№ 4
ИЗВЕСТИЯ АКАДЕМИИ НАУК ЭНЕРГЕТИКА
2008
УДК 621.311.1
© 2008 г. ПАЛАМАРЧУК С.И.
КОМПРОМИССНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ДВУСТОРОННИХ ДОГОВОРОВ НА ПОСТАВКУ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ*
Предложена постановка задачи планирования поставок электроэнергии по свободным двусторонним договорам на конкурентном оптовом рынке. Сторонам договора для максимизации своей прибыли обычно выгодны разные стратегии поставок в период действия договора. Решение задачи дает оптимальное распределение поставок во времени и обеспечивает определение стоимости договора, приемлемой для обеих его сторон. Планирование договора ведется до его заключения. В качестве принципа достижения компромисса при определении стратегии поставок используется равенство относительных уступок поставщика и покупателя в получении ими возможной прибыли.
Введение. На развитом оптовом рынке электроэнергии одновременно действуют несколько форм конкурентных отношений: рынок на сутки вперед с почасовыми аукционами ценовых заявок (спотовый рынок), балансирующий рынок, рынок системных услуг, рынок свободных двусторонних договоров (ДД).
Двусторонние договоры заключаются на средне- или долгосрочную перспективу и играют важную роль на конкурентных рынках электроэнергии. Они снижают риски от непредвиденных изменений рыночных цен и спроса, а также возможность для манипуляции ценами и заявленными мощностями на спотовом рынке. На долю двусторонней торговли приходится больше половины оборота электроэнергии на рынках европейских стран [1].
Все формы конкурентных отношений взаимосвязаны. Стратегии участия в каждом из конкурентных рынков влияют друг на друга. Наибольшее взаимное влияние имеют спотовый рынок и ДД. Электроэнергия, полученная по ДД, может перепродаваться на спотовом рынке, а электроэнергия, закупленная на спотовом рынке, может поставляться в счет выполнения ДД.
Сторонами ДД являются поставщик и покупатель электроэнергии. Обе стороны прогнозируют уровни цен на спотовом рынке и определяют свою стратегию участия в нем с учетом графика поставок по ДД.
До заключения ДД стороны планируют поставки электроэнергии по интервалам времени, на которые разбит период действия договора. Объемы поставок по интервалам времени являются условиями (параметрами) ДД [2]. После того, как ДД заключен и вступил в действие, его стороны обязаны следовать предусмотренному графику поставок до тех пор, пока договор не будет пересмотрен или расторгнут.
Планируя поставки по ДД, каждая из сторон стремится обеспечить максимум своей прибыли. Поставщик достигает наибольшей прибыли при оптимальном распределении выработанной электроэнергии между поставками по ДД и спотовым рынком. Покупатель получает наибольшую прибыль за счет выгодной продажи полученной по ДД электроэнергии на потребительском и спотовом рынках. Сложность планирова-
* Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ. Грант 04-02-04010-нни0.
ния поставок состоит в том, что при одинаковых ценах на спотовом рынке сторонам ДД выгодно разное участие в договоре. При высоких ценах на спотовом рынке поставщику электроэнергии выгодно увеличивать продажу на этом рынке и сокращать поставки по ДД. В это же время покупателю выгодно увеличивать поставки по ДД и сокращать покупку электроэнергии на спотовом рынке. При низких уровнях спото-вых цен - картина обратная.
Рассмотрены два типа договоров как возможные способы согласования интересов сторон ДД в [3, 4], когда одна из сторон определяет объемы поставок по ДД, а вторая обязуется выполнять предложенный ей график поставок. В этом случае стороны договора ставятся в неодинаковые условия. Одна из сторон получает привилегию в планировании поставок и имеет большую возможность для увеличения своей прибыли. Другой стороне отводится роль подчиненного партнера. Методика планирования поставок в условиях двух типов договоров разработана в [4], но не всегда может оказаться приемлемой для обеих сторон ДД.
Важной целью планирования ДД является определение взаимоприемлемой стоимости договора J или цены поставляемой в его рамках электроэнергии. Каждая сторона определяет приемлемую для себя стоимость договора. Взаимоприемлемая величина J определяется в результате двусторонних переговоров [4]. Такая процедура может привести к разным выгодам для договаривающихся сторон.
В настоящей работе рассмотрен компромиссный подход к планированию поставок, в котором обе стороны ДД рассматриваются как равноправные партнеры, что позволяет определить график поставок электроэнергии и стоимость ДД, приносящие равные относительные экономические выгоды для его сторон. Планирование поставок выполняется до заключения договора и может проводиться совместно его участниками или третьей нейтральной стороной, привлекаемой для согласования интересов сторон ДД.
Независимое планирование двусторонних договоров
Пусть сторонами ДД являются генерирующая компания (ГК) или отдельная электростанция, выполняющая роль поставщика, и энергосбытовая организация (ЭСО) -оптовый покупатель электроэнергии. ГК имеет информацию о своих затратах на производство электроэнергии. Обычно такая информация известна в виде затратных характеристик СX), где С - издержки на выработку электроэнергии в руб., - объем выработанной электроэнергии в МВтч. ГК продает часть выработанной электроэнергии на спотовом рынке и планирует заключить ДД с ЭСО на поставки электроэнергии в будущем. Энергосбытовая организация закупает часть электроэнергии на спотовом рынке и планирует иметь поставки по ДД с ГК для ее продажи конечным потребителям на потребительском рынке.
