邊際定價(jià)與經(jīng)濟(jì)調(diào)度深度融合的邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式

尚靜怡，姜 欣，肖東亮，李志恒，尹 碩，高金峰

（1.鄭州大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，河南省鄭州市 450001；2.華南理工大學(xué)電力學(xué)院，廣東省廣州市 510640；3.河南電力交易中心，河南省鄭州市 450003；4.國(guó)網(wǎng)河南省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，河南省鄭州市 450052）

0 引言

一個(gè)國(guó)家的電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)模式，主要取決于其政治經(jīng)濟(jì)體制與基本國(guó)情。例如，歐洲統(tǒng)一電力市場(chǎng)區(qū)域的劃分，主要取決于其政治、經(jīng)濟(jì)因素而非電力系統(tǒng)的物理潮流，其電力體制改革的前提是私有化和市場(chǎng)化［1］。電力市場(chǎng)的競(jìng)價(jià)模式設(shè)計(jì)本質(zhì)上是一個(gè)考慮復(fù)雜政治、經(jīng)濟(jì)約束（邊界）條件的優(yōu)化問題?，F(xiàn)階段，中國(guó)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)地區(qū)（省份）也主要參考美國(guó)、澳大利亞、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)電力市場(chǎng)的策略型競(jìng)價(jià)模式，即各個(gè)發(fā)電企業(yè)以自身利潤(rùn)最大化為目標(biāo)進(jìn)行策略性競(jìng)價(jià)。然而，隨著全球能源供應(yīng)出現(xiàn)危機(jī)，干旱、極熱、極寒等極端天氣逐漸常態(tài)化，保障能源充裕性所面臨的挑戰(zhàn)日趨嚴(yán)峻。同時(shí)，中國(guó)在構(gòu)建新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)的同時(shí)，還要做到保供穩(wěn)價(jià)。隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的推進(jìn)，發(fā)電企業(yè)正進(jìn)入高成本時(shí)代，策略型競(jìng)價(jià)模式下市場(chǎng)主體的策略性行為容易進(jìn)一步推高電價(jià)，產(chǎn)生用戶電費(fèi)負(fù)擔(dān)加重等經(jīng)濟(jì)社會(huì)問題［2］。面對(duì)以上挑戰(zhàn)，即使在已經(jīng)孕育發(fā)展幾十年的英國(guó)、美國(guó)、澳大利亞等國(guó)家的成熟電力市場(chǎng)，其競(jìng)價(jià)模式的合理性也頻繁遭受質(zhì)疑，并處在不斷地完善之中。因此，如何將國(guó)際主流競(jìng)價(jià)模式的一般實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與中國(guó)各省份地區(qū)的發(fā)展實(shí)際相結(jié)合，進(jìn)行符合復(fù)雜邊界條件的中國(guó)式電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)模式設(shè)計(jì)，規(guī)避新形勢(shì)下的各類風(fēng)險(xiǎn)，正顯得愈發(fā)重要。

針對(duì)中國(guó)電力市場(chǎng)的實(shí)際問題，目前文獻(xiàn)從電源結(jié)構(gòu)、省級(jí)省間交易等方面進(jìn)行了廣泛的研究［3］。文獻(xiàn)［4］提出了當(dāng)量電價(jià)機(jī)制，但計(jì)算當(dāng)量電價(jià)需要政府主管部門給出成本參考系，如何設(shè)置可能存在爭(zhēng) 議。 文 獻(xiàn)［5-6］提 出 了 基 于Vickrey-Clarke-Groves（VCG）的保證價(jià)值公平分配的電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)模式。文獻(xiàn)［7］提出了基于Aspremont-Gerard-Varet（AGV）的價(jià)格機(jī)制；文獻(xiàn)［8］針對(duì)激勵(lì)相容、非凸定價(jià)等問題，對(duì)節(jié)點(diǎn)邊際定價(jià)機(jī)制進(jìn)行拓展。然而，上述機(jī)制難以從根源上抑制發(fā)電企業(yè)策略性報(bào)價(jià)的動(dòng)機(jī)。

本文將深入分析中國(guó)電力工業(yè)基本國(guó)情，對(duì)比研究傳統(tǒng)的電力經(jīng)濟(jì)調(diào)度機(jī)制和現(xiàn)有的策略型競(jìng)價(jià)模式，提出一種深度融合邊際定價(jià)機(jī)制和經(jīng)濟(jì)調(diào)度模式的邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式，在兼顧經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保、公平多重目標(biāo)的基礎(chǔ)上，推動(dòng)中國(guó)電力市場(chǎng)改革的持續(xù)深化。

1 中國(guó)電力工業(yè)的基本國(guó)情與傳統(tǒng)電力調(diào)度模式分析

中國(guó)電力工業(yè)的基本國(guó)情主要體現(xiàn)在以下4 個(gè)方面。

1）首先，中國(guó)電力行業(yè)以國(guó)有企業(yè)為主導(dǎo)，需承擔(dān)政治、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等多重責(zé)任。由于國(guó)有資產(chǎn)整合以及阻塞、電力充裕性不足等因素，中國(guó)部分發(fā)電企業(yè)在特定地區(qū)和時(shí)段具備絕對(duì)壟斷能力。

2）其次，電力在中國(guó)是一種公共產(chǎn)品屬性較強(qiáng)的特殊商品，其定價(jià)基礎(chǔ)應(yīng)同時(shí)包含供需狀況與成本因素。一方面，發(fā)電企業(yè)將利潤(rùn)最大化作為其經(jīng)營(yíng)目的，電能主要體現(xiàn)為經(jīng)濟(jì)屬性；另一方面，能源電力作為中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，涉及政治、經(jīng)濟(jì)、民生等各個(gè)維度，電能又體現(xiàn)出較強(qiáng)的社會(huì)屬性。因此，合理的電力定價(jià)機(jī)制應(yīng)是政府之手和市場(chǎng)之手共同作用的結(jié)果［9］。

3）再次，從電力市場(chǎng)化改革的實(shí)施途徑上來看，中國(guó)的電力市場(chǎng)化改革是建立在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)正在逐步完善的基礎(chǔ)上。在2015 年之前，中國(guó)絕大部分省份實(shí)行的是基于等比例分配發(fā)電小時(shí)數(shù)的電力調(diào)度，沒有實(shí)行過基于細(xì)顆粒度、計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)算的基于成本的經(jīng)濟(jì)調(diào)度，在策略型競(jìng)價(jià)模式的基礎(chǔ)上開展電力調(diào)度，難度較大。

