基于國(guó)外現(xiàn)貨市場(chǎng)與四川實(shí)際的現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)分析

李健華，劉繼春，付 浩，白智丹

(1.西南電力設(shè)計(jì)院有限公司，四川 成都 610021；2.四川大學(xué)電氣工程學(xué)院，四川 成都 610065)

0 引 言

自從2020年國(guó)家提出電力體制改“打破壟斷，引入競(jìng)爭(zhēng)，提高效率，優(yōu)化資源配置，構(gòu)建政府監(jiān)管下健康發(fā)展的電力市場(chǎng)”以來(lái)，電力行業(yè)已經(jīng)突破了傳統(tǒng)的壟斷機(jī)制，從根本上改變了計(jì)劃體制和廠網(wǎng)不分等問(wèn)題，電力市場(chǎng)多主體競(jìng)爭(zhēng)的格局初步形成。但同時(shí)，電力行業(yè)的發(fā)展還存在一些尚未解決的難題，主要有以下幾點(diǎn)：一是交易機(jī)制不完善，資源利用效率有待提高。售電側(cè)沒(méi)有引入有效的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，發(fā)電側(cè)和用戶側(cè)之間的市場(chǎng)交易量受到限制，市場(chǎng)難以發(fā)揮對(duì)資源的配置作用。二是電價(jià)機(jī)制尚未明確，市場(chǎng)主導(dǎo)的定價(jià)機(jī)制尚未完全形成，現(xiàn)行電價(jià)仍以政府定價(jià)為主，難以反映市場(chǎng)實(shí)時(shí)供需狀況。三是機(jī)制發(fā)展不健全，新能源和可再生能源開(kāi)發(fā)利用面臨困難，棄風(fēng)、棄光、棄水現(xiàn)象仍大量存在。

2015年中國(guó)開(kāi)啟了新一輪電力改革，新電改總體思路是管住中間，放開(kāi)兩頭，在發(fā)電側(cè)與用戶側(cè)引入競(jìng)爭(zhēng)，從而解決解決上述資源利用率低、新能源滲透率低等一系列相關(guān)問(wèn)題[1-2]。中國(guó)在2020年全面開(kāi)啟電力現(xiàn)貨市場(chǎng)交易，而國(guó)外電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)已經(jīng)相對(duì)成熟，這對(duì)中國(guó)研究電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)具有重要意義。四川作為電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)的8個(gè)試點(diǎn)之一，借鑒國(guó)外電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合四川實(shí)際情況不斷完善現(xiàn)貨方案，對(duì)建設(shè)具有四川特色的電力現(xiàn)貨市場(chǎng)是尤為重要的[3]。

1 國(guó)外現(xiàn)貨市場(chǎng)分析

1.1 美國(guó)PJM電力現(xiàn)貨市場(chǎng)

PJM是經(jīng)美國(guó)聯(lián)邦能源管制委員會(huì)審批通過(guò)的一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(ISO)，目前負(fù)責(zé)了美國(guó)最大、最為復(fù)雜的電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)。PJM現(xiàn)貨市場(chǎng)采用全電量模式、日前市場(chǎng)和實(shí)時(shí)市場(chǎng)組成[4]。在日前市場(chǎng)，所有的發(fā)電機(jī)組按各自意愿參與競(jìng)價(jià)，并申報(bào)機(jī)組的全部發(fā)電量，用戶側(cè)需要申報(bào)所有的用電需求，市場(chǎng)需要對(duì)發(fā)用雙方申報(bào)的曲線進(jìn)行匹配。美國(guó)電力網(wǎng)絡(luò)較為復(fù)雜且存在的阻塞較多，所以采用節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)對(duì)日前市場(chǎng)進(jìn)行結(jié)算。實(shí)時(shí)市場(chǎng)其實(shí)是對(duì)機(jī)組剩余發(fā)電能力與實(shí)時(shí)用電需求重新進(jìn)行匹配，因此日前市場(chǎng)的交易信息對(duì)實(shí)時(shí)市場(chǎng)的開(kāi)啟尤為重要，但實(shí)時(shí)市場(chǎng)需要按照實(shí)時(shí)市場(chǎng)的節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)進(jìn)行結(jié)算。

