新能源參與電力現(xiàn)貨市場的過渡機(jī)制研究

戴潔芬，陳滬偉

（1.國電浙江北侖第一發(fā)電有限公司，浙江 寧波 315800；2.國家能源投資集團(tuán)浙江公司，杭州 310016）

1 電力現(xiàn)貨市場建設(shè)發(fā)展情況

自2015 年發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》（中發(fā)〔2015〕9 號），開始新一輪電力體制改革以來，我國電力體制改革已經(jīng)經(jīng)過了5 年。目前，國內(nèi)各電力現(xiàn)貨試點(diǎn)省份均已陸續(xù)于2019 年開展了現(xiàn)貨市場試運(yùn)行，并開始探索在市場模式下的多日、多周，甚至連續(xù)月的結(jié)算試運(yùn)行，市場利益格局調(diào)整已初見端倪。

我國開展電力體制改革其實(shí)不僅僅是引入市場機(jī)制，在電力現(xiàn)貨市場設(shè)計(jì)建設(shè)過程中，提高資源配置有效性的同時(shí)兼顧綠色和經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)新能源消納，也是電力市場需要考慮的重要因素之一。2017 年8 月28 日，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于開展電力現(xiàn)貨市場建設(shè)試點(diǎn)工作的通知》，文件明確了南方（以廣東起步）、蒙西、浙江、山西、山東、福建、四川、甘肅等8 個(gè)地區(qū)作為第一批試點(diǎn)，要求結(jié)合各地電力供需形勢、網(wǎng)源結(jié)構(gòu)和市場化程度等條件，建立完善的新能源參與市場的交易機(jī)制與價(jià)格補(bǔ)貼機(jī)制[1]。2019 年8 月7 日，國家發(fā)展改革委、國家能源局又印發(fā)了《關(guān)于深化電力現(xiàn)貨市場建設(shè)試點(diǎn)工作的意見》，要求建立促進(jìn)清潔能源消納的現(xiàn)貨交易機(jī)制，選擇清潔能源以報(bào)量報(bào)價(jià)方式，或報(bào)量不報(bào)價(jià)方式參與電力現(xiàn)貨市場，實(shí)現(xiàn)清潔能源優(yōu)先消納，同時(shí)相應(yīng)優(yōu)先發(fā)電量應(yīng)覆蓋保障利用小時(shí)數(shù)[2]。這是2017 年8 月開展電力現(xiàn)貨市場建設(shè)試點(diǎn)以來的又一次深化改革，要求兼顧新能源的特點(diǎn)，從國家政策層面擴(kuò)大新能源的消納。

2 我國新能源消納情況

我國的新能源裝機(jī)增長迅速，截至2020 年7月，我國光伏裝機(jī)容量達(dá)到2.19 億kW，占總裝機(jī)容量的10.6%；風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到2.18 億kW，占總裝機(jī)容量的10.5%，光伏和風(fēng)電裝機(jī)容量均為世界第一。

使用新能源可以大幅度減少化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放和其它污染物排放，有助于緩解全球變暖、空氣污染、水污染等環(huán)境問題。為了促進(jìn)新能源消納實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，我國也出臺了很多激勵(lì)政策，2016 年國家發(fā)改委發(fā)布了《新能源發(fā)電全額保障性收購管理辦法》，目前采用固定電價(jià)與固定補(bǔ)貼的機(jī)制，對保障性內(nèi)新能源發(fā)電電量按確定的上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)進(jìn)行全額收購，對于參與市場競爭的電量，按上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)與當(dāng)?shù)孛弘姌?biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)的差額進(jìn)行補(bǔ)貼。根據(jù)現(xiàn)行國家發(fā)改委發(fā)布的海上風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)政策，新核準(zhǔn)的海上風(fēng)電項(xiàng)目需全部通過競爭方式確定上網(wǎng)電價(jià)，2019 年新核準(zhǔn)近海風(fēng)電指導(dǎo)價(jià)調(diào)整為0.8元/kWh，2020 年將調(diào)整為0.75 元/kWh[3]，相對煤電溢價(jià)較高。目前大部分可再生能源主要依靠財(cái)政補(bǔ)貼，而補(bǔ)貼資金缺口逐年增大，政策層面或?qū)⒔⒖稍偕茉措妰r(jià)補(bǔ)貼逐步退坡機(jī)制，通過市場形成上網(wǎng)電價(jià)或通過競爭性等招標(biāo)方式形成補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電、光伏的平價(jià)上網(wǎng)。

