這既包括七個州級或跨州市場區域所屬、由區域輸電組織或獨立系統運行機構來組織的集中式電力市場(RTO/ISO run centralized market)模式，也包括剩余地區的傳統批發市場(traditional wholesale market)模式。對照美國電力市場發展史看如何提高行業效率，可以更好地解讀《規則》的內涵和精神、展望電力市場化的后續改革方向與路徑。

 

（來源：微信公眾號電力市場研究  微信號：EMRI_WeCanFly  作者：李化）

 

一、最初的垂直一體化壟斷經營、規模效應與效率最優化

 

美國的電力工業在二十世紀九十年代以前的組織模式普遍為發輸配垂直一體化就地平衡。這既包括由自然擴張與兼并形成、售電量占比最大、大中型規模為主、政府定價、壟斷經營的私人投資者所有公用事業公司(Investor Owned Utility, 簡稱IOU), 也包括規模小、數目以千計的市鎮所屬公用事業單位(Municipal Utility，簡稱Muni)和農村電企合作社(Rural electric cooperative)，還包括聯邦政府擁有的幾家聯邦電力營銷機構(Federal Power Marketing Agency)。起初，由于零售側缺乏競爭，IOU這些私有公司同意受到州立機構監管，他們也被準許擁有獨營的供電區域(exclusive service territory，又稱為franchise)。州立監管機構對公用事業公司在發電設施及配電設施上的投資進行審批，這些審批可以在設施建設前，也可以在投產后公司要通過零售電價回收成本時。一些州甚至制定了詳細的綜合能源規劃(Integrated Resource Planning，簡稱IRP)過程以確定需要新建哪些設施。

 

供電區域擴張讓公用事業企業在發電技術上獲得規模經濟。隨著發電廠規模越來越大，單位生產成本也在逐步下降。隨著發電廠數目的增長和發電技術的多樣化，公用事業電力公司開始利用數學算法來優化自身發電機組的啟停組合，采用經濟調度的辦法來優化這些機組的出力，以最小化實時供電成本(指以燃料為主的可變生產成本，不考慮固定成本分攤)，從而達到短期運行效率最大化。制定綜合資源規劃時，在持續滿足中長期電力電量平衡和可靠性的原則下，依據公用事業單位的零售定價與營利模式，以終端用戶平均電費水平長期期望值最小化為目標來制定系統擴展規劃。如果沒有技術創新和預測誤差，綜合資源規劃再加上競爭性基建招標，也能實現了長期投資的社會效率最大化。此傳統模式下的短期和長期效率最優方案，都是僅僅單個企業控制區內的效率最優。

 

二、備用容量共享、電網互聯、經濟電能交易和電力庫

 

機組大型化，導致自備備用容量非常昂貴。而相鄰的電力公司共享備用容量，就可將高昂的備用成本降下來。電力公司間開始建立聯絡線路，以保障發生緊急事故時能夠提供充足的容量備用；但畢竟事故很少發生，因此電力系統在平時擁有了過剩的輸電容量。這讓電力公司可以利用這些線路來交易電力。大型公用事業電力公司在一些情況下，其邊際發電成本可能高于或低于相鄰企業。有輸電線路容量可用時，電力公司能夠在必要時購買電力以降低成本，或向其他邊際發電成本更高的電力公司出售電力。這在美國被稱為經濟電能交易(economy energy trading)，最初由各家電力公司調度中心負責洽談價格并在聯絡線上執行。這種最原始的電力交易從一開始就是小時級的現貨交易和帶曲線的中長期交易。機組可用性和電價在季節上以及區域上有差異，這讓雙邊交易市場(bilateral trading market)活躍了起來；通過價差套利，參與雙方同時提升了彼此的運行效率。

 

容量共享協議的價值也導致了電力庫(powerpool)的誕生，這也是現如今區域輸電組織(RegionalTransmission Organizations，簡稱RTO)的前身。電力庫是一種多邊協議，參與成員將自身的發電機組或輸電設施的運營權交由統一的系統運營機構進行管理。成員向運營機構提交自身機組的增量成本數據和系統狀態數據。系統運營機構運行的能量管理系統使用機組成本數據，對機組啟停組合和經濟調度進行多方優化，從而提高了整個電力庫區域里的短期運行效率。優化形成的電力交換計劃也是小時級的現貨交易。

 

為了讓公用事業電力公司開始共享其發電資源，1927年賓夕法尼亞-新澤西-馬里蘭互聯（PJM）成立，成為全世界第一家電力庫。1941年至1971期間，美國德州、西南、紐約、新英格蘭這四家電力庫也相繼成立。