電力現(xiàn)貨市場建設(shè)的研究

湯曉虎

摘 ?要：隨著電力體制改革的不斷深入，中長期交易已經(jīng)滿足不了現(xiàn)行的電力交易機(jī)制。電力市場的特殊性在于電力系統(tǒng)的運(yùn)行特性，電力市場具有“市場交易”“電網(wǎng)運(yùn)行”雙重屬性，“市場交易”是電力價(jià)值的傳遞，“電網(wǎng)運(yùn)行”是體現(xiàn)電力“物理流”的傳遞。逐步建立以“中長期交易規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)、現(xiàn)貨交易發(fā)現(xiàn)電力時(shí)空價(jià)值、多類型電源同臺(tái)競價(jià)、多類型主體靈活參與”為特點(diǎn)的完整市場體系，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)清潔能源消納，發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用。

關(guān)鍵詞：電力市場;市場交易;現(xiàn)貨市場;建設(shè)

一、基本原則

1.堅(jiān)持安全有序

電力市場建設(shè)應(yīng)在堅(jiān)持電網(wǎng)電力電量統(tǒng)一平衡及電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，促進(jìn)基數(shù)電量制度的落實(shí)由行政計(jì)劃指導(dǎo)向市場引導(dǎo)激勵(lì)的方式逐漸過渡，用科學(xué)完備的電力市場體系確保居民、農(nóng)業(yè)和公用事業(yè)的用電價(jià)格相對平穩(wěn)，保障改革平穩(wěn)有序。

2.堅(jiān)持開放共贏

在設(shè)計(jì)市場建設(shè)方案、制定運(yùn)營規(guī)則過程中，做到公開、公平、公正，廣泛聽取相關(guān)方意見或建議，，統(tǒng)籌兼顧各方“訴求”，共同推進(jìn)，通過合理的市場機(jī)制設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)市場改革紅利共享，多方共贏。

3.堅(jiān)持循序漸進(jìn)

為適應(yīng)市場建設(shè)和發(fā)展規(guī)律，電力現(xiàn)貨市場建設(shè)工作應(yīng)遵循電力系統(tǒng)運(yùn)行客觀規(guī)律和經(jīng)濟(jì)學(xué)基本原理，堅(jiān)持市場配置資源的主導(dǎo)作用，與電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際相適應(yīng)，有序推進(jìn)電力現(xiàn)貨市場建設(shè)，確保市場建設(shè)規(guī)范有序、穩(wěn)步推進(jìn)。

4.堅(jiān)持清潔低碳

針對電網(wǎng)清潔能源裝機(jī)占比高，棄風(fēng)、棄光問題突出的實(shí)際情況，充分考慮清潔能源發(fā)電的物理特性，通過市場機(jī)制充分挖掘清潔能源消納潛力，擴(kuò)大清潔能源消納范圍，進(jìn)一步提升清潔能源消納水平，充分保障清潔能源發(fā)電利益。

二、現(xiàn)貨市場的原理

1.電力市場的基本概念

電力市場的基本特征是開放性、競爭性、網(wǎng)絡(luò)性、協(xié)調(diào)性，引入競爭機(jī)制，優(yōu)化資源配置，促進(jìn)電力工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展是電力市場的目標(biāo)。

2.電力市場交易系統(tǒng)的功能

電力市場交易系統(tǒng)是為適應(yīng)電力體制改革，滿足三級電力市場體系的運(yùn)營需要而建設(shè)的信息化管理系統(tǒng)。主要為數(shù)據(jù)申報(bào)、交易撮合、交易管理及計(jì)劃下達(dá)、合同的分解與管理、市場信息發(fā)布、結(jié)算管理、市場預(yù)測及決策分析提供技術(shù)支持，為信息發(fā)布、數(shù)據(jù)申報(bào)、撮合計(jì)算、中標(biāo)結(jié)果下達(dá)的信息服務(wù)平臺(tái)。

3.數(shù)據(jù)交換功能

為滿足電力市場交易系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的信息共享和數(shù)據(jù)交換需要，必須遵照國家電網(wǎng)公司‘SG186’工程建設(shè)要求，橫向與安全生產(chǎn)、財(cái)務(wù)、綜合應(yīng)用、電力市場交易，縱向與三級電力市場交易運(yùn)營系統(tǒng)的互通，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理和業(yè)務(wù)的流程化處理。