3 國內(nèi)外新能源參與電力市場現(xiàn)狀

目前，國外電力市場建設(shè)發(fā)展已有較長的歷史，形成了不少典型的電力市場體系，其中有以美國PJM、德州等電力市場為代表的集中式電力市場，也有北歐、英國為代表的分散式電力市場，不同的電力市場中的新能源參與機(jī)制各有不同[4]。在這些電力市場發(fā)展建設(shè)中，也逐步經(jīng)歷了新能源的固定上網(wǎng)電價(jià)全額收購、溢價(jià)補(bǔ)貼參與電力市場和無補(bǔ)貼直接參與電力市場的發(fā)展歷程，對于我國建設(shè)發(fā)展新能源參與現(xiàn)貨市場具有重要的借鑒意義。

在德國電力市場中，新能源經(jīng)歷了固定上網(wǎng)電價(jià)全額收購向溢價(jià)補(bǔ)貼參與電力市場的發(fā)展過程[5]。德國電力市場在2012 年之前采用固定上網(wǎng)電價(jià)方式全額消納新能源，促進(jìn)了新能源的快速發(fā)展。2012 年之后，德國電力市場允許新能源與其他電源同等參與市場，根據(jù)市場價(jià)格獲得發(fā)電收益。在參與電力市場機(jī)制上引入了調(diào)度計(jì)劃組這一主體（可由多個(gè)分布式新能源電站組成，但其均在同一個(gè)發(fā)電上網(wǎng)節(jié)點(diǎn)），在日前市場關(guān)閘前，由調(diào)度計(jì)劃組代表一組新能源發(fā)電機(jī)組在日前市場上報(bào)價(jià)出清參與市場。此外，新能源還獲取市場外的溢價(jià)補(bǔ)貼來彌補(bǔ)投資建設(shè)成本等。溢價(jià)補(bǔ)貼從一定程度上也緩解了新能源全額消納帶來的補(bǔ)貼壓力，有助于降低用戶的用電成本。

在美國PJM 電力市場中，新能源與其他類型機(jī)組同等直接報(bào)量報(bào)價(jià)參與電力市場，并可以通過日前和實(shí)時(shí)市場的價(jià)格信號，有效地引導(dǎo)新能源適當(dāng)控制發(fā)電出力，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行。為了促進(jìn)可再生能源的消納，PJM 通過輔助服務(wù)市場以及偏差考核等方式激勵(lì)各類發(fā)電機(jī)組積極響應(yīng)系統(tǒng)指令調(diào)整出力，改善了新能源出力波動(dòng)帶來的系統(tǒng)不平衡。由于新能源出力的不確定性和現(xiàn)貨市場價(jià)格的實(shí)時(shí)波動(dòng)性，新能源發(fā)電企業(yè)可以與用戶簽訂中長期差價(jià)合約等金融合約來規(guī)避現(xiàn)貨價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)。美國的新能源配額制要求供電商必須購買一定比例的新能源，也促進(jìn)了購電商與新能源企業(yè)簽訂中長期購電合同。此外，新能源發(fā)電企業(yè)還可通過出售新能源配額來獲取更多的收益。PJM 的容量市場設(shè)計(jì)也有助于新能源企業(yè)收回投資建設(shè)成本。

國內(nèi)，廣東現(xiàn)貨市場采用了“部分機(jī)組計(jì)劃調(diào)度+部分機(jī)組全電量競價(jià)”模式[6]，其中煤機(jī)、燃機(jī)作為B 類機(jī)組參與全電量競價(jià)，其余的核電、抽蓄、水電、少量火電和省外來電為A 類機(jī)組，按照計(jì)劃調(diào)度方式安排生產(chǎn)。因此，在目前的廣東電力市場中，新能源機(jī)組作為A 類機(jī)組，暫未獲得廣東電能量市場交易資格，只享有基數(shù)合約電量，不直接參與現(xiàn)貨市場和中長期交易，在市場外按政府批復(fù)的上網(wǎng)電價(jià)進(jìn)行結(jié)算，確保了清潔能源的全額消納。而浙江的電力現(xiàn)貨市場設(shè)計(jì)采用全電量優(yōu)化的模式，其中市場初期省內(nèi)的風(fēng)電、光伏等新能源機(jī)組不直接參與，由浙江電網(wǎng)（代理交易）根據(jù)負(fù)荷預(yù)測參與現(xiàn)貨市場出清優(yōu)化，接受市場價(jià)格，即報(bào)量不報(bào)價(jià)，保障風(fēng)電、光伏的優(yōu)先消納[7]。

