美國東部與西部電力市場的分析比較
核心提示: 1美國電力市場簡介2分析比較及經驗教訓經美國聯邦能源管制委員會批準建立的電力市場獨立系統運行機構(ISO)共5個:加州ISO,PJM ISO,新英格蘭ISO,紐約州ISO和中西部ISO,另外得州電 1美國電
核心提示: 1美國電力市場簡介2分析比較及經驗教訓經美國聯邦能源管制委員會批準建立的電力市場獨立系統運行機構(ISO)共5個:加州ISO,PJM ISO,新英格蘭ISO,紐約州ISO和中西部ISO,另外得州電
1美國電力市場簡介2分析比較及經驗教訓經美國聯邦能源管制委員會批準建立的電力市場獨立系統運行機構(ISO)共5個:加州ISO,PJM ISO,新英格蘭ISO,紐約州ISO和中西部ISO,另外得州電力可靠性委員會(ERCOT)批準建立了得州ISO筆者最近有幸考察訪問了其中4個己經運行的ISO,現將4個美國電力市場的基本情況列于就在美國東部3個電力市場穩定運行且不斷取得成果的同時,位于西海岸的全美第1個開展電力市場的加州卻發生了嚴重的電力危機,筆者2001年2月在加州訪問期間,加州仍然在實行分區輪停的限電措施東西兩岸形成了非常強烈的對比現將美國東部和西部電力市場進行分析對比如下。
表1美國4個電力市場基本情況比較表Table1Thebasicinformationoffour項目新英格蘭紐約加州投運時間覆蓋范圍賓夕法尼亞州、新澤西州、馬里蘭州、特拉華州、弗吉尼亞州(部分)和華盛頓(D.C.)等緬因州、怫蒙特州、馬薩諸塞州、羅得島州、新罕布什爾州、康涅狄格州等紐約州加州裝機容量/MW最商負荷/MW批發市場批發實時市場輔助服務日容量信用市場,調節市場,固定輸電權市場運行容量和裝機容量備用10min旋轉備用,10min備用,30min備用,運行容量和裝機容量備用10min備用,60min替代備用次日市場24時段24時段,由PX運行期貨洽同長期容量信用市場合同合同占50%原不允許電價方式節點邊際電價(LMP)目前為統一電價,將改為節點邊際電價(LMP)節點邊際電價(LMP)結算方式實時與次日分開兩步結算目前以實時價為準,一步結算,將改為兩步結算以實時價為準,一步結算零售市場僅賓夕法尼亞州全部,但對P(E,SCE凍結零售電價,僅SDGE開放ISO與PX合一與PX 21地區環境和能源結構美國東北部地區水電資源豐富,又與加拿大的安大略水電基地相連,加之負荷長速度相對較慢,使電力供需基本平衡而90年代以來,整個美國西部地區經濟高速發展,特別是加州地區,在硅谷電子產業的帶動下,電力負荷快速長但基于對環境保護和公共安全的考慮,加州民眾強烈抵制建設火電廠和核電站,對廢氣排放課以巨額罰款,使得新發電裝機容量很少,近10年沒有建設大型發電廠,沒有擴建輸電線路,因此電源和輸電網絡建設遠遠落后于電力需求的長加州本來有近20%的水電,因西部干旱缺水,所以大部分電力主要依賴于天然氣電廠天然氣電廠具有污染小的優點,但價格較高,特別是在2000年,全球石油價格暴漲,加州天然氣價格上漲了12倍~30倍,使加州發電公司的發電成本急劇上S漲部分發電公司將儲存的天然氣不用于發電,而直接在市場中出售,以牟取暴利,進一步導致發電容量減少。