保障發(fā)電容量充裕度的可靠性期權(quán)機(jī)制綜述及啟示

劉潤(rùn)澤，荊朝霞，黃寧馨，劉澤揚(yáng)

(華南理工大學(xué) 電力學(xué)院，廣東 廣州 510641)

電力市場(chǎng)環(huán)境下，如何保證發(fā)電容量的充裕性是市場(chǎng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。之所以要單獨(dú)設(shè)計(jì)發(fā)電容量充裕度機(jī)制，主要原因是：一方面，市場(chǎng)營(yíng)運(yùn)后價(jià)格的波動(dòng)性和政策不確定性會(huì)增大發(fā)電投資的風(fēng)險(xiǎn)從而影響發(fā)電投資；另一方面，電作為社會(huì)的基本生產(chǎn)資料和生活資料，電價(jià)常常受到較為嚴(yán)格的管制，也受到很多政策的影響，這會(huì)造成市場(chǎng)價(jià)格與其真實(shí)價(jià)值之間的差異。一些學(xué)者用缺失市場(chǎng)(missing market)和缺失收益(missing money)來(lái)說(shuō)明以上問(wèn)題。在以新能源為主的電力系統(tǒng)中，大量出力波動(dòng)和隨機(jī)的風(fēng)電、太陽(yáng)能等發(fā)電的存在，會(huì)加劇以上問(wèn)題[1]。國(guó)際上，2001年的美國(guó)加利福尼亞州(以下簡(jiǎn)稱“加州”)停電等一些典型的缺電、停電事件促進(jìn)了學(xué)術(shù)界、工業(yè)界對(duì)電力市場(chǎng)環(huán)境下發(fā)電容量充裕性的關(guān)注。在我國(guó)，隨著市場(chǎng)建設(shè)的深入、供需形式的變化以及“雙碳”目標(biāo)下電源結(jié)構(gòu)的變化，發(fā)電容量充裕度問(wèn)題也引起了越來(lái)越多的重視。

市場(chǎng)環(huán)境下保證發(fā)電容量充裕度的機(jī)制/方法有多種[2]，包括戰(zhàn)略備用機(jī)制、容量補(bǔ)償機(jī)制、稀缺定價(jià)(administrative scarcity pricing)機(jī)制、價(jià)格增量機(jī)制、容量市場(chǎng)機(jī)制、中長(zhǎng)期合約機(jī)制等。本文將其分為兩大類：容量機(jī)制和稀缺定價(jià)機(jī)制。在稀缺定價(jià)機(jī)制下，發(fā)電資源僅根據(jù)在市場(chǎng)中的實(shí)際發(fā)電(含輔助服務(wù))獲得收益，又稱單一能量市場(chǎng)機(jī)制；容量機(jī)制下，發(fā)電資源除了發(fā)電收益，其全部或部分容量還可以得到另外一部分補(bǔ)償。兩類方法根據(jù)其價(jià)格形成機(jī)制、配套規(guī)則等的不同，又分為不同的子類型。稀缺定價(jià)機(jī)制按供給緊張時(shí)段高電價(jià)的形成方法分為市場(chǎng)化高電價(jià)[3](澳大利亞)與價(jià)格增量[4](美國(guó)得克薩斯州，以下簡(jiǎn)稱“得州”)；容量機(jī)制按容量補(bǔ)償價(jià)格的形成方式分為容量補(bǔ)償方式和容量市場(chǎng)方式，容量補(bǔ)償方式又分全部容量補(bǔ)償和部分容量補(bǔ)償，容量市場(chǎng)方式又分集中式容量拍賣和分散式容量義務(wù)等。

稀缺定價(jià)機(jī)制和容量機(jī)制各有優(yōu)缺點(diǎn)，不同學(xué)者對(duì)其評(píng)價(jià)不一?？傮w上，稀缺定價(jià)機(jī)制適用于市場(chǎng)機(jī)制比較完善，沒(méi)有或比較少電價(jià)扭曲的政策或市場(chǎng)機(jī)制的系統(tǒng)，主要問(wèn)題是在電力供需變化較大時(shí)，現(xiàn)貨市場(chǎng)的價(jià)格波動(dòng)也會(huì)比較大，需要有相關(guān)的配套機(jī)制、工具來(lái)幫助市場(chǎng)主體規(guī)避、降低風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)市場(chǎng)主體的風(fēng)險(xiǎn)管理能力也有較高的要求。容量機(jī)制相對(duì)比較穩(wěn)妥，可以使得市場(chǎng)的價(jià)格比較平穩(wěn)，是大多數(shù)管制機(jī)制比較推崇的機(jī)制，也是很多發(fā)電企業(yè)希望的市場(chǎng)機(jī)制。其存在的問(wèn)題包括：容量補(bǔ)償價(jià)格或容量需求需要由市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)來(lái)確定，可能造成過(guò)補(bǔ)償，增加整體供電成本[5]；容量補(bǔ)償?shù)拇嬖跁?huì)扭曲能量市場(chǎng)價(jià)格，一些情況下反而限制新投資的進(jìn)入[6]。

國(guó)際上，不同國(guó)家/地區(qū)采用的發(fā)電容量充裕度機(jī)制各異。美國(guó)除了得州外的大多數(shù)市場(chǎng)采用容量市場(chǎng)機(jī)制[7]，如賓西法尼亞-新澤西-馬里蘭聯(lián)合電力市場(chǎng)(Pennsylvania, Jersey, and Maryland, PJM)、加州、紐約，能量市場(chǎng)也采用了相對(duì)比較低的價(jià)格上限。得州、澳大利亞市場(chǎng)都采用了稀缺定價(jià)機(jī)制，批發(fā)市場(chǎng)的價(jià)格上限分別為9 000 美元/MWh和13 800 澳元/MWh，2個(gè)市場(chǎng)的區(qū)別在于稀缺情況下高電價(jià)的形成機(jī)制不同。歐洲多個(gè)國(guó)家/地區(qū)采用了戰(zhàn)略備用、容量市場(chǎng)等機(jī)制，但歐盟于2019年頒布的法案[8]中明確規(guī)定，目標(biāo)機(jī)制是稀缺定價(jià)機(jī)制，即市場(chǎng)不對(duì)容量進(jìn)行補(bǔ)償，也不設(shè)置價(jià)格上限。同時(shí)規(guī)定，各國(guó)/地區(qū)可以在市場(chǎng)機(jī)制尚不完善，尚存在扭曲市場(chǎng)的相關(guān)機(jī)制，且在發(fā)電容量充裕度無(wú)法滿足的情況下，才能作為臨時(shí)性措施實(shí)施容量機(jī)制，并必須制訂逐漸去除容量機(jī)制的措施。

在我國(guó)，發(fā)電容量充裕度問(wèn)題也引起了多個(gè)電力市場(chǎng)和學(xué)者的重視。目前，全國(guó)11個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)提出要研究建立容量補(bǔ)償機(jī)制，山東[9]、廣東[10]2個(gè)省份已經(jīng)出臺(tái)容量補(bǔ)償政策，但是現(xiàn)有政策還處于非市場(chǎng)化的階段。一些文獻(xiàn)對(duì)國(guó)外發(fā)電容量充裕度機(jī)制進(jìn)行綜述[11-14]，但重點(diǎn)關(guān)注集中式容量市場(chǎng)；也有一些文獻(xiàn)進(jìn)行容量機(jī)制的仿真[15-16]，但主要針對(duì)集中式容量市場(chǎng)機(jī)制。我國(guó)發(fā)電容量充裕度機(jī)制方面的現(xiàn)有文獻(xiàn)也多數(shù)圍繞集中式容量市場(chǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)[17-19]，而對(duì)其他類型的充裕度模式設(shè)計(jì)與討論則較少?？偠灾?，無(wú)論是學(xué)界還是實(shí)踐方面，目前我國(guó)的主流觀點(diǎn)和方案是初期采取容量補(bǔ)償方式、遠(yuǎn)期建設(shè)容量市場(chǎng)，鮮少關(guān)注其他模式。

