近一段時(shí)間以來，受俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)等多重因素影響，能源價(jià)格持續(xù)走高，歐洲計(jì)劃對(duì)電力市場(chǎng)進(jìn)行改革，這也引發(fā)了對(duì)電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)的討論。同時(shí)，隨著美國(guó)可再生能源快速發(fā)展，使得電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)面臨更多的挑戰(zhàn)，為此，電力市場(chǎng)研究的資深專家William Hogan教授和Scott Harvey博士合作編寫了報(bào)告《節(jié)點(diǎn)邊際價(jià)格和電力市場(chǎng)》。報(bào)告對(duì)LMP(節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià))實(shí)施的基本原理、歷史背景，以及核心優(yōu)勢(shì)，都進(jìn)行了深入淺出的論述。作者主要的觀點(diǎn)包括：

●在可再生能源快速發(fā)展的情況下，LMP是最有效的價(jià)格機(jī)制;

●LMP機(jī)制能夠激勵(lì)高效(低成本)、優(yōu)質(zhì)(靈活性)的新型資源(價(jià)格響應(yīng)負(fù)荷、儲(chǔ)能、快速爬坡電源)進(jìn)入電力市場(chǎng);

●LMP機(jī)制能夠適應(yīng)高比例新能源的電力系統(tǒng)的調(diào)度機(jī)制的發(fā)展

●相比按報(bào)價(jià)結(jié)算的平衡機(jī)制，LMP定價(jià)機(jī)制能夠避免采用受約束再調(diào)度付費(fèi)機(jī)制

●在LMP價(jià)格體系下的遠(yuǎn)期合約機(jī)制能夠提升市場(chǎng)流動(dòng)性

●LMP機(jī)制能夠保證實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行有效且反映財(cái)務(wù)責(zé)任的日前市場(chǎng)

“中國(guó)電力企業(yè)管理”將分兩期推送報(bào)告全文，以期對(duì)我國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)的推進(jìn)帶來啟示。

LMP介紹

在沒有壟斷的情況下，電力市場(chǎng)允許市場(chǎng)參與者選擇實(shí)時(shí)發(fā)電、用電，以及儲(chǔ)能的充放電。在做出這些選擇時(shí)，電力的實(shí)時(shí)價(jià)格起著重要作用。過高過低的價(jià)格不僅會(huì)影響實(shí)時(shí)發(fā)用電的選擇，還會(huì)影響長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)計(jì)劃和投資決策的預(yù)期。經(jīng)濟(jì)學(xué)理論和大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，實(shí)時(shí)節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)(LMP)是唯一支持高效電力批發(fā)市場(chǎng)的實(shí)時(shí)定價(jià)機(jī)制。美國(guó)聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(huì)明智地支持了LMP市場(chǎng)的發(fā)展。LMP在過去很關(guān)鍵，在今天也很關(guān)鍵，并且隨著未來能源結(jié)構(gòu)的變化，它將繼續(xù)發(fā)揮更大的作用。

節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)有兩個(gè)重要特征。第一，節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)是市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)以實(shí)時(shí)發(fā)用平衡為目標(biāo)，考慮輸電安全約束下的經(jīng)濟(jì)調(diào)度計(jì)算出的。LMP價(jià)格反應(yīng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的供給和需求平衡，并考慮了市場(chǎng)參與者申報(bào)的量?jī)r(jià)、輸電系統(tǒng)約束、發(fā)電電源運(yùn)行約束，比如出力上限和爬坡率。第二，LMP結(jié)算是基于市場(chǎng)出清價(jià)格，不同于在非LMP定價(jià)系統(tǒng)中需要考慮受約束再調(diào)度費(fèi)用的按報(bào)價(jià)結(jié)算機(jī)制。

LMP定價(jià)的一個(gè)關(guān)鍵因素是，它是按照市場(chǎng)統(tǒng)一出清價(jià)格對(duì)同一時(shí)間同一節(jié)點(diǎn)的發(fā)用資源的所有注入或流出的電能進(jìn)行結(jié)算。這是LMP定價(jià)的一個(gè)基本特征，因?yàn)長(zhǎng)MP定價(jià)能夠反映在任意時(shí)間、任意節(jié)點(diǎn)能夠滿足負(fù)荷的、最低發(fā)電成本的調(diào)度指令相一致的價(jià)格。能夠向所有市場(chǎng)內(nèi)可調(diào)度資源的注入和流出電量以市場(chǎng)出清價(jià)格結(jié)算的唯一代替方案，只有基于指令性調(diào)度方式(command-and-control dispatch)，或按報(bào)價(jià)付費(fèi)的價(jià)格機(jī)制且需要單獨(dú)支付給機(jī)組受約束再調(diào)度費(fèi)用。正如下文所討論的，市場(chǎng)出清價(jià)格信號(hào)扮演了一個(gè)非常重要的角色，它確保了各類資源的注入或流出電能不受系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商的意愿支配，否則將破壞輸電網(wǎng)的可靠性。

要知道LMP價(jià)格僅用于結(jié)算獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(ISO)和區(qū)域輸電組織(RTO)的電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的交易。市場(chǎng)參與者可以簽訂雙邊或交易所交易的遠(yuǎn)期合約，以非現(xiàn)貨價(jià)格進(jìn)行結(jié)算。在電網(wǎng)特定節(jié)點(diǎn)，所有發(fā)電資源和電力負(fù)荷的LMP現(xiàn)貨價(jià)格是這些遠(yuǎn)期合約決策的關(guān)鍵基礎(chǔ)。在同一節(jié)點(diǎn)，假如賣方的現(xiàn)貨價(jià)格與買方不同，買方和賣方就無法簽訂有效的長(zhǎng)期合約。