發電成本的上漲和發電容量的不足,是加州批發電力市場電價飛漲的主要原因22市場構建的基礎PJM、新英格蘭、紐約州ISO是在原有緊密耦合的電力聯營體(PowerPool)機構的基礎上建立的,PowerPool己經運行多年,與各電力公司及發電企業之間己有很好的協調與配合,可比較平穩地變為ISO而加州ISO是在原加州三大電力公司一一太平洋煤氣與電力公司(PGE)南加州愛迪生公司(SCE)圣迭哥煤氣與電力公司(SDGE)之外另行成立的,缺乏協同運行經驗,所制定的市場運營規則中相互制約成分多,相互協調成分少,在緊急情況下必然互相指責,現在還在爭論誰該對這場電力危機負責23交易機構與運行機構的協調加州電力交易所(PX)負責次日電力市場和次小時電力市場,而ISO負責實時電力市場和輔助服務,幾十個計劃協調者(SC)負責雙邊交易。這樣的運營機構很難實現有效的協調運作,被許多專家學者批評為“敗筆”后建的PJM新英格蘭、紐約州電力市場都吸收了加州的教訓,采用ISO與PX相結合的方式,也稱為ISO內嵌PX紐約州ISO既負責次日電力市場又負責實時電力市場。PJM和新英格蘭開始時僅設立實時電力市場,PJM現己開設次日市場。得州ISO是惟一沒有PX的ISO加州PX的次日市場己于2001年1月30日關閉,次小時市場也于2001年1月31日關閉,相應功能將轉移到續保留。
2.4電價體系不完備這4個地方的零售市場都不完備,PJM僅賓夕法尼亞州開放了零售市場,新英格蘭和紐約州還未開放零售市場加州雖然有零售市場,但在加州進行市場改革之初,大家對電力改革后的形勢比較樂觀,認為開放發電市場引入競爭后,會引起發電成本的降低,電價會大幅下降所以,當初為了獲得州議會批準,加州公用事業委員會保證市場運行后用戶電價下降10%,即凍結在12美分/(kW.h),直到2002年3月。電力公司以為可以從發電市場競爭中以較低的電價購買電力,再以凍結電價銷售給終端用戶,從而獲得較高利潤。但事與愿違,加州開展電力市場后,發電側的批發電價一路上升,而對于用戶仍然是與市場改革前一樣的凍結電價,電價失去了調節供需的杠桿作用,用戶的用電彈性作用完全喪失圣迭哥煤氣與電力公司(SDGE)經營的供電容量不大,經過艱苦努力,于2000年夏獲準解凍,實行零售價與批發價聯動,但引起當地居民強烈不滿而凍結零售電價,導致PGE和SCE的120億美元虧損,瀕于破產,在2000年夏季電力危機之后,其累積效應又引發冬季電力危機,加州政府不得不拿出上百億美元救急直到2001年1月初,加州公用事業委員會才迫于各方面的壓力進行調價:居民電價提高9%,中小企業電價提高%,大型企業電價提高15%,為期3個月。同時將批發市場電價上限從750美元/(MW.h)調低到250美元/(MW.h)由此可以看出,其零售市場和批發市場的電價體系都有待完善2.5長期合同PJM新英格蘭、紐約州電力市場都非常重視長期合同的平抑電價作用,這可能是原PowerPool與各成員長期合同的自然延續紐約州長期合同電量占50*,次日市場占40%~50%,實時市場僅占5%以下。這樣的比例對保證電力系統的穩定運行非常重要PJM開創的長期容量信用市場和日容量信用市場獨具特色,新英格蘭和紐約州也都有運行容量備用及裝機容量備用市場而加州正好相反,市場規則禁止電力公司與發電企業簽訂長期合同,在缺電時期,發電企業為了追求高額利潤,甚至放棄在次日市場和次小時市場上的競價,而將大部分電力投放到10mil的實時市場,造成市場劇烈波動,批發電價大幅上揚這被許多專家認為是濫用市場力的行為直到2000年夏季,加州電力管制部門才取消了ISO*SC或CAPX,但其長期交r易市場仍將繼MsK不許簽訂長期的限制,要求供電公司盡快與發電公司簽訂長期合同但由于當時批發電力市場的電價相當高,供電公司擔心在此時與發電公司簽訂長期合同,必然會使得合同價格參照現貨市場價格而提升,根據以往負荷預測,冬季負荷將下降,因此希望現貨市場價格有所下降后再簽訂長期合同。