4）最后，從電力體制改革目標(biāo)看，中國(guó)的目標(biāo)是在堅(jiān)持國(guó)有企業(yè)為主的基礎(chǔ)上理順政府與市場(chǎng)的關(guān)系，通過改革促進(jìn)生產(chǎn)要素流動(dòng)，在提高存量效率的同時(shí)又要促進(jìn)增量發(fā)展，通過提升國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體效率助力構(gòu)建新發(fā)展格局。

與中國(guó)國(guó)情相適應(yīng)的傳統(tǒng)電力調(diào)度模式，如“三公”調(diào)度和節(jié)能發(fā)電調(diào)度，在保障中國(guó)電網(wǎng)可靠運(yùn)行、提升電力科技進(jìn)步、促進(jìn)能源清潔發(fā)展等方面起到了基礎(chǔ)性的作用［10］。

“三公”調(diào)度和節(jié)能發(fā)電調(diào)度等傳統(tǒng)電力調(diào)度模式，均假定計(jì)劃當(dāng)局掌握供給與需求的所有信息，屬于一種高度集中決策模式，以簡(jiǎn)單、同一、平均的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，難以適應(yīng)日趨復(fù)雜、多樣、差異化的市場(chǎng)活動(dòng)，且集中決策一旦失誤會(huì)給電力用戶帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失。此外，在傳統(tǒng)調(diào)度模式下，價(jià)格只是統(tǒng)計(jì)工具，不具有反映生產(chǎn)效率、激勵(lì)相容的功能，難以保證集中決策的結(jié)果符合社會(huì)利益最大化方向，容易與社會(huì)利益和經(jīng)濟(jì)效率的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生偏離，造成電力產(chǎn)能過剩等問題。在電力系統(tǒng)規(guī)模逐漸擴(kuò)大、新能源大規(guī)模并網(wǎng)的背景下，垂直一體化壟斷模式下的傳統(tǒng)電力經(jīng)濟(jì)調(diào)度模式也產(chǎn)生了諸多問題，例如過度投資，輸配電設(shè)備利用率低下等。

因此，為了解決新形勢(shì)下傳統(tǒng)電力調(diào)度機(jī)制存在的各種問題，亟須建立科學(xué)合理的電力價(jià)格形成機(jī)制，構(gòu)建有效的市場(chǎng)競(jìng)價(jià)模式。

2 邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式的設(shè)計(jì)

2.1 邊際定價(jià)機(jī)制下策略型競(jìng)價(jià)模式的分析

邊際成本定價(jià)機(jī)制的基礎(chǔ)邏輯與能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的目標(biāo)完全一致，有利于促進(jìn)新能源發(fā)展，近零邊際成本的風(fēng)、光等新能源可以比煤電、氣電等傳統(tǒng)能源優(yōu)先在電力市場(chǎng)中得到消納和激勵(lì)。然而，邊際定價(jià)機(jī)制假設(shè)同一時(shí)段的電能商品是同質(zhì)的，無法區(qū)別基荷、腰荷和峰荷機(jī)組在技術(shù)特征上的差異，難以體現(xiàn)電能的多元價(jià)值屬性。例如，核電機(jī)組屬于基荷機(jī)組，其出力無法隨時(shí)間調(diào)整，只具備電能量?jī)r(jià)值和容量?jī)r(jià)值；天然氣機(jī)組屬于調(diào)峰機(jī)組，其出力可隨時(shí)間快速調(diào)整，具備較高的靈活性價(jià)值；風(fēng)電、光伏等新能源機(jī)組在降低電力系統(tǒng)碳排放的同時(shí)，也對(duì)其穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響，具備較高的綠色價(jià)值與較低的靈活性價(jià)值。

在目前邊際定價(jià)機(jī)制下，為使策略型競(jìng)價(jià)模式發(fā)揮最大效用，需要滿足電力供大于求以及近乎完全競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)環(huán)境，而這些難以在實(shí)際情況下得到滿足。在供電充裕性不足的電力市場(chǎng)，邊際定價(jià)機(jī)制將由報(bào)價(jià)最高的機(jī)組決定市場(chǎng)電價(jià)。隨著新能源占比逐漸提高、極端天氣事件頻繁發(fā)生，包括中國(guó)、美國(guó)、歐洲在內(nèi)的主要電力市場(chǎng)經(jīng)常出現(xiàn)電力供不應(yīng)求（或供需緊平衡）的局面，并導(dǎo)致市場(chǎng)邊際電價(jià)飆升。例如，2022 年3 月份以來，歐洲的極端天氣與能源危機(jī)引起了歐洲電力現(xiàn)貨市場(chǎng)電價(jià)飆升，而2022 年的7、8 月份，中國(guó)高溫天氣導(dǎo)致的用電緊張則引起省間現(xiàn)貨市場(chǎng)電價(jià)飆升。

完全競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)的實(shí)現(xiàn)需要滿足兩個(gè)條件:一是各市場(chǎng)主體的市場(chǎng)份額被拆分得足夠小，不存在寡頭勢(shì)力；二是供大于求，因?yàn)橹挥邪l(fā)電側(cè)有效裝機(jī)容量大于電力需求，才能避免賣方漫天要價(jià)。然而，中國(guó)大部分省份的電力市場(chǎng)都以國(guó)有發(fā)電企業(yè)占主導(dǎo)，市場(chǎng)結(jié)構(gòu)趨向于寡頭壟斷電力市場(chǎng)。此外，由于邊際價(jià)格與邊際機(jī)組的報(bào)價(jià)直接相關(guān)，在供電充裕性緊張或輸電線路阻塞的條件下，發(fā)電企業(yè)可能通過揣測(cè)未中標(biāo)機(jī)組價(jià)格，虛報(bào)自身發(fā)電成本，抬高市場(chǎng)出清價(jià)格，從而推高市場(chǎng)中所有機(jī)組結(jié)算價(jià)格。因此，邊際定價(jià)機(jī)制難以實(shí)現(xiàn)激勵(lì)相容，難以激勵(lì)發(fā)電企業(yè)按照真實(shí)成本報(bào)價(jià)。此外，統(tǒng)一邊際出清定價(jià)體制容易助長(zhǎng)發(fā)電商默契串謀，尤其在中國(guó)以國(guó)有發(fā)電企業(yè)占主導(dǎo)的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)下，潛在的抱團(tuán)操縱價(jià)格、市場(chǎng)投機(jī)的問題更加嚴(yán)重［11］。