Christie委員的調(diào)查引用了一份白皮書，該白皮書提出了很多關(guān)于電力市場(chǎng)的問題，因?yàn)樵谙蚯鍧嵞茉催^渡期間，電力系統(tǒng)的特征在不斷變化。有些問題超出了LMP定價(jià)模型所解決的問題范疇，有些也超出了本文的范圍。這里想強(qiáng)調(diào)的是該白皮書對(duì)于LMP的批評(píng)是錯(cuò)誤的。白皮書的作者批評(píng)電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)“向所有能源供應(yīng)商支付單一結(jié)算價(jià)格，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為可以對(duì)待容量的MW和電能量的MWh像其他大宗商品一樣，”但這恰恰是LMP市場(chǎng)既不認(rèn)同也不相關(guān)的問題。

在LMP市場(chǎng)中，系統(tǒng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)價(jià)格隨出清周期(5分鐘為單位)變化。在某一電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，由于輸電阻塞而無法被調(diào)度去滿足負(fù)荷需要的增量發(fā)電電能用低電價(jià)結(jié)算，而在非LMP的市場(chǎng)，通常要支付與其他被調(diào)度的發(fā)電相同的價(jià)格。LMP市場(chǎng)中，市場(chǎng)凈負(fù)荷低時(shí)的發(fā)電，與凈負(fù)荷高時(shí)的發(fā)電所支付的價(jià)格是不同的。在LMP市場(chǎng)中，那些不能在負(fù)荷和電價(jià)較高時(shí)調(diào)整輸出功率發(fā)更多的電，以及在負(fù)荷和電價(jià)較低時(shí)調(diào)整輸出功率發(fā)更少的電的機(jī)組，相較于那些靈活性更高的機(jī)組而言，其平均電價(jià)會(huì)更低。因此，在LMP市場(chǎng)，同一節(jié)點(diǎn)上，能快速爬坡的發(fā)電機(jī)組將比低爬坡率機(jī)組獲得更高的利潤(rùn)，因?yàn)楫?dāng)價(jià)格高時(shí)它們可以增加出力，而當(dāng)價(jià)格低時(shí)它們能降低出力。同樣，在LMP市場(chǎng)中，與在高價(jià)時(shí)持續(xù)用電的電力用戶相比，高價(jià)時(shí)減少用電并在低價(jià)時(shí)增加用電的用戶將支付更低的平均用電價(jià)格。此外，對(duì)于電能大用戶，可選擇將生產(chǎn)地點(diǎn)放在因線路阻塞而經(jīng)常電價(jià)較低的地點(diǎn)，這些都將提高全社會(huì)整體的福利。

一些關(guān)于定價(jià)機(jī)制的質(zhì)疑其實(shí)與價(jià)格機(jī)制是無關(guān)的，而是與可再生能源，特別是風(fēng)電和太陽(yáng)能相關(guān)的補(bǔ)貼政策有關(guān)。根本的問題是，現(xiàn)有的補(bǔ)貼政策是在預(yù)期能源價(jià)格比目前低得多的情況下制定的，所以一些人認(rèn)為在目前的能源價(jià)格水平上補(bǔ)貼過高。

這種觀點(diǎn)對(duì)LMP的批評(píng)都是沒有根據(jù)的。首先，這些補(bǔ)貼和稅收激勵(lì)并不是由市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)(ISO或RTO)制定的，而是由州和聯(lián)邦政府及其監(jiān)管機(jī)構(gòu)制定的。雖然市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)可以也應(yīng)該被告知這些州和聯(lián)邦實(shí)體有關(guān)補(bǔ)貼政策的決策，但其通過在市場(chǎng)中設(shè)計(jì)特殊機(jī)制，而降低某種特定發(fā)電資源的現(xiàn)貨價(jià)格來抵消這些補(bǔ)貼政策是不合適甚至不可行的。

其次，任何認(rèn)為市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)為控制用戶側(cè)不支付過高的購(gòu)電成本，就應(yīng)該以某種方式降低對(duì)可再生能源的電價(jià)的建議都忽略了一個(gè)事實(shí)，即LMP定價(jià)機(jī)制用于協(xié)調(diào)幾個(gè)大區(qū)域的日前和/或?qū)崟r(shí)現(xiàn)貨市場(chǎng)，在這些區(qū)域中，大多數(shù)(MISO)或幾乎所有(SPP和美西能量不平衡市場(chǎng)市場(chǎng))的負(fù)荷服務(wù)主體都是受監(jiān)管的電力公司或公用事業(yè)公司。在PJM和新英格蘭市場(chǎng)中，有個(gè)別州的負(fù)荷由受監(jiān)管的電力公司或公用事業(yè)公司提供，即使在有零售競(jìng)爭(zhēng)的州，也有許多公用事業(yè)公司以接近成本的價(jià)格供電。

這些受監(jiān)管的公共事業(yè)公司擁有的可再生能源發(fā)電資產(chǎn)沒有暴利，補(bǔ)貼帶來的更高收入通常只是平抑了其負(fù)荷服務(wù)的成本，所以要求這些公用事業(yè)公司低于市場(chǎng)價(jià)出售其可再生能源電力，同時(shí)又必須以市場(chǎng)價(jià)購(gòu)買電力以覆蓋其負(fù)荷是不合理的。而且，這些公用事業(yè)公司與可再生發(fā)電能源公司簽約購(gòu)買電力所獲得的收入，將由這些合同決定，而不是由ISO定價(jià)決定。