三、國外電力市場體系

1.美國PIM電力現(xiàn)貨市場

1.1現(xiàn)貨市場的構(gòu)成：美國現(xiàn)貨市場由日前和實(shí)時(shí)兩級市場構(gòu)成，各級市場的交易標(biāo)的均包括電能和輔助服務(wù)（備用與調(diào)頻）。其中，日前場實(shí)現(xiàn)了電能與備用的聯(lián)合出清。實(shí)時(shí)市場則實(shí)現(xiàn)了電能、備用與調(diào)頻的聯(lián)合出清，市場于次日實(shí)時(shí)運(yùn)行前進(jìn)行滾動(dòng)出清。

1.2交易規(guī)模：日前市場采用“全電量優(yōu)化”模式。發(fā)電商需要申報(bào)其所有的發(fā)電資源與交易意愿，市場將其與全網(wǎng)的負(fù)荷需求進(jìn)行匹配，通過出清計(jì)算形成發(fā)電商的日前交易計(jì)劃，按照日前的節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)進(jìn)行全額結(jié)算。實(shí)時(shí)市場同樣采用“全電量優(yōu)化”的模式，在實(shí)時(shí)運(yùn)行之前，根據(jù)最新的預(yù)測與系統(tǒng)運(yùn)行信息對全網(wǎng)的發(fā)電資源重新進(jìn)行全局優(yōu)化配置。

1.3出清方式：日前市場與實(shí)時(shí)市場，進(jìn)行出清計(jì)算時(shí)均精細(xì)化地考慮了實(shí)際的物理網(wǎng)絡(luò)模型。日前市場的交易出清本質(zhì)上是一個(gè)電能、備用聯(lián)合出清的安全約束機(jī)組組合問題。實(shí)時(shí)市場的交易出清本質(zhì)上則是一個(gè)考慮了電能、調(diào)頻、備用資源相互耦合關(guān)系的安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題。

2.英國電力現(xiàn)貨市場

2.1現(xiàn)貨市場的構(gòu)成：英國現(xiàn)貨市場由日前的電子交易和實(shí)時(shí)的平衡機(jī)制構(gòu)成，交易標(biāo)的均為電能。輔助服務(wù)則多在較長的時(shí)間提前量上（月前至日前）開展，由英國電網(wǎng)公司的調(diào)度中心負(fù)責(zé)購買。日前的電子交易由兩個(gè)電力交易所分別組織，即阿姆斯特丹電力交易所（APX）和北歐與納斯達(dá)克聯(lián)營現(xiàn)貨電力交易所（N2EX），兩個(gè)交易所之間存在競爭關(guān)系。實(shí)時(shí)平衡機(jī)制由英國電網(wǎng)公司調(diào)度中心負(fù)責(zé)組織。

2.2交易規(guī)模：英國電力市場以中長期雙邊交易為主，生成物理交割的發(fā)用電計(jì)劃曲線，提交給平衡機(jī)制，以作為增量結(jié)算的依據(jù)。通過實(shí)際統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)（2012年數(shù)據(jù)）日前交易所組織的電子交易約占全網(wǎng)總用電量的26.5%，平衡機(jī)制約占全網(wǎng)總用電量的2%。

2.3出清方式：日前市場的電子交易由電力交易所負(fù)責(zé)組織，出清計(jì)算不考慮實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)情況，也不慮機(jī)組的物理參數(shù)。出清方式為一般意義的集中競價(jià)拍賣，實(shí)時(shí)的平衡機(jī)制則需要考慮真實(shí)網(wǎng)絡(luò)約束，要求發(fā)電商申報(bào)其實(shí)際的運(yùn)行參數(shù)，實(shí)施平衡調(diào)度與阻塞管理。

3.北歐電力現(xiàn)貨市場

3.1現(xiàn)貨市場的構(gòu)成：北歐電力市場同樣開展了較大規(guī)模的中長期雙邊交易，主要以月前場外交易的方式實(shí)施，簽訂的雙邊交易需要在實(shí)際運(yùn)行時(shí)進(jìn)行物理交割。雙邊交易之外的電量則在現(xiàn)貨市場上交易，主要集中于日前市場上，日內(nèi)市場與平衡市場的交易量則相對較小。

3.2交易規(guī)模：北歐電力市場同樣開展了較大規(guī)模的中長期雙邊交易，主要以月前場外交易的方式實(shí)施，簽訂的雙邊交易需要在實(shí)際運(yùn)行時(shí)進(jìn)行物理交割。雙邊交易之外的電量則在現(xiàn)貨市場上交易，主要集中于日前市場上，日內(nèi)市場與平衡市場的交易量則相對較小。