不同于傳統(tǒng)電力經(jīng)濟(jì)調(diào)度的集中決策機(jī)制，基于邊際定價(jià)機(jī)制的策略型競(jìng)價(jià)模式是分散決策機(jī)制，是促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步、提高效率的有效手段，但同時(shí)也會(huì)帶來額外的風(fēng)險(xiǎn)，與計(jì)劃經(jīng)濟(jì)有著本質(zhì)區(qū)別。分散決策機(jī)制下采用策略型競(jìng)價(jià)模式的電力市場(chǎng)在資源配置手段、價(jià)格功能、激勵(lì)效果等方面明顯優(yōu)于集中決策模式下的傳統(tǒng)電力經(jīng)濟(jì)調(diào)度機(jī)制，然而，在市場(chǎng)主體策略行為應(yīng)對(duì)、市場(chǎng)壟斷力監(jiān)管［12］、市場(chǎng)價(jià)格的大幅度波動(dòng)［13］、市場(chǎng)價(jià)格的上限設(shè)置等方面也會(huì)帶來額外的風(fēng)險(xiǎn)與問題［14］。

因此，無論是中國(guó)傳統(tǒng)電力經(jīng)濟(jì)調(diào)度模式，還是現(xiàn)有的策略型競(jìng)價(jià)模式，均存在潛在的風(fēng)險(xiǎn)與問題，難以充分適應(yīng)中國(guó)電力工業(yè)的基本國(guó)情和國(guó)內(nèi)外電力行業(yè)的新形勢(shì)、新挑戰(zhàn)。

2.2 邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式的涵義

邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式是由政府或政府授權(quán)的機(jī)構(gòu)按照統(tǒng)一事先制定的規(guī)則或標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)市場(chǎng)主體的邊際成本進(jìn)行核定；可考慮引入第3 方獨(dú)立專業(yè)核算機(jī)構(gòu)，建立科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌l(fā)電成本核算制度和統(tǒng)一測(cè)算標(biāo)準(zhǔn)，各市場(chǎng)主體按規(guī)定統(tǒng)一向核算機(jī)構(gòu)報(bào)送所需數(shù)據(jù)，并同市場(chǎng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)與社會(huì)公眾（含各發(fā)電集團(tuán)）一起對(duì)成本核算的流程與結(jié)果進(jìn)行監(jiān)督；市場(chǎng)主體按照該邊際成本參與市場(chǎng)交易，按照統(tǒng)一的市場(chǎng)邊際出清價(jià)格進(jìn)行結(jié)算。區(qū)別于現(xiàn)有基于邊際定價(jià)機(jī)制的競(jìng)價(jià)模式，發(fā)電企業(yè)無需策略報(bào)價(jià)，代之以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的邊際成本核定；調(diào)度交易機(jī)構(gòu)根據(jù)發(fā)電企業(yè)邊際成本從低到高進(jìn)行排列，并按此順序調(diào)用機(jī)組，直到該時(shí)刻的電力需求得到滿足。最后一個(gè)被調(diào)用的發(fā)電機(jī)組的邊際成本即為市場(chǎng)出清價(jià)格。同發(fā)電側(cè)相比，在用電側(cè)的各售電公司或電力大用戶市場(chǎng)份額較為分散，市場(chǎng)力風(fēng)險(xiǎn)較低，購電者可以采用策略報(bào)價(jià)參與電力市場(chǎng)交易；如果售電公司或大用戶的市場(chǎng)份額較為集中，用電側(cè)存在市場(chǎng)力風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，購電者可以采用報(bào)量不報(bào)價(jià)的方式參與市場(chǎng)出清。

邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式將按照統(tǒng)一規(guī)則定期核定所有發(fā)電企業(yè)邊際成本，據(jù)此設(shè)定所有發(fā)電企業(yè)的上網(wǎng)優(yōu)先級(jí)，并定期進(jìn)行核查和信息公開，其他企業(yè)有權(quán)監(jiān)督或提出質(zhì)疑。交易和調(diào)度部門根據(jù)統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)電廠成本要素?cái)?shù)據(jù)，統(tǒng)一優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行，在滿足多目標(biāo)要求前提下實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)發(fā)電成本最小化。成本核定是成本管理的重要組成部分，對(duì)于企業(yè)的成本預(yù)測(cè)和企業(yè)的經(jīng)營(yíng)決策等存在直接影響，應(yīng)遵守合規(guī)性原則、可靠性原則、實(shí)際成本計(jì)價(jià)原則與一致性原則。成本計(jì)算是市場(chǎng)報(bào)價(jià)的基礎(chǔ)，發(fā)電機(jī)組參與現(xiàn)貨市場(chǎng)首先要滿足電力交易利潤(rùn)的最大化。因此，大多數(shù)發(fā)電商在發(fā)電機(jī)組成本核算方面已具備較為豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這將為邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式的實(shí)施提供基礎(chǔ)。

邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式并非回到計(jì)劃經(jīng)濟(jì)，而是一種深度融合邊際定價(jià)機(jī)制與傳統(tǒng)電力經(jīng)濟(jì)調(diào)度機(jī)制的競(jìng)價(jià)模式，是一種公有制條件下基于精細(xì)的邊際成本的市場(chǎng)競(jìng)價(jià)模式，具有激勵(lì)相容機(jī)制。邊際成本比較型競(jìng)價(jià)是分散決策，是促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步、提高效率的有效手段，促使市場(chǎng)價(jià)格反映真實(shí)的發(fā)電成本和用電效益，滿足邊際定價(jià)理論要求的市場(chǎng)條件，進(jìn)而從原理上保證電力市場(chǎng)的穩(wěn)健性。

2.3 邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式的理論基礎(chǔ)

如圖1 所示，邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式的經(jīng)濟(jì)學(xué)基礎(chǔ)是有效市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和有為政府理論［15］。

圖1 邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式Fig.1 Marginal cost comparison bidding mode

有效市場(chǎng)理論由美國(guó)著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家Eugene Fama 于1970 年提出，區(qū)別于西方市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)理論，其核心問題是理順政府和市場(chǎng)的關(guān)系，對(duì)于邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式，其重點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾方面:

1）在有效市場(chǎng)環(huán)境下對(duì)政府的規(guī)制能力提出更高要求，進(jìn)而使得邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式下的邊際出清價(jià)格最大限度體現(xiàn)發(fā)電真實(shí)成本；

