【引言】電力市場與一般市場相比的最重要的一個(gè)特點(diǎn)就是電必須通過電網(wǎng)來傳輸。如何在電的交易中考慮電網(wǎng)的相關(guān)影響，是電力市場設(shè)計(jì)的關(guān)鍵難點(diǎn)之一。輸電網(wǎng)開放→輸電定價(jià)→輸電權(quán)交易是電力市場設(shè)計(jì)的重要的、必不可上的內(nèi)容之一。本文對(duì)輸電權(quán)的基本概念、分類、適用條件等進(jìn)行分析、討論，希望能對(duì)大家有幫助。

一、什么是輸電權(quán)

輸電權(quán)，從字面上看，就是“輸電”的“權(quán)利”。輸電這個(gè)概念我們比較清楚，就是將電從一個(gè)地方(節(jié)點(diǎn))傳輸?shù)搅硗庖粋€(gè)地方(節(jié)點(diǎn))。那么，什么是權(quán)力呢?

1、一般意義上的財(cái)產(chǎn)權(quán)

可以將輸電權(quán)看為一種財(cái)產(chǎn)權(quán)。從一般意義上講，對(duì)某個(gè)物品的財(cái)產(chǎn)權(quán)包括以下幾個(gè)方面的權(quán)力：使用權(quán)、收益權(quán)和排他權(quán)。其中，適用權(quán)就是自己使用這個(gè)物品的權(quán)力;收益權(quán)是指可以獲得與該物品相關(guān)的一些收益的權(quán)力;排他權(quán)是指有禁止他人使用該物品的權(quán)力。

比如，你擁有一個(gè)房產(chǎn)，你可以選擇：1)自己居住。2)出租，獲得收益;3)空置，不允許其他人使用。這三個(gè)權(quán)力分別反映了你對(duì)這個(gè)房產(chǎn)的使用權(quán)、收益權(quán)和排他權(quán)。

大多數(shù)物品的財(cái)產(chǎn)權(quán)包括了以上三種權(quán)力。但在有些情況下，對(duì)一個(gè)具體的產(chǎn)品(服務(wù))，也可以有不同的定義。

2、輸電服務(wù)的財(cái)產(chǎn)權(quán)

1)電網(wǎng)服務(wù)的提供者和使用者

我們可以將輸電看作為一種服務(wù)。電力市場中，輸電服務(wù)的提供者一般是電網(wǎng)公司，負(fù)責(zé)電網(wǎng)的建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)等，提供在電網(wǎng)不同位置之間傳輸電力的能力。發(fā)電商和用戶都可以看為是電網(wǎng)服務(wù)的用戶，利用電網(wǎng)進(jìn)行電力的傳輸。

2)輸電服務(wù)價(jià)格

電網(wǎng)用戶使用電網(wǎng)提供的服務(wù)，需要支付一定的費(fèi)用，即輸電費(fèi)。在不同的國家、不同的市場有不同的輸電收費(fèi)方法，包括一部制容量收費(fèi)、一部制電量收費(fèi)、兩部制收費(fèi)等。這里不對(duì)收費(fèi)、定價(jià)的具體方法做過多討論。

由于電網(wǎng)是一種具有一定自然壟斷特性的服務(wù)，對(duì)輸電收費(fèi)的方法、具體價(jià)格需要受到相關(guān)機(jī)構(gòu)的管制。

3)輸電權(quán)的具體表現(xiàn)形式

用戶支付了費(fèi)用，就獲得了使用某個(gè)物品或享受某種服務(wù)的權(quán)力。具體這個(gè)權(quán)力包括哪些部分，需要在相關(guān)的產(chǎn)品(服務(wù))交易合同中進(jìn)行定義。

電力市場中，一般由相關(guān)的負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)確定輸電權(quán)具體的形式、內(nèi)涵。

如上所屬，一般的物品的財(cái)產(chǎn)權(quán)包括三個(gè)方面：使用權(quán)、收益權(quán)和排他權(quán)。對(duì)輸電這種服務(wù)來說，從電網(wǎng)安全運(yùn)行等角度，一般不包括排他權(quán)。也就是說，對(duì)你擁有的輸電權(quán)，如果你自己不用，就要收回，不能阻礙其他人使用。使用權(quán)和收益權(quán)的組合取決于具體的市場的選擇。

(1)物理輸電權(quán)。將輸電權(quán)定義為僅含使用的權(quán)力，即“使用或失去”(use it or lose it)。如果擁有了輸電權(quán)，就有了利用電網(wǎng)進(jìn)行輸電的權(quán)力，但如果沒有使用，就收回，也不給補(bǔ)償。