考慮到新能源出力的間歇性、波動(dòng)性和預(yù)測的不確定性問題，在國內(nèi)電力現(xiàn)貨試點(diǎn)建設(shè)初期，新能源難以做到與其他常規(guī)火電平等參與市場申報(bào)。新能源“報(bào)量不報(bào)價(jià)”或作為市場邊界不參與市場時(shí)，現(xiàn)貨價(jià)格的波動(dòng)與新能源發(fā)電出力情況密切相關(guān)，同樣會(huì)影響市場上其他類型機(jī)組價(jià)格。比如：山西電力市場試運(yùn)行期間，風(fēng)電、光伏以報(bào)量不報(bào)價(jià)方式參與市場，中午基本為全天價(jià)格最低時(shí)段，凌晨后夜價(jià)格居中，晚高峰價(jià)格最高；山東現(xiàn)貨市場試運(yùn)行出清價(jià)格在夜間較高、中午較低，與傳統(tǒng)的峰谷分時(shí)價(jià)格曲線出現(xiàn)“倒掛”現(xiàn)象，主要原因是外來電、新能源發(fā)電等未進(jìn)入現(xiàn)貨市場，不同時(shí)段優(yōu)先發(fā)電量與優(yōu)先用電量不匹配。

根據(jù)國外先進(jìn)電力市場經(jīng)驗(yàn)和國內(nèi)電力現(xiàn)貨試點(diǎn)探索，固定上網(wǎng)電價(jià)全額消納是新能源發(fā)展初期推動(dòng)其快速發(fā)展的有效激勵(lì)政策，也有助于促進(jìn)能源綠色發(fā)展，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。目前國內(nèi)現(xiàn)貨試點(diǎn)地區(qū)電力現(xiàn)貨市場已逐步建立，但考慮計(jì)劃與市場的平穩(wěn)過渡和銜接，在未來較長一段時(shí)間里，各省的發(fā)電價(jià)格仍將實(shí)現(xiàn)雙軌制，優(yōu)先發(fā)、用電量仍執(zhí)行政府定價(jià)。有研究指出：電力市場實(shí)時(shí)電價(jià)更易受到新能源發(fā)電量情況而非預(yù)測誤差的影響[8]，建立新能源的市場機(jī)制對于市場發(fā)展具有重要影響。參考借鑒德國、美國PJM 的電力現(xiàn)貨市場實(shí)際運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，建議新能源的電力市場交易機(jī)制需配合市場發(fā)展路徑分階段建設(shè)，逐步引入競價(jià)機(jī)制，有研究指出：有效的市場機(jī)制可促進(jìn)高比例新能源的消納，同時(shí)效益可觀[9]，并應(yīng)將新能源固定電價(jià)機(jī)制轉(zhuǎn)向溢價(jià)補(bǔ)貼[10]。國內(nèi)有相關(guān)研究提出參與日前發(fā)電合同轉(zhuǎn)讓、基于日前預(yù)掛牌的電力平衡機(jī)制等市場過渡期促進(jìn)新能源消納的短期交易機(jī)制[11]。同時(shí)電力市場機(jī)制不止電能量交易，對于現(xiàn)行優(yōu)先發(fā)電制度與市場機(jī)制的不協(xié)調(diào)，有相關(guān)研究指出需要協(xié)同采用政府授權(quán)合約制度來保證新能源、外來電等的消納，合理調(diào)整政府授權(quán)合約覆蓋比例，避免新能源參與市場后對市場價(jià)格造成大幅波動(dòng)，同時(shí)避免在市場內(nèi)產(chǎn)生雙軌制的結(jié)算不平衡資金[12]。相關(guān)文獻(xiàn)對新能源入市后新增的輔助服務(wù)成本如何處理有進(jìn)行了研究[13-14]，需要配套建立輔助服務(wù)市場交易機(jī)制和發(fā)電容量成本回收機(jī)制[15]等，合理保障新能源在電力市場中的收益。