此外，在零售放開競(jìng)爭(zhēng)的州，許多零售商簽訂電力遠(yuǎn)期合同，以鎖定他們所服務(wù)負(fù)荷的服務(wù)成本。其中一些遠(yuǎn)期合同將與可再生能源發(fā)電商簽訂，這些可再生能源因此無法從高電價(jià)中獲益，因?yàn)樗麄円呀?jīng)通過長(zhǎng)期合同出售了他們的電力。從上述原因來看，那些認(rèn)為可再生能源獲得了過度的補(bǔ)貼的想法是錯(cuò)的，而且市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)如果為了抵消對(duì)可再生能源的過度補(bǔ)貼而干預(yù)市場(chǎng)電價(jià)，以達(dá)到降低可再生能源收入的目的是毫無根據(jù)的。

如果擔(dān)心未來被補(bǔ)貼項(xiàng)目的收入過高，可以通過調(diào)整補(bǔ)貼的模式來解決。而且，如果政府或監(jiān)管機(jī)構(gòu)在發(fā)電商之間進(jìn)行價(jià)格歧視，按照每個(gè)發(fā)電商本身所需的價(jià)格付費(fèi)以吸引發(fā)電能力，這不可避免地會(huì)導(dǎo)致電力短缺、市場(chǎng)效率低下，并最終導(dǎo)致用戶成本上漲。20世紀(jì)60年代和70年代，美國(guó)在天然氣行業(yè)、原油和煉油行業(yè)經(jīng)歷過類似政策設(shè)計(jì)的影響。廢除這些政策并轉(zhuǎn)向去管制化的市場(chǎng)機(jī)制，采用市場(chǎng)出清電價(jià)是20世紀(jì)80年代的重要改革，在隨后的30多年里很好地服務(wù)于美國(guó)電力市場(chǎng)。

實(shí)施稅收補(bǔ)貼、在電價(jià)為負(fù)的節(jié)點(diǎn)和時(shí)段簽訂價(jià)格為正值的購(gòu)電合同，以及向從輸電網(wǎng)充電的儲(chǔ)能征收高額罰款等投資稅設(shè)計(jì)，這些政策都降低了市場(chǎng)效率。但這些因素與LMP市場(chǎng)無關(guān)，也不在市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)的控制范圍之內(nèi)。LMP市場(chǎng)從以最低成本滿足負(fù)荷的供電可靠性角度出發(fā)做出了最佳的決策。值得注意的是，LMP定價(jià)機(jī)制在過去的20年中已經(jīng)表明，它能夠適應(yīng)各種各樣的州和聯(lián)邦環(huán)境政策，包括NOX和SOX排放許可成本、溫室氣體排放許可成本、可再生能源證書(REC)、發(fā)電稅收抵免以及投資稅抵免。但是這些政策不是市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)制定的，而是LMP市場(chǎng)機(jī)制主動(dòng)適應(yīng)了它們。

在最近的一份白皮書中，討論了關(guān)于取代英國(guó)統(tǒng)一出清價(jià)格的建議，這無疑是環(huán)境補(bǔ)貼政策背景下對(duì)LMP定價(jià)和市場(chǎng)的錯(cuò)誤關(guān)注點(diǎn)。英國(guó)電力市場(chǎng)不是采用的LMP機(jī)制，當(dāng)前的市場(chǎng)設(shè)計(jì)是基于單一電力庫(kù)模式下的(未采用LMP定價(jià))進(jìn)行日前市場(chǎng)和實(shí)時(shí)平衡機(jī)制，而實(shí)時(shí)平衡機(jī)制并不是基于最小調(diào)度成本，且不是按市場(chǎng)出清價(jià)格結(jié)算，而是按報(bào)價(jià)結(jié)算(pay-as-bid)。這種市場(chǎng)設(shè)計(jì)帶來的結(jié)果是，電力用戶不僅因?yàn)槿細(xì)鈨r(jià)格高要支付高電價(jià)，還必須為沒有發(fā)出來的電支付高電價(jià)。

回到對(duì)LMP定價(jià)的優(yōu)勢(shì)，隨著能源轉(zhuǎn)型過程中電源構(gòu)成的變化，我們認(rèn)為其核心優(yōu)勢(shì)如下:

●為表后發(fā)電資源(behind the meter generation)、價(jià)格響應(yīng)負(fù)荷和表后局部電網(wǎng)(behind the meter networks)以及儲(chǔ)能資源提供了高效、透明的價(jià)格信號(hào)，以保證系統(tǒng)供應(yīng)緊張的情況下的輸電可靠性;

●實(shí)施運(yùn)行上可行、具有財(cái)務(wù)責(zé)任的日前市場(chǎng)的發(fā)用電計(jì)劃，以滿足正常和異常情況下的系統(tǒng)平衡需求，確保實(shí)時(shí)發(fā)用電平衡;

●提供有效的位置信號(hào)激勵(lì)，不僅降低用戶購(gòu)電成本，而且通過提供位置信號(hào)激勵(lì)儲(chǔ)能和發(fā)電機(jī)組快速爬坡能力，從而有效保障系統(tǒng)可靠性;

●有效避免了單一系統(tǒng)電價(jià)或分區(qū)電價(jià)中由于不考慮受約束下調(diào)費(fèi)用所產(chǎn)生的用戶購(gòu)電成本;