(2)金融輸電權(quán)。將輸電權(quán)定義為存粹的收益權(quán)，僅含收益的權(quán)力，沒有使用的權(quán)力。常用的方法是將輸電權(quán)的單位收益轉(zhuǎn)化為電網(wǎng)中某兩個(gè)位置之間的電價(jià)差，即阻塞收益。比如，某用戶獲得了從A到B的60MW的輸電權(quán)，如果A、B兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的電價(jià)分別為300￥/MWh和500￥/MWh，則這個(gè)輸電權(quán)可以獲得的收益為：60*(500-300)=12000元。

圖1簡單兩節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)

(3)含收益權(quán)的物理輸電權(quán)。將輸電權(quán)定義為包含使用和收益兩方面的權(quán)力，即“使用或收益”(use it or sell it)。就是說，一方面，可以選擇自己使用這個(gè)輸電權(quán)，即用這個(gè)輸電權(quán)保證自己的相關(guān)交易(從某地買電或賣電到另外一個(gè)地方);另一方面，也可以選擇自己不使用，而是將其賣掉，獲得相關(guān)的收益。比如上述例子中，用戶對(duì)從A到B的輸電權(quán)，可以利用該輸電權(quán)讓A節(jié)點(diǎn)的電廠發(fā)電供給B節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷，也可以將該輸電權(quán)賣掉，獲得收益。

二、輸電權(quán)的分類

電力市場設(shè)計(jì)中，除了能量市場的設(shè)計(jì)，必須同時(shí)包括輸電權(quán)方面的設(shè)計(jì)，具體來說就是，市場中的各種成員，在輸電方面具有哪些權(quán)力?通過什么形式實(shí)現(xiàn)?

1、物理輸電權(quán)與金融輸電權(quán)

上一節(jié)已經(jīng)介紹，輸電權(quán)的權(quán)力主要包括使用權(quán)和收益權(quán)。電力市場中，早期的輸電權(quán)一般為一種物理的使用權(quán)，逐漸發(fā)展為收益權(quán)為主的權(quán)力。

1)純物理的輸電權(quán)(Use it or lose it)

如前所述，這種定義下，輸電權(quán)所有者僅有自己獲得相關(guān)輸電服務(wù)的權(quán)力，不可以轉(zhuǎn)賣，沒有收益權(quán)。我國各省在月度市場交易以及跨省交易中，首先對(duì)每個(gè)電廠規(guī)定了一定的最大上網(wǎng)容量/電量，實(shí)際上可以看為是對(duì)其物理使用電網(wǎng)的量的限制，或者說一種權(quán)力。但是，如果電廠實(shí)際沒有發(fā)電，也不給其他的補(bǔ)償。

英國國內(nèi)電力市場中用戶、發(fā)電商的輸電權(quán)也可以認(rèn)為是一種物理輸電權(quán)。英國的電力用戶、發(fā)電通過繳納一定的輸電費(fèi)(輸電費(fèi)是與位置有關(guān)的，不同位置的輸電費(fèi)不一樣，其價(jià)格也僅僅與其本身所在位置有關(guān)，與其交易對(duì)手的位置無關(guān))，就獲得了在其所在位置獲得輸電服務(wù)的權(quán)力。

對(duì)電廠來說，意味著其可以在規(guī)定的容量下(一般在輸電相關(guān)的合同中規(guī)定)，可以將電賣給英國電網(wǎng)(批發(fā)電力市場)范圍內(nèi)的任意位置的用戶，不需要其他額外的費(fèi)用;對(duì)用戶來說，意味著其可以在規(guī)定的容量下，從英國電網(wǎng)范圍內(nèi)的任意的發(fā)電商買電而不需要其他額外的費(fèi)用。如果由于電網(wǎng)的原因這個(gè)輸電權(quán)無法物理執(zhí)行(比如電廠的電無法送出)，則電網(wǎng)需要給予一定的補(bǔ)償。

在現(xiàn)貨市場中，發(fā)電商可以通過在規(guī)定的時(shí)間向電網(wǎng)調(diào)度申報(bào)其在相應(yīng)時(shí)段的發(fā)電曲線(Physical Notification，PN)，實(shí)現(xiàn)其對(duì)相關(guān)電網(wǎng)資源的實(shí)際的使用。但是，如果電廠實(shí)際沒有發(fā)電，電網(wǎng)公司并不給電廠其他的補(bǔ)償。這就是“使用或失去”的原則，輸電權(quán)是單純的物理使用權(quán)。

