這既包括七個(gè)州級(jí)或跨州市場(chǎng)區(qū)域所屬、由區(qū)域輸電組織或獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)來(lái)組織的集中式電力市場(chǎng)(RTO/ISO run centralized market)模式，也包括剩余地區(qū)的傳統(tǒng)批發(fā)市場(chǎng)(traditional wholesale market)模式。對(duì)照美國(guó)電力市場(chǎng)發(fā)展史看如何提高行業(yè)效率，可以更好地解讀《規(guī)則》的內(nèi)涵和精神、展望電力市場(chǎng)化的后續(xù)改革方向與路徑。

 

（來(lái)源：微信公眾號(hào)電力市場(chǎng)研究  微信號(hào)：EMRI_WeCanFly  作者：李化）

 

一、最初的垂直一體化壟斷經(jīng)營(yíng)、規(guī)模效應(yīng)與效率最優(yōu)化

 

美國(guó)的電力工業(yè)在二十世紀(jì)九十年代以前的組織模式普遍為發(fā)輸配垂直一體化就地平衡。這既包括由自然擴(kuò)張與兼并形成、售電量占比最大、大中型規(guī)模為主、政府定價(jià)、壟斷經(jīng)營(yíng)的私人投資者所有公用事業(yè)公司(Investor Owned Utility, 簡(jiǎn)稱IOU), 也包括規(guī)模小、數(shù)目以千計(jì)的市鎮(zhèn)所屬公用事業(yè)單位(Municipal Utility，簡(jiǎn)稱Muni)和農(nóng)村電企合作社(Rural electric cooperative)，還包括聯(lián)邦政府擁有的幾家聯(lián)邦電力營(yíng)銷機(jī)構(gòu)(Federal Power Marketing Agency)。起初，由于零售側(cè)缺乏競(jìng)爭(zhēng)，IOU這些私有公司同意受到州立機(jī)構(gòu)監(jiān)管，他們也被準(zhǔn)許擁有獨(dú)營(yíng)的供電區(qū)域(exclusive service territory，又稱為franchise)。州立監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)公用事業(yè)公司在發(fā)電設(shè)施及配電設(shè)施上的投資進(jìn)行審批，這些審批可以在設(shè)施建設(shè)前，也可以在投產(chǎn)后公司要通過(guò)零售電價(jià)回收成本時(shí)。一些州甚至制定了詳細(xì)的綜合能源規(guī)劃(Integrated Resource Planning，簡(jiǎn)稱IRP)過(guò)程以確定需要新建哪些設(shè)施。

 

供電區(qū)域擴(kuò)張讓公用事業(yè)企業(yè)在發(fā)電技術(shù)上獲得規(guī)模經(jīng)濟(jì)。隨著發(fā)電廠規(guī)模越來(lái)越大，單位生產(chǎn)成本也在逐步下降。隨著發(fā)電廠數(shù)目的增長(zhǎng)和發(fā)電技術(shù)的多樣化，公用事業(yè)電力公司開始利用數(shù)學(xué)算法來(lái)優(yōu)化自身發(fā)電機(jī)組的啟停組合，采用經(jīng)濟(jì)調(diào)度的辦法來(lái)優(yōu)化這些機(jī)組的出力，以最小化實(shí)時(shí)供電成本(指以燃料為主的可變生產(chǎn)成本，不考慮固定成本分?jǐn)?，從而達(dá)到短期運(yùn)行效率最大化。制定綜合資源規(guī)劃時(shí)，在持續(xù)滿足中長(zhǎng)期電力電量平衡和可靠性的原則下，依據(jù)公用事業(yè)單位的零售定價(jià)與營(yíng)利模式，以終端用戶平均電費(fèi)水平長(zhǎng)期期望值最小化為目標(biāo)來(lái)制定系統(tǒng)擴(kuò)展規(guī)劃。如果沒(méi)有技術(shù)創(chuàng)新和預(yù)測(cè)誤差，綜合資源規(guī)劃再加上競(jìng)爭(zhēng)性基建招標(biāo)，也能實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期投資的社會(huì)效率最大化。此傳統(tǒng)模式下的短期和長(zhǎng)期效率最優(yōu)方案，都是僅僅單個(gè)企業(yè)控制區(qū)內(nèi)的效率最優(yōu)。

 

二、備用容量共享、電網(wǎng)互聯(lián)、經(jīng)濟(jì)電能交易和電力庫(kù)

 

機(jī)組大型化，導(dǎo)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(lái)。電力公司間開始建立聯(lián)絡(luò)線路，以保障發(fā)生緊急事故時(shí)能夠提供充足的容量備用；但畢竟事故很少發(fā)生，因此電力系統(tǒng)在平時(shí)擁有了過(guò)剩的輸電容量。這讓電力公司可以利用這些線路來(lái)交易電力。大型公用事業(yè)電力公司在一些情況下，其邊際發(fā)電成本可能高于或低于相鄰企業(yè)。有輸電線路容量可用時(shí)，電力公司能夠在必要時(shí)購(gòu)買電力以降低成本，或向其他邊際發(fā)電成本更高的電力公司出售電力。這在美國(guó)被稱為經(jīng)濟(jì)電能交易(economy energy trading)，最初由各家電力公司調(diào)度中心負(fù)責(zé)洽談價(jià)格并在聯(lián)絡(luò)線上執(zhí)行。這種最原始的電力交易從一開始就是小時(shí)級(jí)的現(xiàn)貨交易和帶曲線的中長(zhǎng)期交易。機(jī)組可用性和電價(jià)在季節(jié)上以及區(qū)域上有差異，這讓雙邊交易市場(chǎng)(bilateral trading market)活躍了起來(lái)；通過(guò)價(jià)差套利，參與雙方同時(shí)提升了彼此的運(yùn)行效率。

 

容量共享協(xié)議的價(jià)值也導(dǎo)致了電力庫(kù)(powerpool)的誕生，這也是現(xiàn)如今區(qū)域輸電組織(RegionalTransmission Organizations，簡(jiǎn)稱RTO)的前身。電力庫(kù)是一種多邊協(xié)議，參與成員將自身的發(fā)電機(jī)組或輸電設(shè)施的運(yùn)營(yíng)權(quán)交由統(tǒng)一的系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行管理。成員向運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)提交自身機(jī)組的增量成本數(shù)據(jù)和系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行的能量管理系統(tǒng)使用機(jī)組成本數(shù)據(jù)，對(duì)機(jī)組啟停組合和經(jīng)濟(jì)調(diào)度進(jìn)行多方優(yōu)化，從而提高了整個(gè)電力庫(kù)區(qū)域里的短期運(yùn)行效率。優(yōu)化形成的電力交換計(jì)劃也是小時(shí)級(jí)的現(xiàn)貨交易。

 

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