廣東現(xiàn)貨市場規(guī)則發(fā)布以來，引起了眾多專家、學(xué)者、市場主體的關(guān)注、解讀。如我們?cè)谇懊嫖恼滤觯袌鲈O(shè)計(jì)是一個(gè)體系，需要綜合考慮市場結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品體系、交易體系、交易規(guī)則、市場監(jiān)管等多方面的問題。如何對(duì)廣東現(xiàn)貨市場規(guī)則深入理解?有哪些創(chuàng)新的地方?有哪些可以進(jìn)一步改進(jìn)的地方?本系列文章進(jìn)行一些探討。

一、電力市場設(shè)計(jì)概述

電力市場的設(shè)計(jì)包括多個(gè)方面和環(huán)節(jié)，各個(gè)方面環(huán)環(huán)相扣，互相影響。在進(jìn)行電力市場一些具體環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)時(shí)，必須注意以下幾個(gè)方面的問題。

1、電力市場設(shè)計(jì)考慮的因素

1)系統(tǒng)性。電力市場規(guī)則是一個(gè)整體，一個(gè)規(guī)則的改變可能會(huì)對(duì)其他規(guī)則的效果產(chǎn)生影響。進(jìn)行市場設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)每個(gè)規(guī)則的整體性影響進(jìn)行評(píng)估。

2)動(dòng)態(tài)性。電力市場中的市場成員是能動(dòng)的，其市場策略是由市場規(guī)則決定。市場中的企業(yè)的目標(biāo)可能包括多個(gè)方面，一個(gè)基本的目標(biāo)是利潤。對(duì)一個(gè)市場規(guī)則的評(píng)估，首先需要分析其不同的市場成員的利益的影響，進(jìn)而對(duì)其市場策略的影響，進(jìn)而分析對(duì)市場均衡、社會(huì)整體福利的影響。

3)長期性。建設(shè)電力市場的目的是提高消費(fèi)者長期的利益。對(duì)一項(xiàng)市場化規(guī)則，需要考慮對(duì)市場主體長期利益的影響，進(jìn)而對(duì)投資、建設(shè)激勵(lì)的影響。

2、電力市場設(shè)計(jì)的內(nèi)容

電力市場的設(shè)計(jì)包括市場結(jié)構(gòu)和市場體系兩大方面，而市場體系又包括產(chǎn)品(服務(wù))體系、交易組織體系、交易規(guī)則體系等方面，此外電力市場的建設(shè)還包括市場的監(jiān)管規(guī)則。

1)市場結(jié)構(gòu)。市場結(jié)構(gòu)主要反應(yīng)市場本身的組織架構(gòu)、供需關(guān)系、成本特性、消費(fèi)特性等方面的特性。具體包括：垂直組織結(jié)構(gòu)(廠網(wǎng)分開情況、輸配分開情況、配售分開情況等)、水平組織結(jié)構(gòu)(電網(wǎng)規(guī)模、發(fā)電集中度、用戶集中度等)、電源結(jié)構(gòu)(電源類型、電源技術(shù)參數(shù)、電源成本特性)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)(電網(wǎng)設(shè)備利用率、電網(wǎng)約束情況)、負(fù)荷特性(實(shí)時(shí)計(jì)量情況、價(jià)格彈性、需求響應(yīng)能力等)。市場的結(jié)構(gòu)特性通常是比較難在短期內(nèi)改變的。組織結(jié)構(gòu)的變化需要進(jìn)行一些產(chǎn)權(quán)的改革、企業(yè)的拆分等;電源電網(wǎng)負(fù)荷結(jié)構(gòu)和特性取決于長期的規(guī)劃建設(shè)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。但是，市場的整體價(jià)格很大程度上是受市場結(jié)構(gòu)的影響的。在進(jìn)行市場產(chǎn)品體系、交易組織體系、市場規(guī)制、監(jiān)管規(guī)則等方面的設(shè)計(jì)時(shí)，必須要密切考慮所在市場的市場結(jié)構(gòu)的特性。

2)產(chǎn)品(服務(wù))體系。市場的設(shè)計(jì)首先是產(chǎn)品(服務(wù))的設(shè)計(jì)，即市場中交易的具體產(chǎn)品的定義。電力市場中，交易的產(chǎn)品大的方面包括輸配電服務(wù)、能量服務(wù)和輔助服務(wù)，每種服務(wù)都可以有不同的定義方法。比如，能量服務(wù)是定義為月度電量、日電量、還是小時(shí)電量?是全網(wǎng)作為統(tǒng)一的產(chǎn)品還是認(rèn)為不同區(qū)域、不同節(jié)點(diǎn)的電力是不同的產(chǎn)品?輸配電服務(wù)是定義為電量還是電力?輔助服務(wù)包括哪些類型?