1.2 英國(guó)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)

英國(guó)電力市場(chǎng)以中長(zhǎng)期市場(chǎng)為主，采取雙邊交易的方式，中長(zhǎng)期交易電量物理執(zhí)行。由于其電網(wǎng)結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)中的阻塞較少，所以現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)較為簡(jiǎn)單，由日前交易和實(shí)時(shí)平衡機(jī)制組成。日前市場(chǎng)的交易由發(fā)用電雙方共同參與報(bào)價(jià)，市場(chǎng)出清不考慮電力網(wǎng)絡(luò)中的潮流約束和機(jī)組的物理參數(shù)，日前市場(chǎng)中所有交易電量按照邊際成本價(jià)格進(jìn)行結(jié)算[5]。實(shí)時(shí)平衡機(jī)制是對(duì)日前交易的補(bǔ)充，在實(shí)時(shí)運(yùn)行階段，調(diào)度中心為了電網(wǎng)的安全，需要考慮真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)約束，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中的阻塞，同時(shí)需要發(fā)電企業(yè)申報(bào)機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)。在實(shí)時(shí)平衡機(jī)制階段是按照市場(chǎng)主體的報(bào)價(jià)(pay as bid，PAB)方法進(jìn)行結(jié)算，即結(jié)算價(jià)格為發(fā)電企業(yè)的競(jìng)價(jià)和用戶報(bào)價(jià)。

1.3 北歐電力現(xiàn)貨市場(chǎng)

北歐電力市場(chǎng)成員國(guó)有挪威、瑞典、芬蘭、丹麥，4個(gè)國(guó)家的電網(wǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。挪威基本全部依靠水力發(fā)電，瑞典水電、火電和核電的裝機(jī)容量相對(duì)均衡，芬蘭和丹麥火電機(jī)組占比較大，各個(gè)國(guó)家在電源結(jié)構(gòu)上存在一定的互補(bǔ)性。北歐的大部分電量是在中長(zhǎng)期市場(chǎng)實(shí)行場(chǎng)外雙邊交易，且均為物理執(zhí)行?，F(xiàn)貨市場(chǎng)則是由日前市場(chǎng)、日內(nèi)市場(chǎng)和平衡市場(chǎng)組成[6]，實(shí)現(xiàn)雙邊交易之外的電量交易，這部分電量主要集中于日前市場(chǎng)。北歐電力市場(chǎng)被劃成多個(gè)分區(qū)，主要是因?yàn)榈乩硪蛩睾透鲄^(qū)域之間存在較多阻塞。日前市場(chǎng)分為區(qū)內(nèi)交易和跨區(qū)交易，進(jìn)行出清計(jì)算時(shí)，分區(qū)內(nèi)部不考慮網(wǎng)絡(luò)約束，跨區(qū)交易需考慮各個(gè)分區(qū)之間線路的傳輸能力。日前市場(chǎng)結(jié)算時(shí)，分區(qū)內(nèi)部采用系統(tǒng)電價(jià)進(jìn)行結(jié)算，分區(qū)之間進(jìn)行無(wú)約束出清，發(fā)現(xiàn)阻塞時(shí)則計(jì)算各個(gè)分區(qū)的邊際電價(jià)對(duì)該部分電量進(jìn)行結(jié)算。日前市場(chǎng)結(jié)束之后，各個(gè)分區(qū)線路之間可能會(huì)存在剩余的傳輸能力，則通過(guò)日內(nèi)市場(chǎng)進(jìn)行交易，日內(nèi)市場(chǎng)采取撮合定價(jià)的電價(jià)機(jī)制。平衡市場(chǎng)由各國(guó)輸電運(yùn)行機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)，此時(shí)需要考慮各自所屬區(qū)域的真實(shí)網(wǎng)絡(luò)約束和發(fā)電機(jī)組運(yùn)行參數(shù)。各國(guó)輸電運(yùn)行機(jī)構(gòu)在平衡市場(chǎng)階段則根據(jù)機(jī)組申報(bào)的上調(diào)出力、下調(diào)出力和對(duì)應(yīng)的報(bào)價(jià)，分別進(jìn)行排序，在滿足網(wǎng)絡(luò)約束的條件下，以經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)的原則進(jìn)行調(diào)度，按區(qū)域內(nèi)的邊際價(jià)格進(jìn)行結(jié)算。

