Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ особенностей и современного состояния оптового рынка электроэнергии и мощности (ОРЭМ) 11
1.1 Анализ структуры участников оптового рынка электроэнергии и мощности и анализ конкурентоспособности оптовых генерирующих компаний (ОГК) 11
1.2 Анализ архитектуры оптового рынка электроэнергии и мощности 21
1.3 Анализ особенностей регулирования оптового рынка электроэнергии и мощности 30
1.4 Анализ механизма конкурентного ценообразования на оптовом рынке электроэнергии и мощности с учетом основных достижений теории аукционов 41
1.5 Выводы по Главе 1 50
ГЛАВА 2 Разработка инструментов стратегического планирования на ОРЭМ 52
2.1 Исследование особенностей базовых стратегий генерирующих компаний на «рынке на сутки вперед» (РСВ) 52
2.2 Факторный анализ ценообразования на РСВ 66
2.3 Разработка модели определения цены РСВ как инструмента стратегического планирования 83
2.4 Формирование стратегии поведения генерирующей компании на РСВ с применением модели определения состава включенного генерирующего оборудования 95
2.5 Выводы по Главе 2 107
ГЛАВА 3 Формирование и выбор стратегии генерирующей компании на примере объединенной энергосистемы юга (ОЭС ЮГА) 109
3.1 Анализ региональных особенностей ОЭС Юга 109
3.2 Выбор стратегии поведения генерирующей компании на РСВ с помощью теории игр в условиях неопределенности и с учетом ограничений 119
3.3 Анализ эффективности и рекомендации по выбору стратегий генерирующих компаний на РСВ на примере ОЭС Юга 130
3.4 Выводы по Главе 3 143
Заключение 146
Список литературы
- Анализ архитектуры оптового рынка электроэнергии и мощности
- Анализ механизма конкурентного ценообразования на оптовом рынке электроэнергии и мощности с учетом основных достижений теории аукционов
- Разработка модели определения цены РСВ как инструмента стратегического планирования
- Выбор стратегии поведения генерирующей компании на РСВ с помощью теории игр в условиях неопределенности и с учетом ограничений
Анализ архитектуры оптового рынка электроэнергии и мощности
Рынок электроэнергии в России возник относительно недавно в результате реформирования электроэнергетики. Формирование существующей модели рынка происходило на протяжении 2003-2008 гг. в ходе расформирования РАО ЕЭС. Поскольку РАО ЕЭС была монополистом на рынке электрической и тепловой энергии, цены на услуги компании устанавливались Федеральной службой по тарифам - ФСТ. В 2006 г. Постановлением Правительства РФ [9] были введены новые правила функционирования ОРЭМ, призванные постепенно сформировать конкурентную среду, регулировавшиеся до этого Постановлением Правительства РФ от 24.10. 2003 г. № 643 «О правилах оптового рынка электрической энергии (мощности) переходного периода» [5].
Согласно ст.З 35-ФЗ «Об электроэнергетике» [34] участниками ОРЭМ являются поставщики и покупатели электрической энергии и мощности, получившие статус субъектов оптового рынка и право на участие в торговле электрической энергией и мощностью на оптовом рынке.
Основная часть генерирующих мощностей рынка электроэнергии России принадлежит двум типам частных компаний - оптовым и территориальным генерирующим компаниям (ОГК и ТГК), объединяющих, как правило, нескольких крупных электростанций. Входящие в состав генерирующих компаний станции обладают разными техническими характеристиками генерирующего оборудования (ограничения на максимальные и минимальные допустимые значения производства активной мощности, скорость сброса и набора нагрузки, запасы и структура топлива и гидроресурсы).
ОГК образовались на базе крупных государственных районных электростанций (ГРЭС), специализирующихся в основном на производстве электрической энергии. В состав ОГК также входит РусГидро, состоящее из гидроэлектростанций (ГЭС). ТГК объединяют территориально близко расположенные теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), являющиеся основой теплоэнергетики России [73, 75].
