摘要

在新一輪電力體制改革背景下,現(xiàn)貨市場作為連接中長期交易與實(shí)時運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié),能充分還原電力的商品屬性,真正起到價格發(fā)現(xiàn)和資源優(yōu)化配置的作用。目前我國首批八個現(xiàn)貨試點(diǎn)已全部投入模擬試運(yùn)行,現(xiàn)貨市場建設(shè)取得階段性成就;隨著當(dāng)前我國電力體制改革的全面深化,現(xiàn)貨市場的全面鋪開已成為下一階段我國電力市場建設(shè)的核心與重點(diǎn)。值此新電改的關(guān)鍵階段,亟需開展現(xiàn)貨市場設(shè)計的回顧總結(jié)工作,通過比較分析不同省(區(qū))現(xiàn)貨市場建設(shè)的情況,既可為上述試點(diǎn)地區(qū)規(guī)則的完善提供參考,也為我國其余未開展現(xiàn)貨試點(diǎn)的地區(qū)提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。為此,該文根據(jù)我國現(xiàn)貨市場建設(shè)的迫切需求,提煉總結(jié)了市場建設(shè)的關(guān)鍵要點(diǎn),包括中長期交易與現(xiàn)貨交易的協(xié)調(diào)機(jī)制和現(xiàn)貨市場模式等六個方面。緊接著,從電源結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)特點(diǎn)和市場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等多維度、多層次地剖析了不同區(qū)域的電力行業(yè)現(xiàn)狀。以此為基礎(chǔ),運(yùn)用關(guān)聯(lián)圖法對市場機(jī)制與電力現(xiàn)狀特征開展相關(guān)性分析,提煉現(xiàn)貨市場機(jī)制設(shè)計的內(nèi)在邏輯。最后,結(jié)合我國國情,提出未來我國現(xiàn)貨市場建設(shè)的相關(guān)建議。

（文章發(fā)表于 中國電機(jī)工程學(xué)報，作者宋永華, 包銘磊, 丁一, 邵常政, 尚楠）

0 引言

2015年,《中共中央國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》(中發(fā)[2015] 9號,以下簡稱9號文)及相關(guān)配套文件的出臺揭開了我國新一輪電力體制改革的序幕[1]。在9號文的指導(dǎo)下,各省(區(qū))結(jié)合政策要求和自身實(shí)際紛紛開展了包括輸配電價核定、售電側(cè)改革、直接交易等多種類型的改革實(shí)踐,電力市場化建設(shè)取得較大進(jìn)展[2]。然而,前述的電力市場建設(shè)尚處于初級階段,大多數(shù)省(區(qū))的市場化交易仍停留在年度、月度等中長期時間跨度,且交易標(biāo)的物以電量為主,電力系統(tǒng)調(diào)度仍保持著計劃管理方式,市場價格難以有效反映電力供需的實(shí)時變化,距離開放成熟的電力市場仍有一段距離[2]。

為進(jìn)一步推動電力市場體系的建設(shè),2017年8月31日國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布《關(guān)于開展電力現(xiàn)貨市場建設(shè)試點(diǎn)工作的通知》,選擇南方(以廣東起步)、蒙西、浙江、山西、山東、福建、四川、甘肅等八個地區(qū)作為第一批電力現(xiàn)貨市場改革試點(diǎn)[3]。在此背景下,八個試點(diǎn)地區(qū)均結(jié)合自身實(shí)際情況編制市場規(guī)則與開發(fā)技術(shù)支持系統(tǒng),于2019年6月底前已經(jīng)全部投入現(xiàn)貨市場模擬試運(yùn)行[4]。作為電力現(xiàn)貨市場建設(shè)的排頭兵,八個試點(diǎn)地區(qū)的市場模式選擇、市場規(guī)則設(shè)計等內(nèi)容將直接為后續(xù)我國電力體制改革的推進(jìn)提供典型的參考樣板?，F(xiàn)階段我國現(xiàn)貨市場建設(shè)已進(jìn)入攻堅期,亟需開展階段性回顧與總結(jié)工作。文獻(xiàn)[5-6]分別介紹了廣東電力現(xiàn)貨市場的規(guī)則設(shè)計及模擬運(yùn)行情況,對電力市場的出清結(jié)果進(jìn)行了分析。文獻(xiàn)[7]介紹了四川建設(shè)電力現(xiàn)貨市場面臨的問題并提出了相應(yīng)的解決方案。文獻(xiàn)[8]介紹了浙江現(xiàn)貨市場規(guī)則,并研究了市場規(guī)則對發(fā)電企業(yè)的競爭力影響。上述的文獻(xiàn)僅局限于介紹某一特定試點(diǎn)區(qū)域的現(xiàn)貨市場建設(shè)進(jìn)展,對市場機(jī)制設(shè)計的深層次原因缺乏必要分析,與其余現(xiàn)貨試點(diǎn)省份的市場規(guī)則和建設(shè)要點(diǎn)也鮮有對比總結(jié)。事實(shí)上,考慮到各試點(diǎn)地區(qū)電源結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)特點(diǎn)等方面的差異,其設(shè)計的市場規(guī)則差距也較大。為此,亟需開展各試點(diǎn)地區(qū)市場規(guī)則的比對分析,從中總結(jié)現(xiàn)貨市場機(jī)制設(shè)計建設(shè)經(jīng)驗(yàn),一方面可以為未開展現(xiàn)貨試點(diǎn)的地區(qū)提供參考與借鑒,找到現(xiàn)貨市場建設(shè)的出發(fā)點(diǎn)與著力點(diǎn);另一方面,可以幫助已開展現(xiàn)貨市場的試點(diǎn)地區(qū)繼續(xù)完善自身的市場機(jī)制設(shè)計,確保后續(xù)市場建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn)。

考慮到現(xiàn)貨市場改革的復(fù)雜程度高、影響范圍廣和技術(shù)性等特點(diǎn),從關(guān)鍵要點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)著手研究并解決,是開展現(xiàn)貨市場建設(shè)的有效手段。為此,本文首先從技術(shù)層面梳理了現(xiàn)貨市場建設(shè)的關(guān)鍵要點(diǎn),包括中長期交易與現(xiàn)貨交易的協(xié)調(diào)機(jī)制、現(xiàn)貨市場模式、定價機(jī)制、市場組成、報價方式、調(diào)度機(jī)構(gòu)與交易中心職責(zé)分工6個方面。緊接著,本文從電源結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)特點(diǎn)和市場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等多維度、多層次地剖析了不同區(qū)域的電力行業(yè)現(xiàn)狀。以此為基礎(chǔ),本文對比分析了各試點(diǎn)地區(qū)的現(xiàn)貨市場規(guī)則,運(yùn)用關(guān)聯(lián)圖法對市場機(jī)制與電力現(xiàn)狀特征開展相關(guān)性分析,提煉現(xiàn)貨市場機(jī)制設(shè)計的內(nèi)在邏輯。最后結(jié)合我國國情,提出了未來我國開展現(xiàn)貨市場建設(shè)的相關(guān)建議,以期為未建設(shè)現(xiàn)貨市場的地區(qū)提供借鑒。

1 電力現(xiàn)貨市場建設(shè)關(guān)鍵要點(diǎn)梳理

參考現(xiàn)階段我國電力現(xiàn)貨市場建設(shè)迫切需要解決的問題,并結(jié)合試點(diǎn)地區(qū)在規(guī)則制定過程中重點(diǎn)討論的內(nèi)容,筆者梳理總結(jié)了6個關(guān)鍵要點(diǎn),如圖1所示。

圖1 現(xiàn)貨市場建設(shè)關(guān)鍵要點(diǎn)總結(jié)

1.1 中長期交易與現(xiàn)貨交易的協(xié)調(diào)機(jī)制

按照“管住中間,放開兩頭”的思路,我國以直接交易作為電力市場改革的切入點(diǎn),開展了以年度、月度等周期在內(nèi)的中長期交易。然而,現(xiàn)階段我國已開展的中長期交易主要是電量合約,發(fā)用雙方交易確定的是年度或月度的總電量[9]。如何有序協(xié)調(diào)直接交易確定的電量與現(xiàn)貨市場交易的電力,是市場建設(shè)重點(diǎn)需要解決的問題。