1.4 巴西電力現(xiàn)貨市場(chǎng)

巴西電力市場(chǎng)主要包括管制交易市場(chǎng)、自由交易市場(chǎng)和短期市場(chǎng)，電力調(diào)度中心負(fù)責(zé)全網(wǎng)集中調(diào)度，交易中心負(fù)責(zé)自由交易。管制交易市場(chǎng)是確保滿足普通居民的用電需求，多為中長(zhǎng)期交易，約為70%。自由交易主要以大用戶交易為主，約為25%。短期交易市場(chǎng)作為前兩個(gè)市場(chǎng)補(bǔ)充，以現(xiàn)貨合約為主，保障電力供需平衡，市場(chǎng)份額約5%。

交易中心將中長(zhǎng)期交易合同和短期市場(chǎng)相互關(guān)聯(lián)起來(lái)，預(yù)測(cè)電量與各公司購(gòu)電合同和售電合同相比較，差額部分在短期交易市場(chǎng)進(jìn)行平衡。在管制及自由交易市場(chǎng)，清算和結(jié)算由買賣雙方直接處理。在短期交易市場(chǎng)中，進(jìn)行多邊交易和結(jié)算，且引入金融機(jī)構(gòu)擔(dān)保等多種方式，提高短期交易市場(chǎng)的結(jié)算保障能力。

1.5 各國(guó)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)對(duì)比分析

英國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)，電能資源充足，且電網(wǎng)阻塞程度相對(duì)較輕。因此，英國(guó)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)只是為市場(chǎng)成員提供了一個(gè)集中式的交易平臺(tái)，市場(chǎng)規(guī)則較為簡(jiǎn)單。四川電力現(xiàn)貨市場(chǎng)處于起步階段，可以先采用較為簡(jiǎn)單的市場(chǎng)規(guī)則，可參考英國(guó)，利用中長(zhǎng)期物理執(zhí)行+現(xiàn)貨集中競(jìng)價(jià)模式。北歐電力市場(chǎng)，水電裝機(jī)比例較大，電能資源相對(duì)充足，電網(wǎng)阻塞主要存在于部分區(qū)域之間的輸電斷面上，其主要目的在于為北歐各國(guó)提供了一個(gè)高效便捷的能源輸送平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置[7]。四川與北歐較為相近，同樣是水電裝機(jī)規(guī)模比較大，北歐電力市場(chǎng)的交易品種和交易模式存在較多值得借鑒的地方。美國(guó)PJM市場(chǎng)電網(wǎng)阻塞較為嚴(yán)重，美國(guó)引入了金融輸電權(quán)等多種機(jī)制，后期四川現(xiàn)貨市場(chǎng)較為成熟后，可逐步建立金融機(jī)制。巴西建立了多種電力市場(chǎng)分別滿足不同的用戶，四川可借鑒建立分類互補(bǔ)的電力市場(chǎng)，通過(guò)用戶需求引導(dǎo)發(fā)電計(jì)劃，提高匹配程度。

2 四川現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)特點(diǎn)

