深度丨電力市場集中競價的經濟學原理分析

2017-12-04 10:47:57 走進電力市場　點擊量：評論 (0)

電力市場與其他市場的一個最主要的區別是電不易儲存，需要保持實時平衡，因此如何保持實時的供需平衡、如何對平衡進行定價、結算也是電力市場設計的核心內容之一。本系列文章中前面的文章對電力市場中對平衡的處

市場運營者計算發電商通過LMP未能回收的啟停、空載等成本，對發電商支付差額成本，并將市場中的這部分成本以附加價格(price adder 或uplift)的形式分攤給市場用戶。

在以火電為主的市場中，整體上系統的邊際成本會隨著負荷的增加而升高，最后的邊際機組一般是可變成本比較高的機組，系統的出清價LMP一般也高于大多數發電機組的可變成本，因此大多數機組可以通過LMP收回全部或大部分的啟停等成本。比如算例1中，時段3、4情況下，對G1來說，市場出清價遠遠高于其可變成本，因此可以通過LMP對其啟停成本補償。對于部分無法全部補償其啟停等成本的機組，市場運營者通過對用戶收取附加價格對其補償，以保證總成本的回收。大多數情況下，這部分附加價格不是很高，因此對市場信號的扭曲也不是很大。

但當系統中的可再生能源增多以后，LMP經常會降到非常低的水平，火電機組不僅不能補償其啟停成本，燃料等可變成本可能也無法補償，需要通過附加價格回收的成本大幅增加，市場價格信號被大大扭曲。

(2)改進定價方法

實際上，可再生能源增多引起的價格變化、火電機組的補償等問題已經引起了多個研究機構及專家的關注。2017年美國能源部、能源監管委員會、PJM等均就這個問題發布相關報告進行了討論。

PJM在2017年11月15日發布改進LMP定價方法的報告，主要就是為了解決這個問題。提出的可能的解決方法是讓在最小出力水平上的機組也可以定價。具體細節需要進一步的研究。

2、發電商自行考慮

1)方法描述

這種方法中，發電商不需要向市場運營者提交發電機組的啟停時間等技術參數，市場運營者在進行市場出清時，也不考慮這些約束，發電商需要通過報價策略的優化保證其機組能夠按市場出清的結果進行發電。如果有偏差，需要按照平衡市場或實時市場的價格機制支付相應的費用。

這種方法下，市場運營者在市場出清時，不需要考慮復雜的機組約束和啟停成本，中標的發電機組按照相應時段的市場出清價得到單一的能量價格，啟停成本不另外補償。

2)方法優點

這種方法的好處主要是價格信號比較簡單、明晰，市場中僅有微增發電的價格，不需要考慮復雜的啟停成本。市場出清也相對比較簡單。市場成員在報價時，申報的價格需要綜合考慮啟停、空載及微增燃料成本等。

3)方法存在的問題

這種方法存在的主要問題，是如何保證市場出清結果的可行和電力系統的安全。由于單個市場成員缺乏對整體系統、整體市場的全面了解，很難準確預測未來每個時段的價格，因此在一些情況下，可能導致市場出清的結果不可行。比如，一臺30MW的發電機組在7點整這個時段的出清量是15MW，而在7點一刻這個時段出清的結果是30MW，假設其爬坡速率是每分鐘2%，則其在7點一刻最多能將出力爬升到24MW，距離市場出清結果有6MW的偏差。這個偏差會引起兩個問題：首先，從系統的角度，需要調用其他的資源來彌補這個偏差，增加了系統運行風險;其次，從發電商角度，由于無法按照市場出清的結果出力，偏差電量按照平衡市場或實時市場的價格結算，其經濟利益將受到一定影響。

這種方法存在的另外一個問題是發電企業的報價相對比較復雜。在前一種方法中，發電企業根據其實際成本及技術參數申報即可，如果市場出清結果要求其發電，市場會保證其所有成本的回收。但在這個方法中，需要由發電企業通過合理的報價確保其出清結果的物理上可執行、經濟上有收益，對發電企業的報價水平的要求相對較高。

4)解決的方式

對這種方法存在的問題，國際上主要有兩種解決的方式。

(1)動態發布市場信息和允許動態修改報價

這種方法下，通過盡量多的發布市場相關信息，以及讓市場成員可以隨時根據市場供需情況的變化修改報價來解決出清結果的可行性問題。

澳大利亞電力市場即采用這種方法。澳大利亞電力市場有以下幾個特點：