為保證實(shí)現(xiàn)中長期交易電量與現(xiàn)貨市場的銜接,亟需建立中長期電量合約的曲線分解方法。中長期電量分解后的曲線可以選擇以“物理”或“金融”的方式執(zhí)行[10-11]。若采用物理方式執(zhí)行,在不違背安全約束的前提下,合約電量需要予以物理執(zhí)行,再通過現(xiàn)貨交易對系統(tǒng)的偏差電量進(jìn)行調(diào)整。若采用金融方式執(zhí)行,合約電量不需要物理執(zhí)行,僅用于金融結(jié)算,針對現(xiàn)貨市場出清結(jié)果與合約曲線的偏差電量,按現(xiàn)貨市場的價格進(jìn)行偏差結(jié)算[10]。

為確保與現(xiàn)貨交易的有序銜接,國家發(fā)改委也提出了2020年開始我國將逐步建立發(fā)用電雙方帶曲線交易的中長期交易模式[12]。國外典型市場的中長期交易主要是帶時標(biāo)的電力合約,包括物理合約和金融合約兩種形式。電力合約一方面可由發(fā)用雙方自主協(xié)商簽訂,另一方面可通過交易中心拍賣簽訂,典型地區(qū)有美國PJM和英國。

1.2 現(xiàn)貨市場模式

為構(gòu)建科學(xué)有效的現(xiàn)貨市場體系,選擇合理的現(xiàn)貨市場模式是首要環(huán)節(jié)。根據(jù)現(xiàn)貨交易與中長期交易的協(xié)調(diào)方式,我國本輪電力體制改革可選擇的現(xiàn)貨市場模式主要包括以中長期物理合約為主的分散式市場和以電力庫競價交易為主的集中式市場,如圖2所示[13-15]。其中采用集中式市場的國家有美國、新加坡、加拿大、澳洲和新西蘭等[8],采用分散式市場的國家主要有英國[13]。

圖2 集中式市場與分散式市場比較分析

集中式市場是指買賣雙方的報價與物理交易均需要通過電力庫進(jìn)行,系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)根據(jù)發(fā)用雙方的報價情況采用全電量集中優(yōu)化出清并統(tǒng)一安排調(diào)度計劃。通常,集中式市場下發(fā)用雙方所簽訂的合約形式一般為金融性質(zhì)的差價合約,僅用于金融結(jié)算,無需物理交割,一般情況下也無需提交給調(diào)度機(jī)構(gòu)進(jìn)行安全校核[15]。

相反,分散式市場則更強(qiáng)調(diào)電力商品交易的流動性,允許發(fā)電商與用戶自主簽訂雙邊合約,獨(dú)立決定電力的成交數(shù)量及價格。分散式市場下,發(fā)用雙方簽訂的合約以物理合約為主,在現(xiàn)貨市場開展前,市場主體需要根據(jù)所簽訂的物理合約自主安排自身的發(fā)用電計劃并提交給調(diào)度機(jī)構(gòu)[15]。市場主體提交發(fā)用電計劃造成的偏差,由電力調(diào)度機(jī)構(gòu)運(yùn)用實(shí)時市場的平衡機(jī)制來解決[16]。

需要說明的是,隨著市場建設(shè)的不斷完善和發(fā)展,在特定情況下(如跨區(qū)交易),集中式市場中也允許部分物理合約的存在,如美國PJM、北歐等[2]。在現(xiàn)貨市場出清前,市場主體可提前申報需要執(zhí)行的物理合約量,此部分電量會作為外部輸入條件放在市場集中出清模型中考慮[10]。

1.3 現(xiàn)貨市場定價機(jī)制

電價制定事關(guān)民生問題,牽一發(fā)而動全身,對于社會穩(wěn)定和公平都有重大影響?，F(xiàn)階段,我國電價管理正以政府定價向市場化定價轉(zhuǎn)變,以煤電機(jī)組上網(wǎng)電價為例,我國當(dāng)前已采用“基準(zhǔn)價+上下浮動”市場化價格機(jī)制取代了以煤電聯(lián)動為基礎(chǔ)的電價調(diào)整機(jī)制[17]。除煤電機(jī)組外其余發(fā)電機(jī)組仍采用標(biāo)桿電價,即同類型機(jī)組享受相同電價。用戶側(cè)采用目錄電價,即同電壓等級、同類型用戶享受相同電價。現(xiàn)貨市場環(huán)境下,電力在不同時間、不同位置的價值不同,與當(dāng)前的定價機(jī)制相差較大。未來如何制定合理的定價機(jī)制,對于改革的平穩(wěn)過渡具有重要意義。

現(xiàn)貨市場環(huán)境下,電價采用隨時間變化的實(shí)時電價,并且根據(jù)阻塞程度的不同,典型電力現(xiàn)貨市場的定價機(jī)制可分為統(tǒng)一電價、區(qū)域電價和節(jié)點(diǎn)電價3類[18-20],其中采用節(jié)點(diǎn)電價的典型區(qū)域主要包括美國、新加坡和新西蘭等;采用區(qū)域電價的典型區(qū)域主要有北歐和澳洲等;采用統(tǒng)一電價的典型區(qū)域有英國[13]。需要說明的是,此處的定價機(jī)制主要指發(fā)電側(cè)電價,對于用戶側(cè),不同市場主體的電價形式不同。以美國德州市場為例,直接參與市場的大用戶和售電公司主要采用區(qū)域或者系統(tǒng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)電價的加權(quán)平均;居民用戶采用與售電公司協(xié)商、州政府審批的方式確定電價,如分時電價、階梯電價等[21]。

1.4 現(xiàn)貨市場組成

按照交易時序不同,現(xiàn)貨市場通常包括日前市場、日內(nèi)市場和實(shí)時市場的部分或全部,市場組成的選擇對于現(xiàn)貨市場的組織運(yùn)行具有重要意義。美國PJM、德州和加州的現(xiàn)貨市場主要包括日前市場和實(shí)時市場[10],北歐現(xiàn)貨市場則由日前市場、日內(nèi)市場和實(shí)時市場組成[2],澳洲則僅有實(shí)時市場[22]。

日前市場是電力交易的主要平臺,一般根據(jù)發(fā)用電雙方提交的報價集中出清形成日前交易計劃,為下一個運(yùn)行日的系統(tǒng)運(yùn)行提供一個參考基點(diǎn)[10]。日內(nèi)市場則是在日前市場關(guān)閉后,為市場成員提供一個調(diào)整日前交易計劃的平臺,其交易規(guī)模一般較小[2]。實(shí)時市場是最接近系統(tǒng)實(shí)時運(yùn)行的市場,其主要作用不在于開展電力交易,而更關(guān)注系統(tǒng)的實(shí)時平衡和系統(tǒng)安全運(yùn)行。根據(jù)超短期負(fù)荷預(yù)測與發(fā)電機(jī)組最新報價等條件,實(shí)時市場可以形成最貼近系統(tǒng)實(shí)時運(yùn)行的交易計劃,保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行[10]。

需要說明的是,日前市場出清與調(diào)度計劃安排并無確定性的聯(lián)系,即日前市場出清結(jié)果是否物理執(zhí)行視情況而定。不過,實(shí)時市場的出清結(jié)果均用于物理執(zhí)行。美國德州的日前市場是自愿參與的金融性市場,在市場出清時考慮發(fā)電商、用戶的報價及虛擬報價,出清結(jié)果僅用于結(jié)算。為了實(shí)現(xiàn)日前調(diào)度計劃的安排,美國德州在日前市場后會設(shè)立一個可靠性機(jī)組組合環(huán)節(jié)[21],用于確定機(jī)組開停計劃、系統(tǒng)備用容量等實(shí)際執(zhí)行的結(jié)果,在出清時采用的是發(fā)電商報價和負(fù)荷預(yù)測。北歐的日前市場考慮區(qū)域間的聯(lián)絡(luò)線約束后出清,出清結(jié)束后跨區(qū)聯(lián)絡(luò)線的功率輸送是物理執(zhí)行的。日內(nèi)市場是對日前市場確定的交易計劃進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整后的跨區(qū)聯(lián)絡(luò)線的功率是物理執(zhí)行的。

