【作者】
荆朝霞 华南理工大学 教授
【引言】电力市场中，发电是最主要的一类市场主体。电力市场设计中，发电成本特性是需要考虑的一个重要因素。对发电企业来说，在市场中的报价策略的基础也是成本特性。本文对发电企业的成本特性进行分析，进而讨论对发电企业报价策略、市场设计等的影响。
一、成本相关概念的回顾
图1 厂商成本分析
首先回顾一下成本的相关概念。详细请参考本公众号文章（走进电力市场：电力市场经济学基础（二 厂商的生产成本））。
图1给出了典型的生产厂商的各种成本曲线。其中横坐标y是产量，纵坐标c是成本，FC是固定成本，VC是可变成本，TC是总成本，MC是边际成本，AC是平均成本，AVC是平均可变成本。
从图中可以得到以下结论。
1）边际成本MC和平均成本AC及AVC分别相交，交点是平均成本曲线AC或AVC的最低点，即M点和N点。
2）厂商的短期的停产点是N，长期的停产点是M。
这里的“停产点”的含义是：在短期，能够接受的最低价格是N点对应的价格P2，最小产量是Q2；在长期，能够接受的最低价格是M点对应的价格P3，最小产量是Q3。这是由于：在短期/长期，当产量低于Q2/Q3时，企业的短期/长期平均成本大于边际成本。因此，在价格等于边际成本的情况下，企业是无法盈利的。
二、发电企业在现货市场的报价
1、最简单的情况
发电企业在现货市场中的报价受很多因素的影响，包括是否有容量市场、启停成本如何处理、是否签订了中长期合约等。这里首先分析一种最简单的情况，分析一个火电企业在现货市场的报价策略。假设企业的容量成本、启停成本都有其他的途径回收，在现货市场的报价仅考虑短期边际成本。市场规则中对发电企业的报价要求单调递增，并无其他要求。
火电厂的边际成本、平均成本与图1反映的特性一致，都是凹状的，随着出力的增加先下降后增加，而且在很大的出力范围内成本随着产量的增加递减。电力市场中，一般要求机组的报价是单调上升的，为什么呢？这里以一个简单的例子进行分析，讨论在无中长期合约下发电企业在现货市场中的最优报价曲线。
图2 火电企业成本曲线特性
图2为某个发电机组的成本曲线。其中，MC为边际成本曲线，AC为短期边际成本曲线。设其额定出力为100MW，最小出力为40MW。这个机组在现货市场中应如何报价呢？
企业在某个市场的报价曲线就是其在该市场的供给曲线，反映企业在一定价格下愿意并且能够提供的产品的数量。企业在报价时，应考虑以下原则。
1）在一定的价格下选择利润最大的产量。
2）市场的价格应满足“总收益大于总成本”，即利润大于零。也可以表达为：价格大于平均成本。
根据第一条原则，即利润最大，可以知道发电企业应该按照边际成本曲线报价，这时候边际成本等于边际收益。根据第二条原则，价格要大于平均成本。因此，企业的报价曲线应该是：以边际成本曲线和平均成本曲线的交点对应的出力为最小出力，最小出力以上的部分按照边际成本曲线报价，即图3中绿色虚线对应的曲线。
图3 现货市场报价策略
图3可以看到，发电企业的边际成本曲线、平均成本曲线都是凹状的，随着出力的增加而降低，而且在很大的出力范围内边际成本、平均成本都是随出力的增加而降低的。但是，根据前面的分析，其报价曲线一定是单调上升的。
可以看到，该机组申报的最小出力是83MW左右。这个83MW是其从盈利角度的最小经济出力，可以看到其是远远大于最小技术出力的。
2、最小技术出力报价约束
如果市场要求电厂的报价中的最小出力为最小技术出力（我国很多地区的现货市场设计中有这个要求），电厂该如何报价呢？在最小技术出力40MW到最小经济出力83MW之间，如果电厂要发电，至少利润要不小于零，也就是说，总收益应大于总成本，即价格要高于平均成本。但在40MW到83MW这一出力范围内，机组的平均成本是单调递降的。如果市场规则要求发电企业的报价必须单调递增，则其在该段内的报价应不低于最低出力40MW时的价格，这样能保证其无论最终被调度的出力水平如何，利润都大于零。
图4 最小技术出力约束下现货市场报价策略
从图4可以看到，为了满足最小技术出力报价的要求，同时为了保证利润不为负，在83MW到92MW出力范围内，报价340￥/MWh高于了边际成本。这对发电企业来说可能损失了一定的获利机会，对全社会来说也未实现社会福利的最大化目标。考虑这种情况，企业在40MW-83MW范围的报价，可以根据其对风险的偏好取在259￥/MWh至340￥/MWh之间。
3、有中长期合约下的报价策略
发电企业如果签订了一定数量的中长期合约，则其在现货市场之外，根据中长期合约的具体条款的不同会获得另外一部分的收益或支出，这将改变其在不同出力水平上的总利润、风险情况，因此其在现货市场的报价也将改变。具体的报价策略涉及到行为经济学、风险等理论，我们在后续的文章中再进行详细的分析。
总结
发电是电力市场的最重要的一类主体，电力市场相关规则的设计中，必须要对发电企业的策略进行深入的分析。而影响发电企业在市场中的策略的因素，很重要的一个方面就是发电机组的发电成本特性。
本文从企业成本的基本特性出发，分析了典型火电企业的边际成本曲线、平均成本曲线的特点，并进而给出了发电企业在不同的市场规则下（是否有最小出力报价约束）的最优的报价策略。监管部门在确定发电企业的最低、最高报价限制时，需要考虑发电企业的这些正常的市场策略的结果。本文的分析未考虑中长期合约的影响，也未对发电企业的风险偏好等进行深入的分析，这些在实际电力市场中常常是影响发电企业报价策略的非常重要的因素，我们在后续的文章中再进行讨论。
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