4 新能源參與電力市場過渡機(jī)制研究

在光伏、風(fēng)電大發(fā)的時(shí)段現(xiàn)貨市場價(jià)格較低，導(dǎo)致新能源與傳統(tǒng)發(fā)電類型機(jī)組之間競爭激烈。對于新能源機(jī)組來說，雖然其競價(jià)的變動(dòng)成本較低，但長期來看，在沒有容量市場的情況下將無法收回固定成本，也不利于市場長期穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，在市場建設(shè)初期，各類型發(fā)電機(jī)組仍存在實(shí)行電價(jià)雙軌制的情況，電力市場體系尚不完善，初期可維持現(xiàn)有的價(jià)格機(jī)制不變，保證投資建設(shè)成本的回收，新能源不直接參與電力市場，便可采用以下的過渡發(fā)展路徑，即引入“代理交易商”的概念，以代理交易商作為代理所有新能源參與交易的“市場接口”納入市場出清優(yōu)化，同時(shí)由代理交易商代理與用戶側(cè)簽訂政府授權(quán)合約，通過中長期合約提前鎖定、合理控制新能源暴露在現(xiàn)貨市場價(jià)格的部分，通過代理交易商與新能源企業(yè)之間的結(jié)算將市場內(nèi)的現(xiàn)貨價(jià)格傳導(dǎo)至新能源，為新能源下一步直接參與現(xiàn)貨市場奠定基礎(chǔ)。過渡機(jī)制如圖1 所示。

圖1 電力市場中電網(wǎng)企業(yè)全額消納新能源

《可再生能源發(fā)電全額保障性收購管理辦法》規(guī)定，可再生能源與電網(wǎng)公司簽訂優(yōu)先發(fā)電合同，全額保障性收購利用小時(shí)數(shù)內(nèi)的所有發(fā)電量，因此市場建設(shè)初期可由電網(wǎng)企業(yè)承擔(dān)“代理交易商”的職能，整合所有新能源參與交易。同時(shí)文件明確指出優(yōu)先發(fā)電合同可采用差價(jià)合同的方式，因此可以授權(quán)“代理交易商”與用戶簽訂中長期差價(jià)合約，合約部分覆蓋保障性收購利用小時(shí)數(shù)內(nèi)的所有發(fā)電量。新能源與代理交易商之間仍執(zhí)行當(dāng)前的結(jié)算模式，簽訂代理交易合約執(zhí)行優(yōu)先發(fā)電并按目前核定的發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)和實(shí)際發(fā)電量結(jié)算。

代理交易商在現(xiàn)貨市場中進(jìn)行現(xiàn)貨結(jié)算，其結(jié)算參考點(diǎn)可以考慮新能源分布位置選取特定多個(gè)發(fā)電節(jié)點(diǎn)分別計(jì)算，市場建設(shè)初期也可虛擬發(fā)電節(jié)點(diǎn)例如以計(jì)算一個(gè)發(fā)電側(cè)加權(quán)電價(jià)作為結(jié)算參考?，F(xiàn)貨市場中，代理交易商可以根據(jù)其代理的新能源的負(fù)荷預(yù)測申報(bào)日前和實(shí)時(shí)的發(fā)電出力曲線，以報(bào)量不報(bào)價(jià)的方式參與現(xiàn)貨市場。與現(xiàn)貨市場配套還需具備中長期合約市場，可采用政府授權(quán)合約的設(shè)計(jì)，由代理交易商持有，以負(fù)荷中心價(jià)格作為合約參考結(jié)算點(diǎn)進(jìn)行差價(jià)結(jié)算。政府授權(quán)合約對應(yīng)新能源保量保價(jià)部分，以燃煤標(biāo)桿電價(jià)進(jìn)行結(jié)算，而合約外上網(wǎng)部分即對應(yīng)于保量不保價(jià)部分，接受現(xiàn)貨市場價(jià)格，符合國家對于新能源收購管理的要求，如圖2 所示。

圖2 新能源電價(jià)機(jī)制參與現(xiàn)貨市場銜接

如圖3 所示，引入“代理交易商”參與了新能源在市場中的結(jié)算，由于新能源出力預(yù)測的不確定性，代理交易商承擔(dān)了新能源在現(xiàn)貨市場價(jià)格波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。而代理交易商在場外仍按當(dāng)前上網(wǎng)電價(jià)與新能源結(jié)算，此時(shí)代理交易商便存在場內(nèi)外結(jié)算不平衡的風(fēng)險(xiǎn)。代理交易商作為初期新能源參與市場的過渡機(jī)制，不宜成為營利機(jī)構(gòu)賺取場內(nèi)外差價(jià)，但也不應(yīng)替新能源承擔(dān)現(xiàn)貨風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)盡量減少代理交易商的結(jié)算不平衡。因此，政府授權(quán)合約可以采用事后按實(shí)發(fā)電量分配給代理交易商，也可采用事前分配事后調(diào)整的機(jī)制，避免合約電量與實(shí)際上網(wǎng)電量的偏差過大時(shí)，代理交易商在市場中承擔(dān)價(jià)格波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)代理交易商應(yīng)將現(xiàn)貨市場內(nèi)的價(jià)格信號傳導(dǎo)至新能源側(cè)，以下將分為電能量市場和輔助服務(wù)市場進(jìn)行詳細(xì)敘述。