此外,上述部分國家雖然在日前和日內(nèi)可能未設(shè)有市場,但并不意味著它們在日前與日內(nèi)不進(jìn)行調(diào)度計劃安排。澳洲市場雖沒有日前與日內(nèi)市場,但是其在實(shí)時市場前設(shè)有預(yù)出清機(jī)制,不斷根據(jù)新的負(fù)荷預(yù)測和發(fā)電企業(yè)修改后的報價等條件滾動計算得到出清結(jié)果并公布給市場主體[22]。澳洲設(shè)立預(yù)出清機(jī)制的主要目的是鼓勵發(fā)電企業(yè)對于出清結(jié)果和系統(tǒng)可能出現(xiàn)的問題做出積極反應(yīng),避免運(yùn)行中心采用強(qiáng)制性的干預(yù)措施[22]。同樣,美國德州、PJM等市場雖沒有日內(nèi)市場,但在日內(nèi)也設(shè)有滾動出清機(jī)制[23]。

1.5 現(xiàn)貨市場報價方式

作為現(xiàn)貨市場的重要主體,電力用戶或售電主體參與市場方式的設(shè)計對于市場主體的培育、市場建設(shè)的有序推進(jìn)都起到至關(guān)重要的作用。用戶參與現(xiàn)貨市場方式主要取決于報價方式,包括單邊報價和雙邊報價兩種[13,25]。其中采用雙邊報價的典型市場包括美國和北歐,采用單邊報價的是英國早期的電力庫模式和澳洲[13]。需要說明的是,此處的報價方式指的是日前市場。實(shí)時市場的出清結(jié)果由于要物理執(zhí)行,國外電力市場一般僅允許可調(diào)度負(fù)荷在實(shí)時市場中報價,不可調(diào)度負(fù)荷無需報價,市場出清時用負(fù)荷預(yù)測值代替,典型地區(qū)有美國德州、PJM和北歐[26-27]。

單邊報價只需要發(fā)電商向市場提交供給曲線,市場出清時采用負(fù)荷預(yù)測確定每臺機(jī)組的發(fā)電計劃和市場價格。單邊報價模式下,用戶作為價格接受者,在具體實(shí)施時較為簡單,不過割裂了需求與供給的關(guān)系[28]。雙邊報價要求發(fā)電商和用戶需要分別向市場提供供給曲線和需求曲線,在沒有阻塞的情況下,供給與需求曲線的交點(diǎn)即為市場出清價格。

1.6 調(diào)度機(jī)構(gòu)與交易中心的職責(zé)分工

調(diào)度機(jī)構(gòu)與交易中心作為現(xiàn)貨市場運(yùn)行不可或缺的2個部門,對于保證電力市場及電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行具有重要作用。當(dāng)前,我國機(jī)構(gòu)設(shè)置呈現(xiàn)“調(diào)度機(jī)構(gòu)在電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)部,交易中心相對獨(dú)立”的局面,交易中心與調(diào)度機(jī)構(gòu)職能分工暫未明確。因此,在進(jìn)行現(xiàn)貨市場建設(shè)時,亟需明確調(diào)度機(jī)構(gòu)與交易中心兩者之間的職能分工。

參考國外電力市場的機(jī)構(gòu)設(shè)置,美國電力市場調(diào)度與交易是一體的,合稱為獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商[2](interdependent system operator,ISO)。北歐市場交易中心相對獨(dú)立,調(diào)度機(jī)構(gòu)在電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)部,合稱為輸電系統(tǒng)運(yùn)營商[2](transmission system operator, TSO)。英國市場交易中心、調(diào)度機(jī)構(gòu)和電網(wǎng)企業(yè)三者都互相獨(dú)立[29]。

北歐的日前市場與日內(nèi)市場僅考慮價區(qū)間聯(lián)絡(luò)線的傳輸限制,模型相對簡單,由交易中心組織,實(shí)時市場由TSO組織[2]。英國日前市場不考慮系統(tǒng)物理模型出清,由交易中心組織,實(shí)時市場由調(diào)度機(jī)構(gòu)組織[29]。美國德州市場由運(yùn)行主要由德州電力可靠性委員負(fù)責(zé)會(ERCOT)負(fù)責(zé)。雖然調(diào)度與交易一體,但ERCOT下設(shè)的調(diào)度與交易兩個部門是分開的,德州的日前市場由于為金融性市場,由交易部門運(yùn)行,實(shí)時市場則由調(diào)度部門運(yùn)行[30]。需要進(jìn)一步說明的是,美國德州日前市場結(jié)束后的可靠性機(jī)組組合是由調(diào)度部門負(fù)責(zé)[30]。

國外市場機(jī)構(gòu)的分工經(jīng)驗(yàn),如果日前市場是金融性的市場,則可以由交易中心運(yùn)行管理;如果日前市場與實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行聯(lián)系較緊密,市場出清結(jié)果是有待執(zhí)行的物理性安排,則由調(diào)度機(jī)構(gòu)運(yùn)行。 

2 試點(diǎn)地區(qū)現(xiàn)貨市場規(guī)則比較分析

2.1 試點(diǎn)地區(qū)電力行業(yè)現(xiàn)狀比較

截止到2019年7月,八個試點(diǎn)地區(qū)中廣東[31]、浙江[32]、四川[33]、山東[34]和蒙西[35]已經(jīng)分別公布了現(xiàn)貨市場設(shè)計規(guī)則的征求意見稿。由于試點(diǎn)地區(qū)現(xiàn)貨市場規(guī)則設(shè)計與自身實(shí)際緊密相關(guān),為此本節(jié)首先梳理了試點(diǎn)地區(qū)電力行業(yè)現(xiàn)狀。

圖2 集中式市場與分散式市場比較分析

本文從電源結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)特點(diǎn)和市場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等維度剖析了不同區(qū)域的電力行業(yè)現(xiàn)狀,如圖3所示。以此為基礎(chǔ),本文對各試點(diǎn)地區(qū)的電力行業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行了梳理比較,如表1所示。

表1 試點(diǎn)地區(qū)電力行業(yè)現(xiàn)狀比較

電力供需情況方面,廣東、浙江和山東是典型能源受端省份,其中,廣東和浙江外來電占省內(nèi)負(fù)荷的比重較高,達(dá)30%左右[36]。四川和蒙西則是典型能源送端省份,2018年四川全口徑外送電量1333.25億kW•h[37]。

不同電源占比方面,5個試點(diǎn)地區(qū)電源類型均多樣化,包括煤電、氣電、水電、光伏和風(fēng)電等。其中,廣東[5]、浙江、山東[38]和蒙西[39]都以煤電為主;四川則以水電為主[33]。此外,相較于其余4個試點(diǎn)地區(qū),蒙西光伏和風(fēng)電的占比較高,2018年6月底占比為35.13%[39]。

電網(wǎng)阻塞情況方面,廣東電網(wǎng)阻塞較為嚴(yán)重,粵東西北地區(qū)送出斷面阻塞頻繁發(fā)生[36]。山東[40]、四川[33]和蒙西[39]電網(wǎng)阻塞在負(fù)荷高峰時常發(fā)生在部分區(qū)域間斷面處;浙江電網(wǎng)阻塞常發(fā)生在浙北、浙南和浙中3個區(qū)域聯(lián)絡(luò)線。

電網(wǎng)調(diào)峰方面,由于可再生能源占比較高(如蒙西)、高比例的水電無法參與調(diào)峰(如四川)、較高比例的外來電無法參與調(diào)峰(如浙江和廣東)等因素,多數(shù)試點(diǎn)地區(qū)調(diào)峰資源并不充裕。

市場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)方面,試點(diǎn)地區(qū)均開展了以年度、月度為主的中長期電量交易,積累了較為豐富的市場建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。相較于其余試點(diǎn)地區(qū)市場化交易電量占全社會用電量的比重(30%左右)[41],蒙西2017年市場化交易電量占網(wǎng)內(nèi)總售電量的比重達(dá)71%[42]。此外,在現(xiàn)貨市場建設(shè)實(shí)踐方面部分試點(diǎn)地區(qū)已經(jīng)開展,浙江省在2000年投運(yùn)的發(fā)電市場運(yùn)行3年,蒙西在多邊交易的基礎(chǔ)上在2017年底探索了以日前為周期的新能源替代燃煤自備電廠的交易[42]。  

市場主體成熟度方面,雖然試點(diǎn)地區(qū)均允許售電公司和大用戶參與中長期交易,但以電量為標(biāo)的的交易與現(xiàn)貨交易仍相距較遠(yuǎn),用戶和售電公司市場主體成熟度有待提高。不過,現(xiàn)階段廣東已經(jīng)開展現(xiàn)貨市場試運(yùn)行并進(jìn)行試結(jié)算,蒙西則由于中長期交易占比較高并且已經(jīng)探索了新能源替代燃煤自備電廠的交易,市場主體的市場意識取得了一定提升。

