程方亮， 楊永利， 龔文軍， 李曉君， 宋學(xué)強(qiáng)， 張忠明

(新疆電力交易中心有限公司， 新疆,烏魯木齊 830063)

0 引言

電力產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈，是每個(gè)國(guó)家的支柱型產(chǎn)業(yè)，它采用發(fā)電、輸電、配電、供電、售電垂直一體化壟斷運(yùn)營(yíng)模型經(jīng)營(yíng)[1]。由于電力產(chǎn)業(yè)的壟斷性導(dǎo)致該行業(yè)出現(xiàn)勞動(dòng)力生產(chǎn)效率低下、發(fā)電成本升高等問(wèn)題，為此構(gòu)建高效、安全、經(jīng)濟(jì)的電力產(chǎn)業(yè)是全世界各國(guó)的目標(biāo)。電壓等級(jí)的不同會(huì)極大地影響電力期貨交易績(jī)效，傳統(tǒng)方法忽略了電壓等級(jí)的影響，在績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算方面存在著增益系數(shù)小的問(wèn)題，為此提出考慮電壓等級(jí)的多維度電力期貨交易績(jī)效建模評(píng)估方法[2]。

1 多維度電力期貨交易績(jī)效建模評(píng)估

1.1 收益計(jì)算

電力期貨交易指的是交易參與者通過(guò)交付定額的保證金，在未來(lái)某一時(shí)刻交易特定質(zhì)量與數(shù)量電力商品的標(biāo)準(zhǔn)合約買(mǎi)賣(mài)[3]。電力期貨交易的載體與對(duì)象是期貨合約，它是由遠(yuǎn)期合約交易發(fā)展而來(lái)，其實(shí)質(zhì)上是針對(duì)電力商品的高度標(biāo)準(zhǔn)化合約[4]。

電力期貨交易具有合約標(biāo)準(zhǔn)化、交易集中化、雙向交易與對(duì)沖機(jī)制、每日無(wú)負(fù)債結(jié)算制度、杠桿機(jī)制等特征。電力期貨交易程序如圖1所示。

圖1 電力期貨交易程序

電力多邊交易市場(chǎng)為電力期貨交易提供了良好的環(huán)境，并為期貨交易設(shè)計(jì)了一套支持系統(tǒng)，支持系統(tǒng)為電力期貨交易的順利運(yùn)作提供技術(shù)支持。支持系統(tǒng)包括電力期貨交易管理、合同管理、計(jì)量管理、結(jié)算管理、市場(chǎng)分析、信息分布、市場(chǎng)監(jiān)視、市場(chǎng)預(yù)測(cè)與數(shù)據(jù)申報(bào)模塊。

假設(shè)交易主體在T時(shí)刻購(gòu)入一定數(shù)量的電力商品，但擔(dān)心T時(shí)刻后電力商品價(jià)格變動(dòng)，為其帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失，于是選擇投資數(shù)量相同、方向相反的電力期貨交易用于對(duì)沖上述風(fēng)險(xiǎn)[5]。設(shè)定交易主體在t=t0時(shí)刻買(mǎi)入一份電力期貨合約，交割日期為tn=T。則交易主體可以在t1

第一次期貨交易時(shí)間為t0時(shí)刻，交易主體依據(jù)電力市場(chǎng)的供求信息，預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的電力商品交易量為X1，在上述階段，交易主體的收益為

C1=(P1-P0)X1

(1)

其中，P1表示t1時(shí)刻期貨市場(chǎng)中的電力商品價(jià)格,P0表示t0時(shí)刻期貨市場(chǎng)中的電力商品價(jià)格。

依據(jù)上述原理，在第m+1個(gè)期貨交易時(shí)段內(nèi)，交易主體收益為

Cm+1=(Pm+1-Pm)Xm+1

(2)

其中，Pm+1表示tm+1時(shí)刻期貨市場(chǎng)中的電力商品價(jià)格,Pm表示tm時(shí)刻期貨市場(chǎng)中的電力商品價(jià)格,Xm+1表示tm+1時(shí)刻交易主體期貨合約的電力商品交易量。

若Xm+1>0，說(shuō)明交易主體在tm時(shí)刻預(yù)測(cè)的tm+1時(shí)刻期貨電力商品價(jià)格高于實(shí)際價(jià)格，此時(shí)會(huì)買(mǎi)入電力期貨多頭；若Xm+1<0，說(shuō)明交易主體在tm時(shí)刻預(yù)測(cè)的tm+1時(shí)刻期貨電力商品價(jià)格低于實(shí)際價(jià)格，此時(shí)會(huì)賣(mài)出電力期貨空頭。當(dāng)?shù)竭_(dá)tm+1時(shí)刻，若此時(shí)的電力商品價(jià)格小于tm適合的電力商品價(jià)格，交易主體預(yù)測(cè)錯(cuò)誤時(shí)，則Xm+1為正數(shù)，若買(mǎi)入電力期貨多頭，此階段電力期貨交易會(huì)虧損，決策錯(cuò)誤；反之，交易主體在此階段會(huì)盈利[6]。