四川電源以水電為主，其資源分布特性使電網(wǎng)資源配置、電源和負(fù)荷呈現(xiàn)出逆向分布的特點(diǎn)，系統(tǒng)負(fù)荷需求主要分布在經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)地區(qū)，而電源則主要分布在較為偏遠(yuǎn)的地區(qū)[8]。四川電網(wǎng)凸顯出市場(chǎng)供求關(guān)系失衡、電價(jià)體系繁多復(fù)雜、徑流式水電多、調(diào)節(jié)能力差等特點(diǎn)，加之發(fā)用電主體成員多、市場(chǎng)成熟度較低，給市場(chǎng)交易組織帶來(lái)了諸多困難和挑戰(zhàn)。

2.1 水火矛盾突出

四川是水電裝機(jī)大省，水電裝機(jī)接近80%，火電裝機(jī)只有17%左右，風(fēng)電、光伏清潔能源占比較小，如圖1所示。同時(shí)在經(jīng)濟(jì)性方面，龍頭水電站與徑流式水電站成本差異大，火電機(jī)組成本遠(yuǎn)高于水電機(jī)組[9]。水電企業(yè)棄水期棄水量較大，火電企業(yè)發(fā)電成本高、利用小時(shí)數(shù)較低、經(jīng)營(yíng)困難。以上問(wèn)題都為現(xiàn)貨市場(chǎng)的建設(shè)帶來(lái)了較大的困難。

圖1 四川電源結(jié)構(gòu)

2.2 季節(jié)性供需矛盾突出

“十二五”以來(lái)，四川發(fā)電裝機(jī)年均增長(zhǎng)為 13.2%，而用電增長(zhǎng)為5.21%，在裝機(jī)快速增長(zhǎng)和用電需求趨緩的雙重壓力下，發(fā)電企業(yè)棄水期棄水嚴(yán)重，參與市場(chǎng)意愿強(qiáng)烈，但枯期動(dòng)力不足。這與用電側(cè)市場(chǎng)交易意愿無(wú)法匹配，導(dǎo)致市場(chǎng)主體利益訴求差異明顯，市場(chǎng)化方案制定困難。

2.3 電價(jià)體系繁多復(fù)雜

由于歷史原因，四川電價(jià)體系十分復(fù)雜，不同發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)批復(fù)電價(jià)差異巨大，現(xiàn)有33個(gè)電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，最低為0.218元/kWh，最高為0.490 1元/kWh，加之發(fā)用電兩側(cè)豐枯、峰谷電價(jià)浮動(dòng)和負(fù)荷結(jié)構(gòu)的巨大差異，進(jìn)一步加大了交易的組織難度[10]。

2.4 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱

四川電網(wǎng)是以500 kV網(wǎng)架為骨干、覆蓋全省各市州、全電壓等級(jí)的電力網(wǎng)絡(luò)。其通過(guò)錦蘇、復(fù)奉、賓金、德寶直流和川渝、川藏交流通道分別與華東、西北、重慶和西藏昌都電網(wǎng)相聯(lián)，電網(wǎng)地理覆蓋范圍廣。鑒于上述四川存在的較多問(wèn)題，四川電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)要結(jié)合四川的實(shí)際情況，按照積極穩(wěn)妥、市場(chǎng)主導(dǎo)、安全可靠、有效監(jiān)督的基本原則進(jìn)行。

2.5 建設(shè)難點(diǎn)分析

根據(jù)上述建設(shè)特點(diǎn)，四川電力現(xiàn)貨市場(chǎng)主要存在以下難點(diǎn)：

1)棄水量大。四川每年的棄水電量較大，通過(guò)開(kāi)設(shè)雙邊新增電量競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)，對(duì)有新增電量需求且?guī)€電力的用戶以及國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的新興行業(yè)開(kāi)放。新興用戶的準(zhǔn)入條件可由政府設(shè)置，例如水電企業(yè)在日前競(jìng)價(jià)過(guò)后，可以針對(duì)區(qū)間突然來(lái)水與新增電量用戶再次進(jìn)行報(bào)價(jià)，減少棄水量。