市場建設(shè)目標(biāo)方面,各試點(diǎn)地區(qū)的目標(biāo)可歸結(jié)為還原電力商品屬性、發(fā)現(xiàn)電力價格信號、賦予市場主體自主選擇權(quán)、促進(jìn)清潔能源消納等。調(diào)度方式方面,當(dāng)前各試點(diǎn)地區(qū)都采用集中調(diào)度的方式,由調(diào)度機(jī)構(gòu)統(tǒng)一確定機(jī)組組合和日發(fā)電計劃。

2.2 試點(diǎn)地區(qū)市場機(jī)制梳理

根據(jù)前文總結(jié)的關(guān)鍵要點(diǎn),本節(jié)對試點(diǎn)地區(qū)的市場規(guī)則進(jìn)行梳理比較,如表2所示。

表2 試點(diǎn)地區(qū)市場規(guī)則對比

中長期交易與現(xiàn)貨交易協(xié)調(diào)機(jī)制方面,對于中長期交易電量的分解與中長期電力交易的開展這兩方面不同試點(diǎn)地區(qū)做法不同。首先對于省內(nèi)中長期交易電量分解,廣東[31]、山東[34]、浙江[32]和四川[33]均規(guī)定分解曲線為金融性質(zhì),蒙西[35]則規(guī)定分解曲線為物理性質(zhì)。四川還規(guī)定省間中長期交易電量由國家調(diào)度機(jī)構(gòu)按照省間市場規(guī)則分解為中長期日曲線,需要物理執(zhí)行。對于中長期電力交易,廣東、浙江、山東和四川都要求發(fā)電商與市場用戶簽訂電力金融合約,蒙西則要求簽訂電力物理合約。

現(xiàn)貨市場模式方面,廣東[31]、浙江[32]、四川[33]和山東[34]的市場規(guī)則明確提出采用集中式市場模式,蒙西[35]市場規(guī)則中規(guī)定現(xiàn)貨市場在中長期合約物理執(zhí)行的基礎(chǔ)上開展,其市場模式更接近于分散式模式。

現(xiàn)貨市場定價機(jī)制方面,廣東[31]、浙江[32]和山東[34]發(fā)電側(cè)采用節(jié)點(diǎn)電價,四川[33]發(fā)電側(cè)采用統(tǒng)一電價,蒙西[35]發(fā)電側(cè)采用所有節(jié)點(diǎn)或區(qū)域電價的加權(quán)平均。對于市場化用戶或售電公司,廣東、山東、浙江和蒙西均采用系統(tǒng)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)電價的加權(quán)平均,四川采用統(tǒng)一電價。由此可以發(fā)現(xiàn),試點(diǎn)地區(qū)在發(fā)電側(cè)多采用節(jié)點(diǎn)電價,在用戶側(cè)對于市場化用戶或售電公司多采用節(jié)點(diǎn)電價的加權(quán)平均。

現(xiàn)貨市場組成方面,廣東[31]、浙江[32]、四川[33]和山東[34]均采用日前市場加實(shí)時市場,而蒙西[35]則引入日前市場、日內(nèi)市場和實(shí)時市場的方式。由此可以發(fā)現(xiàn),所有試點(diǎn)地區(qū)均引入日前市場和實(shí)時市場,部分地區(qū)引入日內(nèi)市場。

現(xiàn)貨市場報價方面,廣東[31]、浙江[32]、四川[33]和山東[34]均采用雙邊報價,蒙西[35]則采用單邊報價。不過需要注意的是,廣東、四川和山東雖然采用雙邊報價,但是要求用戶只申報運(yùn)行日的電力需求的量,不申報價格。

交易中心與調(diào)度機(jī)構(gòu)職責(zé)分工方面,廣東[31]、四川[33]和蒙西[35]的市場規(guī)則對此表述較為明確,廣東和四川要求調(diào)度機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)日前市場和實(shí)時市場,交易中心負(fù)責(zé)中長期交易;蒙西則是交易中心負(fù)責(zé)中長期交易組織,同時協(xié)助調(diào)度機(jī)構(gòu)組織現(xiàn)貨交易和輔助服務(wù)交易,而調(diào)度機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)現(xiàn)貨交易的組織運(yùn)營。浙江[32]和山東[34]調(diào)度與交易的職責(zé)分工尚未明確,提出交易中心與調(diào)度機(jī)構(gòu)共同負(fù)責(zé)日前市場和實(shí)時市場的運(yùn)行。

2.3 試點(diǎn)地區(qū)市場機(jī)制設(shè)計必要性分析

基于各試點(diǎn)地區(qū)的電力行業(yè)現(xiàn)狀及市場規(guī)則,本節(jié)運(yùn)用關(guān)聯(lián)圖法對市場機(jī)制設(shè)計開展相關(guān)性分析,如圖4所示。關(guān)聯(lián)圖的輸入量為構(gòu)建的電力行業(yè)特征,包括可再生能源占比、電力供需、網(wǎng)絡(luò)阻塞等方面;輸出量為各試點(diǎn)地區(qū)市場機(jī)制設(shè)計,圓弧連接表示輸入量與輸出量的關(guān)聯(lián)性,圓弧寬度則表示輸入與輸出關(guān)聯(lián)的緊密程度。以中長期交易與現(xiàn)貨交易協(xié)調(diào)這一輸出量為例,其與網(wǎng)絡(luò)阻塞、市場化交易、現(xiàn)貨市場實(shí)踐及市場主體成熟度間關(guān)聯(lián)度較高,對應(yīng)圓弧較寬;與可再生能源占比、外來(外送)電力及調(diào)峰資源關(guān)聯(lián)度較低,對應(yīng)圓弧較窄。下面分別就市場機(jī)制的六個方面進(jìn)行討論。

中長期交易與現(xiàn)貨交易協(xié)調(diào)方面,廣東、浙江等多數(shù)試點(diǎn)地區(qū)規(guī)定分解的曲線用于金融結(jié)算,這主要與電網(wǎng)阻塞、調(diào)峰資源、市場化交易情況、市場主體成熟度和清潔能源消納等因素有關(guān),具體包括：

1）若分解的曲線用于物理執(zhí)行,一方面由于曲線分解時未充分考慮輸電斷面容量等因素,曲線分解的結(jié)果一旦不合理或不符合系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際,就可能造成部分輸電斷面重載、滿載,加劇系統(tǒng)阻 塞[9];另一方面,若系統(tǒng)本身存在較多潛在的阻塞風(fēng)險,分解的物理性質(zhì)曲線可能會由于安全校核不通過而被調(diào)整(如被削減)[2]。金融合約因具備不必強(qiáng)制物理執(zhí)行的特征,能夠較好地規(guī)避上述問題[2]。

2）分解的曲線若物理執(zhí)行會固化發(fā)電機(jī)組的出力空間,使得機(jī)組的可調(diào)度出力范圍大大縮小,使得電網(wǎng)的調(diào)峰資源更加緊張[9]。

3）當(dāng)前以電量為標(biāo)的的直接交易使得各類用戶對于自身的用電行為了解較少,市場主體參與現(xiàn)貨市場的成熟度較低,發(fā)用雙方自主分解或交易中心代為分解的曲線可能與實(shí)際用電情況偏差較大,分解的曲線物理執(zhí)行可能會使電網(wǎng)出現(xiàn)意想不到的運(yùn)行方式[9]。

4）多數(shù)試點(diǎn)地區(qū)電源結(jié)構(gòu)以煤電或水電為主,電網(wǎng)的靈活性相對較低,若直接交易分解的曲線剛性執(zhí)行,電網(wǎng)跟蹤新能源波動的能力將進(jìn)一步下降,這對清潔能源的消納將產(chǎn)生不利的影響[44]。

5）中長期電量分解的曲線按照物理或金融模式執(zhí)行雖然都能起到鎖定電力價格和規(guī)避風(fēng)險的作用,但是物理執(zhí)行的曲線會擠壓現(xiàn)貨市場的規(guī)模,金融執(zhí)行的曲線因僅具有財務(wù)結(jié)算的意義,則對現(xiàn)貨市場的運(yùn)行影響較小[11]。而對于蒙西,其分解的曲線物理執(zhí)行的原因可能包括系統(tǒng)阻塞程度不嚴(yán)重、調(diào)峰資源較為充裕和市場主體成熟度較高等。

