电力市场的设计需要考虑经济环境、政策要求、电网工程特点等多方面的情况，考虑短期效率、长期效率、地区平衡、可再生能源消纳、能源安全等多方面的目标和要求，是一个复杂的系统工程，需要电气、经济、法律等多方面人才的共同努力完成。我国目前多个省份在进行现货市场的设计工作，引起了很多专家、学者的关注。这里我们也对一些问题进行讨论，欢迎大家指正。
我国本轮的电力市场改革中，“物理合同”、“金融合同”等概念引起了很多关注，本文就对这些概念进行一些讨论。
一、什么是“物理合同”和“金融合同”
汉语是一个博大精深的语言，句型、语法灵活，变化多端。汉语中存在很多近义词，其之间的差别需要根据上下文辨析。
电力市场中也有很多类似的概念，其在不同的场合有不同的含义。这里就对“物理合同”和“金融合同”这两个概念进行讨论。
1、合同的基本要素
为了更加清楚的对物理合同、金融合同等概念进行讨论，这里首先对合同的定义和基本要素进行简单的讨论。
简单的说，合同是当事人(两方或多方)签定的设立、变更或终止某种民事关系的协议。结合电力市场的实际情况，一个完整的合同应该有以下几个方面的要素：
1)当事人——协议涉及到的法律主体，比如电力直接交易合同的当事人是发电厂和用户;
2)协议的具体内容——交易的对象，或者说标的物。比如月度中长期电力交易的对象是一个月内的总用电量，现货交易的对象是某个时段的电量。
3)协议的地点和方式——在哪里签定协议?如何签定协议?是双边谈判的方式还是通过一个中间人、或者通过交易所?
4)协议的时间——是现货一手交钱一手交货，还是提前签定协议未来交割?
5)协议的交割方式——如果交易的对象是物理的物品，是否允许金融交割?如果允许金融交割，采用什么样的价格机制交割?
2、电力合同中交易的标的物
电力市场中，交易的标的物可以分为物理产品和金融产品两大类。物理产品，包括电能量和输电权两大类，是能够以具体的实物进行交割的。金融对象，即金融学中的“衍生品”，是基于物理产品的价格派生出来的一些产品。比如差价合约，交易的对象即是合约中规定的两个价格的差，具体如远期约定的价格和现货市场价格之间的差，或者某两个节点之间的实时电价差等。
3、电力合同中交易的交割方式
合同的交割方式有两种：物理交割和金融交割。对本身交易标的物就是金融产品的交易，比如差价合约，交割方式一定是金融交割。对于标的物是物理产品的交易，可以采用物理交割，也可以采用金融交割。
4、物理合同和金融合同
简单的说“物理合同”和“金融合同”具有一定的歧义，需要明确是讨论交易的对象还是交割方式。对电力这种物理的交易对象，由于其特殊的性质，对提前签定的合同，很难保证一定通过“物理(实物)交割”，这样，在合同中，关于违约、变更的相关条款就非常重要。也就是说，电力物理合同中，需要约定如果交易无法物理交割，如何进行金融的交割/结算?
二、电能合同及交割举例
1、物理合同物理交割
算例1： 一个电厂G和一个用户L在2017年1月1日签定了一个合同，约定2018年1月1日上午8点用户购买电厂10MWh的电量，价格为300￥/MWh。
情况1-1：在实际的交割时刻，用户如果实际正好用了10MWh的电量，电厂也正好发出了10MWh的电力，则用户按300￥/MWh的价格支付电费3000元给电厂即可，该交易完成了物理交割。
2、物理合同金融交割
情况1-2：算例1的远期合同下，在实际的交割时刻2017年1月1日上午8点，合约没有全部物理交割。可能有以下几种情况。
情况1-2-1：用户使用电量偏差。这种情况下，发电按约定发出了10MWh的电，但用户在该时刻多用了电，或者少用了电。
情况1-2-1-1：用户多用3MWh电;
情况1-2-1-2：用户少用2MWh电。
情况1-2-2：发电的发出电量偏差。这种情况下，用户按约定使用了10MWh的电，但发电在该时刻多用了电，或者少用了电。
情况1-2-2-1：发电多发了4MWh电;
情况1-2-2-2：发电少发了1MWh电。
在情况2的各种子情况下，对于按合约物理执行的部分，按约定的价格300￥/MWh结算即可。关键是对没有物理执行的部分，该如何结算?