●高效性和競(jìng)爭(zhēng)性。通過遠(yuǎn)期合同對(duì)沖阻塞的節(jié)點(diǎn)價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)，反過來又通過提供實(shí)時(shí)平衡容量保障遠(yuǎn)期合同的交易;

●能夠適應(yīng)調(diào)度機(jī)制和環(huán)境政策的不斷調(diào)整和變化，包括補(bǔ)貼退坡設(shè)計(jì)等;

●能夠有效緩解市場(chǎng)力。LMP定價(jià)設(shè)計(jì)能夠適應(yīng)市場(chǎng)力緩解。市場(chǎng)力緩解制度關(guān)注的是有能力在不混淆市場(chǎng)力和“按報(bào)價(jià)結(jié)算”激勵(lì)的前提下有效行使節(jié)點(diǎn)市場(chǎng)力的賣方。

LMP發(fā)展概況

LMP定價(jià)通常與基于市場(chǎng)的定價(jià)機(jī)制相關(guān)，它由市場(chǎng)參與者根據(jù)其邊際成本提交報(bào)價(jià)來確定價(jià)格，而不是以基于成本管理確定價(jià)格。LMP常用于零售市場(chǎng)開放競(jìng)爭(zhēng)的電力市場(chǎng)中，比如ERCOT、NYISO、PJM和ISO-NE，但LMP定價(jià)也可用于一些受監(jiān)管的公共事業(yè)單位在參與區(qū)域協(xié)調(diào)調(diào)度時(shí)進(jìn)行的結(jié)算。事實(shí)上，目前美國(guó)采用LMP定價(jià)的地區(qū)，大部分都是由受監(jiān)管公用事業(yè)公司提供供電服務(wù)，比如西南電力聯(lián)營(yíng)公司、西部能源不平衡市場(chǎng)和MISO。

實(shí)施LMP定價(jià)的一個(gè)基本驅(qū)動(dòng)力是在一個(gè)非垂直一體化的分散競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)中，由市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商來負(fù)責(zé)管理輸電阻塞和避免輸電設(shè)備過載。而這一角色過去由大型垂直一體化的公用事業(yè)公司的調(diào)度機(jī)構(gòu)來?yè)?dān)任，該公司能夠使用“調(diào)度指令控制機(jī)制”進(jìn)行調(diào)度，以平衡發(fā)用電，同時(shí)避免系統(tǒng)過載。“基于調(diào)度指令的調(diào)度”也用于電力庫(kù)模式，比如NYISO的前身紐約電力庫(kù)和PJM市場(chǎng)實(shí)行 “split-savings”機(jī)制的時(shí)期。當(dāng)非優(yōu)化調(diào)度成本比較低時(shí)，基于調(diào)度指令的調(diào)度方式是可行的，參與者原則上被禁止執(zhí)行低效價(jià)格，受監(jiān)管的公用事業(yè)公司則通過管制零售價(jià)格來回收成本。

20世紀(jì)90年代，基于調(diào)度指令的調(diào)度方式在供需緊張的情況下的可行性受到挑戰(zhàn)。天然氣價(jià)格上漲造成了更大的輸電線路阻塞成本，同時(shí)一些公用事業(yè)公司可能(有些時(shí)候是一定)無法從零售價(jià)格中收回任何額外成本，高成本(由于市場(chǎng)外因素等相關(guān)額外成本，比如紐約6美分法案“the New York 6 cent law”)已經(jīng)給這些零售價(jià)格帶來了壓力。在日益分散競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)中，有更多不受監(jiān)管的市場(chǎng)參與者的情況下，“split-savings”機(jī)制變得越來越不可行，也因此進(jìn)一步推動(dòng)了紐約電力庫(kù)和PJM開展LMP價(jià)格機(jī)制設(shè)計(jì)。

大多數(shù)美國(guó)的電力市場(chǎng)都采用LMP來同時(shí)結(jié)算實(shí)時(shí)和日前市場(chǎng)電費(fèi)，但實(shí)際上LMP定價(jià)也可以在沒有日前市場(chǎng)的情況下單獨(dú)用于實(shí)時(shí)結(jié)算。盡管如此，LMP定價(jià)的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)是它能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行上可行的日前市場(chǎng)，后文將更詳細(xì)地討論。

對(duì)于通過遠(yuǎn)期對(duì)沖交易和交易所遠(yuǎn)期交易以對(duì)沖現(xiàn)貨價(jià)格的結(jié)算、通過金融輸電權(quán)(FTRs)對(duì)沖阻塞，基于LMP設(shè)計(jì)的市場(chǎng)對(duì)這些功能都有至關(guān)重要的作用。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)輸電權(quán)對(duì)于支持負(fù)荷和發(fā)電之間的長(zhǎng)期合同至關(guān)重要。從電力市場(chǎng)改革早期到現(xiàn)在，除了結(jié)合LMP市場(chǎng)設(shè)計(jì)實(shí)施的FTRs之外，沒有其他可行的輸電權(quán)體系。理論上，只有LMP/FTR組合才能在分散化競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)中有效地參與經(jīng)濟(jì)調(diào)度和管理阻塞，并支持不同區(qū)域的發(fā)電和用戶簽訂長(zhǎng)期合同，20多年的經(jīng)驗(yàn)告訴我們?cè)谑袌?chǎng)設(shè)計(jì)中沒有其他可行的方案。

在1995-2014年市場(chǎng)環(huán)境和能源構(gòu)成條件下采用LMP的優(yōu)勢(shì)