現(xiàn)貨市場模式方面,廣東、浙江等多數(shù)試點(diǎn)地區(qū)采用集中式的市場模式,其主要與電網(wǎng)阻塞、調(diào)峰資源、調(diào)度方式、市場化交易情況、現(xiàn)貨市場實(shí)踐、市場主體成熟度、市場建設(shè)目標(biāo)和優(yōu)化求解速度等因素有關(guān),具體包括：

1）分散式模式對電力系統(tǒng)網(wǎng)架要求較高,適用于阻塞程度較小、調(diào)峰資源較為充裕的地區(qū)。對于電網(wǎng)阻塞較嚴(yán)重、調(diào)峰資源不夠充裕的地區(qū),集中式模式能更大范圍地優(yōu)化調(diào)峰等資源的配置[9]。

2）集中式市場基于統(tǒng)一調(diào)度的模式接近于當(dāng)前各試點(diǎn)地區(qū)的調(diào)度方式,由調(diào)度機(jī)構(gòu)確定機(jī)組的啟停計劃[15]。

3）集中式市場的金融合約僅用于金融結(jié)算,既具備風(fēng)險管理的功能,同時分解曲線與實(shí)際負(fù)荷產(chǎn)生的偏差也不會對調(diào)度造成影響,適用于多數(shù)試點(diǎn)地區(qū)市場主體成熟度相對較低的情況。

4）相較于分散式市場,集中式市場通過全電量出清,產(chǎn)生的價格信號更能準(zhǔn)確反映系統(tǒng)的實(shí)時供需狀況。

5）可借鑒上一輪電力體制改革的經(jīng)驗(yàn),以浙江為例,2000年浙江發(fā)電市場采用集中式模式的實(shí)踐[32],可為現(xiàn)階段的市場建設(shè)提供參考。

6）集中式市場采用的出清模型較為復(fù)雜,雖然對優(yōu)化模型的求解速度及效率要求較 高[25],不過國外多年的市場建設(shè)實(shí)踐證明當(dāng)前的技術(shù)可滿足求解的需要。而對于蒙西,采用分散式模式的主要是由于前期準(zhǔn)現(xiàn)貨市場探索積累的經(jīng)驗(yàn)、市場主體的成熟度較高、電網(wǎng)阻塞相對較輕等。

定價機(jī)制方面,廣東等多數(shù)試點(diǎn)地區(qū)在發(fā)電側(cè)采用節(jié)點(diǎn)電價,在用戶側(cè)對于市場化用戶或售電公司多采用節(jié)點(diǎn)電價的加權(quán)平均,這主要是由于網(wǎng)絡(luò)阻塞、市場主體成熟度和現(xiàn)貨市場目標(biāo)等因素決定,具體表現(xiàn)為：

1）節(jié)點(diǎn)電價是考慮系統(tǒng)阻塞和各類設(shè)備約束的條件下在不同節(jié)點(diǎn)形成的價格,適用于阻塞程度較為嚴(yán)重的試點(diǎn)區(qū)域,可為調(diào)度機(jī)構(gòu)提供高效的阻塞管理手段[45]。

2）發(fā)電側(cè)采用節(jié)點(diǎn)電價可提供更為有效的電價信號,符合多數(shù)試點(diǎn)地區(qū)改革需求。節(jié)點(diǎn)電價可有效反映系統(tǒng)中不同地理位置電力的價值和線路的阻塞情況,能為電力投資者提供良好的價格信號,引導(dǎo)電力網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)[18]。

3）用戶側(cè)采用節(jié)點(diǎn)電價的加權(quán)平均,可避免相近距離的用戶出現(xiàn)電能價格不同,或經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)與欠發(fā)達(dá)地區(qū)出現(xiàn)電價差異較大的情況,為市場成熟度相對較低的用戶所接受,在一定程度上保證社會公平,保證改革的平穩(wěn)推進(jìn),符合多數(shù)試點(diǎn)地區(qū)的改革目標(biāo)[46]。由此可以得出,試點(diǎn)地區(qū)的做法兼顧了市場效率與社會公平。

現(xiàn)貨市場組成方面,所有試點(diǎn)地區(qū)均采用日前市場加實(shí)時市場的形式,而蒙西在此基礎(chǔ)上引入了日內(nèi)市場,這主要由外來(外送)電力情況、可再生能源占比和市場改革目標(biāo)等因素決定,具體表示為：

1）日前市場起到價格確定和價格發(fā)現(xiàn)作用,其出清的結(jié)果能幫助市場參與者鎖定電能價格,規(guī)避實(shí)時市場的價格風(fēng)險,有助于改革的平穩(wěn)過渡[10]。此外,日前市場可有效銜接外來(外送)電力計劃與省內(nèi)市場,在跨省跨區(qū)交易確定的外來(外送)交易計劃的基礎(chǔ)上,日前市場出清得到的交易計劃與價格才能更加有效反映系統(tǒng)的供需狀況。

2）由于負(fù)荷預(yù)測精度、天氣和故障等因素,日前市場的出清結(jié)果可能與系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行偏差較大。實(shí)時市場作為連接市場交易與系統(tǒng)物理運(yùn)行的最后一道關(guān)口,其出清結(jié)果可以更好地反映系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況,為系統(tǒng)實(shí)時運(yùn)行提供參考[47]。實(shí)時市場出清得到的電價還將更好的引導(dǎo)市場化用戶主動參與市場平衡,保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行,符合多數(shù)試點(diǎn)地區(qū)的改革需求。

3）蒙西的風(fēng)電等可再生能源占比較高[42],考慮到現(xiàn)階段風(fēng)電預(yù)測偏差較大,可能出現(xiàn)日前市場與實(shí)時市場出清結(jié)果差距較大的情況,給電力系統(tǒng)運(yùn)行及風(fēng)電企業(yè)均帶來較大風(fēng)險?？紤]到風(fēng)電企業(yè)可根據(jù)最新的預(yù)測結(jié)果在日內(nèi)市場修改自己的報價,日內(nèi)市場的引入一方面可為調(diào)度機(jī)構(gòu)保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行日內(nèi)調(diào)度計劃調(diào)整提供平臺,另一方面可給風(fēng)電企業(yè)調(diào)整自身交易計劃的機(jī)會,以減小市場的風(fēng)險。

現(xiàn)貨市場報價方面,廣東等多數(shù)試點(diǎn)地區(qū)采用雙邊報價的形式,不過要求用戶只申報運(yùn)行日的電力需求量,不申報價格,這與市場主體的成熟度、市場化交易現(xiàn)狀和市場改革目標(biāo)等因素有關(guān),具體表示為：

1）現(xiàn)階段多數(shù)試點(diǎn)地區(qū)以電量為標(biāo)的的直接交易使得用戶對自身的用電行為尚不熟悉,難以自主的安排用電計劃。若采用雙邊報價,一方面可能使得用戶在日前所報的用電曲線與實(shí)際需求較大,偏差部分需要根據(jù)實(shí)時電價結(jié)算,用戶面臨的價格風(fēng)險將增大。

2）相較于單邊報價,雙邊報價允許用戶參與電價制定的過程,引導(dǎo)用戶形成友好的用電習(xí)慣[28],可實(shí)現(xiàn)需求側(cè)對于電價的響應(yīng)。考慮到雙邊報價的經(jīng)濟(jì)性高等優(yōu)勢,廣東等多數(shù)試點(diǎn)地區(qū)采用的用戶側(cè)報量不報價的方式是較好的過渡舉措,既可有效培養(yǎng)用戶的市場意識,又可一定程度上減小用戶的市場風(fēng)險。

交易中心與調(diào)度機(jī)構(gòu)職責(zé)分工方面,5個試點(diǎn)地區(qū)均確定由交易中心負(fù)責(zé)中長期交易,調(diào)度機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)實(shí)時市場,而對于日前市場的責(zé)任分工存在分歧,這主要由現(xiàn)貨市場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和電網(wǎng)特點(diǎn)等因素決定,具體表現(xiàn)為：