对于实际发、用电与合约电量的差，可以从两个角度理解，也对应不同的结算方式。
1)认为合约的一部分是物理执行，另一部分是金融执行。这样，就必须在合约中，约定如果没有物理执行，金融交割的价格的基准。也就是说，规定对未物理交割的部分以双方认可的某一个市场的价格为基准进行执行。不同市场中，对金融执行时的价格基准有不同的约定。电力市场中，一般以实时市场的价格作为结算的基准。
美国PJM为代表的电力市场中，建立有实时市场。对实际市场成员的偏差电量，无论是哪个方向的，均以实时市场的价格作为基准进行交割。
上面的例子中，假设2017年1月1日上午8点实时市场的价格为250￥/MWh，则以上几种情况的结算方式如下：
2)认为合同必须要按原来的约定物理执行。对于没有物理执行的部分，需要进行“惩罚”。这样，需要在合约中规定“偏差”结算(违约处理)的方法。英国、欧洲市场大多是这种思路。我国目前中长期交易中的偏差处理，也是这种思路。这是一种惩罚的思想，认为双方应该履约，按照约定的数量发电、用电，如果实际发用电量有偏差，应该接受惩罚。这种机制的关键是对偏差量的结算机制。不同国家、地区有不同的方法。比如，广东2017年的电力市场中，规定无论是正偏差还是负偏差，都按照月度集中竞价价差的两倍进行“考核”。英国的BETTA模式中，分别规定了在系统不同情况下(过剩Long情况下，以及短缺Short情况下)，市场主体的不同方向的偏差(多发少用的正偏差，少发多用的负偏差)的结算方法。
算例2
某月度电量市场(以广东2017年市场规则为例)，采用价差竞价模式，假设月度市场出清价差为-50￥/MWh，偏差考核费用为2倍的价差。为简化分析，设无考核量，即所有的偏差都按照2倍价差考核。考虑两个用户L1、L2，目录电价均为300￥/MWh，用户L1的用电量为正偏差3MWh，用户L2的用电量为负偏差-2MWh。
情况2-1 L1、L2独立参与市场。
2-1下L1的偏差结算：
3*(300-50+2*50)=1050￥
2-1下L2的偏差结算：
-2*(300-50-2*50)=-300￥
2-1下的总偏差结算：
750￥
=+1050-300
=1*(300-50)+5*(2*50)
情况2-2 L1、L2通过同一个售电公司参与市场。
2-2下的总偏差结算：
350￥
=1*(300-50)+1*(2*50)
可以看到，在这种偏差考核机制下，用电用户不同的组合方式下(情况2-1和情况2-2)，用户的用电情况、系统的供需情况没有任何变化，仅仅通过用户之间的“商业”上的联合，就达到了减小偏差费用的目的。这种机制对规模大的售电公司是有利的：用户范围扩大，不同用户的用电偏差相抵消或消减，从而减小偏差考核费用。这种机制在市场初期，有利于售电公司争取用户，利于售电公司的发展。但从长期看，这种机制不应是鼓励的机制。市场设计的一个基本原则是，不应该鼓励没有物理上的变化而仅仅通过数字上的、商业上的变换实现盈利。比如在这个例子中，情况2-1和情况2-2下电力系统的供需是完全相同的，意味着电力系统整体的成本、可靠性是一样的，但最终的结算结果不一样，这就造成了市场“博弈”的空间。
英国的不平衡机制，早期也是采取类似的双结算机制，不平衡价格有惩罚性的价格和非惩罚性的价格。考虑到上面的原因，于2015年11月，英国的不平衡结算已经改为了单结算机制。下面进行稍微详细一些的介绍。
3)以平衡市场的价格作为金融交割价格基准的方法
以英国、北欧等为代表的电力市场中，通过“平衡机制”来解决市场成员实际的发、用电量与合约电量的差别，市场成员的不平衡电量按照不平衡机制进行结算。平衡机制与实时市场方式的差别主要在以下几个方面。
①产品的定义不同。实时市场中，是一种全电量市场，交易的产品是某个时间段内全部的发电或用电量，提供产品的是发电资源，使用产品的是用户;平衡机制中，交易的产品是实际发电、用电量与某个基准电量之间的差异(或者说增量)，包括上调服务(offer)和下调服务(bid)，提供服务的机构是平衡服务单元。
②产品的定价方式不一样。实时市场中，在每个时段，每个价格区域(可以是节点)，只有一个价格，在该时刻和该节点，发电的就按照这个价格得到收益，用电的就按照这个价格支付电费。在平衡机制中，可以对“上调”服务和“下调”服务定义不同的价格。
欧洲实行平衡机制的市场中，对不平衡的结算有不同的方法。根据上调服务和下调服务价格的异同，可分为双结算机制和单结算机制。注意，这里的双结算/单结算是指对平衡市场中不同方向的不平衡电量，采用相同的结算机制还是不同的结算机制，与美国PJM为代表的电力市场中日前/市场市场的双结算是不同的含义。
双结算机制：根据系统的不同的状态(Long与Short)，对多发少用、少发多用的电采取不同的结算机制。定义了两种结算价格：主要定价法和补充定价法。主要定价法是一种惩罚性的定价方法，反映了系统为实现平衡花费的所有成本，包括购买Bid/Offer的成本和签定一些辅助服务合同的成本等。补充定价法反映短期能量市场中的能量价格，是一种非惩罚性的价格。当系统状态为电量过剩，即Long时，对“多发少用”的电量(加重系统不平衡)采取“主要定价法”，对少发多用的电量采取“补充电价法”。当系统状态为电量不足时，对“多发少用”的电量(缓解系统不平衡)采取“补充定价法”，对少发多用的电量采取“主要定价法”。