LMP定價(jià)機(jī)制是在20世紀(jì)90年代開發(fā)并初步實(shí)施的，在當(dāng)時(shí)的市場(chǎng)條件和能源結(jié)構(gòu)下使用時(shí)，已經(jīng)展現(xiàn)出很大的優(yōu)勢(shì)。主要體現(xiàn)在LMP定價(jià)與經(jīng)濟(jì)調(diào)度一致，并支持經(jīng)濟(jì)調(diào)度，而且不需要單獨(dú)考慮輸電阻塞成本，而這個(gè)就是存在于非LMP市場(chǎng)中造成最大壁壘的主要因素。LMP另一重要的優(yōu)勢(shì)是，它在系統(tǒng)運(yùn)行層面支持日前市場(chǎng)交易。此外，其他各類型交易也隨之發(fā)展起來，為L(zhǎng)MP電力市場(chǎng)開發(fā)各種對(duì)沖交易產(chǎn)品。

1. LMP與集中經(jīng)濟(jì)調(diào)度的一致性

無歧視與開放輸電接入、確保輸電系統(tǒng)的有效運(yùn)行就需要LMP。LMP是唯一支持有效調(diào)度的定價(jià)系統(tǒng)，因?yàn)長(zhǎng)MP是根據(jù)實(shí)際調(diào)度的邊際條件計(jì)算的。價(jià)格制定與實(shí)時(shí)調(diào)度不一致的定價(jià)系統(tǒng)，必然要導(dǎo)致歧視性的定價(jià)結(jié)果，比如限制接入、受約束再調(diào)度費(fèi)用、依靠調(diào)度指令來維持系統(tǒng)可靠性。

有關(guān)電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)有一個(gè)早期曾多次被提起，直到現(xiàn)在有時(shí)還在爭(zhēng)論的觀點(diǎn)，即整個(gè)市場(chǎng)應(yīng)該制定單一的市場(chǎng)出清價(jià)格，還是至少將輸電阻塞的影響限制在幾個(gè)較大的定價(jià)區(qū)，以此代表輸電阻塞的主要影響。這種說法在過去和現(xiàn)在都是很引人注目的話題，因?yàn)檫@樣一個(gè)單一流動(dòng)性市場(chǎng)似乎要簡(jiǎn)單得多。

然而，這種簡(jiǎn)單性的說法被證明是一種錯(cuò)覺。人們經(jīng)常斷言，不需要節(jié)點(diǎn)定價(jià)，因?yàn)椴粫?huì)存在嚴(yán)重的阻塞，但這種說法在實(shí)際的系統(tǒng)運(yùn)行中一次又一次被證明是錯(cuò)誤的。輸電約束是普遍存在的，其影響有時(shí)候常與直覺相悖。由于需要重新調(diào)度多臺(tái)發(fā)電機(jī)(有些增發(fā)，有些減發(fā))以滿足特定節(jié)點(diǎn)的邊際負(fù)荷增量，真正滿足負(fù)荷的節(jié)點(diǎn)邊際成本既可能高于也可能低于任何運(yùn)行的發(fā)電機(jī)的邊際成本。

因此，在沒有輸電阻塞的情況下，LMP將會(huì)形成單一市場(chǎng)出清價(jià)格。在此情況下，LMP具有單一價(jià)格或分區(qū)價(jià)格的優(yōu)點(diǎn)。因此，單一市場(chǎng)價(jià)格或分區(qū)定價(jià)模型與LMP模型的區(qū)別僅在于是否存在輸電阻塞。非LMP機(jī)制的單一市場(chǎng)出清價(jià)格和分區(qū)定價(jià)模型則必須要依賴調(diào)度指令或受約束再調(diào)度費(fèi)用才能發(fā)揮作用。

與此相反的極端情況是，試圖將電力潮流區(qū)分為多種產(chǎn)品的市場(chǎng)模式，并為每種產(chǎn)品制定單獨(dú)的定價(jià)和分配規(guī)則。然而瞬時(shí)電力潮流平衡的一個(gè)核心要求是：潮流在特定的時(shí)間和節(jié)點(diǎn)是無法區(qū)分的。換句話說，在某個(gè)時(shí)刻和節(jié)點(diǎn)的電能是一種商品，它是如何生產(chǎn)的并不重要，事實(shí)上，追究到底是誰(shuí)生產(chǎn)的，又是誰(shuí)在某一特定時(shí)刻或某一特定節(jié)點(diǎn)用的電能是沒有意義的。LMP模型給這種積木式(building-block)大宗商品定義了市場(chǎng)出清價(jià)格。

有觀點(diǎn)認(rèn)為節(jié)點(diǎn)價(jià)格創(chuàng)造了局部市場(chǎng)力，但事實(shí)并非如此。在人為劃分的分區(qū)內(nèi)，即使相同價(jià)格也不會(huì)降低局部市場(chǎng)力，只是市場(chǎng)力的行使方式不同而已。判斷分區(qū)內(nèi)的市場(chǎng)流動(dòng)性是很難的，因?yàn)樵诓煌攸c(diǎn)交易的商品是不同的。不同地點(diǎn)或不同時(shí)間生產(chǎn)和消耗的電能也是不均勻的。輸電阻塞分區(qū)外的發(fā)電無法滿足受阻區(qū)域內(nèi)的負(fù)荷增量。那個(gè)基于電力在市場(chǎng)中的位置是可替代的這個(gè)假設(shè)，并認(rèn)為最終一定會(huì)有人承擔(dān)相應(yīng)成本的想法是錯(cuò)的，因?yàn)閷?shí)際上這個(gè)成本通常是分?jǐn)偨o了所有的負(fù)荷。而這種做法導(dǎo)致單一價(jià)格市場(chǎng)缺少有效的機(jī)制來識(shí)別和緩解實(shí)時(shí)平衡市場(chǎng)中局部地區(qū)市場(chǎng)力的行使。