При организации эти компании получили деньги частных инвесторов, а новые собственники обязательства по строительству дополнительных мощностей, призванные восполнить износ основных фондов генерации, приближающийся на тот момент к критической отметке в 60%. Атомные электростанции (АЭС) входят в состав компании Росэнергоатом. В собственности государства также остается и большая часть ГЭС. Согласно принципам маржинального ценообразования на ОРЭМ при подаче заявок на РСВ вначале удовлетворяется предложение наиболее дешевых станций. Поскольку в большей степени себестоимость электроэнергии определяется долей топливных затрат, наименьшую себестоимость производства электроэнергии имеют ГЭС и АЭС. Далее загружаются угольные станции и -наиболее крупные газовые КЭС и ТЭЦ. Также, ввиду особенностей эксплуатации их генерирующего оборудования (безопасность, природоохранные меры, использование природных ресурсов, а также режимы работы), ГЭС и АЭС более конкурентоспособны на рынках электроэнергии.
В свою очередь ГЭС и АЭС несут большие, чем ТЭС, расходы по поддержанию генерирующих мощностей в готовности к несению нагрузки, что делает ТЭС более конкурентоспособными на рынке мощности. Несмотря на низкую себестоимость электроэнергии, строительство ГЭС и АЭС требует больших капитальных вложений, чем строительство ТЭЦ или КЭС. Также они более удалены от населенных пунктов в виду того, что строительство ГЭС требует близости к водным ресурсам, а АЭС из-за тяжелых последствий аварий [67,72,81,95,94,103].
Различные типы генерирующих компаний существенно отличаются по своим особенностям, что позволяет сделать вывод о том, что они по-разному организуют свою деятельность на конкурентном рынке и, как следствие, требуют индивидуального подхода при формировании стратегии поведения на ОРЭМ.
В ходе исследования основных производственных и технических показателей генерирующих станций была собрана, систематизирована и проанализирована информация [123-129] о шести генерирующих компаниях оптового рынка электроэнергии и мощности за 2011 г.
После проведения анализа ОГК по всем выделенным показателям было произведено ранжирование (Таблица 1.1). 1. На основе полученных данных можно сделать следующие выводы. Максимальная выработка электроэнергии приходится на компанию ОГК-4, несмотря на то, что по установленной электрической мощности ОГК-4 проигрывает четырем другим компаниям. Это означает, что генерирующее оборудование ОГК-4 работает с более высоким коэффициентом использования, то есть оборудование загружено более полно, чем в ОГК-1 и прочих компаниях, что в свою очередь может быть объяснено более выгодным расположением производственных мощностей. 2. Низкая выработка ОГК-3 может быть связана с небольшой установленной электрической мощностью. 3. ОГК-4 обладает минимальным средним по всем станциям удельным условным расходам топлива на производство электроэнергии, имеет наибольшую рентабельность себестоимости и как следствие наиболее эффективное производство. В то же время, ОГК-2 и ОГК-6, обладающие наименее экономичным удельным расходом условного топлива на производство электроэнергии, по рентабельности себестоимости занимают последние строчки рейтинга. Это свидетельствует о явной обратной зависимости между рентабельностью себестоимости и удельным расходом условного топлива.
Анализ механизма конкурентного ценообразования на оптовом рынке электроэнергии и мощности с учетом основных достижений теории аукционов
Последствия применения монопольной силы ценозамыкающим генератором следующие: увеличение прибыли эффективных генераторов; увеличение цены и уменьшение объема рынка; уменьшение предложения замыкающего генератора. В долгосрочной перспективе ожидается приток новых участников из-за высокой нормы прибыли, что будет способствовать постепенному снижению равновесного уровня цены [49].
Очевидно, что монопольные стратегии представляют особый интерес для формирования стратегии на РСВ, поскольку могут существенным образом влиять на рыночную ситуацию.
Данная стратегия предполагает подачу заявок на основе маржинальных затрат, т.е. на основе характеристики относительного прироста стоимости на выработку 1 МВт ч. Как известно, оптимальная загрузка станции не зависит от условно-постоянных затрат. В связи с этим в расходную характеристику включают переменные затраты. Переменные затраты - понесенные при производстве и продаже станцией дополнительной электрической мощности. Переменные затраты зависят от количества произведенной варьируемой мощности. Для ТЭЦ регулируемый диапазон мощности равен разнице между мощностью, которую можно выработать по электрическому графику, и обязательной мощностью, а для конденсационной станции - разнице между мощностью, которую можно выработать, и обязательной мощностью.
Стратегию подачи заявок на основе маржинальных затрат выгодно применять в том случае, если все участники рынка следуют данной стратегии. В таком случае загрузка станций происходит наиболее эффективным способом.
Применение стратегии маржинального ценообразования всеми генераторами приводят к эффективной загрузке станций; формированию правильных ценовых сигналов. При этом цена и объем рынка соответствуют точке, близкой к конкурентному равновесию.