单结算机制下，取消了补充定价法，无论系统状态为Long还是Short，对多发少用、少发多用的电量都是采用相同的结算方法。详细的介绍见之前的公众号文章《英国电力平衡市场的报价和结算机制》。
平衡机制下，如果对不平衡电量采用单结算机制，其本质就和PJM的实时市场是相同的;如果对不平衡电量采用双结算机制，就是对不平衡电量采取的是一种惩罚性的价格。英国电力市场中，不平衡结算机制已经在2015年11月，从双结算机制转向了单结算机制。
三、输电服务合同
以上分析中，认为电能交易合同仅涉及供、需双方。实际上，由于电的传送需要通过电网进行，一般电能的供、需方都会和电网签定相关的合同，因此对标的物为物理的电量的电力交易合同，也可以认为是供、需、网三方的合同。因此，在合同中，应该约定由于各方原因造成无法履约情况下的合同条款。
上一节中，分析了由于供、需方的原因造成的电力偏差的结算方式，包括实时市场价格结算、按平衡市场价格结算等。对电网原因造成的交易无法完全交割的情况如何结算，取决于输电定价的机制及其输电服务合同。下面对几种典型的市场的处理方法进行介绍。
1、限下部分补偿机会成本
以英国电力市场为例说明这种方法。英国电力市场中，发电侧和用户侧都需要缴纳输电费用。输电费用在全国范围内按照长期边际成本方法计算，分区定价。市场主体缴纳了输电费用后，就有了在英国范围内使用电网送电的权利。如果由于电网阻塞的原因导致电厂的电送不出去，电网需要对因阻塞受限的出力(限下)进行补偿。在POOL模式下，按照(市场出清价-机组报价)对限下容量进行补偿。在双边交易模式下，根据市场主体的Bid报价进行补偿。
这种方法的基本思路是：已经缴纳了输电费，就有在该市场范围内电力传输的权利，因此如果没有保证传输，交易被裁减，需要对其进行补偿。
2、定义物理输电权
一些市场，对输电服务的管理采取物理输电权的方式。如果要进行两个节点或两个区域之间的电能交易，必须同时购买了这两个节点或两个区域之间的输电权。这就从机制上保证了交易的物理可执行性。
但由于电力系统的特殊性，即使事先买了物理输电权，实际运行时还是不能100%保证交易一定可以执行。比如，发生了突然的电网事故，输电能力减小，或者发电机组故障，电能无法送出等。这种情况下，需要定义物理输电权没有使用情况下的处理方式，如“use it or lose it”、“use it or sell it”等。一般采用后者，“use it or sell it”，如果没有使用，将根据当时的输电权价格得到一定的补偿。
3、定义金融输电权
越来越多的市场采取金融输电权的方式，市场成员提交的电能交易如果同时有对应的金融输电权，交易被裁减时会按照输电权的价格得到补偿。
四、套期保值与投机
市场主体签定远期合同、期货、期权合同的原因有两类：风险规避/套期保值与盈利/投机。对一个市场主体来说，如果知道其未来对某个物理产品的具体的供给或需求的数量，如果提前签定了某种合同，并且未来的实际供给、需求量与这个合约中规定的量完全匹配，则其行为就可以称为“套期保值”，即提前锁定了价格，交易风险被完全规避。如果实际的供给、需求量与合同规定的量不完全匹配，则其不匹配的部分需要金融交割，也就是说，根据现货市场的价格在现货市场进行反向交易来履约交割。这样，如果合同中规定的价格与现货市场的价格不一致，这个交易就存在风险，同时也意味着盈利的可能。这种行为，可以称为“投机”。
电力市场中参与中长期交易(这里所说的中长期交易包括远期合同、期货、期权等类型)的市场主体有两类，发电厂、用户等实体企业，以及银行、基金公司等纯金融机构。对实体企业，其一般是风险厌恶型的，希望有比较稳定的收益。因此，其在市场中的策略应该是中长期的合同量尽量与实际的发、用电量匹配。如果想通过中长期市场和现货市场的组合获得最大收益，需要对现货市场的价格水平、偏差进行具体的预测。
结论
电力合同中物理合同和金融合同的区分可以从不同的角度理解。从标的物角度，电力合同包括对物理的电能/输电权的合同，以及基于一些产品的价格定义的金融衍生品合同。对物理合同，可以采用实物交割的方式，也可以采用现金交割的方式。对没有实物交割的部分的结算方式，取决于市场的相关机制，没有实物交割的原因，以及合同中的具体约定。对电能合同，不平衡量的结算有按实时市场价格结算和以平衡市场价格结算两大类。对输电合同，未执行的交易可以通过机会成本补偿、物理输电权、金融输电权等方式进行金融结算。
交易结算是市场中最复杂的环节。中长期合同的结算方式主要取决于相关的实时市场/不平衡的机制以及输电定价/输电权定义方式。不同的机制并没有绝对的“好坏”之分，不同的机制产生了不同的经济信号、不同的福利分配，每个国家、地区需要根据具体情况确定具体适用的方法。
作者：荆朝霞,华南理工大学,教授/博士生导师;
本文转载自电力市场中的物理合同和金融合同及其结算[EB/OL]. 走进电力市场, 2018-2-5.
原标题：电力市场中的物理合同和金融合同及其结算