2)水電資源跨省、跨區(qū)配置。從各送出通道情況來(lái)看，三大特高壓以及川渝通道已基本排滿，德寶直流通道年度已落實(shí)的外送計(jì)劃約5112 GWh，通道利用率僅60%，尚有較大拓展空間。

3)中長(zhǎng)期電量與優(yōu)先電量分解。采用部分電量交易的現(xiàn)貨市場(chǎng)模式，要在保證電網(wǎng)安全的前提下，進(jìn)行中長(zhǎng)期電量與優(yōu)先電量分解，并在公平的前提下，確保該電量的執(zhí)行。這是一個(gè)較為復(fù)雜的問(wèn)題[11]，建議中長(zhǎng)期電量由交易中心分解，優(yōu)先電量可由調(diào)度中心分解。中長(zhǎng)期和優(yōu)先電量分解考慮按日滾動(dòng)，當(dāng)月末幾天分解的中長(zhǎng)期和優(yōu)先電量高于日前預(yù)測(cè)負(fù)荷時(shí)，中長(zhǎng)期電量的占比可以在當(dāng)月的最后幾天進(jìn)行調(diào)整，即現(xiàn)貨市場(chǎng)競(jìng)價(jià)空間可以浮動(dòng)，以確保中長(zhǎng)期與優(yōu)先部分執(zhí)行。

4)梯級(jí)水電不同業(yè)主競(jìng)價(jià)。四川普遍存在一條梯級(jí)流域中的上、下游電站隸屬不同主體的現(xiàn)象。各電站獨(dú)立參與現(xiàn)貨市場(chǎng)競(jìng)價(jià)時(shí)，上游電站的競(jìng)價(jià)結(jié)果以及水流的滯時(shí)時(shí)間會(huì)對(duì)下游水電站造成影響，導(dǎo)致下游電站競(jìng)價(jià)困難，面臨競(jìng)價(jià)電量與實(shí)發(fā)電量匹配失衡的問(wèn)題，致使交易結(jié)果難以執(zhí)行，不利于市場(chǎng)穩(wěn)定和水電資源利用[12]。針對(duì)上述情況，可以采取以下措施：

(1)水電站可以按時(shí)間塊進(jìn)行競(jìng)價(jià)。降低電站競(jìng)價(jià)的時(shí)間尺度要求，只需要在規(guī)定的時(shí)間塊之內(nèi)執(zhí)行中標(biāo)電量即可。

(2)龍頭水電站競(jìng)價(jià)。沒(méi)有調(diào)節(jié)性能的徑流式水電站不參與競(jìng)價(jià)，考慮水流滯時(shí)時(shí)間及水能-電能轉(zhuǎn)換關(guān)系，即可計(jì)算出徑流式水電站在各個(gè)時(shí)段的出力，并進(jìn)行全額收購(gòu)。但結(jié)算時(shí)，徑流式水電的電價(jià)要按照龍頭水電站的競(jìng)價(jià)進(jìn)行打折。

(3)龍頭水電站、徑流式水電站信息共享下的協(xié)調(diào)競(jìng)價(jià)。各個(gè)電站之間實(shí)行信息共享，可以提升來(lái)水預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步確定各個(gè)時(shí)段水電機(jī)組的出力能力。

3 四川電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)建議

四川電力現(xiàn)貨市場(chǎng)處于起步階段，所以建設(shè)初期主要設(shè)置日前市場(chǎng)、實(shí)時(shí)平衡市場(chǎng)、部分輔助服務(wù)市場(chǎng)。同時(shí)，需針對(duì)四川棄水期棄水量較大、阻塞斷面較多、梯級(jí)水電站不同主體競(jìng)價(jià)等問(wèn)題進(jìn)行具體分析。