對(duì)圖1的例子，假設(shè)發(fā)電商G1的最大出力為250MW，也按照這個(gè)容量繳納了輸電費(fèi)(最大出力為250MW，可以保證送出)。G1與L1簽訂了100MW的基荷供電合約，與L2簽訂了100MW的基荷供電合約。簽訂此雙邊供電合約后，發(fā)電商在前一天向調(diào)度提交(可通過相關(guān)的代理機(jī)構(gòu)提交)第二天的出力曲線，即200MW的水平出力。實(shí)際運(yùn)行中，如果調(diào)度發(fā)現(xiàn)A、B之間的最大傳輸能力只有60MW，則需要通過平衡市場在A節(jié)點(diǎn)購買40MW的下調(diào)服務(wù)(Bid)，在B節(jié)點(diǎn)購買40MW的上調(diào)服務(wù)(Offer)，以保證發(fā)電商G1的200MW的出力的送出。A節(jié)點(diǎn)的下調(diào)服務(wù)可以是G1提供的，也可以是A節(jié)點(diǎn)的其他市場主體提供的(比如L1增加用電)。

2)純金融的輸電權(quán)(Use it or lose it)

目前美國大多數(shù)電力市場中的輸電權(quán)都是一種純金融的輸電權(quán)：保證獲得收益的權(quán)力，但不保證可以使用。由于美國的輸電費(fèi)用全部由用戶支付，所以輸電權(quán)也一般首先分配給用戶。比如在美國PJM，用戶獲得的輸電權(quán)是一種收益權(quán)：拍賣收益權(quán)(Auction Revenue Rights，ARR)。這個(gè)收益權(quán)對(duì)應(yīng)的收益是日前現(xiàn)貨市場的阻塞盈余。

圖1的例子中，假設(shè)日前市場的出清結(jié)果為：A、B的節(jié)點(diǎn)電價(jià)分別為300￥/MWh和500￥/MWh，AB之間的傳輸容量為60MW，則總的阻塞盈余或阻塞收益就是12000元。

用戶接入了某個(gè)電網(wǎng)，按規(guī)定繳納了輸電費(fèi)，就可以獲得一定的ARR。ARR可以通過分配、拍賣等方式獲得。對(duì)圖1的系統(tǒng)，ARR的收益主要是線路AB的阻塞收益，需要將其分配給L1、L2兩個(gè)負(fù)荷?？梢愿鶕?jù)歷史用電情況進(jìn)行分配。考慮兩種情況。

(1)L1、L2各獲得AB的阻塞收益權(quán)的50%。則對(duì)日前市場的12000元的收益，分別可以獲得6000元。

(2)考慮到L1的電一般是從G1買的，線路AB主要是L2使用，將線路AB的輸電權(quán)全部分給L2。這樣，全部的12000元收益都分配給L2。

對(duì)獲得了ARR的用戶，可以選擇將其轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)通道(節(jié)點(diǎn)間)的金融輸電權(quán)(Financial Transmission Rights，F(xiàn)TR)，也可以選擇保留ARR按照一定比例獲得FTR拍賣的收益。

比如上述例子中，假設(shè)L2在ARR初始分配中獲得了線路AB的全部的容量的權(quán)力，即60MW。這里考慮三種情況：a)將其轉(zhuǎn)化為線路AB上的FTR，從而可以保證其60MW的從A到B的電力傳輸(不許要額外繳納阻塞費(fèi))。b)保留ARR獲得FTR拍賣的相關(guān)收入。c)將40MW轉(zhuǎn)化為AB線路上的FTR，另外的20MW在FTR市場拍賣。

如果選擇方案b)，其擁有的60MW的從A到B的輸電權(quán)可以在FTR拍賣市場拍賣，由其他市場參與者購買。L2則獲得拍賣FTR的相關(guān)收益。在FTR拍賣中中標(biāo)的市場成員獲得了相應(yīng)的輸電權(quán)，也就獲得了日前市場相應(yīng)的輸電容量的阻塞收益權(quán)。

ARR分配即FTR拍賣中需要考慮的一個(gè)重要的問題是同時(shí)可行性問題。一方面，電網(wǎng)中有多條線路(斷面)，各線路上的最大傳輸容量不是獨(dú)立的，是會(huì)相互影響的，分配及拍賣必須基于某個(gè)電網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ?。另外一方面，在進(jìn)行ARR的分配或FTR拍賣時(shí)，基于的電網(wǎng)模型與實(shí)際日前市場中使用的模型不一定一致。這將導(dǎo)致日前市場中的可用輸電容量與分配或拍賣的可用輸電容量不一致，進(jìn)而造成一些問題。