Очевидно, что формирование стратегии генерирующей компании на основе качественного изменения существующей бизнес-модели, предполагающего существенное изменение рыночной ситуации, в условиях маржинального ценообразования трудно реализуемо, поскольку маржинальные стратегии не учитывают особенностей организации рынка. 3. Стратегия балансирования способов покупки электроэнергии. У генерирующей компании существует несколько способов продажи электроэнергии. Следует отметить наличие свободных двусторонних договоров - СДД на оптовом рынке электроэнергии. В настоящее время они позволяют: 1) в полном объеме соблюдать исполнение обязательств по регулируемым договорам; 2) определять сроки и порядок расчетов за электроэнергию; 3) производить долгосрочное планирование производственной деятельности; 4) определять желаемые цены покупки и продажи электроэнергии. В теории объем СДД не должен влиять на цену РСВ, однако простейший регрессионный анализ показывает достаточно высокую зависимость цены РСВ от объема заключенных долгосрочных контрактов. Также ранее, в первой главе, был рассмотрен случай, когда заключение СДД может вызывать повышение равновесной цены рынка электроэнергии.
В итоге возможными последствиями заключения СДД генератором, чья заявка замыкает ценообразование на РСВ, могут быть увеличение цены и объема рынка; загрузка неэффективных генераторов; увеличение прибыли эффективных участников; в долгосрочной перспективе приток количества участников.
Высокая степень концентрации производства является предметом озабоченности на дерегулированных рынках электроэнергии зарубежных стран, так как может привести к появлению на рынке олигополии.
Олигополия - рынок, на котором доминируют несколько крупных производителей - олигополистов. В настоящее время олигополия достаточно широко представлена в экономиках различных стран. Электроника, металлургия, химическая промышленность, машиностроение, судостроение и ряд прочих отраслей построены по принципу олигополии.
Одной из основных причин формирования олигополии является более низкая стоимость производства, обусловленная эффектом масштаба. Как известно, крупные фирмы имею конкурентное преимущество перед более мелкими, поскольку имеют возможность производить продукцию с меньшими затратами.
В основе оптового рынка электроэнергии РФ лежит модель локализованного ценообразования. Узловая модель ценообразования подразумевает определение цены электроэнергии на РСВ в каждый час узла расчетной модели с учетом информации о потерях в сетях (линии расчетной модели), а также ценовых заявок по ГТП. Данная модель существенно ограничивает возможности применения монопольной власти крупными станциями, а с другой существенно уменьшает количество участников рынка в узлах расчетной модели. В итоге кривые спроса и предложения являются ломаными, что весьма характерно для олигополии [94].
Малое количество производителей на олигополистическом рынке вынуждает компании в условиях жесткой конкуренции использовать арсенал как ценовых, так и неценовых методов ведения конкурентной борьбы. Любое изменение ценовой политики конкурентов вызывает ответную ценовую реакцию. Неценовая конкуренция в условиях олигополии имеет более успешный характер, перерастая, как правило, в конкуренцию качества. Компания стремится к улучшению технических параметров продукции, эргономичности поставляемых изделий, их надежности. Также в условиях олигополии широко распространены методы маркетинга, основанные на стратегии сбыта, рекламе, совершенствовании условий оплаты, послепродажном обслуживании и т.д.
Особенностью ценообразования на олигопольном рынке является необходимость олигополиста помимо стоимости производства и динамики уровня потребления учитывать поведение других олигополистов.
Из теории и практики товарных рынков известно, что в случае олигополии возможен только один из трех вариантов ценообразования: 1) явный или неявный ценовой сговор олигополистов (картельное соглашение); 2) ценовое лидерство одной компании; 3) ценовая война между олигополистами. Картель - это объединение компаний, при определении значений цен и объемов продукции действующее, как единый организм. Однако выработка единой политики в отношении цен и объемов производства, требует согласования мнений всех участником объединения и организации последующего контроля над ее исполнением. В связи с этим далеко не всегда попытка организации картеля приводит к установлению чистой монополии на рынке.
В настоящее время картели открытого типа практически не встречаются, однако они могут функционировать скрыто. При тайном сговоре достигаются соглашения, которые, как правило, запрещены на законодательном уровне и влекут как административную, так и уголовную ответственность в виду масштаба негативных экономических последствий для потребителей. Поскольку при тайном сговоре уровень рентабельности производства резко растет, на рынке появляются новые участники, появление которых требует пересмотра достигнутых ранее соглашений. Фактором, препятствующим тайному сговору, становится также антимонопольное законодательство.