圖3 “代理交易商”代理新能源參與電力市場發(fā)展

4.1 電能量市場

新能源出力預(yù)測和負(fù)荷需求的不確定性，代理交易商在日前申報(bào)的出力與實(shí)際發(fā)電出力之間存在一定偏差，而偏差部分在現(xiàn)貨市場中的偏差結(jié)算將給代理交易商帶來一定的市場風(fēng)險(xiǎn)，要求代理交易商提高負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確性?，F(xiàn)貨市場價(jià)格的波動(dòng)性也會(huì)造成代理交易商的電能現(xiàn)貨收益與場外需支付給新能源的價(jià)格不匹配，最終導(dǎo)致代理交易商結(jié)算偏差費(fèi)用的產(chǎn)生。此時(shí)，可以調(diào)整政府授權(quán)合約電量Vq占其實(shí)際發(fā)電上網(wǎng)電量Qr的比例，來控制新能源參與現(xiàn)貨市場的比例。以浙江電力市場為例，市場采用了政府授權(quán)合約的設(shè)計(jì)[9]，將原有的發(fā)電計(jì)劃轉(zhuǎn)換為中長期差價(jià)合約，可根據(jù)不同類型機(jī)組的歷史發(fā)電曲線明確合約曲線形狀，市場初期合約將覆蓋發(fā)電機(jī)組90%的發(fā)電量，且合約價(jià)格仍采用政府批復(fù)的機(jī)組原上網(wǎng)電價(jià)，相當(dāng)于10%的電量接受現(xiàn)貨市場的價(jià)格，做到了由計(jì)劃向市場的過渡。

在只考慮電能量的情況下，代理交易商在電力市場中的收益可以表示為：

式中：Ce為現(xiàn)貨市場電能收益；Qd為日前市場申報(bào)電量；Pd為日前市場節(jié)點(diǎn)電價(jià)；Qr為實(shí)時(shí)市場實(shí)際電量；Pr為實(shí)時(shí)市場節(jié)點(diǎn)電價(jià)；Vq為政府授權(quán)合約電量；Vp為政府授權(quán)合約電價(jià)；Bq為雙邊合約電量；Bp為雙邊合約電價(jià)；Pi為場外新能源的固定電價(jià)。

其中，考慮新能源出力的不確定性，政府授權(quán)合約電量Vq可以事后根據(jù)新能源實(shí)際上網(wǎng)電量Qr的一定比例確定，例如負(fù)荷側(cè)放開參與市場的電量占比。

代理交易商在場外應(yīng)支付給新能源的上網(wǎng)電費(fèi)可以表示為：

式中：F 為場外支付給新能源的上網(wǎng)電費(fèi)；P 為新能源當(dāng)前上網(wǎng)固定電價(jià)；Qr為實(shí)時(shí)上網(wǎng)電量。

代理交易商在現(xiàn)貨市場中的收益與應(yīng)支付給新能源的電費(fèi)便產(chǎn)生了偏差費(fèi)用，可以表示為：

式中：δ 為市場內(nèi)外結(jié)算產(chǎn)生的電能量偏差費(fèi)用。

在只考慮電能量收益暫不考慮輔助服務(wù)、成本補(bǔ)償?shù)纫蛩貢r(shí)，當(dāng)政府授權(quán)合約量Vq完全覆蓋實(shí)際上網(wǎng)電量即Vq=Qr時(shí)，且Bq=0，P=Vp，此時(shí)偏差費(fèi)用δ=0，即代理交易商代理新能源在市場交易中的電費(fèi)收益與應(yīng)支付給新能源機(jī)組的場外電費(fèi)相等，可以認(rèn)為此時(shí)新能源發(fā)電機(jī)組完全沒有接受現(xiàn)貨價(jià)格，相當(dāng)于新能源發(fā)電完全保量保價(jià)。