2）企業(yè)具有個(gè)體理性，不同的是市場(chǎng)主體之間可以近乎零成本相互監(jiān)督，同時(shí)對(duì)參與企業(yè)的格局進(jìn)行放大，把個(gè)體利益放到整個(gè)市場(chǎng)上去考量；

3）在有效市場(chǎng)環(huán)境下，市場(chǎng)主體具有群體理性，市場(chǎng)主體與政府管制部門相互之間高度信任，兩方訴求最大限度保持一致，實(shí)現(xiàn)激勵(lì)相容。

有為政府的本質(zhì)內(nèi)涵是要求政府在減少行政干預(yù)和有效規(guī)制之間實(shí)現(xiàn)平衡，有為政府助力有效市場(chǎng)，具體到邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式而言，重點(diǎn)體現(xiàn)在以下兩方面:

1）避免規(guī)制俘獲。在有為政府環(huán)境下，政府通過合理規(guī)制和有效監(jiān)管，使得任何一個(gè)市場(chǎng)主體都不能策略性地影響市場(chǎng)價(jià)格，規(guī)避尋租和規(guī)制俘獲，保障信息透明和集體理性的實(shí)現(xiàn)，維護(hù)市場(chǎng)秩序。

2）彌補(bǔ)市場(chǎng)失靈。當(dāng)市場(chǎng)存在壟斷勢(shì)力時(shí)，會(huì)造成福利的損失。有為政府環(huán)境下，政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)掌控的信息與市場(chǎng)主體同質(zhì)同頻，壟斷因素被最大限度規(guī)避，保障電力市場(chǎng)要素配置效率。

構(gòu)建符合國(guó)情、省情的中國(guó)式電力市場(chǎng)，需要有效市場(chǎng)與有為政府共同作用。政府與市場(chǎng)是現(xiàn)代市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系運(yùn)行的兩大支柱，政府以其行政管理職能對(duì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著宏觀調(diào)控的作用，市場(chǎng)則是經(jīng)濟(jì)運(yùn)行自身的內(nèi)在邏輯框架。在電力市場(chǎng)這種具有顯著外部性、存在市場(chǎng)失靈情況的領(lǐng)域，需要更多發(fā)揮政府作用，通過政府與電力市場(chǎng)的作用協(xié)同，高效配置資源，促進(jìn)電力經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展［15］。

2.4 邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式的數(shù)學(xué)模型與分析

基于邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式的電力市場(chǎng)出清優(yōu)化模型可用以下單層優(yōu)化模型表示:

式中:C(x，y)為電力市場(chǎng)出清的目標(biāo)函數(shù)，其中x和y分別為與發(fā)電企業(yè)報(bào)價(jià)策略和電力市場(chǎng)出清結(jié)果相關(guān)的決策變量；M(x，y)=0、N(x，y)≤0 分別為等式約束和不等式約束，其中的優(yōu)化目標(biāo)為電力市場(chǎng)總社會(huì)福利最大化，等式約束和不等式主要包括電力供需平衡、發(fā)電機(jī)組運(yùn)行約束、電網(wǎng)安全約束等。

與策略型競(jìng)價(jià)模式相比，邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式的分析與計(jì)算顯著簡(jiǎn)化。由于發(fā)電企業(yè)直接基于其核定成本參與市場(chǎng)出清，報(bào)價(jià)策略x對(duì)于電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)為固定參數(shù)。因此，基于邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式的電力市場(chǎng)出清只需要建立一個(gè)單層優(yōu)化模型即可進(jìn)行分析，其決策變量只包含電力市場(chǎng)的出清結(jié)果，顯著簡(jiǎn)化了電力現(xiàn)貨市場(chǎng)分析的難度，降低了電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)的相關(guān)決策成本。在策略型競(jìng)價(jià)模式和邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式下，電力現(xiàn)貨市場(chǎng)數(shù)學(xué)模型的對(duì)比分析見附錄A。

2.5 基于邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式的多維價(jià)格形成機(jī)制

考慮中國(guó)國(guó)情以及各省份地區(qū)電力市場(chǎng)發(fā)展實(shí)際，可以提出邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式下的多維電價(jià)形成機(jī)制，在一定程度上解決當(dāng)前策略型競(jìng)價(jià)模式下邊際定價(jià)機(jī)制的潛在問題:

1）采用邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式能夠消除發(fā)電側(cè)市場(chǎng)力過于集中的弊端，使市場(chǎng)趨于完全競(jìng)爭(zhēng)，可以創(chuàng)造利于邊際定價(jià)機(jī)制的市場(chǎng)環(huán)境；

2）本文基于不同類型電源的經(jīng)濟(jì)技術(shù)特征，提出了邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式下的多維價(jià)格形成機(jī)制，使電力市場(chǎng)的定價(jià)依據(jù)更為全面、合理。

基于邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式的多維電價(jià)形成機(jī)制主要涵蓋發(fā)電機(jī)組的容量?jī)r(jià)值、電能量?jī)r(jià)值、靈活性價(jià)值和綠色價(jià)值，而發(fā)電企業(yè)相應(yīng)的物理結(jié)算則主要包括容量市場(chǎng)的容量?jī)r(jià)值結(jié)算、現(xiàn)貨市場(chǎng)的電能量?jī)r(jià)值結(jié)算、輔助服務(wù)市場(chǎng)的靈活性價(jià)值結(jié)算以及和綠電-綠證-碳交易相關(guān)的綠色價(jià)值結(jié)算。

1）容量?jī)r(jià)值結(jié)算:主要用于保障電力系統(tǒng)發(fā)電容量的充裕性，幫助相關(guān)發(fā)電機(jī)組收回初始投資成本?？筛鶕?jù)機(jī)組類型（燃煤、燃油、燃?xì)?、核、風(fēng)、光、水電等）、機(jī)組有效容量、機(jī)組特性等要素分類別核定標(biāo)桿容量電價(jià)。

2）電能量?jī)r(jià)值結(jié)算:電能量?jī)r(jià)值主要通過發(fā)電企業(yè)在現(xiàn)貨電能量市場(chǎng)的邊際出清價(jià)格和中標(biāo)電量進(jìn)行結(jié)算?？砂凑照虮O(jiān)管機(jī)構(gòu)制定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，定期（如3 d、7 d）核定不同類型發(fā)電機(jī)組的邊際成本。對(duì)于火力發(fā)電企業(yè)，可以分容量段（如5 段、10 段）核定其電能價(jià)值。