電力市場(chǎng)建設(shè)具有路徑依賴性，實(shí)施后規(guī)則修改的難度大，成本高。發(fā)電容量充裕度機(jī)制是電力市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)的一個(gè)核心內(nèi)容，其機(jī)制的選擇會(huì)影響價(jià)格上限設(shè)定、市場(chǎng)力監(jiān)控、信息披露等多個(gè)方面的內(nèi)容[14]。學(xué)術(shù)界在充裕度機(jī)制方面尚未達(dá)成完全一致的意見(jiàn)[20]，實(shí)踐上不同國(guó)家和地區(qū)的相關(guān)機(jī)制在不斷演進(jìn)，新能源為主體的電力系統(tǒng)建設(shè)也帶來(lái)了一些新的挑戰(zhàn)[21]。我國(guó)在進(jìn)行充裕度機(jī)制設(shè)計(jì)時(shí)，不能直接照搬照抄國(guó)外現(xiàn)行的集中式容量市場(chǎng)等機(jī)制。

可靠性期權(quán)(reliability options，RO)是一種基于金融產(chǎn)品中的期權(quán)理念的發(fā)電容量充裕度機(jī)制，作為一種金融工具，給予期權(quán)持有者調(diào)用發(fā)電容量并獲得對(duì)應(yīng)電量實(shí)際電價(jià)與執(zhí)行價(jià)格之間的正差值收益的權(quán)利，與一般期權(quán)的差別在于其拍賣由市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)組織，期權(quán)費(fèi)按一定方式分?jǐn)偨o用戶側(cè)?？煽啃云跈?quán)的概念最早在文獻(xiàn)[22]中提出，隨后相關(guān)理論和方法不斷完善[23-26]?？煽啃云跈?quán)按組織方式分為集中式和分散式兩大類：集中式[23-25]模式下，市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)代表所有用戶作為單一購(gòu)買方購(gòu)買；分散式[26]模式下，由用戶側(cè)市場(chǎng)主體直接購(gòu)買。

可靠性期權(quán)一方面可以類似容量機(jī)制提前給發(fā)電資源一定的收入保障，降低發(fā)用雙方的風(fēng)險(xiǎn)，另一方面從機(jī)制上解決了容量機(jī)制對(duì)能量市場(chǎng)造成價(jià)格扭曲、增加系統(tǒng)總成本等問(wèn)題，已經(jīng)在多個(gè)國(guó)家和地區(qū)應(yīng)用與實(shí)踐，包括哥倫比亞[27]、新英格蘭[28]和愛(ài)爾蘭[29]、意大利[30]等。以上4個(gè)市場(chǎng)早期均采用了容量機(jī)制，運(yùn)行若干年后改為可靠性期權(quán)。

本文首先對(duì)可靠性期權(quán)機(jī)制的原理進(jìn)行介紹，然后對(duì)實(shí)施此機(jī)制的重要模塊進(jìn)行分析，包括結(jié)算原理、需求曲線、運(yùn)作流程等。然后針對(duì)愛(ài)爾蘭、意大利電力市場(chǎng)，對(duì)不同市場(chǎng)的具體細(xì)節(jié)特征進(jìn)行分析。最后，結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況提出建議。

1 可靠性期權(quán)機(jī)制特征

1.1 可靠性期權(quán)的基本原理

基于可靠性期權(quán)的發(fā)電容量充裕度機(jī)制融合了稀缺定價(jià)、容量市場(chǎng)、期權(quán)的特性，主要特點(diǎn)和基本原理如下。

a)類似集中式容量市場(chǎng)，由市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)在遠(yuǎn)期確定容量的需求，以確定可靠性期權(quán)的數(shù)量。

b)由市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)組織可靠性期權(quán)的拍賣，確定期權(quán)的價(jià)格。拍賣總體流程類似集中式容量市場(chǎng)，具體拍賣機(jī)制等方面與其有區(qū)別。

c)與容量市場(chǎng)的區(qū)別主要在于結(jié)算機(jī)制：可靠性期權(quán)中中標(biāo)的容量獲得類似容量補(bǔ)償?shù)钠跈?quán)費(fèi)，但需要將現(xiàn)貨市場(chǎng)中高于執(zhí)行價(jià)的正差值收益返回給市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)。

d)可靠性期權(quán)機(jī)制可以與稀缺定價(jià)機(jī)制結(jié)合，設(shè)置稀缺價(jià)格增量或不設(shè)價(jià)格上限。

1.2 市場(chǎng)組成

可靠性期權(quán)機(jī)制可以認(rèn)為是電能量市場(chǎng)的配套機(jī)制，交易產(chǎn)品是可靠性期權(quán)合約。期權(quán)賣方為容量資源，包括區(qū)內(nèi)(區(qū)外)發(fā)電機(jī)組、需求響應(yīng)資源、儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)商等。容量資源可以是自愿參與，也可以規(guī)定強(qiáng)制參與。買方可以是市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)(集中式)或負(fù)荷服務(wù)實(shí)體(分散式)。期權(quán)保險(xiǎn)費(fèi)(簡(jiǎn)稱“保費(fèi)”)一般根據(jù)用戶對(duì)系統(tǒng)峰值負(fù)荷的占比進(jìn)行分?jǐn)偂?/p>

1.3 需求曲線

可靠性期權(quán)機(jī)制需求曲線的制訂方法類似于英國(guó)、美國(guó)等集中式容量市場(chǎng)采用的曲線，一般形式為四點(diǎn)曲線，如圖1所示，圖中用下標(biāo)1表示愛(ài)爾蘭，用下標(biāo)2表示意大利。X軸對(duì)應(yīng)的各容量需求與系統(tǒng)可靠性有關(guān)，一般選取根據(jù)失負(fù)荷期望LLOLE作為可靠性指標(biāo)，表示一年中非自愿負(fù)荷削減的小時(shí)數(shù)，單位為h/a。Y軸代表系統(tǒng)愿意為容量支付的價(jià)格﹝歐元/(MW·a)﹞。

圖1 可靠性期權(quán)容量需求曲線

1.4 報(bào)價(jià)與交易

在可靠性期權(quán)拍賣中，市場(chǎng)主體申報(bào)量(MW)和價(jià)格﹝元/(MW·a)﹞可以按照市場(chǎng)需要，允許主體設(shè)置多個(gè)投標(biāo)塊?？煽啃云跈?quán)拍賣的出清機(jī)制有2種：多輪式的下降型時(shí)鐘拍賣(descending clock auctions)；普通的一輪式密封投標(biāo)拍賣(和集中式容量市場(chǎng)拍賣相同)。不同市場(chǎng)采取的出清機(jī)制不同。

出清之后，市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)代表用戶側(cè)作為統(tǒng)一購(gòu)買方，和出清的容量資源簽訂長(zhǎng)期合約。為便于主體調(diào)整頭寸，一般還設(shè)置多個(gè)時(shí)間尺度的拍賣，允許可靠性期權(quán)合約在二級(jí)市場(chǎng)進(jìn)行交易。

1.5 結(jié)算機(jī)制

1.5.1 結(jié)算原理

可靠性期權(quán)是一種金融產(chǎn)品，屬于看漲期權(quán)(call options)，其原理如圖2所示。期權(quán)的買方向賣方支付保費(fèi)，賦予期權(quán)買方按照約定的執(zhí)行價(jià)格(strike price)s執(zhí)行合同的權(quán)利(而非義務(wù))。當(dāng)市場(chǎng)參考價(jià)格(reference price)ρ(日前或平衡市場(chǎng)價(jià)格)高于執(zhí)行價(jià)格s時(shí)，期權(quán)賣方需要將正差值收益支付給買方。