1）中長期交易由于與電網(wǎng)物理模型的耦合程度較低,可由交易中心負(fù)責(zé)。若中長期交易結(jié)果需要物理執(zhí)行,則還需由調(diào)度機(jī)構(gòu)進(jìn)行安全校核。實(shí)時市場由于出清結(jié)果要指導(dǎo)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行,確保系統(tǒng)的實(shí)時平衡,則由調(diào)度機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)[25]。

2）由于多數(shù)試點(diǎn)地區(qū)阻塞程度較嚴(yán)重、調(diào)峰資源相對不足,在日前市場需要將物理模型納入市場出清中,市場的部分出清結(jié)果也將物理執(zhí)行,因此由調(diào)度機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)更為合適。

2.4 結(jié)合試結(jié)算數(shù)據(jù)分析試點(diǎn)地區(qū)市場機(jī)制

為使得上述各試點(diǎn)地區(qū)市場機(jī)制必要性分析更具有說服力,此處以2019年5月15日廣東現(xiàn)貨市場試結(jié)算的數(shù)據(jù)為例開展分析[48-50]。

市場出清電價方面,5月15日凌晨5點(diǎn)負(fù)荷最低點(diǎn)時平均出清價最低,為81.94元/(MW•h);而中午11點(diǎn)負(fù)荷最高點(diǎn)綜合出清價最高,為362元/ (MW•h),市場平均電價與統(tǒng)調(diào)負(fù)荷曲線吻合度非常高[48-49]。這充分說明現(xiàn)貨市場電價能更加精確有效地反映電力資源的時間價值,為廣東選擇集中式市場模式提供支撐依據(jù)。

廣東各市區(qū)電價分布方面,受500kV茂名站港茂甲乙線停電檢修影響,16:45時湛江、茂名地區(qū)節(jié)點(diǎn)電價最高,超過400元/(MW•h);而其余地市價格都小于400元/MW[49]。這充分說明節(jié)點(diǎn)電價能充分反映電力資源的稀缺性,為廣東選擇節(jié)點(diǎn)電價提供支撐依據(jù)。

日前市場與實(shí)時市場電力出清方面,5月15日由于日前預(yù)測的負(fù)荷曲線跟實(shí)際的負(fù)荷曲線基本重合,平均偏差率較小,日前市場與實(shí)時市場出清結(jié)果基本一致[48]。這充分說明日前市場起價格發(fā)現(xiàn)的功能和實(shí)時市場起保證系統(tǒng)實(shí)時平衡的功能,為廣東選擇日前市場+實(shí)時市場的組成方式提供支撐依據(jù)。

此外,5月15日日由于實(shí)際用電量比日前預(yù)測電量偏高,導(dǎo)致在負(fù)荷高峰時實(shí)時市場平均電價高于日前電價[50]。而初期廣東市場采用用戶側(cè)主體報量不報價、按市場價格結(jié)算的形式,日前與實(shí)時市場的價差將有效引導(dǎo)用戶側(cè)主體調(diào)整報價策略,有利于培養(yǎng)市場主體的市場意識,符合廣東現(xiàn)貨市場建設(shè)的目標(biāo)。這也為廣東選擇用戶側(cè)主體報量不報價作為報價策略的過渡形式提供支撐依據(jù)。

3 我國現(xiàn)貨市場建設(shè)的相關(guān)建議

現(xiàn)貨市場建設(shè)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和社會等各個層面,在建設(shè)過程中應(yīng)充分考慮電力商品的特殊性,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的物理規(guī)律與市場運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)規(guī)律有機(jī)結(jié)合[51]。結(jié)合近幾年參與浙江等試點(diǎn)地區(qū)討論的經(jīng)驗(yàn),筆者認(rèn)為現(xiàn)貨市場建設(shè)前后應(yīng)遵循如下重要的原則：

1）市場建設(shè)中要明確改革重點(diǎn),而后設(shè)定市場的主要目標(biāo),做到重點(diǎn)突破。以浙江市場為例,初期市場的主要目標(biāo)是通過競爭形成電價、培育市場主體和確保市場轉(zhuǎn)換平穩(wěn)過渡等,其主要任務(wù)是優(yōu)先建立一個可以穩(wěn)定運(yùn)行的市場。為此,初期浙江市場采用如下措施控制市場風(fēng)險：控制市場放開范圍,僅允許110kV以上用戶參與;針對不同電源類型制定政府授權(quán)合約,保證各類電源的收益;簡化市場復(fù)雜性,市場初期暫不引入期貨、期權(quán)市場、金融輸電權(quán)和虛擬報價等[32]。

2）市場建設(shè)中要充分考慮試點(diǎn)地區(qū)電力行業(yè)現(xiàn)狀、政治制度和經(jīng)濟(jì)背景等實(shí)際情況,設(shè)計符合自身實(shí)際的方案。比如浙江電源主要以煤電為主,啟停時間較長,和國外部分市場一樣僅在日前確定機(jī)組組合是無法滿足浙江需要的,為此浙江市場還設(shè)立了周機(jī)組組合環(huán)節(jié)。

3）市場建設(shè)中需要充分借鑒國內(nèi)外電力市場建設(shè)經(jīng)驗(yàn),不斷完善自身的市場規(guī)則設(shè)計。以浙江日前市場的出清模型為例,早期考慮到浙江電網(wǎng)的阻塞頻繁發(fā)生在浙北、浙南和浙中跨區(qū)聯(lián)絡(luò)線上,出清擬采用基于區(qū)域電價的模型。之后浙江考慮到未來發(fā)電量、負(fù)荷水平、經(jīng)濟(jì)水平快速增長的總體趨勢,借鑒了美國德州市場從區(qū)域市場改為節(jié)點(diǎn)市場的耗時長、花費(fèi)高的先例,決定采用基于節(jié)點(diǎn)電價的出清模式,以保障市場發(fā)展與電網(wǎng)發(fā)展的具備更好的兼容性[32]。

遵循上述原則,本文對現(xiàn)貨市場建設(shè)中的中長期交易與現(xiàn)貨交易銜接、市場模式、價格機(jī)制、市場組成、報價方式和市場機(jī)構(gòu)職責(zé)分工等關(guān)鍵要點(diǎn)解決提出了相關(guān)建議。

3.1 中長期與現(xiàn)貨交易銜接機(jī)制設(shè)計

針對于中長期交易形式的不同,中長期交易與現(xiàn)貨交易銜接機(jī)制的設(shè)計應(yīng)重點(diǎn)把握中長期交易電量的曲線分解和中長期電力交易機(jī)制設(shè)計兩個關(guān)鍵問題。

中長期交易電量分解的曲線以物理或金融的模式執(zhí)行的選擇應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)阻塞狀況、調(diào)峰資源充裕度和市場主體成熟度等因素確定。當(dāng)中長期電量交易規(guī)模較小時,其對電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響也相對較小,可以采用物理模式執(zhí)行。但是隨著交易規(guī)模的不斷擴(kuò)大,對于阻塞程度較嚴(yán)重且調(diào)峰資源相對不足的試點(diǎn)區(qū)域,中長期交易電量分解后的曲線若以物理模式執(zhí)行會固化發(fā)電機(jī)組的出力空間,壓縮調(diào)度機(jī)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)度空間。此時,可能會進(jìn)一步加劇系統(tǒng)的阻塞問題,使得部分物理合約被削減,因此建議分解的曲線以金融模式結(jié)算。

在中長期交易電量分解的責(zé)任主體確定方面,應(yīng)引導(dǎo)市場主體自主承擔(dān)曲線分解工作。市場建設(shè)初期多數(shù)試點(diǎn)地區(qū)讓交易中心代替市場主體分解電量,可視為一種過渡舉措,保證電力市場的平穩(wěn)推進(jìn)。不過市場的本質(zhì)是賦予每個主體自主安排交易計劃的權(quán)利,未來還需由各市場主體承擔(dān)曲線分解工作,這對于市場主體的培育至關(guān)重要。為此,建議試點(diǎn)地區(qū)要求各主體提交中長期交易電量分解的結(jié)果,初期僅作參考,后期隨著市場的發(fā)展適時將其作為結(jié)算的依據(jù)。