當(dāng)政府授權(quán)合約量小于實(shí)際上網(wǎng)電量即Vq

隨著市場不斷成熟發(fā)展，可以逐步減少政府授權(quán)合約覆蓋的比例，此時(shí)場內(nèi)外不同結(jié)算機(jī)制導(dǎo)致的偏差費(fèi)用將隨合約比例的減少而增加，此時(shí)可以類似于售電公司代理電力用戶時(shí)傳導(dǎo)電價(jià)優(yōu)惠的方式，代理交易商可以按度電費(fèi)用的價(jià)格傳導(dǎo)方式傳導(dǎo)至新能源機(jī)組，一定程度上參與了現(xiàn)貨市場結(jié)算，承擔(dān)了市場價(jià)格波動(dòng)。

4.2 輔助服務(wù)市場

4.1 節(jié)僅討論了電能量市場，但電力市場在實(shí)際建設(shè)發(fā)展過程中，必須配套建立調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)市場，以應(yīng)對電網(wǎng)運(yùn)行過程中安全和可靠性問題。但新能源由于發(fā)電出力的隨機(jī)性，無法提供現(xiàn)貨市場所需的各項(xiàng)輔助服務(wù)，且新能源的接入需要其他類型發(fā)電機(jī)組提供更多的輔助服務(wù)以應(yīng)對其在電網(wǎng)系統(tǒng)中產(chǎn)生的波動(dòng)性，增加了市場中總的輔助服務(wù)成本。同時(shí)，新能源采用負(fù)荷預(yù)測報(bào)量不報(bào)價(jià)的方式參與市場出清時(shí)，由于提前鎖定發(fā)電出力曲線確保了新能源的消納，無法在現(xiàn)貨市場中獲得額外的成本補(bǔ)償。

市場中產(chǎn)生的輔助服務(wù)和成本補(bǔ)償?shù)荣M(fèi)用原則上需要由所有用戶承擔(dān)。由于發(fā)、用電計(jì)劃有序放開，計(jì)劃和市場在未來很長一段時(shí)間內(nèi)都將雙軌運(yùn)行，參與市場的電力用戶根據(jù)其在市場中的用電量比例，需承擔(dān)一部分輔助服務(wù)和成本補(bǔ)償?shù)瘸杀?。而未放開的用戶仍由政府授權(quán)合約覆蓋，執(zhí)行計(jì)劃模式下的目錄電價(jià)，這部分用戶的用電價(jià)格需考慮民生、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素，目前暫不具備調(diào)整的空間，難以將輔助服務(wù)和成本補(bǔ)償?shù)瘸杀就ㄟ^價(jià)格機(jī)制進(jìn)行傳導(dǎo)，在市場過渡期間需考慮由發(fā)電側(cè)承擔(dān)，因此代理交易商作為主體參與現(xiàn)貨市場也應(yīng)承擔(dān)其政府授權(quán)合約對應(yīng)用電部分的輔助服務(wù)和成本補(bǔ)償?shù)雀黜?xiàng)成本費(fèi)用，在考慮輔助服務(wù)及成本補(bǔ)償?shù)痊F(xiàn)貨市場各項(xiàng)收益，市場內(nèi)及市場外各項(xiàng)費(fèi)用分?jǐn)偟那闆r下，代理交易商在電力市場中的收益可以表示為：

式中：C 為現(xiàn)貨市場收益；Ca為輔助服務(wù)市場收益；Cm為成本補(bǔ)償收益；Ca′為市場內(nèi)所有需分?jǐn)偟妮o助服務(wù)成本；Cm′為市場內(nèi)所有需分?jǐn)偟某杀狙a(bǔ)償成本；i 為代理交易商需參與分?jǐn)傎M(fèi)用的占比，可以取政府授權(quán)合約費(fèi)用的占比。