在年度期權(quán)合同中，期權(quán)賣方按照拍賣的出清量和出清價(jià)P﹝元/(MW·a)﹞支付保費(fèi)給買方。在電能量市場(chǎng)，期權(quán)在每日的每個(gè)時(shí)刻進(jìn)行結(jié)算，是一種正向差價(jià)返還機(jī)制：T1、T5時(shí)段參考價(jià)格ρ低于執(zhí)行價(jià)格s，買方選擇不執(zhí)行；T2、T3、T4時(shí)段參考價(jià)格ρ高于執(zhí)行價(jià)格s，發(fā)電商在市場(chǎng)中獲得價(jià)格為ρ的收益，同時(shí)需按照差價(jià)(ρ-s)還部分收益給期權(quán)賣方。此外，由于T3時(shí)段發(fā)電機(jī)不可用，不僅沒(méi)有來(lái)自電能量市場(chǎng)的價(jià)格為ρ的收益，還仍需繼續(xù)將執(zhí)行價(jià)格s和參考價(jià)格ρ之間的差額返還，構(gòu)成對(duì)主體的隱式懲罰(ρ-s)。有的市場(chǎng)進(jìn)一步規(guī)定了發(fā)電機(jī)不可用的顯式懲罰：將發(fā)電機(jī)實(shí)際容量與可靠性期權(quán)合同中承諾的容量進(jìn)行比較，超過(guò)閾值時(shí)可以對(duì)其在隱式懲罰的基礎(chǔ)上，額外處以顯式懲罰spen，每個(gè)市場(chǎng)的具體懲罰規(guī)定不同。圖2中各情況的結(jié)算公式[23]見(jiàn)表1。

表1 可靠性期權(quán)結(jié)算機(jī)制

可靠性期權(quán)機(jī)制使得市場(chǎng)取消價(jià)格上限成為可能，有利于消除市場(chǎng)扭曲，同時(shí)又保障了發(fā)電側(cè)和用戶側(cè)的穩(wěn)定性。對(duì)于發(fā)電商而言，放棄其稀缺時(shí)期的高峰價(jià)格，換取保費(fèi)，對(duì)沖現(xiàn)貨價(jià)格波動(dòng)，獲得穩(wěn)定收益；對(duì)于用戶而言，可靠性期權(quán)機(jī)制可以保護(hù)其免受高電價(jià)；對(duì)于市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)而言，可以保障系統(tǒng)發(fā)電容量充裕度，提高系統(tǒng)安全性，避免價(jià)格扭曲，提高市場(chǎng)效率。

1.5.2 結(jié)算參數(shù)

可靠性期權(quán)的結(jié)算機(jī)制中較為重要的2個(gè)參數(shù)是執(zhí)行價(jià)格和參考價(jià)格。

執(zhí)行價(jià)格通常由系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)在拍賣前公布，通常依據(jù)參考峰值發(fā)電機(jī)組的可變成本來(lái)確定。一般市場(chǎng)將執(zhí)行價(jià)格視為常量，也有更為復(fù)雜的市場(chǎng)設(shè)計(jì)，執(zhí)行價(jià)格可能隨著時(shí)間的推移而變化。

可靠性期權(quán)的參考價(jià)格用以反映容量提供商在電能量市場(chǎng)出售其電源時(shí)實(shí)際獲得的價(jià)格。價(jià)格高時(shí)表明發(fā)電稀缺，價(jià)格低時(shí)表明發(fā)電容量充裕度充足。參考價(jià)格可以是不同市場(chǎng)的組合，例如日前市場(chǎng)、平衡市場(chǎng)(實(shí)時(shí)市場(chǎng))等。一般而言，參考價(jià)格選取為日前市場(chǎng)價(jià)格和平衡市場(chǎng)報(bào)價(jià)的加權(quán)平均值，以歐洲模式為例，其通用計(jì)算公式為：

Ri=λPda+(1-λ)bi.

(1)

式中：Pda為日前市場(chǎng)價(jià)格；bi為代理商i在平衡市場(chǎng)中的報(bào)價(jià)；λ∈[0,1]為調(diào)整參數(shù)，不同市場(chǎng)的設(shè)置不同，見(jiàn)表2。在美國(guó)新英格蘭的遠(yuǎn)期容量市場(chǎng)上，僅利用實(shí)時(shí)價(jià)格結(jié)算；哥倫比亞則僅采用日前價(jià)格進(jìn)行結(jié)算；愛(ài)爾蘭、意大利市場(chǎng)的調(diào)整參數(shù)則較為復(fù)雜，根據(jù)主體的不同報(bào)價(jià)行為，在0～1之間波動(dòng)，詳見(jiàn)第2章。

表2 可靠性期權(quán)的參數(shù)λ的選取

1.6 運(yùn)作流程

綜上所述，可靠性期權(quán)機(jī)制運(yùn)作流程如圖3所示，有以下主要步驟。

圖3 可靠性期權(quán)機(jī)制的運(yùn)作流程

a)參數(shù)確定。市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)確定執(zhí)行價(jià)格、拍賣時(shí)間、需求曲線等參數(shù)。其中，執(zhí)行價(jià)格一般在正常電價(jià)和稀缺時(shí)刻的價(jià)格之間，高于發(fā)電機(jī)運(yùn)營(yíng)成本。總?cè)萘啃枨笠话銥榉逯地?fù)荷加上一定的備用裕度。需求曲線一般為四點(diǎn)曲線，形狀根據(jù)各市場(chǎng)的可靠性要求不同而不同。

b)主體報(bào)價(jià)。參與拍賣的主體為容量資源，可以是自愿參與，也有的市場(chǎng)是強(qiáng)制參與。報(bào)價(jià)包含價(jià)格、容量等參數(shù)。其中，由于資源的裝機(jī)不能直接用以衡量其可靠性，各市場(chǎng)規(guī)定了降額系數(shù)計(jì)算方法。

c)拍賣出清。隨后進(jìn)行可靠性期權(quán)拍賣的出清并簽訂合同。拍賣機(jī)制中，可以是意大利、哥倫比亞選擇的下降時(shí)鐘拍賣，也可以是愛(ài)爾蘭等采用的密封拍賣方式。

d)合同簽訂。國(guó)外市場(chǎng)一般區(qū)分存量資源和新建資源的合同期限，以進(jìn)一步激勵(lì)新建資源。不同市場(chǎng)的合同期限不同，在意大利，現(xiàn)有發(fā)電廠將獲得為期1年的合同，而新建容量可獲得長(zhǎng)達(dá)15 年的合同。在愛(ài)爾蘭，現(xiàn)有發(fā)電廠將獲得為期1年的合同，新建容量獲得為期10 年的合同。

e)按照差價(jià)進(jìn)行結(jié)算。簽訂可靠性期權(quán)合同的發(fā)電機(jī)必須承諾在系統(tǒng)需要時(shí)的可用性，如果發(fā)電少于可靠性期權(quán)合同簽訂的容量值則為違約。對(duì)于違約可以設(shè)置隱式懲罰或顯式懲罰。隱式懲罰指主體需返還多余收益，但由于其不可用，相當(dāng)于在無(wú)收益的情況下多付收益返還；顯式懲罰則是有的市場(chǎng)為了確保系統(tǒng)可靠性，在隱式懲罰的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步規(guī)定違約主體的賠償金額計(jì)算方法，以進(jìn)一步激勵(lì)可靠性期權(quán)主體的可用性。