比如，年度ARR分配時(shí)，分配給L2了60MW的AB之間的ARR。L2選擇了方案c)，將40MW的ARR轉(zhuǎn)化為FTR，將20MW的ARR拍賣，獲得FTR的收益權(quán)。該20MW輸電權(quán)由市場主體M獲得。日前市場中，由于一些原因，線路AB輸電容量變?yōu)榱?0MW。A、B節(jié)點(diǎn)的電價(jià)仍然分別為300￥/MWh和500￥/MWh。則：

l系統(tǒng)在日前市場可以收取的總的阻塞盈余：30*(500-300)=6000元。

lL2的40MW輸電權(quán)應(yīng)獲得的收益：40*(500-300)=8000元。

l市場主體M擁有的20MW輸電權(quán)應(yīng)獲得的收益：20*(500-300)=4000元。

l系統(tǒng)總的輸電權(quán)支出：8000+4000=12000元。

l輸電權(quán)收益缺額：6000-12000=-6000元。

可以看到，這種情況下，系統(tǒng)收取的總的阻塞費(fèi)用小于需要支付給輸電權(quán)所有者的費(fèi)用，這主要是由于日前市場電網(wǎng)模型中，AB的實(shí)際可用容量30MW)與早期進(jìn)行ARR分配和FTR拍賣時(shí)的可用容量(60MW)不一致造成的。實(shí)際市場可以采用不同的方法解決此問題。

3)含收益權(quán)的物理輸電權(quán)(Use it or sell it)

在這種定義下，具有輸電權(quán)的市場主體可以選擇物理執(zhí)行(使用相應(yīng)的輸電通道)，也可以選擇將其權(quán)力賣出，獲得收益。在歐洲、美國的跨區(qū)、跨國、跨市場的交易中，經(jīng)常采用這種方式。

仍然以上述圖1的簡單系統(tǒng)為例進(jìn)行說明。G1在AB線路輸電權(quán)的年度拍賣中，獲得了60MW的輸電權(quán)。其需要在現(xiàn)貨市場前，即日前向相關(guān)電網(wǎng)公司提交其物理的送電計(jì)劃。如果其提交了40MW的送電計(jì)劃，則調(diào)度將保證G1的40MW電力從A送到B，同時(shí)將另外的20MW的輸電權(quán)在日前的統(tǒng)一、耦合電力市場中拍賣，G1根據(jù)A、B兩個(gè)節(jié)點(diǎn)(區(qū)域)之間的價(jià)差獲得相應(yīng)的補(bǔ)償。

2、期權(quán)與期貨

對(duì)輸電權(quán)的收益權(quán)，可以定義為責(zé)任型的(obligation)的，也可以定義為期權(quán)型的(option)。如果是定義為責(zé)任型的，則意味著輸電權(quán)的收益可能是正的，也可能是負(fù)的。如果是定義為期權(quán)型的，意味著無論實(shí)際輸電權(quán)兩端的價(jià)格如何，輸電權(quán)收益不會(huì)為負(fù)。

比如，仍以上述系統(tǒng)為例。對(duì)60MW的AB之間的輸電權(quán)，如果A、B的節(jié)點(diǎn)電價(jià)分別為300￥/MWh和500￥/MWh，則該輸電權(quán)的價(jià)值為正，無論定義為責(zé)任型的還是期權(quán)型的，收益都為60*(500-300)=12000元。但如果B節(jié)點(diǎn)的電價(jià)由于某個(gè)低成本電廠的投運(yùn)而降為了140￥/MWh，同時(shí)A節(jié)點(diǎn)的電價(jià)不變，則該輸電權(quán)的價(jià)值為負(fù)：140-300=-160￥/MWh。則對(duì)于責(zé)任型的60MW的輸電權(quán)所有者，不僅不能因?yàn)樵撦旊姍?quán)獲利，還需要額外付出60*(-160)=960元。對(duì)于期權(quán)型的60MW的輸電權(quán)所有者，其收益為0，但也不需要額外付出。

一個(gè)市場中可以同時(shí)允許責(zé)任型的輸電權(quán)和期權(quán)型的輸電權(quán)的存在，但這會(huì)造成一致性校驗(yàn)等更加復(fù)雜。

3、點(diǎn)到點(diǎn)與基于支路

輸電權(quán)可以按節(jié)點(diǎn)定義，也可以按線路定義。圖1的簡單系統(tǒng)中，僅有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，一條線路，兩種定義是相同的。但對(duì)于其他的情況，兩種定義將有很大不同。