3.3出清方式：北歐電力市場同樣開展了較大規(guī)模的中長期雙邊交易，主要以月前場外交易的方式實(shí)施，簽訂的雙邊交易需要在實(shí)際運(yùn)行時(shí)進(jìn)行物理交割。雙邊交易之外的電量則在現(xiàn)貨市場上交易，主要集中于日前市場上，日內(nèi)市場與平衡市場的交易量則相對較小。

四、電力市場設(shè)計(jì)的核心

1.統(tǒng)籌市場交易和電網(wǎng)運(yùn)行

電力市場的特殊性在于電力系統(tǒng)的運(yùn)行特性，電力市場具有“市場交易”和“電網(wǎng)運(yùn)行”的雙重屬性?！笆袌鼋灰住笔请娏r(jià)值流的傳遞，“電網(wǎng)運(yùn)行”體現(xiàn)電力物理流的傳遞，對市場運(yùn)行和電網(wǎng)運(yùn)行關(guān)系處理決定市場模式。電力市場設(shè)計(jì)就是在電力的商品經(jīng)濟(jì)屬性和工程效率屬性上尋找平衡。

合理的市場設(shè)計(jì)能夠充分體現(xiàn)電力系統(tǒng)內(nèi)能量和靈活性的價(jià)值，以價(jià)格為引導(dǎo)，改變電力系統(tǒng)運(yùn)行模式，激勵(lì)市場主體為系統(tǒng)提供電能量和各類服務(wù)，共同實(shí)現(xiàn)電力市場設(shè)計(jì)目標(biāo)，在保障電網(wǎng)安全的前提下最大化社會(huì)福利。

2.報(bào)價(jià)投標(biāo)形式

2.1報(bào)價(jià)/投標(biāo)的形式對市場結(jié)果非常關(guān)鍵：標(biāo)價(jià)形式差別很大，最簡單的報(bào)價(jià)是量-價(jià)曲線。

2.2包含所有機(jī)組約束條件的多部報(bào)價(jià)?？稍偕茉?、儲(chǔ)能、需求響應(yīng)等發(fā)展，要求在量、價(jià)之間存在復(fù)雜的耦合關(guān)系，分散式市場中引入塊報(bào)價(jià)，接近于多部報(bào)價(jià)的作用。

2.3多部報(bào)價(jià)的問題是價(jià)格的扭曲，需要借助上抬費(fèi)用。

3.定價(jià)和出清規(guī)則

電力市場采用邊際定價(jià)，滿足社會(huì)福利最大化和鼓勵(lì)參與者按真實(shí)成本投標(biāo)。多部報(bào)價(jià)中啟停費(fèi)用、最小開停機(jī)時(shí)間等約束，使?jié)M足社會(huì)福利最大化的統(tǒng)一價(jià)格不存在。實(shí)踐中有兩種處理：一是集中式，基于優(yōu)化調(diào)度的邊際價(jià)格，實(shí)質(zhì)是先算最優(yōu)調(diào)度，再算邊際價(jià)格，不可避免產(chǎn)生上抬費(fèi)用，為短期運(yùn)行效率犧牲價(jià)格信號。二是分散式：基于統(tǒng)一邊際價(jià)格調(diào)度，要求統(tǒng)一的價(jià)格滿足所有中標(biāo)方都得到足夠收益，無需上抬費(fèi)用。該約束存在使得市場出清結(jié)果偏離最優(yōu)調(diào)度，為價(jià)格信號透明犧牲短期運(yùn)行效率。

五、結(jié)束語

我國電力現(xiàn)貨市場存在復(fù)雜能源結(jié)構(gòu)下的優(yōu)化調(diào)度問題;斷面輸送能力不足帶來的阻塞問題;輔助服務(wù)未形成市場化體系;相信隨著科技的發(fā)展，國內(nèi)會(huì)建立一個(gè)與我國實(shí)際情況相符的現(xiàn)貨市場運(yùn)行機(jī)制。

參考文獻(xiàn)：

[1]高亞靜、呂丹洋、劉兵成、項(xiàng)錦曄、劉仕豪、伏澤來.電力現(xiàn)貨市場介紹

[2]賴小文.電力市場基本原理

[3]國家發(fā)改委現(xiàn)貨專班.電力市場建設(shè)工作引導(dǎo)