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

a. 沒有日前市場，僅有實時市場，允許市場成員在每個時段出清前修改報價數據(交易日內不能修改價格信息，能修改每個價格段內的容量);

b. 在市場正式出清前，滾動進行市場預出清，使市場成員可以及時了解未來若干時段的供需情況和可能的市場價格;

c. 市場的所有信息，包括出清價格信息和市場成員的報價信息，在市場結束后第二天公布，以增加信息的透明;

d. 發電機組不需要提交啟停成本等信息，也不會得到啟停成本的額外補償，通過單一的能量價格(還有一部分輔助服務)回收成本;

e. 雖然市場出清價的計算不考慮機組的啟停時間等約束，但要求發電機組將相關信息提交交易機構(AEMO)，由交易機構定期進行系統充裕度、安全性的評估分析，包括中長期的評估和短期評估，以保證系統的安全性。

從上面看到，澳大利亞市場中，一方面，市場成員可以從多種途徑得到比較準確的市場信息：可以通過歷史報價信息獲知其他市場成員的機組特性和報價習慣，可以通過預出清了解當日的需求和供給情況;另一方面，市場成員可以不斷修改自己的報價以適應市場供需、出清價可能的變化。通過這些手段，使得市場成員可以通過適當的報價策略盡量保證其市場出清結果的物理上可執行、經濟上有收益。

另外，市場設置的系統充裕性、安全性評估可在一定程度上保證系統運行的安全可靠性。

(2)設計豐富多樣的交易品種及市場

這種方法下，一方面，結合機組的技術特性設計針對性的報價方式，以保證出清結果的物理上的可執行性;另一方面，通過市場的設計增加交易的流動性，使得市場成員可以在系統狀況及自身狀況發生變化時及時通過一些新的交易來應對變化的情況。

以英國、歐洲為代表的市場即采用這種方法。以北歐市場為例，具有以下特點。

a. 發電機組在報價時不需要申報啟停時間、成本等信息。

b. 市場中有打包報價、關聯報價等特殊形式的報價類型(具體見本公眾號之前發表的文章《英國電力市場的批發市場交易》、《北歐電力市場簡介》及《歐洲電力現貨市場聯合出清機制》)，以反映不同類型發電機組的運行約束。比如，如果一臺機組啟動起來至少需要連續運行8個小時，其可以申報連續8個小時的打包報價，要求這8個小時的報價要不全部出清，要不全部不出清，這樣就避免了頻繁啟停的情況。

c. 采用分區定價機制，同一個價格區內的市場出清價相同，統一價格區內交易不需要輸電權。

d. 除了日前市場，還建立日間市場，可以不斷進行新的交易。

歐洲市場的一個重要特點是設計了打包報價等特殊的報價類型。通過這些特殊的報價，使得市場成員可以很容易的在報價中反映其機組在發電方面的技術約束，以便彌補市場出清中沒有顯式考慮這些約束的問題。另外，通過分區定價、日前市場等，增加市場的流動性，使得市場成員可以及時根據市場供需的變化通過進行新的交易改變市場策略。

三、電力市場中不同的發電機組技術約束考慮方法的比較

簡單的講，電力市場中處理發電機組約束的方法可以分為兩大類：由市場運營者集中考慮和由市場成員自行考慮。其關鍵的區別是由市場運營者進行機組組合的安排還是由市場成員進行機組組合的安排。由市場成員自行安排機組組合的情況，一般被稱為自啟停(self-commitment)或自調度機組(self-dispatch)。兩種方法可以用集中式和分散式來表達，但這里的集中式和分散式的區別不是合同物理執行還是金融執行的區別，而是集中安排啟停和自行安排啟停的區別。

英國/歐洲、澳大利亞市場，大多數機組為自調度機組，自行確定啟停和出力情況;調度或市場運營機構為了保證系統的安全，也會通過輔助服務等形式與一些機組簽訂合同，實現對部分機組的集中啟停、調度。英國/歐洲市場與澳大利亞市場通過不同的方式解決市場成員自調度造成的結果可行性及系統安全等問題。

以PJM、德州等為代表的美國電力市場中，一般有兩類機組，自調度機組和集中調度機組。自調度機組向ISO申報其希望的出力水平及在這個水平上增加出力的報價，其完全通過市場LMP獲益，不需要提交啟停成本等，也不會得到額外的補償。集中調度機組需要向ISO提交啟停成本、啟停時間等信息，ISO保證調度結果的可行性，保證其全成本的回收。

每種方法都有其各自的優缺點。集中式方法與傳統電力系統的經濟調度方式比較類似，容易實現從計劃、壟斷模式到市場模式的過渡，能通過交易、調度模型確保交易結果的可行性、系統的安全性;存在的問題主要是市場價格機制復雜，特別是在可再生能源比例增多的情況下，需要由附加價格回收的成本越來越高，市場價格的信號受到扭曲。

分散式方法由市場成員通過報價策略自行保證結果的可行性，市場設計相對比較簡單，價格信號清晰，可再生能源比例增加對其影響相對較小。其存在的一個主要問題是該方式與傳統計劃、壟斷調度模式的差別較大，市場初期難以被接受。實際上，通過前述對澳大利亞、歐洲市場的介紹可以看到，其市場設計中都存在保證交易物理可執行性及系統安全性的機制，分散式的市場并沒有增加市場的不安全性。

總結

電力市場集中競價機制設計與一般商品市場交易機制設計的一個重要區別，是電力市場中對發電機組的啟停等約束的考慮。本文對機組啟停約束的兩種處理方法：由交易機構集中統一處理(集中式)和由市場成員自行處理(分散式)結合國際典型市場進行了分析和比較。可以看到，不同的方法都有各自的優缺點，實際市場設計時要結合所在地區具體的社會、經濟、技術等情況進行選擇。

結合我國實際情況，省級電力市場在建設初期可以采用集中式的機組組合方式，但允許部分機組進行自調度。通過市場機制鼓勵自調度，逐漸減少集中調度的機組。在定價方法上，考慮高比例可再生能源情況下傳統發電機組成本回收的問題，避免美國電力市場目前在傳統發電機組成本回收方面的一些問題。對跨省、跨區市場，歐洲市場是比較好的借鑒對象。

原標題:電力市場集中競價的經濟學原理分析（十三競價中發電機組約束的處理）