雖然通過定義發(fā)電商分區(qū)定價(jià)來管理輸電阻塞似乎是一個(gè)可行的折中方案，但它通常會(huì)產(chǎn)生比單一市場(chǎng)價(jià)格更多的問題。此外，當(dāng)狀態(tài)變化要求改變分區(qū)的定義時(shí)，歷史表明沒有可行的方法來持續(xù)調(diào)整分區(qū)定義。唯一穩(wěn)妥的方案就是LMP設(shè)計(jì)，可以為每個(gè)節(jié)點(diǎn)提供唯一的實(shí)時(shí)價(jià)格。所以無論是在理論還是實(shí)踐中，LMP才是真正簡(jiǎn)單的定價(jià)系統(tǒng)。

2. 采用LMP進(jìn)行阻塞管理無需單獨(dú)考慮受約束再調(diào)度費(fèi)用

垂直一體化公用事業(yè)不需要使用LMP定價(jià)來支持其滿足負(fù)荷供應(yīng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度，因?yàn)榇怪币惑w化公用事業(yè)的調(diào)度機(jī)構(gòu)會(huì)持續(xù)向本企業(yè)發(fā)電電源發(fā)送調(diào)度指令，而這些電源沒有經(jīng)濟(jì)動(dòng)機(jī)來背離這些指令。然而，這種方式在基于市場(chǎng)的系統(tǒng)中是行不通的，因?yàn)橐蟀l(fā)電商以不能超過其成本的價(jià)格發(fā)電是不可持續(xù)的。非節(jié)點(diǎn)電價(jià)系統(tǒng)本質(zhì)上造成了價(jià)格過高或過低的狀況，使一些發(fā)電商按照調(diào)度指令發(fā)電無法獲得合理收益。對(duì)于那些由于阻塞需要降低出力的機(jī)組，往往發(fā)現(xiàn)分區(qū)價(jià)格通常要高于發(fā)電的邊際成本，機(jī)組這時(shí)候發(fā)電是可以獲利的;而對(duì)于那些由于阻塞機(jī)組需要增加出力的時(shí)候，往往區(qū)域電價(jià)可以比阻塞區(qū)域的發(fā)電邊際成本低很多，這時(shí)候發(fā)電商就會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他們被調(diào)度起來的時(shí)候是無法獲利的。

在單一市場(chǎng)價(jià)格或分區(qū)定價(jià)設(shè)計(jì)中，價(jià)格和調(diào)度指令之間的不協(xié)調(diào)導(dǎo)致需要一種機(jī)制來激勵(lì)或要求發(fā)電商遵循調(diào)度指令，所以單一市場(chǎng)價(jià)格或分區(qū)定價(jià)機(jī)制必須要單獨(dú)考慮受約束再調(diào)度費(fèi)用來激勵(lì)可調(diào)度的發(fā)電資源按照系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商的指令運(yùn)行。當(dāng)然，向邊際成本超過單一市場(chǎng)價(jià)格的發(fā)電商單獨(dú)支付受約束上調(diào)費(fèi)用，相對(duì)于LMP市場(chǎng)價(jià)格，不一定會(huì)抬高消費(fèi)者的總成本，因?yàn)樵贚MP市場(chǎng)中用戶本來就會(huì)由于受限的發(fā)電支付更高的購(gòu)電成本。然而在實(shí)踐中，如果實(shí)時(shí)調(diào)度不是所有資源都能參與的完全最小發(fā)電成本調(diào)度，而是一個(gè)有限參與并按報(bào)價(jià)結(jié)算的平衡市場(chǎng)，不同于輸電故障約束下最小成本調(diào)度，那么這些單一或者分區(qū)定價(jià)設(shè)計(jì)可能會(huì)抬高阻塞管理的成本。

從用戶購(gòu)電費(fèi)用的角度來看，非LMP市場(chǎng)的一個(gè)基本問題是，為避免輸電系統(tǒng)過載，在基于單一或分區(qū)電價(jià)機(jī)制的市場(chǎng)中，需要向那些需要下調(diào)才有利潤(rùn)的機(jī)組支付受約束下調(diào)費(fèi)用。而這些受約束下調(diào)費(fèi)用對(duì)于滿足負(fù)荷要求并沒有太多貢獻(xiàn)，卻本質(zhì)上會(huì)增加消費(fèi)者的用電成本，即使發(fā)電商基于成本報(bào)價(jià)也是如此。受約束下調(diào)費(fèi)用一般按非LMP價(jià)格與機(jī)組邊際報(bào)價(jià)之差結(jié)算。因此，當(dāng)報(bào)價(jià)降低時(shí)，受約束下調(diào)費(fèi)用會(huì)增加。在這種市場(chǎng)價(jià)格機(jī)制下會(huì)造成用戶購(gòu)電增加的趨勢(shì)，因?yàn)榘l(fā)電商會(huì)由于期望被補(bǔ)償受約束下調(diào)費(fèi)用，通過降低出力和人為地提交低報(bào)價(jià)而行使一定程度的市場(chǎng)力，從而抬高支付他們的補(bǔ)償。這就是原CASIO市場(chǎng)(1998-2009)中的INC/DEC博弈。同樣的問題也曾出現(xiàn)在德克薩斯州的ERCOT電力市場(chǎng)，這也是后續(xù)向LMP機(jī)制改革的主要原因之一。