Разработка модели определения цены РСВ как инструмента стратегического планирования
Пусть в рассматриваемую энергосистему, состоящую из нескольких узлов, могут поставить электроэнергию q генерирующих компаний, задействовав п однотипного оборудования, входящих в разные группы точек поставки (ГТП). При этом количество оборудования равно количеству ГТП. Предположим, что данное оборудование прошло процедуру ВСВГО [51].
Также допустим, что между узлами отсутствуют ограничения на переток мощности. В том случае, если между узлами нет ограничений на переток мощности, образуются соответствующие встречные потоки, которые приводят к уравниванию равновесных цен в узлах. В результате во всех узлах сформируется единая цена.
Пусть генерация А обладает набором генерирующего оборудования і (і = \...к), используемого для выработки и реализации электроэнергии в расчетном узле модели энергорынка в соответствии с суточным колебанием спроса. Каждый час в электронную систему торгов энергорынка в отношении каждого генерирующего оборудования (ГТП) генерации подают двухступенчатые заявки, включающие желаемые объемы и цены за 1 МВтч электроэнергии.
Первая ступень подается по ценоприниманию, т.е. по нулевым ценам, на величину технического минимума Vymm, где у (/ = 0...23) обозначает час суток. Заявки, подаваемые по ценоприниманию, выражают согласие компании продать электроэнергии по любой цене, которая сложится на рынке.
Вторая ступень подается по цене Р на величину V , которая определяется следующим образом: V = Vyon + Vm, где Vyon - это объем производства единицы оборудования / сверх технического минимума, который может быть определен следующим образом V on- = (V3 КИУМ kcyT - Vm), где ксут суточный коэффициент, отражающий изменение потребления в течение суток; КИУМ — коэффициент использования установленной мощности за прошлый год. Каждое оборудование / характеризуется себестоимостью производства единицы электроэнергии С (стоимость 1 МВтч), которая зависит от объема производимой электроэнергии и определяется как Су = Иээу IV , где Иээу - переменные издержки на производство электроэнергии, поэтому за каждым изменением объема следует изменение себестоимости электроэнергии. Себестоимость электроэнергии можно рассчитать на основе расходных энергетических характеристик турбоагрегатов станций. Расхо дно-энергетическая характеристика агрегатов показывает зависимость подведенной от котла тепловой энергии и произведенной турбиной электрической энергии. Так как конденсационные агрегаты вырабатывают только электрическую энергию, то их расходные энергетические характеристики упрощенно могут быть описаны выражением вида [93]: Q4=Qx,+QuaZp.=q +rmN, (2.2) где Qxx - расход теплоты на холостой ход агрегата, ГДж/ч; гт относительный прирост расхода теплоты турбоагрегатом, ГДж/(МВт ч); N— текущая электрическая нагрузка турбоагрегата, МВт.
Выражение (2.1) характеризует расходную энергетическую характеристику при дроссельном виде регулирования. При дроссельном у турбины есть один клапан, постепенно пропускающий некоторое количество тепловой энергии, при обводном регулировании есть еще дополнительные клапаны.
Для турбин, имеющих несколько критических точек (точек излома) расходную энергетическую характеристику для конденсационных агрегатов можно представить в следующем виде: Q4 =Qx,+rmXN + ±{rm{M)-rmi)(N-NKpi), (2.3) i=\ где Qxx - условный расход теплоты на холостой ход агрегата, полученный экстраполяцией энергетической характеристики до пересечения с осью ординат, ГДж/ч; N - электрическая нагрузка турбоагрегата, при которой имеет место г-й излом энергетической характеристики, МВт; гтХ - относительный прирост расхода теплоты на единицу электрической мощности в пределах от минимальной нагрузки до NKpi (ГДж/ч); rmi - то же при / 1 в пределах от нагрузки N ,+Х) до N или характеристика относительного прироста (ХОП), показывающая необходимое количество тепловой энергии на производство 1Мвт электричества, (ГДж/ч)/МВт.
Характеристики относительного прироста являются показателем экономичности станции (агрегата). Они увеличиваются по мере повышения нагрузки и сменяются при открытии дополнительных клапанов [93].