除以電量為標(biāo)的的直接交易外,還應(yīng)加快建立以電力曲線為標(biāo)的的交易機(jī)制,鼓勵發(fā)用雙方在年、月、周和多日等時間尺度自主簽訂電力合約。同樣,電力合約選擇以金融或物理模式執(zhí)行可根據(jù)系統(tǒng)阻塞程度和成熟市場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等確定。美國德州市場建設(shè)經(jīng)驗(yàn)表明,金融合約相較于物理合約更方便高效。早期德州區(qū)域市場中電力合約多是物理性的,使得系統(tǒng)阻塞程度較為嚴(yán)重,為此在后續(xù)節(jié)點(diǎn)市場建設(shè)中德州采用了金融合約[30]。同樣, 2003年北歐市場中長期物理合約交易比例高為70%,到2013年物理合約占比僅有10%[2]。為此,對于阻塞程度較為嚴(yán)重的區(qū)域,建議發(fā)用雙方簽訂金融合約,避免簽訂的物理合約會對現(xiàn)貨市場運(yùn)行造成影響。

3.2 現(xiàn)貨市場模式選擇

現(xiàn)貨市場模式的選擇不僅需要考慮本試點(diǎn)區(qū)域的調(diào)度方式、市場主體成熟度、系統(tǒng)阻塞程度和調(diào)峰資源等現(xiàn)狀,還應(yīng)充分考慮與跨區(qū)電力市場的協(xié)調(diào)方式。

分散式模式采用分散調(diào)度的方式,機(jī)組開機(jī)方式、發(fā)電計劃由市場主體自主決定,發(fā)用雙方確定的交易計劃需要物理執(zhí)行。雖然分散式模式規(guī)則簡單清晰,但對市場主體和電網(wǎng)架構(gòu)的要求更高,要求電網(wǎng)阻塞程度較少,市場主體的市場意識較強(qiáng),簽訂的合約能實(shí)際履行。考慮到多數(shù)試點(diǎn)地區(qū)市場主體的成熟度較低、現(xiàn)階段調(diào)度方式為統(tǒng)一調(diào)度和阻塞情況較嚴(yán)重等因素,建議市場初期采用集中式市場,以減小市場建設(shè)對系統(tǒng)運(yùn)行帶來的影響。

此外,考慮到我國的資源負(fù)荷逆向分布的特性,現(xiàn)階段我已經(jīng)開展了跨省跨區(qū)電量中長期交易,未來我國將建立更大區(qū)域范圍的市場體系[52]。為此,試點(diǎn)省份現(xiàn)貨市場的市場模式選擇還應(yīng)考慮如何與跨省跨區(qū)市場間實(shí)現(xiàn)有序銜接。根據(jù)國外市場建設(shè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),試點(diǎn)省份采用分散式或集中式的市場模式均可實(shí)現(xiàn)與跨省跨區(qū)市場的銜接。在省內(nèi)現(xiàn)貨市場開展前,跨省跨區(qū)交易確定的交易計劃可形成物理合約作為省內(nèi)交易組織的邊界條件。若試點(diǎn)省份采用分散式模式,跨區(qū)交易確定的物理合約與發(fā)用雙方自主簽訂的合約相同,在現(xiàn)貨市場開展前將物理曲線提交給省內(nèi)調(diào)度機(jī)構(gòu),提交曲線與實(shí)際的偏差通過省內(nèi)實(shí)時市場的平衡機(jī)制解決。若試點(diǎn)省份采用集中式市場模式,跨區(qū)交易確定的物理合約需要耦合到集中出清模型中。對于電力送端省份,在市場集中出清時可將外送電力當(dāng)作必用負(fù)荷,報價設(shè)為最大值;對電力受端省份,在市場集中出清時可將外來電力當(dāng)作基荷機(jī)組,報價設(shè)為最小值。

3.3 現(xiàn)貨市場定價機(jī)制設(shè)計

現(xiàn)貨市場定價機(jī)制的選擇與系統(tǒng)的阻塞情況、市場主體的成熟度以及社會公平性等緊密相關(guān)。若系統(tǒng)阻塞程度較為嚴(yán)重,發(fā)電側(cè)可采用節(jié)點(diǎn)電價;若系統(tǒng)阻塞頻繁地發(fā)生在部分傳輸線上,發(fā)電側(cè)可采用區(qū)域電價;若系統(tǒng)阻塞程度較小,發(fā)電側(cè)可采用統(tǒng)一電價。對于用戶側(cè),為避免經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)與欠發(fā)達(dá)地區(qū)出現(xiàn)電價差異較大的情況,在一定程度上保證市場主體間的公平性,對于市場用戶或售電公司可以采用全系統(tǒng)所有節(jié)點(diǎn)或區(qū)域電價的加權(quán)平均。

考慮到市場的延續(xù)性和節(jié)點(diǎn)電價的優(yōu)越性,對于擬采用區(qū)域電價的試點(diǎn)地區(qū),建議市場建設(shè)初期可探討采用節(jié)點(diǎn)電價模型的可行性,以減小后續(xù)市場完善帶來的成本增加。以美國德州市場為例,2003年之前德州采用的是區(qū)域電價,之后由于系統(tǒng)阻塞的加重及阻塞費(fèi)用分配困難等問題,德州市場決定重新設(shè)計節(jié)點(diǎn)市場,整個過程持續(xù)時間長且花費(fèi)費(fèi)用較多[30]。

3.4 現(xiàn)貨市場組成及出清的物理模型選擇

現(xiàn)貨市場組成的選擇可根據(jù)市場主體成熟度和系統(tǒng)電源種類等因素確定。日前市場與實(shí)時市場因其不同的功能定位和市場作用,現(xiàn)階段已經(jīng)作為首批現(xiàn)貨試點(diǎn)市場建設(shè)的標(biāo)配,建議試點(diǎn)地區(qū)在市場建設(shè)初期就引入。對于日內(nèi)市場,若試點(diǎn)地區(qū)可再生能源比例較高,則可在日前市場和實(shí)時市場的基礎(chǔ)上增設(shè)日內(nèi)市場,一方面可為調(diào)度機(jī)構(gòu)保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行日內(nèi)調(diào)度計劃調(diào)整提供平臺,另一方面可給可再生能源企業(yè)調(diào)整自身交易計劃的機(jī)會,以減小市場的風(fēng)險。

為確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,建議試點(diǎn)地區(qū)現(xiàn)貨市場,特別是日前市場出清時充分考慮系統(tǒng)的物理模型及機(jī)組、設(shè)備的物理參數(shù),以提升日前市場形成的交易計劃與實(shí)時運(yùn)行間的契合度。若有試點(diǎn)地區(qū)日前市場為金融性的市場,出清時暫不考慮系統(tǒng)的物理模型或僅考慮部分聯(lián)絡(luò)線約束,則可以借鑒德州市場在日前市場結(jié)束后引入可靠性機(jī)組組合環(huán)節(jié)制定日前調(diào)度計劃。此外,對于不引入日內(nèi)市場的試點(diǎn)區(qū)域,1,根據(jù)不斷更新的負(fù)荷預(yù)測、修改后的發(fā)電報價和系統(tǒng)的物理模型,重新計算出清結(jié)果。該結(jié)果將為調(diào)度機(jī)構(gòu)提供參考,若系統(tǒng)容量不足時可以迅速啟動部分機(jī)組,確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。

3.5 現(xiàn)貨市場報價方式選擇

現(xiàn)貨市場報價方式的選擇與市場主體成熟度和參與市場能力緊密相關(guān)。若用戶主體了解自身用電行為,有能力參與現(xiàn)貨報價,則可以采用雙邊報價,反之則采用單邊報價。考慮到多數(shù)試點(diǎn)售電公司已經(jīng)代理用戶參與中長期交易并具備參與市場的能力,未來用戶在現(xiàn)貨市場報價可由專業(yè)的售電公司代理,為此建議試點(diǎn)地區(qū)采用雙邊報價。

從實(shí)際可操作性和平穩(wěn)過渡的角度來說,單邊報價可能更適用于市場建設(shè)初級階段,有利于市場建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn);從長遠(yuǎn)來看,雙邊報價則更符合市場建設(shè)的目標(biāo)。為兼顧可操作性與市場效率,市場建設(shè)初級階段采用“用戶報量不報價”作為過渡方式為相對可行的選擇。除此之外,考慮到市場發(fā)展的延續(xù)性,對于采用單邊報價的試點(diǎn)地區(qū)來說,可將雙邊報價的出清模型提前設(shè)置在技術(shù)支持系統(tǒng)中,以避免后期改造帶來較大的成本。