一個(gè)完整的電力期貨交易過(guò)程時(shí)間為t0-tn，交易主體總收益可以表示為

(3)

在交割期T內(nèi)，假設(shè)交易主體交割電力商品為Q，期貨價(jià)格會(huì)逐漸收斂于實(shí)際價(jià)格Pn，此時(shí)交易主體收益表示為

C=F(Q)-PnQ

(4)

其中，F(xiàn)(Q)表示交易主體的效益函數(shù)。

交易主體在整個(gè)電力期貨交易過(guò)程中的收益表示為

(5)

通過(guò)上述過(guò)程完成電力期貨交易收益的計(jì)算，為下述電壓等級(jí)與電力期貨價(jià)格關(guān)系的分析做準(zhǔn)備。

1.2 電壓等級(jí)與電力期貨價(jià)格關(guān)系獲取

電壓等級(jí)對(duì)電力期貨價(jià)格有著極大的影響[7]，傳統(tǒng)方法由于忽視電壓等級(jí)，造成績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算過(guò)程中存在增益系數(shù)較小的缺陷，為此，此研究獲取電壓等級(jí)與電力期貨價(jià)格關(guān)系，為多維度績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)選取提供依據(jù)。

常規(guī)情況下，電壓等級(jí)劃分為5級(jí)，具體電壓等級(jí)劃分如表1所示。

表1 電壓等級(jí)劃分表

依據(jù)文獻(xiàn)得到電壓等級(jí)與電力期貨價(jià)格關(guān)系圖，具體如圖2所示。

圖2 電壓等級(jí)與電力期貨價(jià)格關(guān)系圖

如圖2所示，電力期貨價(jià)格序列波動(dòng)是電壓等級(jí)波動(dòng)的2-15倍，所有的電力期貨價(jià)格均呈現(xiàn)顯著的正態(tài)偏斜，而電壓等級(jí)波動(dòng)情況不符合這種特征[8]。

2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證所提評(píng)估方法的整體有效性，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。以增益系數(shù)計(jì)算、指標(biāo)權(quán)重判別準(zhǔn)確性、評(píng)估效率為實(shí)驗(yàn)對(duì)比指標(biāo)，將所提評(píng)估方法與基于時(shí)空架構(gòu)以及基于區(qū)塊鏈的評(píng)估方法相比較。

2.1 測(cè)試準(zhǔn)備

為了保障測(cè)試的順利進(jìn)行，給定電力期貨交易的現(xiàn)貨價(jià)格與結(jié)算價(jià)格以及兩者之間的波動(dòng)曲線，為績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算做準(zhǔn)備。電力期貨交易的現(xiàn)貨價(jià)格與結(jié)算價(jià)格如表2所示。

表2 電力期貨交易現(xiàn)貨與結(jié)算價(jià)格表

電力期貨交易的現(xiàn)貨價(jià)格與結(jié)算價(jià)格波動(dòng)曲線如圖3所示。

圖3 現(xiàn)貨價(jià)格與結(jié)算價(jià)格波動(dòng)曲線圖

2.2 增益系數(shù)分析

在測(cè)試過(guò)程中，通過(guò)績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算增益系數(shù)體現(xiàn)方法的性能。增益系數(shù)指的是指標(biāo)權(quán)重計(jì)算過(guò)程中的合理性參數(shù)，常規(guī)情況下，增益系數(shù)范圍為[0,1]，增益系數(shù)越大，表明績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重更加合理，則方法的評(píng)估效果更好。具體測(cè)試過(guò)程如下所示。

通過(guò)測(cè)試得到所提方法在不同電壓下的增益系數(shù)計(jì)算情況，對(duì)比結(jié)果如表3所示。

表3 不同電壓增益系數(shù)對(duì)比情況表

如表3數(shù)據(jù)顯示，在3種電壓情況下，提出評(píng)估方法的增益系數(shù)最大值為0.98，最小值為0.80，在增益系數(shù)范圍內(nèi)所提方法的增益系數(shù)較大，說(shuō)明所提評(píng)估方法的評(píng)估效果較好，能夠準(zhǔn)確評(píng)估電力期貨交易績(jī)效。

在超高壓以及特高壓等級(jí)下，績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重?zé)o法計(jì)算，因此，此實(shí)驗(yàn)不研究這2種情況。

3 總結(jié)

為了提高電力期貨交易績(jī)效的評(píng)估準(zhǔn)確性，提出考慮電壓等級(jí)的多維度電力期貨交易績(jī)效建模評(píng)估費(fèi)方法。由上述測(cè)試結(jié)果可知，除了超高壓以及特高壓等級(jí)無(wú)法測(cè)試以外，在正常電壓、低電壓以及高電壓等級(jí)下，提出方法的增益系數(shù)較高，并且在正常電壓下的增益系數(shù)最大，表明所提出的方法具備更好的性能，適用范圍更加廣泛。