安大略省電力市場(chǎng)(IESO)在其當(dāng)時(shí)非LMP設(shè)計(jì)下，也存在受約束下調(diào)費(fèi)用補(bǔ)償問題。市場(chǎng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)這些額外成本進(jìn)行了充分的討論，造成額外成本其中一個(gè)原因就是外來電計(jì)劃。安大略省電力市場(chǎng)還通過在2013年9月實(shí)施風(fēng)能報(bào)價(jià)下限來限制阻塞下調(diào)成本，其要求90%的風(fēng)電以不低于-3美元/兆瓦時(shí)以及其余10%的風(fēng)電發(fā)電商以不低于-15美元/兆瓦時(shí)的價(jià)格調(diào)度。在美國(guó)基于LMP的市場(chǎng)中，我們經(jīng)常看到這樣的情況：間歇性電源所在電網(wǎng)的某些節(jié)點(diǎn)以低價(jià)或負(fù)價(jià)被調(diào)度出去，而其他位置的價(jià)格卻很高。在非LMP定價(jià)設(shè)計(jì)下，這些情況要么會(huì)導(dǎo)致支付巨大的受約束再調(diào)度費(fèi)用，要么就實(shí)施價(jià)格下限和對(duì)間歇性發(fā)電下達(dá)調(diào)度指令進(jìn)行管理。

雖然我們有很多理由認(rèn)為受約束下調(diào)費(fèi)用造成的額外成本是不合理的，但在基于市場(chǎng)的非節(jié)點(diǎn)定價(jià)機(jī)制下，為避免輸電過載，這些補(bǔ)償又是必需的。PJM公司1997年的市場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)具有指導(dǎo)意義。單一價(jià)區(qū)市場(chǎng)是由安然公司和費(fèi)城電力公司(PECO)發(fā)展起來的，聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(huì)(FERC)要求PJM公司優(yōu)先實(shí)施這種設(shè)計(jì)，而不是由其他公用事業(yè)公司提供的LMP系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)要求在整個(gè)系統(tǒng)中采用單一的聯(lián)營(yíng)價(jià)格，并允許有受約束上調(diào)費(fèi)用，但沒有考慮受約束下調(diào)費(fèi)用。因此，如果出現(xiàn)輸電堵塞，為了解決阻塞被調(diào)度要求減發(fā)的發(fā)電商將損失本應(yīng)獲得的電費(fèi)收入，盡管他們的報(bào)價(jià)和成本比其他發(fā)電商可能要低的多。同時(shí)，那些被再調(diào)度的資源、自調(diào)度機(jī)組，以及愿意根據(jù)固定電價(jià)條款支付阻塞費(fèi)用的非固定計(jì)劃外來電都被支付了比其發(fā)電報(bào)價(jià)高的多的價(jià)格。

1997年6月，在實(shí)施單一價(jià)格市場(chǎng)后，輸電阻塞的出現(xiàn)在預(yù)料之中，這些因素導(dǎo)致了PJM西部越來越多的發(fā)電資源采用自調(diào)度方式，進(jìn)入了一個(gè)死亡螺旋。這種設(shè)計(jì)的后果是，那些不是自調(diào)度，或由于簽訂了聯(lián)合運(yùn)行協(xié)議的機(jī)組無法實(shí)施自調(diào)度的公用事業(yè)公司，都被要求以遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于那些未被調(diào)度機(jī)組成本的價(jià)格購(gòu)買電力，用來讓自調(diào)度機(jī)組和外來電來購(gòu)買阻塞“通行費(fèi)”。

由于PJM預(yù)計(jì)無法管理東部地區(qū)的阻塞和避免輸電過載，PJM公司在1997年6月27日星期五下午4點(diǎn)59分向FERC提交單方面申請(qǐng)，生效日期為1997年6月28日下午5點(diǎn)，該申請(qǐng)取消非固定計(jì)劃外來電交易行使自調(diào)度的能力，且當(dāng)其引發(fā)輸電網(wǎng)阻塞時(shí)，允許PJM以非經(jīng)濟(jì)的方式削減這些交易。這些變化使PJM可以短暫的使用Enron-PECO定價(jià)機(jī)制來管理?yè)矶隆５?997年8月22日的時(shí)候，PJM的市場(chǎng)參與者們就已經(jīng)找到了可以規(guī)避6月27日削減交易規(guī)定的方法，這也導(dǎo)致PJM失去了在其經(jīng)濟(jì)調(diào)度范圍內(nèi)管理阻塞的能力，最終PJM在8月22日宣布進(jìn)入最小發(fā)電能力的緊急狀態(tài)，允許其以非市場(chǎng)方式減少交易。PJM隨后改變了其操作規(guī)程，不接受新的非固定計(jì)劃外來電或需要重新調(diào)度發(fā)電的二次服務(wù)輸電計(jì)劃(secondary service transmission schedules)，從1998年10月1日起生效，取消了開放輸電接入。

