科普 | PJM電力市場是怎么玩的？

2017-10-09 14:10:52 一只小電驢　點擊量：評論 (0)

轟轟烈烈的浙江電力市場4000萬招標方案落下帷幕，最終贏家是PJM和電科院組成的聯(lián)合體，據(jù)說廣東電力市場在設(shè)計時也很大程度上參考了PJM的經(jīng)驗，那么PJM電力市場究竟是如何設(shè)計和組織的?本期小科普就為大家做個大

轟轟烈烈的浙江電力市場4000萬招標方案落下帷幕，最終贏家是PJM和電科院組成的聯(lián)合體，據(jù)說廣東電力市場在設(shè)計時也很大程度上參考了PJM的經(jīng)驗，那么PJM電力市場究竟是如何設(shè)計和組織的?本期小科普就為大家做個大體的介紹~~

基本情況

美國現(xiàn)已形成10個電力批發(fā)市場，其中有7個ISO/RTO市場，其地理分布如下圖：

美國10個電力批發(fā)市場示意圖

(來源：www.ferc.gov)

PJM負責美國大西洋沿岸13個州及哥倫比亞特區(qū)覆蓋243,417平方英里范圍的電力系統(tǒng)運行與管理。作為一個區(qū)域輸電組織，PJM負責約72075英里傳輸線的地區(qū)電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制，管理競爭性電力批發(fā)市場，并規(guī)劃電網(wǎng)的擴容以保障系統(tǒng)可靠性并減輕阻塞。

PJM的歷史可以追溯到1927年，賓夕法尼亞州和新澤西州的三家公共事業(yè)公司形成了世界上第一個電力聯(lián)營體，1956年兩個馬里蘭州公共事業(yè)公司加入，形成了賓夕法尼亞州-新澤西州-馬里蘭州互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(Pennsylvania-New Jersey-Maryland Interconnection，即PJM)。1997年JPM成立了獨立的公司，2002年成為美國首個區(qū)域輸電組織(RTO)。

PJM覆蓋區(qū)域，不同色塊代表不同輸電區(qū)

(來源：www.pjm.com)

PJM功能與市場結(jié)構(gòu)

PJM作為一個非盈利性組織，其功能主要有以下三個方面：

運營電網(wǎng)，保持供需平衡，監(jiān)控電網(wǎng)運行，此部分功能類似于國內(nèi)的調(diào)度中心。

運營電力市場，PJM是一個競爭性電力批發(fā)市場，可以說是目前國內(nèi)交易中心的升級版。

制定電網(wǎng)規(guī)劃，規(guī)劃期長達15年。

從交易品種來說，PJM包括能量市場、容量市場、輔助服務(wù)市場、金融輸電權(quán)市場。從交易時長劃分，又可以分為實時市場、日前市場和長期市場。

日前與實時市場出清

電能量市場包括日前和實時兩個市場，均采用全電量競價模式，都用節(jié)點邊際電價法(LMP)出清，也就是以電網(wǎng)中特點節(jié)點上新增單位負荷所產(chǎn)生的新增供電成本為基礎(chǔ)來核定電價。LMP=系統(tǒng)電能價格(MEC)+輸電阻塞價格(MCC)+網(wǎng)損價格(MLC)。

在日前市場上，發(fā)電商需要申報其所有的發(fā)電資源與交易意愿，市場將其與全網(wǎng)的負荷需求進行匹配，通過出清計算形成發(fā)電商的日前交易計劃，并按照日前的節(jié)點邊際電價進行全額結(jié)算。此時可以對雙邊交易和自供應(yīng)合約進行標識，這部分電量將在出清時保證交易。日前市場本質(zhì)上是考慮系統(tǒng)安全約束的機組組合問題，每小時出清。

2017.10.7日前市場出清結(jié)果(每小時)

實時市場是現(xiàn)貨市場，按照實際電網(wǎng)操作條件的實時節(jié)點邊際電價每5分鐘出清一次，并同步公布在PJM官網(wǎng)上。之后每小時進行一次買賣雙方的結(jié)算，每周為市場參與者開具發(fā)票。實時市場本質(zhì)上是考慮系統(tǒng)安全約束的經(jīng)濟調(diào)度問題。

2017.10.7實時市場出清結(jié)果(每5分鐘)

日前與實時市場結(jié)算方式

PJM的日前市場和實時市場采用雙結(jié)算系統(tǒng)(two settlements)。日前市場出清結(jié)果用于日前計劃的結(jié)算，實時計劃與日前計劃存在的差異按照實時節(jié)點邊際電價進行增量結(jié)算。需注意的是：日前市場的出清結(jié)果只用于結(jié)算，實時市場的出清結(jié)果用于結(jié)算和實時調(diào)度。

雙結(jié)算系統(tǒng)下，市場成員的收益可以表示為：

市場成員的收益=日前計劃*日前市場LMP+(實時計劃-日前計劃)*實時市場LMP

舉個例子：

某購電方在日前市場預(yù)計次日負荷為100MW，日前市場LMP=20(美元)，則它在日前市場需付100*20=2000美元

若實時市場上的負荷為105WM，實時市場LMP=25,則它在實時市場需付(105-100)*25=125 美元，共付2125美元

若實時市場上的負荷為95MW,實時市場LMP=15,則它在實時市場需付(95-100)*15=(-75)美元，共付1925美元

(發(fā)電方同理)

其他特點

PJM市場中抑制市場力的主要措施是“三寡頭測試”(three pivotal supplier test，PST),用來確定在輸電約束下是否需要設(shè)置報價上限。并且有電力短缺等緊急條件下的報價規(guī)定。

在監(jiān)管方面，PJM除了受聯(lián)邦級別的FERC、各州公共事業(yè)管理委員會的監(jiān)督外，還有獨立市場監(jiān)管機構(gòu)負責每年發(fā)布監(jiān)管報告以改進市場設(shè)計、提高市場表現(xiàn)。在2016年度報告中，對于該機構(gòu)認為PJM能量市場中電力批發(fā)價格基本接近邊際成本，整體上實現(xiàn)了有效競爭。

今天的小科普就先為大家介紹下PJM的基本情況和市場結(jié)構(gòu)、現(xiàn)貨出清與結(jié)算方法。PJM作為運行了多年的成熟電力市場，還有很多特殊的市場設(shè)計，比如基于可靠性定價(RPM)的容量市場、廣泛應(yīng)用的需求側(cè)響應(yīng)、金融輸電權(quán)(FTR)與拍賣收益權(quán)(ARR)交易、日前市場增加虛擬報價以增強系統(tǒng)流動性等，有興趣的讀者朋友可以自行研究學(xué)習(xí)。

參考資料

1.www.pjm.com

2. 鄒鵬,陳啟鑫,夏清,何暢,葛睿. 國外電力現(xiàn)貨市場建設(shè)的邏輯分析及對中國的啟示與建議[J]. 電力系統(tǒng)自動化,2014,38(13):18-27

原標題:小科普 | PJM電力市場是怎么玩的？