Прибыль ГК образуется из дохода, полученного от продажи на спотовом рынке и стоимости ДД, за вычетом издержек на производство электроэнергии. Если ГК закупает электроэнергию на спотовом рынке для организации поставок по ДД, то ее прибыль уменьшается на стоимость закупленной электроэнергии. Прибыль ЭСО образуется из дохода, полученного от продажи на потребительском рынке, за вычетом стоимости ДД и стоимости купленной электроэнергии на спотовом рынке. Если ЭСО перепродает на спотовом рынке часть электроэнергии, полученной по ДД, то ее доход увеличивается на стоимость проданной электроэнергии. В данной статье считается, что сбытовая компания не имеет своих источников электроэнергии.
Каждая сторона может планировать поставки по ДД независимо от партнера, исходя из максимизации своей ожидаемой прибыли. По результатам такого планирования каждая сторона может предложить приемлемую с ее точки зрения стоимость договора во время двусторонних переговоров.
Для простоты рассмотрим случай, когда ГК и ЭСО планируют заключить только один ДД. Предположим, что стороны договорились о продолжительности договора. Его срок действия разбит на равные интервалы времени, первый и последний из кото-
рых обозначены Т1 и Тм. Для простоты не учитываются издержки на передачу электроэнергии по электрическим сетям. Считается, что электрическая сеть обеспечивает передачу нужных объемов электроэнергии конечным потребителям и не ограничивает участие ГК и ЭСО в спотовом рынке. В ДД разные цены на электроэнергию в пиковые и непиковые часы суток не рассматриваются.
Стороны договора прогнозируют поведение цен р, на спотовом рынке и представляют их случайными величинами при планировании поставок в перспективе. Причем, результаты прогноза цен, выполненного ЭСО, могут отличаться от прогнозов значений, полученных ГК. Сбытовая компания прогнозирует объемы потребления электроэнергии конечными потребителями. Для интервала времени t введены следующие
обозначения: р, - случайная величина прогнозируемой цены на спотовом рынке; л'а -величина прогнозируемого потребления электроэнергии конечными потребителями; р'а - известная цена, по которой ЭСО будет продавать электроэнергию конечным потребителям*; х' - объем электроэнергии, поставленной по ДД; х^п , х'тах - пределы на поставки электроэнергии по ДД; х'к - часть электроэнергии х', полученной ЭСО по ДД и проданной конечным потребителям; х,, - часть электроэнергии х', полученной ЭСО по ДД и проданной на спотовом рынке; х,, тах - максимальный объем электроэнергии, продаваемый ЭСО на спотовый рынок; х, - количество электроэнергии, купленное ЭСО на спотовом рынке для продажи конечным потребителям; х, тах -максимальный объем электроэнергии, покупаемый ЭСО на спотовом рынке; х& - количество электроэнергии, выработанное ГК; х& т1п, х& тах - известные пределы на выработку электроэнергии ГК; С'(х& ) - затратная характеристика ГК, представляющая издержки на выработку электроэнергии; х'с - часть электроэнергии , выработанной ГК и поставленной по ДД; х' - часть электроэнергии х'„, выработанной ГК
^^^^^ ^^^^ г г &
'v'gss тах '
и проданной на спотовом рынке; тах - максимальный объем электроэнергии, продаваемый ГК на спотовый рынок; х'„, - количество электроэнергии, купленное ГК на
спотовом рынке и поставленное по ДД; тах - максимальный объем электроэнергии, покупаемый ГК на спотовом рынке; J - стоимость ДД; Е - символ математического ожидания.
Для сторон ДД справедливы соотношения:
^ ' ' _ ' ' _ ' ' , ' _ ' '
Хd = хк + х,; х = хк + х5« = хс + ; х& = хс + •
До планирования поставок стороны договариваются о предельных объемах поставок по ДД в интервалах времени хт[п и х'тах . Эти пределы могут быть заданы системным оператором или регулирующим органом.
Считается, что цены на потребительском рынке регулируются и устанавливаются в рамках утвержденных предельных уровней на год. В дальнейшем, когда потребительский рынок будет конкурентным, для Pd будет необходимо учитывать прогнозные значения цен, в т.ч. учитывающие влияние (трансляцию) цен оптового рынка на уровни розничных цен.
Пусть ЭСО планирует поставки по ДД x', t = T1, TN независимо от ГК и стремится обеспечить максимум своей ожидаемой прибыли S1 при некоем заданном значении J
max Sj = Е\ £ [Pd(xk + xS) - pА + pAs] - J (1)
xs• xss- xk У t = T1 J
При этом должны быть выдержаны ограничения:
а) по суммарному размеру договора
Tn
£( xk + xSs) = У; (2)
' = T j
б) по продажам конечным потребителям
x'k + xS = x'd. ' = Ti. — tN; (3)
в) по размеру поставок в рамках договора в отдельны
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.