3)交易組織體系。產(chǎn)品定義好以后，需要確定，有哪些交易方式?大的方面包括雙邊協(xié)商交易和集中交易。集中交易又需要確定交易的頻率、時(shí)間、場所等。

4)交易規(guī)則。交易規(guī)則也是一個(gè)體系，需要對(duì)以上每種產(chǎn)品(服務(wù))、每個(gè)交易市場定義其出清/定價(jià)/結(jié)算的規(guī)則，以及實(shí)時(shí)調(diào)度、安全管理、信用管理等多個(gè)方面的規(guī)則。

5)監(jiān)管規(guī)則。電力市場是一個(gè)不完全競爭的市場，市場中有很多需要進(jìn)行監(jiān)管的環(huán)節(jié)。對(duì)哪些環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)管，按什么方法監(jiān)管，相關(guān)的監(jiān)管參數(shù)如何確定，都是市場設(shè)計(jì)中非常重要的環(huán)節(jié)，因?yàn)檫@些監(jiān)管規(guī)則將直接影響市場成員的市場策略進(jìn)而影響市場的效果。廣義上，電力系統(tǒng)關(guān)于可靠性、安全性等的規(guī)定也屬于監(jiān)管的一部分，其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)市場也有很大的影響。

二、廣東電力市場的市場結(jié)構(gòu)

廣東電力市場目前的市場結(jié)構(gòu)的基本情況為：

1)垂直結(jié)構(gòu)：廠網(wǎng)分開、輸配一體、存在部分增量配網(wǎng)公司、售電開放。

2)水平結(jié)構(gòu)：發(fā)電側(cè)有較大集中度。僅部分發(fā)電和用戶進(jìn)入市場。

3)電源結(jié)構(gòu)：廣東內(nèi)部以火電為主，有較大比例的西電(水電)送入，整體上供大于求。

4)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)：電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一些時(shí)段有較多的阻塞斷面。

5)用戶結(jié)構(gòu)：市場用戶都實(shí)現(xiàn)了分時(shí)計(jì)量，但目前價(jià)格響應(yīng)的能力不強(qiáng)。

三、廣東電力市場產(chǎn)品設(shè)計(jì)

無論哪個(gè)市場，市場都需要完整的輸配電服務(wù)、電能量服務(wù)、輔助服務(wù)。不同市場設(shè)計(jì)的不同主要反映在兩大方面：1)哪些服務(wù)保持壟斷的方式供應(yīng)，哪些服務(wù)采用市場化的方式供應(yīng)。2)服務(wù)的時(shí)間、空間粒度等具體如何定義。這里主要對(duì)廣東電力市場中市場化的一些服務(wù)進(jìn)行討論。

1、市場化交易的產(chǎn)品內(nèi)容

廣東電力市場中，市場化交易的主要是能量和調(diào)頻輔助服務(wù)兩個(gè)品種。其中，能量市場又分為了市場電量和非市場電量。

2、市場化能量市場

1) 時(shí)間粒度

廣東現(xiàn)貨市場的市場化的能量市場中，產(chǎn)品的定義為小時(shí)的電量。也就是說，在廣東現(xiàn)貨市場中，對(duì)電這個(gè)產(chǎn)品是按小時(shí)進(jìn)行交易的，每個(gè)小時(shí)的電可以認(rèn)為是不同的產(chǎn)品，有不同的價(jià)格。因此電力交易的對(duì)象(標(biāo)的物)應(yīng)以小時(shí)電量為基礎(chǔ)，不同時(shí)間的電量不能交易。(未來期貨市場可以定義互換等產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)不同的產(chǎn)品之間價(jià)值的交換、風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避)