3）靈活性價(jià)值:電能的靈活性價(jià)值主要由輔助服務(wù)市場(chǎng)來體現(xiàn)。除發(fā)電企業(yè)之外，儲(chǔ)能、需求響應(yīng)等分布式靈活性資源也可通過虛擬電廠、負(fù)荷聚集商等新興市場(chǎng)主體聚合和優(yōu)化，提供調(diào)頻、旋轉(zhuǎn)備用、靈活性爬坡等輔助服務(wù)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)靈活性價(jià)值的結(jié)算。其中，輔助服務(wù)產(chǎn)品的結(jié)算價(jià)格與相應(yīng)市場(chǎng)主體參與電能量市場(chǎng)的機(jī)會(huì)成本密切相關(guān)。

4）綠色價(jià)值結(jié)算:目前，不同類型能源的綠色價(jià)值或環(huán)境成本主要通過碳、綠電、綠證交易實(shí)現(xiàn)。新能源發(fā)電機(jī)組和電力用戶可以從綠電、綠證交易中獲得經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，而傳統(tǒng)火電機(jī)組則需要通過購買碳排放權(quán)滿足政府的碳配額要求，并在電力市場(chǎng)中對(duì)其相應(yīng)碳成本進(jìn)行充分疏導(dǎo)。

電能的容量?jī)r(jià)值、電能量?jī)r(jià)值、靈活性價(jià)值和綠色價(jià)值分別與發(fā)電機(jī)組的投資（固定）成本、邊際（變動(dòng)）成本、電能交易的機(jī)會(huì)成本以及碳排放成本密切相關(guān)。對(duì)于發(fā)電機(jī)組的投資（固定）成本和邊際（變動(dòng)）成本的計(jì)算，附錄B 有具體的介紹，碳排放成本主要取決于碳市場(chǎng)價(jià)格，而電能交易的機(jī)會(huì)成本由發(fā)電機(jī)組的邊際成本和電力市場(chǎng)價(jià)格共同決定，核算較難，目前仍處于研究階段。采用邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式的電力市場(chǎng)體系，可以基于更為精準(zhǔn)地核定成本，建立更為科學(xué)、透明、高效的多維價(jià)格統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機(jī)制。

3 邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式的應(yīng)用價(jià)值分析

結(jié)合目前中國(guó)電力市場(chǎng)的建設(shè)運(yùn)行情況和具體國(guó)情、省情，對(duì)邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式在保障電力供應(yīng)、提升市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效率、降低市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)以及促進(jìn)市場(chǎng)公平4 個(gè)方面的應(yīng)用前景，作進(jìn)一步深入分析。

3.1 保障電力供應(yīng)

1）適應(yīng)電力供需形勢(shì)變化

邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式能夠更好地適應(yīng)供需形勢(shì)變化，可同時(shí)適用于電力供過于求與電力供不應(yīng)求（或供需緊平衡）兩種市場(chǎng)環(huán)境。即使在電力短缺時(shí)，基于邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式也可高效反映供需形勢(shì)的變化，對(duì)保供支撐電源提供正向激勵(lì)，為市場(chǎng)安全和市場(chǎng)效率提供保障。邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式比策略型競(jìng)價(jià)模式更有利于保障電力的連續(xù)可靠供應(yīng)，發(fā)電企業(yè)成本具有相對(duì)穩(wěn)定性，可以避免發(fā)生類似澳大利亞電力現(xiàn)貨市場(chǎng)“停擺”的情況。

2）保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行

電力市場(chǎng)出清過程中的安全約束機(jī)組組合和安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度所計(jì)算出的調(diào)度計(jì)劃結(jié)果均可能在短周期內(nèi)產(chǎn)生較大變化，導(dǎo)致電網(wǎng)潮流的大幅波動(dòng)，為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和可靠供電帶來挑戰(zhàn)，主要包括:1）產(chǎn)生意想不到的潮流運(yùn)行方式，加大安全校核的難度和頻度，影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行；2）競(jìng)價(jià)結(jié)果缺乏規(guī)律性，導(dǎo)致各省聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃變化劇烈、頻繁且不可預(yù)測(cè)；3）發(fā)電企業(yè)若報(bào)價(jià)策略不當(dāng)，可能出現(xiàn)機(jī)組頻繁啟停，不利于機(jī)組的安全運(yùn)行。邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式下的發(fā)電企業(yè)成本具有相對(duì)穩(wěn)定性，給調(diào)度機(jī)構(gòu)和市場(chǎng)主體提供相對(duì)穩(wěn)定的市場(chǎng)預(yù)期，可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

3.2 提升市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效率

1）降低電力市場(chǎng)建設(shè)成本

邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式的電力市場(chǎng)運(yùn)行模式與傳統(tǒng)計(jì)劃調(diào)度模式更為逼近，涉及的運(yùn)行變化不會(huì)給電力調(diào)度機(jī)構(gòu)帶來顯著挑戰(zhàn)，便于運(yùn)行模式的平穩(wěn)過渡和有序銜接，能夠以較低的市場(chǎng)建設(shè)成本達(dá)到發(fā)現(xiàn)真實(shí)電力價(jià)格、優(yōu)化資源配置的改革目標(biāo)，規(guī)避各方利益重大調(diào)整。

2）以合理的價(jià)格信號(hào)優(yōu)化資源配置

邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式，可以通過良性競(jìng)爭(zhēng)形成準(zhǔn)確、合理的價(jià)格信號(hào)，使發(fā)電企業(yè)和電力用戶根據(jù)價(jià)格信號(hào)進(jìn)行高效決策，解決策略型競(jìng)價(jià)模式下頻繁出現(xiàn)的“負(fù)電價(jià)”問題，基于真實(shí)成本準(zhǔn)確體現(xiàn)不同時(shí)段和不同區(qū)域的電力供需狀況，通過對(duì)頂峰發(fā)電機(jī)組進(jìn)行有效激勵(lì)，引導(dǎo)發(fā)電投資合理流向不同區(qū)域，優(yōu)化電源建設(shè)布局，而電力用戶也可以根據(jù)電價(jià)高低優(yōu)化其資源投入。

3）形成以技術(shù)創(chuàng)新為導(dǎo)向的良性競(jìng)爭(zhēng)

在采用邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式的電力市場(chǎng)環(huán)境下，發(fā)電企業(yè)的邊際成本越低，中標(biāo)概率越大，與邊際出清價(jià)格的價(jià)差越大，期望利潤(rùn)也越高。因此，這種競(jìng)價(jià)模式可以有效激勵(lì)發(fā)電企業(yè)通過優(yōu)化生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、電力技術(shù)創(chuàng)新，降低發(fā)電機(jī)組的邊際成本，形成以技術(shù)創(chuàng)新為導(dǎo)向的良性競(jìng)爭(zhēng)。