然而到了2000年冬季,由于天氣嚴寒,負荷繼續長,所以,供電公司一直未能簽訂足夠的長期合同來保證供電直到2000年11月,能源管制委員會(FERC)干預后,才要求市場參與者必須在次日市場和期貨市場上完成95%的交易,差距大于5%的將被處以罰款26長遠規劃市場運營機構。1997年,FERC批準PJM負責區域輸電網絡的發展規劃,1999年6月,FERC又批準PJM負責區域電源規劃PJM創立了分析區域電源需求的模型,制定了評估電源開發建議書的程序,定義了第一電源請求隊列,將原來的78個項目精簡到47項,總共21GW容量,并建立了一個論壇,以便有興趣的單位可以對項目進行跟蹤評估而與此形成鮮明對照的是,加州從醞釀發展電力市場至今的近10年期間,沒有任何機構或組織負責電網和電源的長期規劃,天真地以為電力市場本身會給出經濟學信號,自動引導投資去發展電網和電源實踐證明,當市場表現出缺電時,經濟學信號的確給出,但太遲了,這時開始建設電網和電源己經來不及了。而且加州電力市場存在許多不定因素,使投資者不敢貿然涉足,這是導致加州缺電的深層原因所以,FERC在2000法令中賦予區域輸電組織(RTO)擴容發展的責任是很有道理的。
27放松管制后的再管制美國電力市場分為兩大學派,西海岸學派傾向完全競爭,加州電力市場的設計體現了較多競爭的思想;東海岸學派主張適當管制,東部3個電力市場也表現了合理管制的特征加州電力市場危機表明,政府的適當調節和管制是非常必要的。為了緩解危機,加州政府緊急出資4億美元用于2周內購電,委托國有企業一一加州水利資源局(CDWR)代政府買電,并且籌集100億美元用于5個月內維持向終端用戶的供電,以期在此期間能夠解決危機政府管理部門還進行了一系列政策調整:如允許零售電價上調7*到15%;允許簽訂長期合同;強制要求發電公司必須向加州賣電;關閉PX;禁止電力公司繼續出售電廠等假如沒有政府干預,任由PGE和SCE會發生大規模的社會動亂,后果不堪設想因此,在放松管制后仍然需要適當的再管制。
2.8區域輸電組織(RTO)勢在必行加州的能源危機表明,單獨的ISO調節能力太弱,對待危機無能為力。FERC的2000法令規定RTO是ISO的進一步發展,其目標是美國所有輸電設施擁有者,包括公共和非公共事業實體,都應將其輸電設施置于合適的RTO的及時控制之下,以改善輸電網絡管理效率,改善網絡可靠性,消除殘存的輸電服務隱患,改善電力市場性能RTO具有4個基本特點:①獨立性;②活動范圍及區域結構;③運行許可權;④短期可靠性為此,RTO還具有8項基本功能:①費率管理與設計;②擁塞處理;③并行路徑潮流環流)管理;④輔助服務;⑤開放訪問即時信息系統(OASIS)總輸電能力(TTC)可用輸電能力(ATC);⑥市場監視;⑦規劃與擴展;⑧區域間協調目前,己得到了各方面的認可,作為聯邦法令己經生效,剩下的問題就是如何實施了。PJMISO對照RTO的4個特點和8項功能自我檢查,認為完全滿足RTO條件,己經向FERC提交了成為RTO的申請報告,可能會成為美國第1批RTOPJMISO紐約州ISO新英格蘭ISO、加拿大安大略IMO(獨立市場運行機構)近期簽署了一項理解備忘錄,在規劃、運行和市場競爭等方面尋求跨區域的合作與協調這體現了RTO向更大區域發展的可能性3關于我國電力市場建設的幾點建議a加州電力市場失敗后,PJM市場模式成了美國的樣板。