實(shí)際上，交易產(chǎn)品的時(shí)間粒度縮短，是現(xiàn)貨市場建設(shè)的一個(gè)重要特征。在我國目前大多數(shù)省份的中長期交易中，交易的產(chǎn)品(標(biāo)的物)大多數(shù)月度的電力。也就是說，一個(gè)月內(nèi)的電是一個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)品，月度內(nèi)的電可以相互交換、交易。由于電力生產(chǎn)、使用具有實(shí)時(shí)平衡的特性，不同時(shí)間、不同裝下下系統(tǒng)的成本又有很大的差別。而以月電量為基本交易單位(產(chǎn)品、標(biāo)的物)的月度市場中，能夠?qū)崿F(xiàn)在月這個(gè)時(shí)間尺度上資源的優(yōu)化，但無法實(shí)現(xiàn)月以內(nèi)的、電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)度的優(yōu)化。因此，需要建設(shè)以更短的時(shí)間粒度的電為標(biāo)的物的市場。

注意的是，無論市場交易的產(chǎn)品是什么時(shí)間尺度的，調(diào)度的時(shí)間尺度并不受影響。比如，無論在以小時(shí)為基本單元的市場中還是在以月度電量為基本單元的市場中，調(diào)度時(shí)段都可以是15分鐘或者5分鐘。

能量市場的時(shí)間粒度，理論上越精細(xì)越能體現(xiàn)更精細(xì)的價(jià)格信號(hào)，能有更好的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)效果。但是，實(shí)際中時(shí)間粒度的設(shè)計(jì)要考慮計(jì)量系統(tǒng)、結(jié)算系統(tǒng)等的情況。

國外電力市場設(shè)計(jì)中，很多市場采取了交易時(shí)段>調(diào)度時(shí)段的方式。比如，澳大利亞早期的電力市場中，調(diào)度時(shí)段為5分鐘，即每5分鐘系統(tǒng)會(huì)發(fā)一個(gè)調(diào)度指令，但交易時(shí)段為1小時(shí)，每小時(shí)的價(jià)格區(qū)一小時(shí)內(nèi)12個(gè)5分鐘的價(jià)格的算術(shù)平均值。只主要是由于用戶的計(jì)量無法做到5分鐘。調(diào)度時(shí)段和交易時(shí)段不一致會(huì)導(dǎo)致電廠不遵循調(diào)度指令激勵(lì)的一些市場行為。目前，隨著計(jì)量系統(tǒng)、結(jié)算系統(tǒng)的改進(jìn)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了交易、調(diào)度均為5分鐘。

【問題討論】廣東現(xiàn)貨市場中的市場出清的時(shí)段為15分鐘，即每15分鐘計(jì)算一次市場出清，得到發(fā)電機(jī)的調(diào)度方案。但是，市場的結(jié)算是按照1小時(shí)。有專家認(rèn)為，如果所有用戶的計(jì)量可以達(dá)到15分鐘的計(jì)量，完全可以將交易周期定為15分鐘，避免一些不必要的麻煩。

2) 空間粒度

廣東現(xiàn)貨市場是一個(gè)節(jié)點(diǎn)定價(jià)市場，本質(zhì)上可以認(rèn)為每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電都是不同的產(chǎn)品，有不同的價(jià)格。結(jié)算時(shí)，發(fā)電側(cè)按節(jié)點(diǎn)電價(jià)結(jié)算，負(fù)荷側(cè)按全省加權(quán)平均價(jià)結(jié)算。

【問題討論】節(jié)點(diǎn)定價(jià)體系下，在系統(tǒng)存在阻塞時(shí)會(huì)產(chǎn)生阻塞盈余，需要定義阻塞盈余的分?jǐn)偡绞?。國外電力市場中用戶虛擬節(jié)點(diǎn)、區(qū)域等的價(jià)格為各個(gè)節(jié)點(diǎn)的加權(quán)平均價(jià)，其中加權(quán)是按照相關(guān)節(jié)點(diǎn)上的負(fù)荷量加權(quán)的。但在廣東目前的體系下，由于用戶側(cè)僅有一個(gè)等效節(jié)點(diǎn)，可以采用如下簡化這個(gè)問題：用戶側(cè)的電價(jià)采用所有發(fā)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)按所在節(jié)點(diǎn)發(fā)電量的加權(quán)價(jià)。這樣，就可以避免阻塞盈余的產(chǎn)生，簡化問題。