3.3 降低市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)

1）規(guī)避發(fā)電企業(yè)市場(chǎng)力風(fēng)險(xiǎn)

即使在寡頭壟斷、輸電阻塞、供不應(yīng)求、備用不足等特殊情況下，邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式也能引導(dǎo)發(fā)電企業(yè)回歸理性，使發(fā)電企業(yè)始終處于競(jìng)爭(zhēng)格局，按真實(shí)邊際成本競(jìng)價(jià)。發(fā)電企業(yè)按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)核定的邊際成本進(jìn)行競(jìng)價(jià)，以降低其邊際成本為最優(yōu)決策目標(biāo)，可大幅削弱發(fā)電企業(yè)影響或操縱價(jià)格的能力，有效規(guī)避發(fā)電企業(yè)的市場(chǎng)力風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)電力用戶的利益。勒納指數(shù)通過量度價(jià)格與邊際成本的偏離程度，量化地反映市場(chǎng)中壟斷力量的強(qiáng)弱，提供了一種以壟斷勢(shì)力為基礎(chǔ)的計(jì)算市場(chǎng)結(jié)構(gòu)的方法，其計(jì)算公式為:

式中:L為勒納指數(shù)；P為商品市場(chǎng)價(jià)格；MC為生產(chǎn)邊際成本。勒納指數(shù)L在0～1 之間變動(dòng)，數(shù)值越大，價(jià)格越高于邊際成本，表明壟斷勢(shì)力越強(qiáng)。由此可見，在基于邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式的電力市場(chǎng)中，由于各市場(chǎng)主體選擇以核定邊際成本參與市場(chǎng)出清，其勒納指數(shù)L為0，表明市場(chǎng)趨于完全競(jìng)爭(zhēng)。因此，邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式能夠有效解決中國(guó)電力市場(chǎng)存在的市場(chǎng)力、抱團(tuán)串謀、市場(chǎng)投機(jī)等問題。

2）防范電價(jià)不合理波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)

在建設(shè)新型電力系統(tǒng)的背景下，間歇性新能源導(dǎo)致電力市場(chǎng)產(chǎn)生了可變成本比重畸形的高電價(jià)，其變化幅度更大、波動(dòng)頻率更高，這要求電價(jià)風(fēng)險(xiǎn)管理和可變成本核算必須更好地嵌入電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)中。在邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式下，機(jī)組的真實(shí)發(fā)電成本具有相對(duì)穩(wěn)定性，市場(chǎng)價(jià)格會(huì)保持相對(duì)平穩(wěn)，可有效防范電價(jià)不合理波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，從而也有效抑制用電價(jià)格不合理波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。

3）及時(shí)疏導(dǎo)發(fā)電側(cè)成本變動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)

邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式下，燃料價(jià)格變化可以第一時(shí)間反饋至發(fā)電企業(yè)，實(shí)現(xiàn)電價(jià)的及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)，并通過發(fā)電側(cè)邊際成本變化及時(shí)傳導(dǎo)到下游用電側(cè)，實(shí)現(xiàn)煤價(jià)、上網(wǎng)電價(jià)、用戶電價(jià)“三價(jià)聯(lián)動(dòng)”，推動(dòng)煤、電上下游協(xié)同發(fā)展，從根本上解決發(fā)電側(cè)邊際成本疏導(dǎo)問題。

3.4 促進(jìn)市場(chǎng)公平

1）實(shí)現(xiàn)各市場(chǎng)主體信息公平

邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式對(duì)信息披露與信息分析的要求較少，各發(fā)電企業(yè)無須組織專業(yè)團(tuán)隊(duì)對(duì)市場(chǎng)政策、電力供需、交易環(huán)境等多維度信息進(jìn)行高頻次、長(zhǎng)周期、高成本投入的溝通、搜集、分析和預(yù)測(cè)，發(fā)電企業(yè)可專注于自身發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，降低發(fā)電邊際成本，最大化社會(huì)資源的利用效率，保障各市場(chǎng)主體間的信息公平。

2）降低各市場(chǎng)主體決策難度

結(jié)合目前相關(guān)研究工作，邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式可從對(duì)與市場(chǎng)有關(guān)的各類信息、市場(chǎng)電價(jià)預(yù)測(cè)、不確定性優(yōu)化、市場(chǎng)力假設(shè)與建模等維度，顯著降低市場(chǎng)主體決策難度及復(fù)雜博弈行為，有助于保障所有市場(chǎng)主體在技術(shù)層面和成本層面上的公平競(jìng)爭(zhēng)（見附錄C）。策略型競(jìng)價(jià)模式下，電價(jià)波動(dòng)性強(qiáng)，預(yù)測(cè)難度大，需要綜合考慮人工智能、統(tǒng)計(jì)學(xué)、博弈論等理論方法進(jìn)行。在市場(chǎng)電價(jià)預(yù)測(cè)方面，利用隨機(jī)優(yōu)化方法、分布魯棒優(yōu)化方法和魯棒優(yōu)化方法等報(bào)價(jià)相關(guān)的隨機(jī)參數(shù)進(jìn)行建模與管理，充分考慮市場(chǎng)力假設(shè)與建模。當(dāng)發(fā)電企業(yè)在假設(shè)為價(jià)格接受者和價(jià)格制定者時(shí)，分別需重點(diǎn)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手策略和電力市場(chǎng)出清結(jié)果進(jìn)行建模預(yù)測(cè)［16］。而在邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式下，各發(fā)電企業(yè)基于核定成本參與市場(chǎng)出清，無須對(duì)不確定性進(jìn)行管理，并默認(rèn)為市場(chǎng)價(jià)格接受者，決策難度低。