1.7 可靠性期權(quán)與容量市場(chǎng)機(jī)制對(duì)比

可靠性期權(quán)和集中式容量市場(chǎng)機(jī)制的對(duì)比見(jiàn)表3。二者的相似之處在于拍賣流程整體相似，在拍賣之后，容量市場(chǎng)和可靠性期權(quán)機(jī)制下的出清主體都獲得“出清量×出清價(jià)格”的補(bǔ)償。但是二者在金融原理、配套機(jī)制上有著本質(zhì)區(qū)別。

表3 可靠性期權(quán)和容量市場(chǎng)對(duì)比

a)產(chǎn)品設(shè)計(jì)不同。從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的角度看，可靠性期權(quán)和容量市場(chǎng)的區(qū)別在于容量市場(chǎng)是“多產(chǎn)品市場(chǎng)”模式，分為兩類產(chǎn)品：電能量、容量。在電能量市場(chǎng)中，具有容量補(bǔ)償?shù)臋C(jī)組僅有在日前市場(chǎng)報(bào)價(jià)的義務(wù)(獲得容量補(bǔ)償?shù)馁Y源可以包括需求響應(yīng)等其他類型，本文以發(fā)電機(jī)組為例)，容量收益會(huì)影響其電能量報(bào)價(jià)策略，導(dǎo)致電能量市場(chǎng)扭曲[5-6]。這種行為反過(guò)來(lái)又可能抑制市場(chǎng)價(jià)格，使發(fā)電機(jī)無(wú)法從能源的超邊際利潤(rùn)中回收其容量成本，違背了容量市場(chǎng)的初衷，從而使對(duì)容量收入的需求永久化，系統(tǒng)愈發(fā)依賴于容量機(jī)制。

可靠性期權(quán)是“單一產(chǎn)品市場(chǎng)(能量)+衍生品”模式，買方獲得期權(quán)保費(fèi)，在現(xiàn)貨市場(chǎng)正向差價(jià)返還，利用金融產(chǎn)品規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。利用期權(quán)保費(fèi)對(duì)容量進(jìn)行補(bǔ)償與電能量市場(chǎng)得到了有效耦合。雖然機(jī)組獲得年度保費(fèi)的計(jì)算方式與容量市場(chǎng)相似，但是，在現(xiàn)貨市場(chǎng)中，其多余收益仍需返還給期權(quán)賣方。已經(jīng)有文獻(xiàn)證明，在可靠性期權(quán)機(jī)制下，機(jī)組在現(xiàn)貨市場(chǎng)的最佳報(bào)價(jià)策略依然是基于邊際成本[24]。因此，可靠性期權(quán)機(jī)制對(duì)市場(chǎng)的扭曲較小甚至可以做到無(wú)扭曲。

b)配套機(jī)制不同。容量市場(chǎng)機(jī)制往往配置電能量市場(chǎng)較低的價(jià)格上限，雖然可以起到抑制市場(chǎng)力、保持價(jià)格穩(wěn)定等作用，但是存在以下問(wèn)題：一方面，價(jià)格上限低于失負(fù)荷成本(無(wú)法解決)，缺電時(shí)無(wú)法引導(dǎo)需求響應(yīng)或容量市場(chǎng)外投資；另一方面，價(jià)格上限范圍內(nèi)，如果有非容量市場(chǎng)的容量，容量市場(chǎng)出清的容量收益可能高于市場(chǎng)均衡值，增加社會(huì)成本。

“可靠性期權(quán)+電能量市場(chǎng)”機(jī)制可以與稀缺定價(jià)機(jī)制相結(jié)合，通過(guò)正向差價(jià)返還，既保護(hù)發(fā)用電兩側(cè)的收益穩(wěn)定，又使得實(shí)時(shí)電價(jià)充分體現(xiàn)系統(tǒng)供需，正確引導(dǎo)發(fā)電投資，使電力容量的社會(huì)價(jià)值更加明晰和透明，提高電力市場(chǎng)的效率。

2 國(guó)外可靠性期權(quán)機(jī)制介紹

目前，意大利、愛(ài)爾蘭市場(chǎng)的可靠性期權(quán)機(jī)制發(fā)展較為完善，本文選取二者進(jìn)行分析。由于二者市場(chǎng)總體流程較為相似，本章主要選取拍賣機(jī)制、結(jié)算機(jī)制這2個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)分析。

2.1 意大利可靠性期權(quán)機(jī)制

意大利電力市場(chǎng)初期并未設(shè)計(jì)容量機(jī)制。2003年，意大利出現(xiàn)輪流停電事件，意大利政府要求監(jiān)管機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)容量機(jī)制。不久，意大利電力與天然氣管理局頒布第48/2004號(hào)決議，提出容量補(bǔ)償?shù)呐R時(shí)性過(guò)渡機(jī)制。過(guò)渡機(jī)制實(shí)施后，意大利新建了大量機(jī)組，系統(tǒng)裝機(jī)容量接近峰值，但容量需求已經(jīng)開(kāi)始下降。為順應(yīng)意大利電力系統(tǒng)的發(fā)展需求，2011年意大利電力與天然氣管理局頒布第98/2011號(hào)決議，對(duì)可靠性期權(quán)機(jī)制進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，并交由意大利電網(wǎng)公司Terna進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。經(jīng)多輪修改，Terna發(fā)布可靠性期權(quán)機(jī)制的最終設(shè)計(jì)文件[18-19]。

2.1.1 拍賣機(jī)制

意大利可靠性期權(quán)的拍賣方式為下降型時(shí)鐘拍賣，如圖4所示。第1輪拍賣中，主體申報(bào)量和價(jià)格，每個(gè)主體可以投3～10個(gè)投標(biāo)塊。若第1輪拍賣中，發(fā)電商報(bào)出的總?cè)萘看笥谌萘啃枨?，則供需曲線不相交，繼續(xù)進(jìn)行第2輪拍賣，重新申報(bào)量和價(jià)格曲線，如此重復(fù)直至供需曲線相交，最多21輪。每輪拍賣中，主體報(bào)的量和價(jià)格較之上一輪只能保持或減少。在得到出清價(jià)格的該輪拍賣中，所有入圍的容量資源獲得統(tǒng)一出清價(jià)作為可靠性費(fèi)用。

圖4 下降型時(shí)鐘拍賣機(jī)制

目前可靠性期權(quán)拍賣價(jià)格上限為：現(xiàn)有電廠的價(jià)格上限為25 000～45 000 歐元/(MW·a)，參照聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)(combined-cycle gas turbine, CCGT)的年度固定運(yùn)營(yíng)成本進(jìn)行計(jì)算；新建電廠的價(jià)格上限為75 000～95 000 歐元/(MW·a)，參照新建機(jī)組成本進(jìn)行計(jì)算。在價(jià)格相同的情況下，優(yōu)先選擇更靈活(啟動(dòng)時(shí)間較短)、更環(huán)保(碳排放更低)的容量資源。

意大利可靠性期權(quán)拍賣產(chǎn)品分為四類(見(jiàn)表4)：①主拍賣，1年1次；②補(bǔ)充拍賣，作為容量機(jī)制初期實(shí)施的過(guò)渡機(jī)制；③調(diào)整拍賣，此時(shí)臨近合同交付期，便于容量供應(yīng)商調(diào)整頭寸或者市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)根據(jù)最新數(shù)據(jù)調(diào)整容量需求；④二級(jí)市場(chǎng)，執(zhí)行先到先得的連續(xù)拍賣，用于容量供應(yīng)商在臨近交割期調(diào)整頭寸。