四川是水電裝機(jī)大省，市場(chǎng)具有明顯的季節(jié)性特征，所以電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的建設(shè)可分為棄水期與非棄水期兩種電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)方案。由于在非棄水期，水電資源較少，區(qū)間來(lái)水難以預(yù)測(cè)，又考慮到非棄水期不能棄水的剛性要求，火電機(jī)組基本處于滿發(fā)狀態(tài)，仍需從省外購(gòu)電才能滿足省內(nèi)用電，所以建議在非棄水期保留現(xiàn)有的清潔能源優(yōu)先消納的電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行模式。下面重點(diǎn)探討棄水期電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的建設(shè)。

3.1 市場(chǎng)模式

從國(guó)外電力現(xiàn)貨市場(chǎng)分析來(lái)看，電力現(xiàn)貨市場(chǎng)主要存在兩種模式：1)中長(zhǎng)期交易采用物理雙邊合約，剩余部分電量參與現(xiàn)貨交易，如英國(guó)、北歐普遍采用該模式。該模式較為簡(jiǎn)單，但不能很好地反映市場(chǎng)價(jià)格隨供需的變化。2)中長(zhǎng)期交易采用雙邊差價(jià)合約，發(fā)電企業(yè)全部電量均參與現(xiàn)貨交易，如美國(guó)PJM市場(chǎng)模式。該模式的特點(diǎn)是價(jià)格能夠更加及時(shí)地反映市場(chǎng)供求變化，資源配置效率更高，但市場(chǎng)規(guī)則復(fù)雜，對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行和用戶用電安全等存在較大風(fēng)險(xiǎn)。

四川電力市場(chǎng)建設(shè)處于起步階段，電力交易以計(jì)劃為主，存在大量的中長(zhǎng)期交易品種，現(xiàn)貨市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)仍不完善，市場(chǎng)成熟度低。建議從現(xiàn)有中長(zhǎng)期交易中分出一定比例來(lái)進(jìn)行現(xiàn)貨交易，采用發(fā)電側(cè)單邊開(kāi)放部分電量模式，將更有利于與現(xiàn)有中長(zhǎng)期模式銜接，降低現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)貨市場(chǎng)的穩(wěn)步推進(jìn)[13]。待市場(chǎng)較為成熟后，可以采用全電量?jī)?yōu)化模式，避免中長(zhǎng)期電量分解的難題。

3.2 交易品種

日前市場(chǎng)即是提前一天開(kāi)展的電力現(xiàn)貨市場(chǎng)，是中長(zhǎng)期市場(chǎng)的重要銜接。四川現(xiàn)貨市場(chǎng)起步階段，建議建設(shè)發(fā)電企業(yè)單邊開(kāi)放的日前市場(chǎng)，由電網(wǎng)企業(yè)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，同時(shí)扣除優(yōu)先電量、留川電量、外送電量及中長(zhǎng)期電量后，發(fā)布日前市場(chǎng)競(jìng)價(jià)空間。所有的水電、火電企業(yè)均參與競(jìng)價(jià)，風(fēng)電、光伏等清潔能源不參與競(jìng)價(jià)，全額收購(gòu)。實(shí)時(shí)平衡市場(chǎng)是提前1 h組織開(kāi)展的市場(chǎng)，是為了平衡日前市場(chǎng)與實(shí)時(shí)負(fù)荷兩者之間的偏差[14]。為簡(jiǎn)化市場(chǎng)復(fù)雜程度，減輕調(diào)度人員壓力，建議在日前市場(chǎng)之后，組織市場(chǎng)主體參與實(shí)時(shí)市場(chǎng)的報(bào)價(jià)，機(jī)組申報(bào)上調(diào)出力、下調(diào)出力及相應(yīng)的價(jià)格，在日前進(jìn)行封存。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，考慮到徑流式水電站區(qū)間突然來(lái)水或機(jī)組可能出現(xiàn)的一些意外狀況，在實(shí)時(shí)平衡市場(chǎng)開(kāi)啟的1 h之前，發(fā)電企業(yè)可以修改上下調(diào)出力，但是不改變價(jià)格，所以報(bào)價(jià)曲線應(yīng)該是兩部分，一部分是輸出功率的增加，一部分是輸出功率的減少。