有的專家認為,加州電力市場創造的經驗很多,但其最大的失敗就是將ISO與PX徹底分開,且加州的PX也己于2001年1月31日關閉。所以,美國后來建設的紐約州、新英格蘭、PJM等電力市場,大都采用ISO與PX相結合,或ISO內嵌PX的模式目前PJM非常有興趣輸出其電力市場設計、運行規則、運營系統的開發建設等各方面的經驗,愿意提供咨詢、技術服務或產品開發等或許國家電力公司可以與其建立合作關系b.市場化改革是不可逆的,電力市場的建設和市場規則的設計要考慮到各種可能的情況,在電力供大于求時建立的電力市場,往往對缺電的情況考慮不鍰加州就是非常典型的例子。我國目前的情形與加州相似,因此,電力市場應該既適應豐電情況,又適應缺電情況。破產怎4么保護用戶的利益誰來為偷供電知油心成,僅發電則市場電價,而電側電價,對供電公司而言,不缺電時有利可圖,但缺電時會構成致命的危險,加州的教訓最為慘痛建議發電側電價與用戶側電價在較長的時段內實行聯動。比如先采用一季度作為售電價調整期,如果一季度之內累計發電價格下降,再相應降低用戶電價,如果發電價上漲,則相應提高用戶電價。以后可逐步采用月、周、日等作為售電價調整期d.美國沒有統一的電網管理機構,所有的改革都得在各個電力公司之間協商,難度很大美國同行非常羨慕包括中國在內的亞洲和歐洲等具有統一電網管理機構的國家,可以在改革中總覽全局,避免許多不必要的失誤目前,中國全國互聯的網架尚在逐步建設過程中,大量的電力交換還集中在大區內各省之間,國家主要負責跨大區的電力交易,實現西電東送和全國資源優化利用,主要目標是三峽、二灘、天生橋等大型水電資源的充分利甩建議近期采用省、大區、國家三級電力市場模式,適當加強大區電網和大區市場的建設,可以借鑒美國RTO的策略。
e電力工業事關國計民生,影響社會安定,在電力供應由傳統的管制模式向自由競爭的模式轉變時,應該采用循序漸進的方式電力市場應該既遵循電力系統固有的科學規律又遵循市場經濟的客觀規律特別是在管理體制上,電網的調度、運行、管理部門不能與市場交易部門脫節,以便在系統運行受到約束和限制時,可以及時采取措施,以減少對系統安全運行的影響辛耀中,男,副總工程師,教授級高級工程師,國家有突出貢獻的青年專家,主要研究領域為調度自動化電力市場。
數據通信等。
韓放,女,博士,副處長,高級工程師,主要研究領域為電力市場。
李毅松,男,副處長,高級工程師,主要研究領域為調度自動化及調度生產管理系統。
近期中國電工專用設備發展走勢中國電工專用設備制造業是一個發展中的行業,特別是在品種、技術水平、質量上有待進一步發展和提高。關于近期我國電工專用設備發展走勢,有關業內人士有如下分析:①近期的發電設備如常規燃燒發電機組,單機容量以300MW〖,600MW亞臨界機組為主,逐步采用600MW〖級以上的超臨界機組;隨著電網向超高壓、大容量、遠距離方向發展,輸變電設備制造業要研制750kV和1200kV電壓等級的電纜設備,直徑800mm擠出直徑以上的真空煉泥機電瓷設備等②電工專用設備要按照電工產品質量提高要求而發展,如微電機產品是向高性能、輕薄短小化機電化發展生產技術向集約化柔性化自動化方向發展蓄電池產品向小型高級化方向發展。
責任編輯:電小二
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