表4 拍賣期限

主拍賣流程如圖5所示，圖中Yi為年的序號(hào)，i=0,1,2,…。主拍賣1年1次，提前4 年拍賣，覆蓋為期3 年的可靠性容量需求。由于每年的主拍賣的交付期之間有重疊，因此每次主拍賣只需拍賣總需求的三分之一。但是，在Y0年初次實(shí)施可靠性期權(quán)拍賣時(shí)，考慮到?jīng)]有前面Y-1、Y-2年的可靠性期權(quán)合同對(duì)剩下三分之二的容量需求進(jìn)行覆蓋，意大利市場(chǎng)與第1個(gè)主拍賣一起啟動(dòng)了2個(gè)補(bǔ)充拍賣。補(bǔ)充拍賣的滯后期和主拍賣相同，但是合同期限不同。通過(guò)主拍賣和補(bǔ)充拍賣分配可靠性期權(quán)合同之后，啟動(dòng)調(diào)整拍賣，便于主體之間進(jìn)行可靠性期權(quán)合同轉(zhuǎn)讓。最后一次調(diào)整拍賣完成后，二級(jí)市場(chǎng)開(kāi)放，在交付年度的每個(gè)月進(jìn)行交易。以上規(guī)定僅針對(duì)已有電廠，對(duì)于新建電廠，為了對(duì)其提供更穩(wěn)定的收入預(yù)期，新建容量可獲得長(zhǎng)達(dá)15 年的合同。

圖5 主拍賣流程

2.1.2 結(jié)算機(jī)制

在結(jié)算環(huán)節(jié)，意大利可靠性期權(quán)機(jī)制的結(jié)算原理不變，但是執(zhí)行價(jià)格和參考價(jià)格這2個(gè)結(jié)算參數(shù)的設(shè)置有自己的市場(chǎng)特色。

a)執(zhí)行價(jià)格。意大利可靠性期權(quán)的執(zhí)行價(jià)格每月計(jì)算1次，由輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(transmission system operator, TSO)根據(jù)參考峰值發(fā)電機(jī)組的可變成本確定。峰值機(jī)組至少提前30 d由TSO通知代理商，通常為CCGT類型。雖然給定合同的參考機(jī)組是固定的，但執(zhí)行價(jià)格是浮動(dòng)的，考慮的因素包括燃料成本、不平衡成本、二氧化碳成本、采購(gòu)成本、維護(hù)成本等：

(2)

b)參考價(jià)格。意大利短期電力市場(chǎng)包括日前市場(chǎng)、日內(nèi)市場(chǎng)及平衡市場(chǎng)，見(jiàn)表5。意大利的參考價(jià)格根據(jù)機(jī)組在市場(chǎng)間的參與情況進(jìn)行區(qū)分。Pba為平衡市場(chǎng)最后一個(gè)中標(biāo)機(jī)組的出清價(jià)格。簽訂可靠性期權(quán)合同的機(jī)組必須在交付期的每小時(shí)通過(guò)日前市場(chǎng)或日內(nèi)市場(chǎng)報(bào)價(jià)，并提供容量。如果在市場(chǎng)中出清的量小于可靠性期權(quán)合同簽訂的容量，則通過(guò)平衡市場(chǎng)結(jié)算。由于可再生發(fā)電暫時(shí)無(wú)法參與意大利平衡市場(chǎng)，因此簽訂可靠性期權(quán)合約的可再生機(jī)組必須在弱峰值(發(fā)生稀缺事件概率最高的6 h)期間在市場(chǎng)上提供簽訂的容量值。

c)違約懲罰。為進(jìn)一步激勵(lì)稀缺時(shí)刻機(jī)組的可用性，意大利電力市場(chǎng)設(shè)置了稀缺定價(jià)機(jī)制，在稀缺時(shí)直接將市場(chǎng)價(jià)格抬升至失負(fù)荷價(jià)值(value of lost load, VOLL)〔目前在意大利市場(chǎng)設(shè)定為3 000 歐元/(MW·h)〕，參考價(jià)格也相應(yīng)變?yōu)槭ж?fù)荷價(jià)值。因此在系統(tǒng)稀缺時(shí)，容量供應(yīng)商的收益返還更大，作為對(duì)容量供應(yīng)商的隱性懲罰。

此外，當(dāng)容量資源在交付期1個(gè)月內(nèi)25%的時(shí)間內(nèi)提供的容量不超過(guò)20%時(shí)，會(huì)發(fā)生臨時(shí)不履行(對(duì)于可再生能源和需求側(cè)資源，僅考慮弱峰值內(nèi)的時(shí)間)。如果臨時(shí)不履行，則停止支付每月的保費(fèi)。如果臨時(shí)不履行在1年內(nèi)的總時(shí)長(zhǎng)超過(guò)3月，則為最終不履行，此時(shí)取消可靠性期權(quán)合同，發(fā)電商需退還所有已獲得的月補(bǔ)償。

2.2 愛(ài)爾蘭可靠性期權(quán)機(jī)制

2007年，愛(ài)爾蘭建立單一電力市場(chǎng)(single electricity market，SEM)，在SEM模式下，容量補(bǔ)償機(jī)制是計(jì)劃性容量費(fèi)模式，能源監(jiān)管委員會(huì)和系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商每年計(jì)算容量費(fèi)總金額并向通過(guò)電力聯(lián)營(yíng)體購(gòu)買電力的參與者征收容量費(fèi)，支付給向市場(chǎng)提供發(fā)電容量者。

2018年，為了更充分地促進(jìn)全島電力市場(chǎng)與歐洲其他地區(qū)之間的耦合，愛(ài)爾蘭進(jìn)行綜合單一電力市場(chǎng)(integrated single electricity market，ISEM)改革；因此，容量機(jī)制也需從行政決策機(jī)制轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌?chǎng)機(jī)制。經(jīng)多方協(xié)商，愛(ài)爾蘭在2014—2015年選擇可靠性期權(quán)機(jī)制。愛(ài)爾蘭容量補(bǔ)償機(jī)制由SEM委員會(huì)首先開(kāi)發(fā)，在2015—2017年發(fā)布咨詢文件和詳細(xì)設(shè)計(jì)，經(jīng)歐盟審核后發(fā)布。

2.2.1 拍賣機(jī)制

不同于意大利多輪下降型時(shí)鐘拍賣的機(jī)制，愛(ài)爾蘭的可靠性期權(quán)選擇簡(jiǎn)單的密封拍賣模式，即一次出清。報(bào)價(jià)時(shí)，主體申報(bào)1～5對(duì)遞增的數(shù)量-價(jià)格組合，報(bào)量的最小刻度為0.001 MW，價(jià)格的最小刻度為0.01 歐元/MW。每對(duì)報(bào)價(jià)需標(biāo)識(shí)為靈活性還是非靈活性。如果是非靈活，則該報(bào)價(jià)塊必須完全出清或不出清；如果是靈活性，則該報(bào)價(jià)塊可以部分出清。單個(gè)主體的報(bào)價(jià)可以是靈活和非靈活的組合。

愛(ài)爾蘭可靠性期權(quán)的拍賣產(chǎn)品類型見(jiàn)表6。系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商對(duì)每個(gè)容量年進(jìn)行1次T-4拍賣，如果有特殊需求，也可以進(jìn)行T-3拍賣、T-2拍賣或T-1拍賣。此外，設(shè)置二級(jí)市場(chǎng)，以供主體進(jìn)行合同轉(zhuǎn)讓。

表6 拍賣期限

2.2.2 結(jié)算機(jī)制

在結(jié)算環(huán)節(jié)，愛(ài)爾蘭可靠性期權(quán)機(jī)制的結(jié)算原理不變，但是執(zhí)行價(jià)格和參考價(jià)格這2個(gè)結(jié)算參數(shù)的設(shè)置有自己的市場(chǎng)特色。

a)執(zhí)行價(jià)格。愛(ài)爾蘭的可靠性期權(quán)執(zhí)行價(jià)格同時(shí)考慮碳排放成本、不同類型的燃料成本、燃料運(yùn)輸成本等因素：