Поскольку для ТЭЦ на объем производства электроэнергии в комбинированном режиме (совместном с выработкой тепловой энергии) подаются ценопринимающие заявки, то себестоимость электроэнергии ТЭЦ будем рассчитывать на основе энергетических характеристик для конденсационных режимов.
Выбор стратегии поведения генерирующей компании на РСВ с помощью теории игр в условиях неопределенности и с учетом ограничений
Количественные требования не применяются к гарантирующим поставщикам. Поскольку ранее было введено допущение об отсутствии гарантирующих поставщиков на ОРЭМ ОЭС Юга, для расчета будем использовать данные об оборудовании суммарной мощностью выше 5 МВт.
Объемы производства электроэнергии генерирующих компаний на каждый час должны соответствовать располагаемой мощности. Примем их равными величине установленной мощности с учетом КИУМ за год, коэффициента сезонности и суточным графиком нагрузки.
Расчетные значения затрат на пуск оборудования представлены в Приложении Г. Как можно заметить, для ОГК-6 наиболее частой в течение суток является маржинальная стратегия. Применение стратегии на основе финансового изъятия для данной компании следует считать неэффективной, поскольку ее использование не дает никакого эффекта. Стратегия на основе физического изъятия увеличивает доход компании всего на 1,6%, что не сильно превышает прибыль при использовании маржинального ценообразования. Это объясняется низкой себестоимостью производимой электроэнергии при сохранении достаточно высоких объемов производства. Поскольку снижение выработки электроэнергии приводит к увеличению себестоимости ее производства и снижению получаемой в результате прибыли, стратегии, предполагающие изъятие части объемов производства, в данном случае следует считать малоэффективными. Тем не менее, в отдельные часы суток, для увеличения прибыли данная компания может применять стратегии, основанные на физическом и финансовом изъятии. В данном расчете применение смешанной стратегии увеличивает прибыль на 2,48%.
Наиболее эффективной стратегией для ОГК-5 является стратегия физического изъятия, позволяющая компании увеличить прибыль на 4,24%. Стратегия финансового изъятия увеличивает доход компании на 0,61%. Это объясняется разнообразием оборудования, входящего в состав Невинномысской ГРЭС и включающего не только конденсационные паровые турбины, но и конденсационные, что позволяет станции в отдельные часы суток замыкать предложение и формировать равновесную цену. Тем не менее, как и для рассмотренной ранее компании, использование различных стратегий в течение суток также позволит компании увеличить получаемую прибыль на 7,68%.
Наиболее целесообразными стратегиями для ОГК-2 являются стратегии, основанные на физическом изъятии, поскольку увеличение себестоимости электроэнергии, вызываемое снижением объема производства, полностью покрывается дополнительной прибылью, получаемой в результате увеличения равновесной цены. Применение смешанной стратегии позволяет увеличить доход компании на 3,15%.
ТГК-8 включает в себя множество станций и как следствие обладает значительным числом генерирующего оборудования. В отдельные часы суток станции компании замыкают предложение и формируют равновесную цену, тем не менее, в отличие от ОГК-5, компания наиболее - эффективна при использовании стратегий, основанных на физическом изъятии. При этом использование совместной стратегии позволяет увеличить прибыль компании на 59,68%, что является наиболее успешным результатом.
Это является не очень благоприятной тенденцией для развития рынка электроэнергии и говорит о том, что существующие правила продажи не стимулируют некоторые типы генерирующих компаний к конкурентной торговле, поскольку вынуждают занижать объемы производства, позволяя тем самым компании получать более высокую цену. Наличие различного типа компаний требует более внимательного учета всех существующих условий и соблюдения баланса интересов участников рынка для создания равных возможностей для участия в торговле на рынке электроэнергии.
Небольшие станции, такие как Сочинская ТЭЦ, Элистинская ГТ-ТЭЦ и прочие, наиболее эффективны при использовании маржинальной, финансовой и совместной стратегий. Вероятно, это следствие того, что снижение объемов в виду малого производства существенно сказывается на доходах компаний.
Очевидно, что в ночное время суток ТГК-8 является единственной компанией, которой выгодно применять стратегии финансового изъятия, поскольку ее заявка в эти час, согласно модельному расчету является ценообразующей. Смешанное (одновременное финансовое и физическое) изъятие выгодно для применения ТГК-8 в пиковые часы и ОГК-5 в вечернее и дневное время, что позволяет им замкнуть предложение, принятое рынком, после применения финансового изъятия.