代理交易商代理新能源參與市場產(chǎn)生的偏差費(fèi)用可以表示為：

式中：δ′為現(xiàn)貨市場內(nèi)外結(jié)算產(chǎn)生的偏差費(fèi)用。

傳導(dǎo)至新能源機(jī)組的度電費(fèi)用可以表示為：

式中：ΔF 為新能源參與現(xiàn)貨市場結(jié)算的度電傳導(dǎo)費(fèi)用。

4.3 引入多個(gè)“代理交易商”的市場機(jī)制

由代理交易商集中多個(gè)新能源廠站參與現(xiàn)貨市場，可減少單個(gè)廠站負(fù)荷預(yù)測不準(zhǔn)確導(dǎo)致的輔助服務(wù)需求增加，避免造成市場成本的抬高。初期采用報(bào)量不報(bào)價(jià)的方式也符合國家當(dāng)前對于可再生能源消納的要求。隨著市場建設(shè)不斷發(fā)展，則可由單一的代理交易商發(fā)展至多個(gè)代理交易商，可參照德國電力市場的調(diào)度計(jì)劃組，分別代理不同區(qū)域或不同節(jié)點(diǎn)的多個(gè)新能源廠站，或者根據(jù)市場建設(shè)程度逐步過渡至由新能源市場主體自行參與。此時(shí)，式（1）—（6）便可進(jìn)行擴(kuò)展。

將上述式（1）—（6）中的單一節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展至多節(jié)點(diǎn)n 時(shí)，即引入n 個(gè)代理交易商分別代理不同區(qū)域或不同節(jié)點(diǎn)的多個(gè)新能源廠站時(shí)，其參與市場的電能量收益可以表示為：

其在現(xiàn)貨市場的收益可以表示為：

代理交易商在場外應(yīng)支付給新能源的上網(wǎng)電費(fèi)可以表示為：

該代理交易商應(yīng)疏導(dǎo)給新能源主體的偏差費(fèi)用可以表示為：

式中：n 可表示為某代理交易商或某新能源市場主體所有的在節(jié)點(diǎn)n 處參與市場的新能源廠站。

4.4 算例分析

以市場初期僅有一個(gè)代理交易商即n=1 為例，并以某省5 月開展電力現(xiàn)貨市場周結(jié)算試運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，假設(shè)運(yùn)行期間風(fēng)電、光伏新能源由該代理交易商代理參與現(xiàn)貨市場出清，共產(chǎn)生上網(wǎng)電量3.98 億kWh。表1 提供了市場用戶放開比例分別為0，10%，50%，90%，對應(yīng)的政府授權(quán)合約覆蓋比例分別為100%，90%，50%，10%時(shí)，新能源收益變化趨勢情況。在政府授權(quán)合約對應(yīng)保量保價(jià)電量部分時(shí)，電價(jià)為燃煤機(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)取0.42 元/kWh，因此市場外新能源上網(wǎng)電價(jià)為0.42 元/kWh（不含補(bǔ)貼）。假設(shè)現(xiàn)貨市場平均價(jià)格為0.38 元/kWh。

表1 新能源參與市場電能量收益變化趨勢

以政府授權(quán)合約覆蓋90%為例，新能源的政府授權(quán)合約量共為3.58 億kWh，此時(shí)代理交易商在現(xiàn)貨市場內(nèi)參與結(jié)算后最終的電能電費(fèi)收益Ce=0.38×3.98+（0.42-0.38）×3.58=1.655 6 億元。代理交易商在場外應(yīng)支付給新能源的購電費(fèi)用F=3.98×0.42=1.671 6 億元，偏差費(fèi)用δ=1.671 6-1.655 6=0.016 億元，新能源的度電傳導(dǎo)費(fèi)用ΔF=0.016/3.98=0.004 元/kWh。根據(jù)表1 可以得到，隨著新能源政府授權(quán)合約覆蓋比例的減少，代理交易商需要向其傳導(dǎo)的度電費(fèi)用也越貼近現(xiàn)貨降價(jià)幅度。

如表2 所示，在考慮輔助服務(wù)及成本補(bǔ)償?shù)那闆r下，假設(shè)市場內(nèi)需新能源機(jī)組分?jǐn)偟妮o助服務(wù)成本i×Ca′=0.01 億元，成本補(bǔ)償成本i×Cm′=0.01 億元，市場初期新能源的輔助服務(wù)收益Ca=0，成本補(bǔ)償收益Cm=0，則代理交易商在現(xiàn)貨市場的總收益C=1.655 6-0.01-0.01=1.635 6 億元。代理交易商在場外應(yīng)支付給新能源的購電費(fèi)用F=3.98×0.42=1.671 6 億元，偏差費(fèi)用δ′=1.671 6-1.635 6=0.036 億元，最終新能源的度電傳導(dǎo)費(fèi)用ΔF=0.036/3.98=0.009 元/kWh。