(3)

b)參考價(jià)格。愛(ài)爾蘭可靠性期權(quán)機(jī)制的參考價(jià)格為：①日前市場(chǎng)方面，對(duì)于在日前市場(chǎng)中出清的電力(不超過(guò)通過(guò)可靠性期權(quán)確定的合同量)，參考價(jià)格為日前價(jià)格。②日內(nèi)市場(chǎng)方面，對(duì)于在日內(nèi)交易市場(chǎng)中出清的電力(不超過(guò)可靠性期權(quán)合同量減去日前出清量后的剩余量)，參考價(jià)格為日內(nèi)市場(chǎng)價(jià)格。③平衡市場(chǎng)方面，對(duì)于通過(guò)平衡市場(chǎng)出售的電力(不超過(guò)可靠性期權(quán)合同量減去日前和日內(nèi)的出清量后的剩余電量)，參考價(jià)格為平衡市場(chǎng)價(jià)格。④系統(tǒng)服務(wù)方面，如果容量資源給系統(tǒng)提供備用等輔助服務(wù)，參考價(jià)格為該服務(wù)的合同價(jià)格。

c)懲罰機(jī)制。與意大利類似，愛(ài)爾蘭也配合可靠性期權(quán)設(shè)置了稀缺定價(jià)，進(jìn)一步增大可靠性期權(quán)不可用時(shí)的隱式懲罰：一方面，取消發(fā)電商價(jià)格上限，實(shí)施反映失負(fù)荷價(jià)值的新價(jià)格上限〔約為11 000 歐元/(MW·h)〕；另一方面，平衡市場(chǎng)引入行政稀缺定價(jià)函數(shù)，作為可靠性期權(quán)產(chǎn)品的附加績(jī)效激勵(lì)機(jī)制。當(dāng)系統(tǒng)缺乏備用時(shí)，平衡市場(chǎng)價(jià)格不由市場(chǎng)確定，而是由行政確定的曲線來(lái)確定，以確保電力短缺時(shí)價(jià)格上漲。

此外，愛(ài)爾蘭可靠性期權(quán)結(jié)算機(jī)制中還設(shè)置止損限額(stop-loss limit)即罰款上限，以在價(jià)格長(zhǎng)期高于執(zhí)行價(jià)的情況下保護(hù)發(fā)電公司。目前愛(ài)爾蘭的止損限額因子分為兩類：年度止損限額因子設(shè)置為1.5，即發(fā)電商支付的差價(jià)限制在每年收到的期權(quán)費(fèi)的1.5倍；計(jì)費(fèi)周期止損限額因子為0.5。這是為了某年度或計(jì)費(fèi)周期內(nèi)系統(tǒng)發(fā)生了許多稀缺事件，容量供應(yīng)商達(dá)到了其止損限額時(shí)，止損限額制度可以最大限度地激勵(lì)機(jī)組在該年度或該計(jì)費(fèi)周期的剩余時(shí)間內(nèi)仍可保持可用。

3 總結(jié)與啟示

3.1 可靠性期權(quán)機(jī)制設(shè)計(jì)要素總結(jié)

可靠性期權(quán)機(jī)制的關(guān)鍵市場(chǎng)設(shè)計(jì)要素主要體現(xiàn)在2個(gè)方面：一是需求曲線、參考價(jià)格、執(zhí)行價(jià)格等參數(shù)設(shè)計(jì)；二是可靠性期權(quán)與稀缺定價(jià)的結(jié)合機(jī)制設(shè)計(jì)。

3.1.1 參數(shù)設(shè)計(jì)

a)需求曲線。確定維護(hù)安全標(biāo)準(zhǔn)所需的適當(dāng)容量水平是可靠性期權(quán)機(jī)制成功與否的關(guān)鍵。曲線形狀一般為四點(diǎn)曲線，具體數(shù)值與系統(tǒng)規(guī)定的可靠性標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。更安全的標(biāo)準(zhǔn)將減少裁負(fù)荷的可能性，然而增大消費(fèi)者成本，需要政府和市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)在可靠性和成本之間進(jìn)行權(quán)衡。此外，是否分區(qū)也是制訂需求曲線時(shí)需要考慮的。如果電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性阻塞明顯，或有顯著的政治地理劃分，可以分區(qū)確定需求曲線，但要注意市場(chǎng)力的問(wèn)題。

b)執(zhí)行價(jià)格。執(zhí)行價(jià)格是可靠性期權(quán)機(jī)制的關(guān)鍵要素之一，高于執(zhí)行價(jià)格意味著系統(tǒng)稀缺。執(zhí)行價(jià)格應(yīng)設(shè)得足夠高，只有在需要所有可用容量時(shí)，容量資源才支付差額。如果執(zhí)行價(jià)格設(shè)置得太低，可能使得機(jī)組經(jīng)常需要差價(jià)返還，一方面降低機(jī)組收益，另一方面可能降低真正稀缺時(shí)刻機(jī)組的可用性。

執(zhí)行價(jià)格可以設(shè)為定值，也可以約定方法計(jì)算浮動(dòng)價(jià)格。其中，固定執(zhí)行價(jià)格往往采用系統(tǒng)邊際機(jī)組的成本，例如，新英格蘭根據(jù)參考峰值機(jī)組的短期邊際成本來(lái)設(shè)置。浮動(dòng)價(jià)格往往基于現(xiàn)貨天然氣/石油價(jià)格等參數(shù)，愛(ài)爾蘭、意大利都采用此模式。浮動(dòng)價(jià)格可能會(huì)導(dǎo)致參考價(jià)格不穩(wěn)定，但可以使得峰值機(jī)組得到有效對(duì)沖，并準(zhǔn)確反映容量供應(yīng)商的租金，比固定價(jià)格更為有效。

c)參考價(jià)格。參考價(jià)格的設(shè)定是可靠性期權(quán)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和績(jī)效激勵(lì)機(jī)制的關(guān)鍵因素之一。一般而言，參考價(jià)格應(yīng)針對(duì)近期市場(chǎng)，包括歐洲模式下的平衡市場(chǎng)、日內(nèi)市場(chǎng)、日前市場(chǎng)，美國(guó)模式下的現(xiàn)貨市場(chǎng)，或者也可以選擇電力期貨期權(quán)等產(chǎn)品的混合價(jià)格作為市場(chǎng)參考價(jià)格。總的來(lái)說(shuō)，有3種方案：方案1，僅平衡/日內(nèi)/實(shí)時(shí)市場(chǎng)價(jià)格；方案2，日前市場(chǎng)價(jià)格；方案3，多參考市場(chǎng)混合價(jià)格。

對(duì)于方案1而言，平衡/實(shí)時(shí)市場(chǎng)價(jià)格比任何其他市場(chǎng)價(jià)格都能更好地反映實(shí)時(shí)系統(tǒng)壓力(不同市場(chǎng)價(jià)格反映稀缺性的能力排序?yàn)椋喝涨?日內(nèi)<實(shí)時(shí)，一般不考慮單純使用日內(nèi)價(jià)格作為參考價(jià)格)。因此，方案1的價(jià)格會(huì)更好地激勵(lì)容量供應(yīng)商在真正面臨系統(tǒng)壓力時(shí)提供容量。方案1的缺點(diǎn)在于，僅根據(jù)此價(jià)格可能影響發(fā)電機(jī)的策略。由于可靠性期權(quán)合同直接和實(shí)時(shí)市場(chǎng)價(jià)格對(duì)沖，這將促使發(fā)電機(jī)將大部分電量留在實(shí)時(shí)市場(chǎng)出售。如果選擇方案1，可以設(shè)計(jì)配套的一些機(jī)制緩解這一問(wèn)題，例如強(qiáng)制發(fā)電資源在日前市場(chǎng)報(bào)價(jià)。