3) 產(chǎn)品之間的耦合

可以認(rèn)為不同交易時(shí)段、不同節(jié)點(diǎn)的電都是不同的產(chǎn)品。如果總共有100個(gè)節(jié)點(diǎn)，則某一天的電力交易中共有24*100=2400個(gè)產(chǎn)品，產(chǎn)生了2400個(gè)價(jià)格。

但這些產(chǎn)品之間并不是獨(dú)立的。

在某個(gè)同一個(gè)交易時(shí)段內(nèi)，所有節(jié)點(diǎn)的電力市場通過市場出清模型(安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度)中的各種約束聯(lián)系起來，其中最主要的約束包括節(jié)點(diǎn)平衡約束，線路、斷面約束、機(jī)組最大最小出力約束等。不同節(jié)點(diǎn)的價(jià)格也是相互影響的。

在某一交易日內(nèi)不同的交易時(shí)段之間，不同時(shí)段的產(chǎn)品通過日前的安全約束機(jī)組組合耦合在一起，不同時(shí)段的供給、需求、價(jià)格也會(huì)相互影響。

【問題討論】電力市場中，對(duì)相互耦合的多產(chǎn)品市場，如何合理定價(jià)是一個(gè)重要、關(guān)鍵的問題。一方面，要保證相關(guān)成本的回收，如啟停成本、空載成本等，另外一方面，要盡量提供正確引導(dǎo)市場成員行為的經(jīng)濟(jì)信號(hào)。在時(shí)間的耦合方面，為了提供更好的經(jīng)濟(jì)信號(hào)，可以采用前瞻性、多時(shí)段聯(lián)合優(yōu)化的方法，在計(jì)算某個(gè)時(shí)段的價(jià)格時(shí)，同時(shí)考慮多個(gè)時(shí)段的約束，這樣可以降低價(jià)格的波動(dòng)性，應(yīng)對(duì)可再生能源的接入?？臻g耦合方面，未來需要引入輸電權(quán)分配機(jī)制。

3、計(jì)劃電和市場電的劃分

廣東電力市場中的發(fā)電機(jī)組分為A類機(jī)組和B類機(jī)組，A類機(jī)組不參與市場，B類機(jī)組參與市場。B類機(jī)組可以獲得一部分基數(shù)電量，按政府核定的上網(wǎng)電價(jià)結(jié)算。對(duì)B類機(jī)組的基數(shù)電量，單獨(dú)設(shè)立了一個(gè)基數(shù)電量市場進(jìn)行交易。

廣東電力市場中，是一個(gè)計(jì)劃和市場并行的市場。市場和計(jì)劃的雙軌制在很多產(chǎn)品市場中都有，但有不同的表現(xiàn)形式。這里對(duì)另種形式進(jìn)行討論。計(jì)劃電中，除了B類機(jī)組，還有西電等，這里為了簡化分析，假設(shè)計(jì)劃電全部分給B類機(jī)組。

1)對(duì)每個(gè)電廠(機(jī)組)給予一定的確定比例的計(jì)劃電。

(1)進(jìn)行年度整體的負(fù)荷預(yù)測，得到非市場總電量;

(2)按照一定的原則將總非市場電量分配給所有的B類機(jī)組，計(jì)算得到每個(gè)機(jī)組獲得的基數(shù)電量的比例。

(3)獲得基數(shù)電量的企業(yè)可以進(jìn)行基數(shù)電量的交易。

(4)將分配給B 類機(jī)組(或通過基數(shù)電量交易獲得)的基數(shù)電量進(jìn)行曲線分解。

(5)現(xiàn)貨市場中按機(jī)組報(bào)價(jià)全電量出清。

(6)交易完成后，事后根據(jù)非市場的實(shí)際用電量計(jì)算、按比例調(diào)整每個(gè)企業(yè)獲得的實(shí)際基數(shù)電量。