比如，對(duì)于簡單的三節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，具有三個(gè)節(jié)點(diǎn)A、B、C，三條支路AB、AC、BC。如果輸電權(quán)定義為點(diǎn)到點(diǎn)的，則如果想要從A到C送電，只需購買A、C之間的點(diǎn)到點(diǎn)輸電權(quán)即可。但是如果輸電權(quán)定義為基于支路的，由于電網(wǎng)環(huán)流的存在，則需要同時(shí)購買三條線路的輸電權(quán)：AB、AC及BC。如果三條線路的阻抗完全相同，則對(duì)于AC之間的60MW的輸電服務(wù)，需要購買40MW的AC線路的輸電權(quán)、20MW的AB線路的輸電權(quán)以及20MW的BC線路的輸電權(quán)。

當(dāng)然，實(shí)際市場中，可以僅定義一些關(guān)鍵支路，或者說關(guān)鍵路徑、關(guān)鍵斷面(Flowgate)。對(duì)于一般不會(huì)發(fā)生阻塞的線路(其阻塞價(jià)格為零)，不需要購買。

兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)于點(diǎn)到點(diǎn)類型的輸電權(quán)，對(duì)需要通過輸電權(quán)規(guī)避節(jié)點(diǎn)間價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)的市場主體，購買起來非常簡單，只要知道上網(wǎng)點(diǎn)、下網(wǎng)點(diǎn)在哪里就可以，不需要知道電網(wǎng)的具體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，就可以確定需要購買多少。這種方法的問題是：不同節(jié)點(diǎn)之間的最大傳輸容量不是確定的值，是會(huì)相互影響的。在年度、月度等前期的拍賣市場中如何確定不同節(jié)點(diǎn)之間的可用傳輸容量，如何對(duì)系統(tǒng)中的可用容量進(jìn)行建模、表達(dá)、發(fā)布是需要考慮的問題。對(duì)基于支路的輸電權(quán)，其最大的好處是每條支路的最大傳輸容量相對(duì)是比較確定的。其存在的問題是，1)如何定義關(guān)鍵支路?定義的太多，造成交易的復(fù)雜;定義的太少，會(huì)造成一些可能發(fā)生阻塞的支路未考慮。2)市場參與者如何購買基于支路的輸電權(quán)?兩點(diǎn)之間送電需要的不同支路的容量，與電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有關(guān)，如果拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如何處理?

對(duì)于直流輸電線路的輸電權(quán)分配，可以采用基于支路的方式，因?yàn)槠渖厦娴某绷鞑皇芷渌€路上潮流的影響。對(duì)于其他的線路的輸電權(quán)，選擇點(diǎn)到點(diǎn)方式還是基于支路方式，取決于系統(tǒng)的具體情況。當(dāng)兩個(gè)系統(tǒng)(區(qū)域)之間聯(lián)系比較簡單，有比較清晰的聯(lián)絡(luò)界面時(shí)，兩個(gè)系統(tǒng)(區(qū)域)之間的輸電權(quán)可以采用基于支路的方法。對(duì)于聯(lián)系比較緊密，有很多環(huán)網(wǎng)的情況，則采用點(diǎn)到點(diǎn)方式會(huì)更簡單。

4、實(shí)際電力市場的選擇

以上從三個(gè)角度給出了輸電權(quán)的分類：金融/物理、責(zé)任/期權(quán)、點(diǎn)到點(diǎn)/基于支路。對(duì)于金融/物理的選擇，一般與整體市場的設(shè)計(jì)，特別是能量市場的設(shè)計(jì)有關(guān)系。責(zé)任/期權(quán)、點(diǎn)到點(diǎn)/基于支路可以根據(jù)市場的實(shí)際情況進(jìn)行選擇。一些市場中允許多種類型輸電權(quán)同時(shí)存在，由市場參與者選擇購買哪種類型的輸電權(quán)。

總結(jié)

電力市場設(shè)計(jì)中，如何對(duì)輸電權(quán)進(jìn)行定義，定價(jià)以及交易，是必須要考慮的問題，并與能量市場的設(shè)計(jì)密切相關(guān)。本文對(duì)輸電權(quán)的基本定義、分類進(jìn)行介紹，并結(jié)合簡單算例進(jìn)行了比較和分析。再次強(qiáng)調(diào)，電力市場的很多方案沒有絕對(duì)的好壞，取決于具體的目標(biāo)、約束，以及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政治條件。但是，市場的各個(gè)環(huán)節(jié)需要一致、匹配。能量市場和輸電市場、批發(fā)市場和零售市場、中長期市場和現(xiàn)貨市場都不是相互分離的兩個(gè)市場，而是密切耦合在一起的。進(jìn)行一個(gè)市場的設(shè)計(jì)時(shí)，必須要同時(shí)考慮對(duì)另一個(gè)市場的影響。