表2 考慮輔助服務(wù)等成本的新能源參與市場收益變化趨勢

通過上述計(jì)算可知，在考慮輔助服務(wù)及成本補(bǔ)償后，由于新能源自身的發(fā)電特性，其難以提供輔助服務(wù)且需要承擔(dān)輔助服務(wù)成本，通過度電費(fèi)用中包含輔助服務(wù)市場和成本補(bǔ)償收益及分?jǐn)傎M(fèi)用的方式，新能源發(fā)電的收益會(huì)進(jìn)一步減少。

5 結(jié)語

目前國內(nèi)各現(xiàn)貨試點(diǎn)中對于新能源參與市場的機(jī)制設(shè)計(jì)各不相同。廣東、浙江的新能源機(jī)組暫未參與市場，仍在市場外根據(jù)固定電價(jià)與固定補(bǔ)貼的電價(jià)機(jī)制，不符合我國電力體制改革的總體方向。山西新能源機(jī)組報(bào)量不報(bào)價(jià)參與現(xiàn)貨市場，市場價(jià)格低于標(biāo)桿電價(jià)的情況將影響到場外補(bǔ)貼的金額，導(dǎo)致場內(nèi)場外雙重降價(jià)的情況，目前新能源補(bǔ)貼政策面臨著不確定性，也加大了新能源參與市場化交易的壓力。

本文提出了一種在電力市場架構(gòu)初期新能源參與現(xiàn)貨市場的過渡機(jī)制，即通過代理交易商代理新能源報(bào)量不報(bào)價(jià)參與市場，同時(shí)以調(diào)整減少中長期合約覆蓋比例的方式，逐步引導(dǎo)新能源機(jī)組由當(dāng)前的計(jì)劃體制向參與市場結(jié)算過渡，同時(shí)可考慮輔助服務(wù)分?jǐn)傎M(fèi)用和成本補(bǔ)償費(fèi)用向新能源進(jìn)行傳導(dǎo)，并給出了在此機(jī)制下參與市場結(jié)算的方式和具體的結(jié)算公式。本文提出的方式適用于在市場初期新能源無法直接參與市場時(shí)，通過代理交易商“打捆”參與，既接受了市場價(jià)格信號，也向新能源疏導(dǎo)了在市場中應(yīng)該參與分?jǐn)?返還的各項(xiàng)市場化費(fèi)用，如輔助服務(wù)成本、成本補(bǔ)償成本等費(fèi)用，提供了疏導(dǎo)計(jì)算公式，并根據(jù)算例可以得到新能源發(fā)電收益將隨著其參與市場各項(xiàng)費(fèi)用分?jǐn)偠鴾p少。同時(shí)，本文提出逐步發(fā)展至多個(gè)代理交易商的一般性通用結(jié)算方式，適用于由單個(gè)代理交易商逐步擴(kuò)展至多個(gè)代理交易商的場景，為進(jìn)一步發(fā)展至多個(gè)新能源主體獨(dú)立參與市場提供過渡基礎(chǔ)。

在現(xiàn)貨市場建設(shè)發(fā)展過程中，關(guān)于新能源仍有多個(gè)問題亟需解決。

（1）需逐步建立新能源參與輔助服務(wù)市場機(jī)制。在上文推演過程中，考慮新能源暫無法參與輔助服務(wù)市場，且同時(shí)需要承擔(dān)輔助服務(wù)等成本，不利于新能源機(jī)組長遠(yuǎn)發(fā)展，考慮新能源的發(fā)電特性和儲(chǔ)能設(shè)施的互補(bǔ)性，與儲(chǔ)能設(shè)施配套提供輔助服務(wù)獲取輔助服務(wù)收益是新能源未來發(fā)展方向之一。

（2）需建立容量市場機(jī)制。在當(dāng)前以邊際成本競價(jià)的現(xiàn)貨市場中，新能源較低的邊際成本和初期接受市場價(jià)格的模式不利于其收回投資建設(shè)成本，建立容量市場是現(xiàn)貨市場各類型機(jī)組合理生存，并為投資建設(shè)提供有效價(jià)格信號的有效措施。推廣新能源配額制，研究探索與儲(chǔ)能聯(lián)合應(yīng)用參與市場等方式，相信新能源可以在未來的電力現(xiàn)貨市場中具備更大的發(fā)展空間。

（3）需配套發(fā)展綠電交易和建立新能源配額制，促進(jìn)新能源長遠(yuǎn)的發(fā)展及消納，促進(jìn)其在中長期市場中的交易和流動(dòng)性。