4 算例分析

4.1 仿真設(shè)置

為了對(duì)邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，本文基于某現(xiàn)貨試點(diǎn)省份的電網(wǎng)模型，以其日前現(xiàn)貨市場(chǎng)數(shù)據(jù)為例展開相應(yīng)條件場(chǎng)景下的算例分析。 該省份電網(wǎng)模型共包含節(jié)點(diǎn)331 個(gè)，線路683 條，共有798 臺(tái)機(jī)組參與日前市場(chǎng)出清，機(jī)組中包含煤電機(jī)組、水電機(jī)組、燃?xì)鈾C(jī)組、風(fēng)電機(jī)組以及光伏機(jī)組，其裝機(jī)容量分別為24 930.00、2 251.72、87.00、5 275.60、6 848.15 MW。其 中，燃?xì)鈾C(jī)組將根據(jù)后續(xù)測(cè)算場(chǎng)景的要求參與或者不參與市場(chǎng)的競(jìng)價(jià)出清。選取該省份現(xiàn)貨典型交易日的負(fù)荷變化曲線（見附錄D），此時(shí)，市場(chǎng)整體電力供需維持平衡，主要斷面/線路未形成阻塞。在后續(xù)場(chǎng)景測(cè)算過程中，針對(duì)電力供不應(yīng)求以及電力供過于求的條件，考慮在該負(fù)荷曲線基礎(chǔ)上分別通過增加、降低負(fù)荷的方式進(jìn)行調(diào)整，從而形成供不應(yīng)求以及供過于求的供需場(chǎng)景。

4.2 基于策略型競(jìng)價(jià)模式的仿真分析

在競(jìng)價(jià)策略方面，煤電機(jī)組為保證開機(jī)，第1 段報(bào)價(jià)較低，甚至略低于邊際成本，在后續(xù)報(bào)價(jià)段中，針對(duì)低負(fù)荷段低價(jià)區(qū)，則申報(bào)較高電價(jià)，例如，按高于前一日出清低負(fù)荷區(qū)中標(biāo)電價(jià)進(jìn)行申報(bào)，減少損失；在高負(fù)荷段高價(jià)區(qū)，考慮按邊際成本或者邊際成本疊加一定收益進(jìn)行申報(bào)，增加利潤(rùn)［17］。新能源機(jī)組競(jìng)價(jià)策略思路與煤電機(jī)組一致，從機(jī)組最小技術(shù)出力到最大技術(shù)出力之間進(jìn)行多段申報(bào)，每段報(bào)價(jià)介于市場(chǎng)規(guī)定的最小電價(jià)與最大電價(jià)之間，由于新能源發(fā)電的邊際成本低、幾乎為零，通常會(huì)報(bào)低價(jià)，以避免棄風(fēng)棄光。

以該省份典型交易日電力現(xiàn)貨日前市場(chǎng)數(shù)據(jù)負(fù)荷為例?？紤]煤電機(jī)組與新能源機(jī)組均采用策略型競(jìng)價(jià)模式（不考慮燃?xì)鈾C(jī)組），進(jìn)行日前市場(chǎng)出清模擬測(cè)算。由此得到該模式下現(xiàn)貨市場(chǎng)某日24 h（96時(shí)段）的統(tǒng)一節(jié)點(diǎn)電價(jià)與煤電、新能源機(jī)組的出清曲線如圖2 所示。

圖2 策略型競(jìng)價(jià)模式下市場(chǎng)出清節(jié)點(diǎn)電價(jià)與煤電、新能源機(jī)組出清曲線Fig.2 Market clearing nodal electricity price and clearing curves of coal and renewable energy units in strategic bidding mode

在策略型競(jìng)價(jià)模式下，受煤電機(jī)組與新能源機(jī)組的影響，電力市場(chǎng)的節(jié)點(diǎn)出清電價(jià)主要在70 至82時(shí)段處產(chǎn)生較大的波動(dòng)，此時(shí)正是負(fù)荷需求高峰。新能源機(jī)組出清主要集中在中午（32 至66 時(shí)段），此時(shí)是新能源大發(fā)階段；煤電機(jī)組維持較高出力，在32 至48 時(shí)段處以及70 至82 時(shí)段處迎來較大增長(zhǎng)。

4.3 基于邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式的仿真分析

參考山東、廣東等省份機(jī)組發(fā)電成本核定辦法，如《廣東電力現(xiàn)貨市場(chǎng)機(jī)組發(fā)電成本測(cè)算辦法（征求意見稿）》對(duì)燃煤機(jī)組以及新能源機(jī)組成本進(jìn)行核定，初步確定煤電以及新能源發(fā)電的成本曲線?；诔杀厩€可進(jìn)一步得到機(jī)組對(duì)應(yīng)的邊際成本曲線，煤電機(jī)組與新能源機(jī)組參考各自的邊際成本曲線，參與現(xiàn)貨日前市場(chǎng)的出清。

以該省份典型交易日電力現(xiàn)貨日前市場(chǎng)數(shù)據(jù)負(fù)荷為例，考慮煤電機(jī)組與新能源機(jī)組均采用邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式進(jìn)行日前市場(chǎng)出清模擬測(cè)算。由此得到該模式下現(xiàn)貨市場(chǎng)某日24 h（96 時(shí)段）的統(tǒng)一節(jié)點(diǎn)電價(jià)與煤電機(jī)組、新能源機(jī)組負(fù)荷的出清曲線如圖3 所示。

圖3 邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式下市場(chǎng)節(jié)點(diǎn)電價(jià)與煤電、新能源機(jī)組負(fù)荷出清曲線Fig.3 Market clearing nodal electricity price and clearing curves of coal and renewable energy units in marginal cost comparison bidding mode

可以看出，在煤電機(jī)組與新能源機(jī)組均采取邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式的情況下，電力市場(chǎng)的節(jié)點(diǎn)出清電價(jià)整體較為平穩(wěn)，未產(chǎn)生較大波動(dòng)，即使在負(fù)荷高峰時(shí)段仍保持了較為穩(wěn)定的價(jià)格。同時(shí)，新能源機(jī)組出清負(fù)荷仍集中在中午時(shí)段，煤電機(jī)組出清負(fù)荷高峰仍在32 至48 時(shí)段處以及70 至82 時(shí)段處，較策略型競(jìng)價(jià)模式變化不大。

4.4 電力供不應(yīng)求條件下的仿真結(jié)果對(duì)比分析

考慮在電力供不應(yīng)求的條件下，對(duì)策略型競(jìng)價(jià)模式和邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式開展對(duì)比分析。電力供不應(yīng)求主要考慮在原有典型交易日基礎(chǔ)上提高負(fù)荷需求，以此研究?jī)煞N競(jìng)價(jià)模式在不同供需情況下購電成本和電價(jià)波動(dòng)的表現(xiàn)情況。如圖4 所示，考慮在電力供不應(yīng)求的條件下，分別將策略型競(jìng)價(jià)模式與邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式下市場(chǎng)出清節(jié)點(diǎn)電價(jià)曲線進(jìn)行對(duì)比分析。

