『ＪＪ．电力系统 自动化，２００７，３１（１９１：１８－２１． ［１２】许荣，赵岩，李磊，等．基于节能降耗的发电权交易效益分析 ｆＪ１．水电能源科学，２００７，２５（６）：１５０—１５３． ［１３］徐斌，李南，白芳．求解多层规划问题的新方法研究【Ｊ］．科技 进步与对策，２００７，２４（１２）：１３２—１３５． 【２】黎灿兵，康重庆，夏清，等．发电权交易及其机理分析［Ｊ１．电力 系统自动化，２００３，２７（６）：１３一ｌ８． ｆ１４］孟璋，ｈ贺．规范化加权平方和法多目标优化设计『Ｊ】．哈尔滨理 工大学学报，１９９５，１９（５）：７７—８１． 『３１伍玉林，文福拴，丁剑英，等．发电公司在发电权交易市场的竞 价策略初探『Ｊ１．电力系统自动化，２０１０，３４（１７）：６—１１，１６． １９０ （责任编辑：刘辉）