方案2的優(yōu)勢(shì)在于日前市場(chǎng)價(jià)格穩(wěn)定、便于預(yù)測(cè)。主要缺點(diǎn)是可能無(wú)法完全反映系統(tǒng)稀缺信號(hào)，例如系統(tǒng)日前參考價(jià)格并沒(méi)有反映市場(chǎng)容量稀缺，會(huì)削弱容量資源在最需要容量時(shí)提供服務(wù)的動(dòng)機(jī)。

對(duì)于方案3而言，混合價(jià)格可以克服以上單一參考價(jià)格的缺點(diǎn)，具有一定的優(yōu)勢(shì)。目前，愛(ài)爾蘭和意大利都采取此模式，可以對(duì)容量資源提供較強(qiáng)且清晰的激勵(lì)，在實(shí)時(shí)短缺時(shí)促使容量資源將剩余容量保持可用。

3.1.2 與稀缺定價(jià)機(jī)制的耦合

實(shí)施可靠性期權(quán)機(jī)制后，可以同時(shí)實(shí)施稀缺定價(jià)機(jī)制和減少對(duì)市場(chǎng)的扭曲，而不用擔(dān)心單一實(shí)施稀缺定價(jià)引起的發(fā)用電兩側(cè)價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)大等問(wèn)題。目前愛(ài)爾蘭、意大利等都已經(jīng)將可靠性期權(quán)機(jī)制與稀缺定價(jià)機(jī)制有機(jī)結(jié)合?？煽啃云跈?quán)和稀缺定價(jià)機(jī)制的交互如下。

一方面，稀缺定價(jià)可以激勵(lì)可靠性期權(quán)賣方在系統(tǒng)壓力時(shí)刻的可用性，也可以為電力系統(tǒng)提供正確的投資信號(hào)。稀缺定價(jià)機(jī)制下的現(xiàn)貨價(jià)格反映系統(tǒng)真實(shí)供需，有利于高效引導(dǎo)儲(chǔ)能等靈活性資源的投資。同時(shí)，稀缺價(jià)格機(jī)制使得可靠性期權(quán)的參考價(jià)格的波動(dòng)變大，也對(duì)容量資源在系統(tǒng)稀缺時(shí)的可靠性提供了正向激勵(lì)。

另一方面，可靠性期權(quán)有助于避免稀缺定價(jià)機(jī)制下的風(fēng)險(xiǎn)。一直以來(lái)，單純的稀缺定價(jià)機(jī)制被很多學(xué)者質(zhì)疑其效率，因?yàn)橄到y(tǒng)出現(xiàn)稀缺高價(jià)的概率較小，投資者難以預(yù)估是否能通過(guò)少見(jiàn)的稀缺高價(jià)收回其全部成本。而在實(shí)際中，投資者往往規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)電資源的建設(shè)周期又較長(zhǎng)，因此單純實(shí)施稀缺定價(jià)可能無(wú)法有效保障系統(tǒng)充裕度。稀缺定價(jià)機(jī)制下，發(fā)用電主體往往尋求一些金融手段進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避，例如澳大利亞的金融差價(jià)合約?？煽啃云跈?quán)相比于普通的差價(jià)合約，優(yōu)勢(shì)在于總量可控、價(jià)格穩(wěn)定。發(fā)電主體放棄從現(xiàn)貨市場(chǎng)獲得不確定的、波動(dòng)性很大的收入，以換取長(zhǎng)期穩(wěn)定收益，大大降低了風(fēng)險(xiǎn)；消費(fèi)者不必直接承擔(dān)稀缺時(shí)極高的能源價(jià)格，實(shí)現(xiàn)了雙贏的局面。

3.1.3 未來(lái)改進(jìn)

可靠性期權(quán)也存在一定的問(wèn)題。不同類型機(jī)組特性差異大，利用時(shí)間差異大，容量成本差異大，現(xiàn)有的可靠性期權(quán)機(jī)制確定參考價(jià)格的方法默認(rèn)燃?xì)廨啓C(jī)為邊際機(jī)組，可能不適用于新型電力系統(tǒng)中。對(duì)于高比例可再生能源的電力系統(tǒng)，如何確定執(zhí)行價(jià)需要探討，因?yàn)樽顑?yōu)執(zhí)行價(jià)與一些隨機(jī)因素有關(guān)，事先無(wú)法準(zhǔn)確確定。收益估算法也是一種機(jī)組固定成本機(jī)制，應(yīng)用于加拿大的燃?xì)鈾C(jī)組補(bǔ)貼中?？梢詫⒖煽啃云跈?quán)與收益估算法結(jié)合，探索基于多部制報(bào)價(jià)/收益估算法的可靠性期權(quán)機(jī)制。

3.2 對(duì)中國(guó)電力市場(chǎng)改革的啟示

世界范圍內(nèi)已有容量市場(chǎng)、容量義務(wù)等多種機(jī)制。短期內(nèi)，目前我國(guó)實(shí)際市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)主要采用非市場(chǎng)化的容量補(bǔ)償機(jī)制；關(guān)于遠(yuǎn)期模式，學(xué)術(shù)界、工業(yè)界均側(cè)重于集中式容量市場(chǎng)。但是，實(shí)際上容量市場(chǎng)機(jī)制本身并非完美，存在長(zhǎng)期依賴性、扭曲價(jià)格信號(hào)等缺陷，容量市場(chǎng)是否是適合我國(guó)的最佳充裕度機(jī)制也有待商榷。

本文詳細(xì)介紹了可靠性期權(quán)機(jī)制的總體流程和設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，為我國(guó)發(fā)電容量充裕度機(jī)制設(shè)計(jì)提供了新的思路參考?？煽啃云跈?quán)機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)價(jià)格發(fā)現(xiàn)、保障充裕度、提高電力系統(tǒng)可靠性等多個(gè)目標(biāo)?？煽啃云跈?quán)和普通的集中式容量市場(chǎng)等容量機(jī)制相比，有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

a)可靠性期權(quán)機(jī)制下，發(fā)電主體放棄從現(xiàn)貨市場(chǎng)獲得不確定、波動(dòng)性大的收入，換取穩(wěn)定的保費(fèi)，大大降低了風(fēng)險(xiǎn)。這一機(jī)制同時(shí)實(shí)現(xiàn)多贏局面：一方面，消費(fèi)者不必直接承擔(dān)稀缺時(shí)極高的能源價(jià)格，發(fā)電側(cè)獲得長(zhǎng)期穩(wěn)定收益；另一方面，稀缺價(jià)格為新投資提供了有效的經(jīng)濟(jì)信號(hào)。

b)容量市場(chǎng)機(jī)制下的可靠性難以保障，而可靠性期權(quán)的結(jié)算原理對(duì)機(jī)組在高峰時(shí)刻的可用性提供正向激勵(lì)，有助于提高系統(tǒng)安全可靠性。

c)容量市場(chǎng)的補(bǔ)貼往往配套較低的電能量市場(chǎng)價(jià)格上限，容易造成市場(chǎng)扭曲；可靠性期權(quán)機(jī)制下，可以取消價(jià)格上限，利用可靠性期權(quán)合同保障發(fā)電和用電兩側(cè)主體的穩(wěn)定價(jià)格，有利于減少對(duì)電力市場(chǎng)的扭曲，促進(jìn)價(jià)格發(fā)現(xiàn)?？煽啃云跈?quán)機(jī)制下，主體報(bào)價(jià)的最佳策略依然是基于邊際成本，因此對(duì)市場(chǎng)的扭曲較小。為支撐高比例可再生能源電力系統(tǒng)的發(fā)展，應(yīng)取消能量市場(chǎng)的價(jià)格上下限制，逐步取消包括容量市場(chǎng)在內(nèi)的容量機(jī)制，建立以稀缺定價(jià)為基礎(chǔ)的純能量市場(chǎng)機(jī)制，可靠性期權(quán)機(jī)制正可以與其適配。