在市場(chǎng)起步階段，建議采取強(qiáng)制型輔助服務(wù)市場(chǎng)，第二階段再建立輔助服務(wù)市場(chǎng)，可以只開(kāi)設(shè)調(diào)頻和備用，市場(chǎng)成熟度逐漸加深之后，可增設(shè)無(wú)功、黑啟動(dòng)等。同時(shí)建議火電機(jī)組作為輔助服務(wù)市場(chǎng)的主要參與者。

3.3 電價(jià)機(jī)制

根據(jù)電力生產(chǎn)和使用的過(guò)程，電價(jià)具體可以細(xì)分為上網(wǎng)電價(jià)、輸電電價(jià)、配電電價(jià)和銷售電價(jià)[15]。在電力行業(yè)壟斷階段的銷售電價(jià)為

(1)

式中：C為電力生產(chǎn)成本；r為利潤(rùn)率；Q為總電量。

各個(gè)國(guó)家在建立電力市場(chǎng)之后，通過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)定價(jià)，現(xiàn)在主要有3種較為成熟的基于邊際成本原理的定價(jià)方式：邊際成本電價(jià)、節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)、分區(qū)邊際電價(jià)。

邊際成本電價(jià)，利用傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型求得：

(2)

(3)

式中：Ci(Pgi)為發(fā)電機(jī)組i的生產(chǎn)成本；Pgi為發(fā)電機(jī)組i的出力；Pdj為用戶j的需求。

(4)

式中，ρ為使系統(tǒng)有功平衡的價(jià)格，即邊際成本價(jià)格。

節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)是在考慮電網(wǎng)阻塞、網(wǎng)損和發(fā)電機(jī)組邊際成本的條件下制定的電價(jià)。節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)可由優(yōu)化模型得出，通用模型為：

max(SC+SP)

(5)

s.t.G(X，P，Q)=0

(6)

H(X，P，Q)≤0

(7)

式中：SC為生產(chǎn)者剩余；SP消費(fèi)者剩余；X為系統(tǒng)其他參數(shù)約束；P、Q分別為節(jié)點(diǎn)有功功率和無(wú)功功率。式(5)表示社會(huì)福利最大化，式(6)表示所有等式約束，式(7)表示所有不等式約束。該模型的最優(yōu)解即是節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)。

分區(qū)電價(jià)的提出，是因?yàn)殡娋W(wǎng)在運(yùn)行的過(guò)程中阻塞并不是存在于所有地區(qū)，而是頻繁地出現(xiàn)在部分重要斷面上，所以將具有相同或相近邊際成本的節(jié)點(diǎn)集合，根據(jù)分區(qū)的結(jié)果和分區(qū)定價(jià)模型，確定各個(gè)區(qū)域的電價(jià)。

四川地區(qū)水電資源大部分分布在攀西、康甘等地區(qū)，該地區(qū)負(fù)荷用電量小，水電難以消納，尤其在棄水期，水電基本處于滿發(fā)狀態(tài)。四川電網(wǎng)架構(gòu)雖然整體較為堅(jiān)強(qiáng)，但較康甘和攀西地區(qū)阻塞較多，導(dǎo)致水電外送困難，不同區(qū)域電力供需差異較大，四川電力市場(chǎng)現(xiàn)狀與北歐較為相似，所以建議采取分區(qū)邊際電價(jià)進(jìn)行各個(gè)分區(qū)交易電量的結(jié)算?；蛘卟捎幂^為簡(jiǎn)單的方式，實(shí)行按阻塞斷面分區(qū)出清與省級(jí)出清的兩級(jí)出清方式，先省級(jí)出清，沒(méi)有成交的剩余部分下放到分區(qū)虛擬出清，省級(jí)結(jié)算按省級(jí)的統(tǒng)一出清價(jià)格進(jìn)行結(jié)算，分區(qū)出清價(jià)格與省級(jí)出清價(jià)格掛鉤并下浮一定的比例。關(guān)于阻塞問(wèn)題的處理，也可待市場(chǎng)較為成熟之后，引入金融輸電權(quán)的方式進(jìn)行解決。