3.6 交易中心與調(diào)度機(jī)構(gòu)職責(zé)分工確定

調(diào)度機(jī)構(gòu)與交易中心的職責(zé)分工應(yīng)根據(jù)市場出清方式和市場建設(shè)經(jīng)驗(yàn)等確定。首先,根據(jù)首批試點(diǎn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),建議試點(diǎn)地區(qū)中長期交易由交易中心組織,日以內(nèi)的滾動出清和實(shí)時市場由調(diào)度機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)。其次,市場建設(shè)初期為了保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,若試點(diǎn)地區(qū)日前市場考慮系統(tǒng)的物理模型出清,則建議日前市場出清由調(diào)度機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)。反之,若部分試點(diǎn)地區(qū)日前市場為金融性的,出清時不考慮系統(tǒng)的物理模型,則可由交易中心負(fù)責(zé)。不過,日前市場結(jié)束后的調(diào)度計劃制定環(huán)節(jié)由于需要充分考慮系統(tǒng)的實(shí)際物理模型,則需要由調(diào)度機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)。

在日前市場出清由調(diào)度機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)的情況下,并不意味著交易中心在日前至實(shí)時不需要開展業(yè)務(wù),其仍需與調(diào)度機(jī)構(gòu)互相協(xié)作。作為市場組織機(jī)構(gòu),交易中心將作為對接市場主體的窗口,負(fù)責(zé)與市場交易相關(guān)的工作。市場出清前,交易中心需要負(fù)責(zé)收集報價數(shù)據(jù)、組織交易及信息發(fā)布等工作;市場出清后,交易中心需要分析出清結(jié)果的價格合理性、分析市場運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、提供市場結(jié)算依據(jù)、披露市場信息和定期發(fā)布市場評估報告等。

3.7 現(xiàn)貨市場建設(shè)的迫切性意見

除針對市場建設(shè)的6個關(guān)鍵問題所提建議外,現(xiàn)貨試點(diǎn)試運(yùn)行及試結(jié)算期間也暴露出一些亟待解決的關(guān)鍵問題。為此,本文結(jié)合暴露的問題提出相應(yīng)的建議,主要包括以下3個方面：

合理協(xié)調(diào)不同成本機(jī)組同臺競價的收益與補(bǔ)償問題。在改革初期相關(guān)配套機(jī)制不完善的情況下,由于現(xiàn)貨市場采用統(tǒng)一的邊際成本定價方式,若市場價格偏低,可能出現(xiàn)高成本機(jī)組固定成本無法回收的情況;市場價格偏高則將出現(xiàn)低成本機(jī)組獲得高額利潤的情況。為此,在現(xiàn)貨建設(shè)中應(yīng)妥善調(diào)整不同市場主體利益,合理協(xié)調(diào)高成本機(jī)組補(bǔ)償和低成本機(jī)組收益問題。針對上述問題,可從成本和收益測算、成本補(bǔ)償和政府授權(quán)合約設(shè)計等角度實(shí)現(xiàn)不同類型機(jī)組收益調(diào)整與成本補(bǔ)償。一是建議合理測算不同類型機(jī)組發(fā)電的各類成本,結(jié)合現(xiàn)貨市場價格的變化,充分分析機(jī)組的收益情況;二是建議建立合理的成本補(bǔ)償機(jī)制,按照各主體收益測算情況進(jìn)行合理補(bǔ)償,避免出現(xiàn)過補(bǔ)償與欠補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)象;三是建議可針對不同電源類型設(shè)計政府授權(quán)合約,通過設(shè)定合約量及合約價等參數(shù)保證市場主體的收入。

妥善處理計劃與市場并存引起市場資金不平衡問題?，F(xiàn)貨市場建設(shè)初期,各試點(diǎn)地區(qū)均逐步放開發(fā)用電計劃以實(shí)現(xiàn)市場建設(shè)的平穩(wěn)過渡,為此計劃與市場將長期共存。在此背景下,計劃與市場發(fā)用電結(jié)算將產(chǎn)生不平衡資金。此外,不平衡資金還包括由于阻塞盈余、成本補(bǔ)償?shù)纫蛩禺a(chǎn)生的偏差費(fèi)用。為此,應(yīng)細(xì)分每一筆偏差費(fèi)用產(chǎn)生的來源,針對性地建立與現(xiàn)貨市場相銜接的不平衡資金疏導(dǎo)機(jī)制。首先,在金融輸電權(quán)引入前,建議日前市場的阻塞盈余可根據(jù)日前出清電量分配給各用戶側(cè)主體;實(shí)時市場的阻塞盈余按照實(shí)際用電量分配給各用戶。其次,對于因成本補(bǔ)償產(chǎn)生的費(fèi)用,建議可根據(jù)日前、實(shí)時市場出清電量和實(shí)際用電量分?jǐn)偨o各市場主體。此外,對于雙軌制下發(fā)用電結(jié)算產(chǎn)生的不平衡資金,建議可暫時由電網(wǎng)公司承擔(dān),而后通過調(diào)整輸配電價的形式疏導(dǎo)給用戶側(cè)。

統(tǒng)籌協(xié)調(diào)電能量市場與輔助服務(wù)市場的關(guān)系。輔助服務(wù)作為保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行與電能質(zhì)量的重要資源,主要分為無功、黑啟動、調(diào)頻、備用和深度調(diào)峰等。對于無功和黑啟動等需求相對穩(wěn)定的服務(wù),建議初期現(xiàn)貨試點(diǎn)通過簽訂長期合同獲取,由雙方自主協(xié)商確定價格。對于備用和調(diào)頻等需求隨時間變化的服務(wù),建議通過短時集中競價的方式獲取。在備用與調(diào)頻市場構(gòu)建時,應(yīng)視市場成熟度與技術(shù)可行性等情況按照實(shí)際需求分階段開展。考慮到備用和調(diào)頻等費(fèi)用占現(xiàn)貨市場總費(fèi)用的比例較少且多數(shù)試點(diǎn)地區(qū)市場建設(shè)經(jīng)驗(yàn)不足等情況,建議初期采用輔助服務(wù)市場與能量市場解耦出清的方式。在此基礎(chǔ)上,依次探索能量市場與備用市場、能量市場與調(diào)頻市場的耦合出清的方式,最終實(shí)現(xiàn)三者一體化交易出清,從而促進(jìn)電力資源的高效利用。

4 總結(jié)

試點(diǎn)地區(qū)現(xiàn)貨市場建設(shè)情況決定為我國未來電力體制改革的發(fā)展方向和著力點(diǎn)提供了重要參照,對于電力系統(tǒng)運(yùn)行與管理都將產(chǎn)生巨大的影響,為此在現(xiàn)貨市場建設(shè)過程中需要穩(wěn)步推進(jìn)且切合實(shí)際。考慮到現(xiàn)貨市場建設(shè)的復(fù)雜性,現(xiàn)階段我國現(xiàn)貨市場建設(shè)雖然取得較大進(jìn)展,但仍有諸多問題尚未得到明確地解決。定期開展不同地區(qū)市場建設(shè)方案的總結(jié)比較工作,對于試點(diǎn)地區(qū)市場機(jī)制設(shè)計的完善具有重要意義,也能為未開展現(xiàn)貨試點(diǎn)的地區(qū)提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

結(jié)合前一階段筆者在諸多試點(diǎn)地區(qū)規(guī)則制定過程中重點(diǎn)討論的內(nèi)容,本文首先總結(jié)了現(xiàn)貨市場建設(shè)的關(guān)鍵要點(diǎn),包括中長期交易與現(xiàn)貨交易的協(xié)調(diào)機(jī)制、現(xiàn)貨市場模式、定價機(jī)制、市場組成、報價方式、調(diào)度機(jī)構(gòu)與交易中心職責(zé)分工六個方面。緊接著,根據(jù)試點(diǎn)地區(qū)發(fā)布的現(xiàn)貨市場建設(shè)方案,本文以上述關(guān)鍵要點(diǎn)為參考比較總結(jié)不同試點(diǎn)地區(qū)現(xiàn)貨市場規(guī)則的異同點(diǎn)。最后,結(jié)合我國網(wǎng)絡(luò)阻塞、電源分布和市場主體成熟度等現(xiàn)狀,本文對未來我國現(xiàn)貨市場建設(shè)提出了相關(guān)建議,明確了上述關(guān)鍵要點(diǎn)的解決思路。希望本文能為我國下一階段推進(jìn)現(xiàn)貨市場建設(shè)提供有益的參考。

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