圖4 電力供不應(yīng)求條件下不同競(jìng)價(jià)模式的市場(chǎng)出清節(jié)點(diǎn)電價(jià)變化曲線Fig.4 Market clearing nodal electricity price curves in different bidding modes when power demand exceeds supply

由圖4 可以看到，在電力供不應(yīng)求的情況下，策略型競(jìng)價(jià)模式的整體出清電價(jià)水平高于邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式。此外，本文計(jì)算策略型競(jìng)價(jià)模式和邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式下市場(chǎng)出清電價(jià)的波動(dòng)率，即24 h（96 時(shí)段）市場(chǎng)出清節(jié)點(diǎn)電價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)差，分別為134.17 元/（MW·h）和57.85 元/（MW·h）。因此，在供不應(yīng)求的條件下，邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式的整體電價(jià)水平與電價(jià)波動(dòng)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于策略型競(jìng)價(jià)模式，其中，波動(dòng)率下降約56.88%。

此外，用戶側(cè)的購電成本直接取決于市場(chǎng)出清電價(jià)，在電力供不應(yīng)求條件下，策略型競(jìng)價(jià)模式購電成本大幅超過邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式，計(jì)算策略型競(jìng)價(jià)模式和邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式下用戶側(cè)平均購電成本，即24 h（96 時(shí)段）市場(chǎng)出清節(jié)點(diǎn)電價(jià) 的 算 術(shù) 平 均 值，分 別 為552.21 元/（MW·h）和442.88 元/（MW·h）。因此，在供不應(yīng)求的條件下，邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式的整體購電成本全時(shí)段均低于策略型競(jìng)價(jià)模式，平均購電成本下降約19.8%。因此，邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式在用電緊張、供不應(yīng)求的場(chǎng)景下，可以有效促進(jìn)用戶側(cè)購電成本的降低，抑制策略報(bào)價(jià)導(dǎo)致產(chǎn)生高電價(jià)的情況。

為進(jìn)一步研究不同競(jìng)價(jià)模式下的市場(chǎng)壟斷力行為影響，假設(shè)在策略型競(jìng)價(jià)模式基礎(chǔ)上，考慮所有發(fā)電機(jī)組中的部分機(jī)組如隸屬于某發(fā)電集團(tuán)的10 臺(tái)煤電機(jī)組（總裝機(jī)容量為7 090 MW）行使市場(chǎng)力，采取統(tǒng)一報(bào)高價(jià)的形式，以1 500 元/（MW·h）（價(jià)格上限）“一條線”的形式提交能量報(bào)價(jià)曲線，其他機(jī)組仍按原有計(jì)劃正常報(bào)價(jià)，由此可得到市場(chǎng)力操縱模式下的市場(chǎng)出清電價(jià)。

整體分析對(duì)比電力供不應(yīng)求條件下策略報(bào)價(jià)、市場(chǎng)力操縱報(bào)價(jià)以及邊際成本比較3 種模式下的市場(chǎng)出清電價(jià)如圖5 所示。

圖5 3 種不同競(jìng)價(jià)模式下市場(chǎng)出清節(jié)點(diǎn)電價(jià)對(duì)比Fig.5 Comparison of market clearing nodal electricity prices in three different bidding modes

對(duì)比分析可知，在電力供不應(yīng)求的條件下，市場(chǎng)力操縱報(bào)價(jià)下所假設(shè)的操縱報(bào)價(jià)機(jī)組報(bào)價(jià)過高，平常時(shí)段未能獲得中標(biāo)電量。因此，對(duì)電價(jià)不產(chǎn)生影響。其主要影響集中在69 至86 時(shí)段處的高峰時(shí)段，由于正常報(bào)價(jià)機(jī)組的容量受限，市場(chǎng)力操縱的高報(bào)價(jià)機(jī)組此時(shí)作為邊際出清機(jī)組，使得該時(shí)段出清電價(jià)達(dá)到電價(jià)上限。邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式由于采取政府核定邊際成本曲線出清，故其量?jī)r(jià)曲線相對(duì)固定，理論上避免了市場(chǎng)力操縱行為，可一定程度緩解市場(chǎng)力，并確保市場(chǎng)發(fā)電側(cè)的合理收益。

總的來說，邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式相較策略型競(jìng)價(jià)模式，在電力供不應(yīng)求的條件下可明顯降低電價(jià)波動(dòng)、減少用戶側(cè)電費(fèi)負(fù)擔(dān)、緩解市場(chǎng)壟斷力。

5 結(jié)語

當(dāng)前，電力資源配置處于新能源快速發(fā)展期、新型電力系統(tǒng)構(gòu)建期、能源成本上升期，給電力市場(chǎng)建設(shè)帶來全新挑戰(zhàn)。電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)模式設(shè)計(jì)應(yīng)考慮政治、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、社會(huì)文化等要素，良好的競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)應(yīng)在技術(shù)和制度上同時(shí)兼顧。因此，本文在深度融合邊際定價(jià)機(jī)制與傳統(tǒng)電力經(jīng)濟(jì)調(diào)度機(jī)制的基礎(chǔ)上，提出了一種邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式，該競(jìng)價(jià)模式介于傳統(tǒng)電力經(jīng)濟(jì)調(diào)度模式與現(xiàn)有策略型競(jìng)價(jià)模式之間，可有效管控電力市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)、降低電力市場(chǎng)交易運(yùn)營(yíng)成本，提供激勵(lì)相容、合理的電價(jià)引導(dǎo)信號(hào)，為競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)的可持續(xù)、健康運(yùn)行提供基礎(chǔ)，是對(duì)當(dāng)前中國(guó)電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)模式設(shè)計(jì)的積極探索和重要補(bǔ)充。

在未來的研究工作中，有必要結(jié)合電力行業(yè)面臨的內(nèi)外部挑戰(zhàn)，基于邊際成本比較型競(jìng)價(jià)模式，對(duì)省間-省內(nèi)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的協(xié)調(diào)機(jī)制以及新型電力系統(tǒng)建設(shè)、能源危機(jī)、能源清潔低碳轉(zhuǎn)型成本進(jìn)入上升期、用電側(cè)高電價(jià)承受能力有限、保供電常態(tài)化、極端天氣頻發(fā)等背景下電力市場(chǎng)各類主體利益的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)等實(shí)際問題［18］，作進(jìn)一步深入研究。

本文審稿過程中審稿人與作者的關(guān)鍵討論詳見附錄E。

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