3.4 結(jié)算機(jī)制

現(xiàn)貨市場(chǎng)的結(jié)算機(jī)制是現(xiàn)貨市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的重要內(nèi)容，合理的結(jié)算機(jī)制是現(xiàn)貨市場(chǎng)平穩(wěn)發(fā)展的根本保障。四川日前市場(chǎng)和實(shí)時(shí)市場(chǎng)的結(jié)算可以采用差價(jià)合同的方式進(jìn)行，即日前市場(chǎng)結(jié)算基準(zhǔn)曲線與中長(zhǎng)期市場(chǎng)結(jié)算基準(zhǔn)曲線之間的偏差，按日前市場(chǎng)出清價(jià)，實(shí)行“差價(jià)合約”結(jié)算。實(shí)時(shí)市場(chǎng)結(jié)算基準(zhǔn)曲線與日前市場(chǎng)結(jié)算基準(zhǔn)曲線之間的偏差，按實(shí)時(shí)市場(chǎng)出清價(jià)，實(shí)行“差價(jià)合約”結(jié)算。發(fā)電企業(yè)差價(jià)合約收入可以表示為

(8)

式中：Pλ，t、Pc，t分別為實(shí)際履行電量和合同電量；λt、λc分別為t時(shí)段現(xiàn)貨價(jià)格和合同價(jià)格。

實(shí)時(shí)平衡市場(chǎng)采取單邊報(bào)價(jià)，不滿足安全校核的機(jī)組上下調(diào)報(bào)價(jià)自動(dòng)退出。具體的結(jié)算方式為：發(fā)電側(cè)上調(diào)電量部分按上調(diào)現(xiàn)貨價(jià)格結(jié)算；下調(diào)電量部分按(日前價(jià)格-下調(diào)價(jià)格)的差價(jià)進(jìn)行結(jié)算。上調(diào)現(xiàn)貨價(jià)格為機(jī)組增發(fā)電量的交易電價(jià)；下調(diào)價(jià)格則是機(jī)組為實(shí)現(xiàn)功率平衡而少發(fā)的部分電量的交易價(jià)格。

輔助服務(wù)市場(chǎng)中，備用機(jī)組在報(bào)價(jià)時(shí)需要申報(bào)上下旋轉(zhuǎn)備用，自動(dòng)發(fā)電控制(automatic generation control，AGC)和實(shí)時(shí)平衡市場(chǎng)同步報(bào)價(jià)、分別出清，采用PAB電價(jià)機(jī)制。

4 結(jié) 語(yǔ)

四川作為清潔能源和電力外送大省，棄水期與非棄水期電力供需關(guān)系差異化大、水火基礎(chǔ)成本差異化大、徑流式水電站較多、區(qū)間來(lái)水難以預(yù)測(cè)、棄水期棄水量較大等問(wèn)題均表明了四川電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)是十分復(fù)雜的。上面通過(guò)借鑒國(guó)外電力現(xiàn)貨市場(chǎng)并從四川實(shí)際出發(fā)，認(rèn)為四川電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)正處于起步階段，市場(chǎng)規(guī)則不宜復(fù)雜，建議在棄水期和非棄水期采取不同的建設(shè)方案，建設(shè)具有四川特色的電力現(xiàn)貨市場(chǎng)。