綜上，可靠性期權(quán)機(jī)制可以解決容量市場(chǎng)扭曲價(jià)格和單純稀缺定價(jià)機(jī)制下價(jià)格波動(dòng)問(wèn)題，使容量和電能量市場(chǎng)有效耦合，使得電力容量的社會(huì)價(jià)值更加明晰和透明，提高電力市場(chǎng)的整體效率。在我國(guó)發(fā)電容量充裕度機(jī)制設(shè)計(jì)中，可以考慮引入可靠性期權(quán)機(jī)制，在保障系統(tǒng)充裕的同時(shí)降低成本，提高可靠性。

考慮到我國(guó)電力市場(chǎng)的現(xiàn)狀，本文以廣東電力市場(chǎng)為例，提出以下關(guān)鍵問(wèn)題與建議。

3.2.1 參數(shù)設(shè)計(jì)

a)需求曲線?？煽啃云跈?quán)機(jī)制的需求曲線可以參考國(guó)外可靠性期權(quán)的需求曲線、集中式容量市場(chǎng)的需求曲線制訂，方法類似。

考慮到我國(guó)仍處于社會(huì)主義初級(jí)階段，面臨負(fù)荷增長(zhǎng)、負(fù)荷轉(zhuǎn)型、電力系統(tǒng)清潔低碳化轉(zhuǎn)型等多方因素，因此對(duì)于未來(lái)供需的預(yù)測(cè)難以準(zhǔn)確。集中式容量市場(chǎng)只能采取保守計(jì)算，為了充裕度寧可購(gòu)買容量超額，否則主體無(wú)法回收成本；可靠性期權(quán)機(jī)制的優(yōu)勢(shì)在于，可靠性期權(quán)可以采用保守的預(yù)測(cè)，例如只購(gòu)買80%的容量需求，由于可靠性期權(quán)可以和稀缺定價(jià)結(jié)合，其余的未受補(bǔ)償主體仍然可以在現(xiàn)貨市場(chǎng)收回全部成本。

b)合約設(shè)計(jì)。由于燃料價(jià)格波動(dòng)較大，執(zhí)行價(jià)格建議參考浮動(dòng)價(jià)格，與天然氣、煤炭期貨等的價(jià)格聯(lián)動(dòng)。我國(guó)多數(shù)市場(chǎng)采用類似美國(guó)PJM的模式，建議參考價(jià)格選為日前市場(chǎng)和實(shí)時(shí)市場(chǎng)的混合價(jià)格。

此外，可靠性期權(quán)的合約可以根據(jù)我國(guó)電力市場(chǎng)需求制訂。例如，將現(xiàn)有基數(shù)電量、高成本機(jī)組補(bǔ)貼等轉(zhuǎn)為可靠性期權(quán)合約，詳見(jiàn)3.2.2節(jié)。

3.2.2 與現(xiàn)有補(bǔ)貼機(jī)制的銜接

目前，廣東電力市場(chǎng)中有2個(gè)與容量補(bǔ)償相關(guān)的機(jī)制和1個(gè)容量補(bǔ)償管理辦法。其中，相關(guān)機(jī)制包括：①對(duì)市場(chǎng)機(jī)組分配一定額度的基數(shù)電量，按政府核定的上網(wǎng)電價(jià)以金融合約的形式參與現(xiàn)貨市場(chǎng)；②現(xiàn)貨市場(chǎng)中，根據(jù)各機(jī)組基數(shù)合約外的發(fā)電情況，對(duì)高成本(高上網(wǎng)電價(jià))的機(jī)組按照上網(wǎng)電價(jià)差進(jìn)行補(bǔ)償。2020年發(fā)布容量補(bǔ)償機(jī)制，用戶側(cè)對(duì)價(jià)差中長(zhǎng)期合約外的電量支付容量電費(fèi)，按照發(fā)電機(jī)組有效補(bǔ)償容量分配給機(jī)組。

可靠性期權(quán)機(jī)制可以較好地和當(dāng)前的補(bǔ)償機(jī)制銜接：

a)現(xiàn)有的基數(shù)電量合約可以視市場(chǎng)情況直接取消，也可以轉(zhuǎn)化為可靠性期權(quán)合約執(zhí)行，市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)設(shè)定各類機(jī)組基數(shù)電量的總量(可按機(jī)組類型分為燃煤、燃?xì)?、核電等幾?，同一類型機(jī)組通過(guò)拍賣競(jìng)價(jià)出清。

b)現(xiàn)有的高成本機(jī)組補(bǔ)貼可以轉(zhuǎn)化為可靠性期權(quán)合約執(zhí)行。目前高成本機(jī)組補(bǔ)貼主要針對(duì)燃?xì)鈾C(jī)組，目的是解決同臺(tái)競(jìng)價(jià)的問(wèn)題。轉(zhuǎn)為可靠性期權(quán)后，可以將參考價(jià)格設(shè)為上網(wǎng)電價(jià)(或燃?xì)鈾C(jī)組成本)。在執(zhí)行價(jià)格(基于現(xiàn)貨價(jià)格)低于成本時(shí)給予其補(bǔ)貼，和現(xiàn)有補(bǔ)貼一致；在執(zhí)行價(jià)格高于成本時(shí)，燃?xì)鈾C(jī)組需要將多余收益返還給市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)，從而限制了燃?xì)鈾C(jī)組的過(guò)多收益。

c)廣東試結(jié)算中的基于分配的容量補(bǔ)償機(jī)制是充裕度機(jī)制的過(guò)渡機(jī)制。在采取可靠性期權(quán)機(jī)制之后，可以直接取消，轉(zhuǎn)為市場(chǎng)化的競(jìng)爭(zhēng)補(bǔ)償機(jī)制。

3.2.3 可靠性期權(quán)配套機(jī)制

在我國(guó)高比例可再生能源的新型電力系統(tǒng)中，價(jià)格信號(hào)的作用更為凸顯。有效的價(jià)格信號(hào)將作為需求響應(yīng)、儲(chǔ)能、虛擬電廠等制訂運(yùn)營(yíng)策略的信息基礎(chǔ)，并引導(dǎo)各類資源的投資。美國(guó)市場(chǎng)實(shí)施較低的價(jià)格上限，與管制意味較強(qiáng)的集中式容量市場(chǎng)匹配，這是為了限制獲得容量補(bǔ)償?shù)闹黧w在電能量市場(chǎng)中收益過(guò)大，但造成價(jià)格扭曲。因此，建議如3.1.2節(jié)所述，將可靠性期權(quán)機(jī)制與稀缺定價(jià)機(jī)制結(jié)合。建議取消現(xiàn)有廣東電力市場(chǎng)1 500 元/MWh的價(jià)格上限，采用新的基于失負(fù)荷價(jià)值的價(jià)格上限。

總而言之，市場(chǎng)建設(shè)具有路徑依賴，需要結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，考慮電力市場(chǎng)、電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)行發(fā)電容量充裕度機(jī)制的頂層設(shè)計(jì)。可靠性期權(quán)機(jī)制克服了集中式容量市場(chǎng)和單純稀缺定價(jià)的缺點(diǎn)，可以作為我國(guó)充裕度設(shè)計(jì)的參考。