(7)對(duì)企業(yè)按分配得到的實(shí)際的基數(shù)電量進(jìn)行結(jié)算。

【問題討論1】這是目前的方式。在第4個(gè)步驟中，對(duì)基數(shù)電量的曲線分解是在日前，現(xiàn)貨市場報(bào)價(jià)前完成的。實(shí)際上，這個(gè)分解工作完全可以實(shí)在年度完成電量的分配以后就進(jìn)行。因?yàn)樵谌娏扛們r(jià)的市場中，基數(shù)電量合約作為一個(gè)金融的合約，其分配方式不影響電力系統(tǒng)物理的安全問題，僅僅影響市場主體之間的結(jié)算關(guān)系。只要事先確定一個(gè)公正的、市場主體都認(rèn)可的方式即可。

【問題討論2】這種方式下，給予電廠的計(jì)劃電、基數(shù)電的電量不是確定的數(shù)，給定的是非市場用戶用電量的一定的比例。這樣，在實(shí)際結(jié)算以前，電廠獲得的基數(shù)電量都有很大的不確定性，影響電廠在中長期市場中的決策。另外，由于基數(shù)合約獲得的是一個(gè)比例，不是確切的電量，無法或很難與一般的市場化中長期合約進(jìn)行交易，降低了市場的資源優(yōu)化配置的潛力。

2)對(duì)每個(gè)電廠給予確定數(shù)量的計(jì)劃電。方法和前面一種方法基本機(jī)制。差別是：去掉步驟6，不在事后對(duì)分配得到的基數(shù)電量進(jìn)行調(diào)整。如果產(chǎn)生了不平衡，采用其他機(jī)制解決，比如平衡基金。同時(shí)，將基數(shù)電量分解的時(shí)間盡量提前。具體步驟如下：

對(duì)每個(gè)電廠(機(jī)組)給予一定的確定比例的計(jì)劃電。

(1)進(jìn)行年度整體的負(fù)荷預(yù)測，得到非市場總電量;

(2)按照一定的原則將總非市場電量分配給所有的B類機(jī)組。

(3)前將分配給B 類機(jī)組(或通過基數(shù)電量交易獲得)的基數(shù)電量進(jìn)行曲線分解。

(4)獲得基數(shù)電量的企業(yè)可以進(jìn)行基數(shù)電量(含曲線)的交易。

(5)現(xiàn)貨市場中按機(jī)組報(bào)價(jià)全電量出清。

(6)交易完成后，對(duì)企業(yè)按的基數(shù)電量(分配獲得的及交易獲得的)進(jìn)行結(jié)算。

4、調(diào)頻輔助服務(wù)

輔助服務(wù)雖然名字叫做“輔助”，但其起的作用并不是輔助的，是非常重要的，是為了維護(hù)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行必需的。輔助服務(wù)包括無功電壓調(diào)節(jié)、黑啟動(dòng)及各種備用等?？梢圆捎昧x務(wù)的方法將相關(guān)責(zé)任分配給市場成員，也可以通過市場化的方法獲得。目前廣東的現(xiàn)貨市場設(shè)計(jì)中，詳細(xì)設(shè)計(jì)了調(diào)頻輔助服務(wù)市場，采用市場化的方式購買所需的調(diào)頻服務(wù)。其他品種的輔助服務(wù)仍然按照現(xiàn)行的輔助服務(wù)管理辦法進(jìn)行。

調(diào)頻輔助服務(wù)主要參考美國PJM的規(guī)則，采用容量+里程+精度的方式，后續(xù)文章再對(duì)其機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)分析。

【問題討論】輔助服務(wù)體系不完整。特別是缺乏運(yùn)行備用市場。運(yùn)行備用的約束在機(jī)組組合模型中是有考慮的，但沒有對(duì)其進(jìn)行市場化的定價(jià)。這種情況對(duì)市場會(huì)產(chǎn)生什么樣的經(jīng)濟(jì)效果?需要進(jìn)行一些定量的測算和分析。

四、總結(jié)

市場設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)，是影響市場效率的最重要的因素。其次才是市場的具體的組織方式。本文對(duì)廣東現(xiàn)貨市場中產(chǎn)品的設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡單的討論，后續(xù)將進(jìn)一步對(duì)市場組織、價(jià)格機(jī)制等進(jìn)行討論。

感謝何愛民、劉云仁等老師在相關(guān)討論中給出的一些富有建設(shè)性的建議!