基于這一經(jīng)驗(yàn)，1997年底FERC批準(zhǔn)向LMP市場(chǎng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變，PJM在1998年4月1日實(shí)施了基于成本的經(jīng)濟(jì)調(diào)度，并對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷和發(fā)電應(yīng)用節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)。1999年，F(xiàn)ERC批準(zhǔn)了修訂后的"基于市場(chǎng)"的定價(jià)方法，對(duì)于大多數(shù)市場(chǎng)參與者來說，市場(chǎng)投標(biāo)和報(bào)價(jià)取代了原來的基于發(fā)電成本估算的定價(jià)方法。同樣，F(xiàn)ERC在1999年批準(zhǔn)了NYISO的LMP設(shè)計(jì)。

即使PJM在1997年沒有采用阻塞下調(diào)費(fèi)用的方式，以補(bǔ)償進(jìn)入阻塞下游西部分區(qū)的外來電，但對(duì)于其他非LMP市場(chǎng)的市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)而言，外來電仍然會(huì)給阻塞區(qū)域帶來很大挑戰(zhàn)。例如，IESO在從明尼蘇達(dá)州(MISO)和馬尼托巴州外來電送電到阻塞下游的西北部地區(qū)時(shí)遇到了困難。英國(guó)也遇到了相似的問題，有從挪威的外來電送入阻塞下游的英國(guó)北部地區(qū)。

采用非LMP定價(jià)系統(tǒng)的電力市場(chǎng)在管理外來電進(jìn)入到阻塞區(qū)域時(shí)面臨著艱難的選擇，因?yàn)閱我皇袌?chǎng)結(jié)算價(jià)格可能大幅超過邊際報(bào)價(jià)。如果他們根據(jù)外來電的報(bào)價(jià)來支付受約束下調(diào)費(fèi)用，外來電的賣方可以在明知道阻塞的情況下，把全部輸電能力都以較低的報(bào)價(jià)提交，從而在不發(fā)電的情況下得到受約束下調(diào)費(fèi)用。相反，如果外來電不被調(diào)減出力換取阻塞下調(diào)費(fèi)用，那么外來電將可能會(huì)取代成本低、排放低的機(jī)組的發(fā)電。這些情況在LMP市場(chǎng)中不會(huì)出現(xiàn)，因?yàn)樵谧枞麉^(qū)域的價(jià)格與調(diào)度結(jié)果是一致的，低價(jià)的外來電進(jìn)入到阻塞區(qū)也同樣按照低的市場(chǎng)出清價(jià)格進(jìn)行結(jié)算。

3.LMP支持實(shí)施具有財(cái)務(wù)責(zé)任的、操作上可行的日前市場(chǎng)

在20世紀(jì)90年代，運(yùn)行上可行且具有財(cái)務(wù)責(zé)任的日前市場(chǎng)是理想的選擇，因?yàn)樗鼈兛梢詾闈M足負(fù)荷所需的、啟動(dòng)速度比較慢的機(jī)組進(jìn)入調(diào)度計(jì)劃中。到2005年，NYISO、PJM、ISO-NE和MISO都已經(jīng)實(shí)施了操作上可行、具有財(cái)務(wù)責(zé)任的日前市場(chǎng)。CAISO和IESO試圖為其1998-2002年的市場(chǎng)設(shè)計(jì)一個(gè)可操作的、具有財(cái)務(wù)責(zé)任的日前市場(chǎng)。他們的目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)支持財(cái)務(wù)責(zé)任的機(jī)組調(diào)度計(jì)劃，并對(duì)實(shí)時(shí)調(diào)度起來的機(jī)組給予上抬費(fèi)用。然而在沒有實(shí)時(shí)LMP定價(jià)的情況下，僅采用基于單一區(qū)域價(jià)格機(jī)制，CAISO和IESO無法設(shè)計(jì)出一個(gè)不會(huì)推高用戶購(gòu)電成本、可行的市場(chǎng)。

CAISO在2003年7月22日MDO2文件中解釋了日前市場(chǎng)運(yùn)行可行的重要性，并指出：

由于CAISO的阻塞管理系統(tǒng)不對(duì)區(qū)域內(nèi)輸電約束進(jìn)行建模，并接受來自SC的調(diào)度，而這些調(diào)度在物理上是不可行的，CAISO沒有有效的流程來管理遠(yuǎn)期市場(chǎng)的區(qū)域內(nèi)阻塞，所以它采用了與處理區(qū)域間阻塞的相同方式來管理區(qū)域內(nèi)的阻塞，即確保調(diào)度不會(huì)引起阻塞，而是被迫接受會(huì)產(chǎn)生阻塞的預(yù)調(diào)度計(jì)劃，并嘗試實(shí)時(shí)管理這種區(qū)域內(nèi)阻塞。這是一個(gè)困難且復(fù)雜的過程，會(huì)占用電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商過多的時(shí)間，迫使他們面臨很高的時(shí)間壓力以保證電網(wǎng)可靠運(yùn)行，而這也會(huì)影響到他們的承擔(dān)其他職責(zé)。

在一個(gè)基于單一或分區(qū)定價(jià)機(jī)制(例如CAISO和IESO的價(jià)格)、有阻塞的輸電系統(tǒng)中設(shè)計(jì)一個(gè)具有可操作性的日前市場(chǎng)的核心問題是，如果沒有用于解決日前市場(chǎng)計(jì)劃和實(shí)時(shí)發(fā)電之間偏差的實(shí)時(shí)LMP，在日前市場(chǎng)中沒有被列入調(diào)度計(jì)劃的機(jī)組，可能無法以低于其日前市場(chǎng)中收入的單一或分區(qū)價(jià)格來調(diào)用和結(jié)算他們系統(tǒng)中的不平衡。第二個(gè)核心問題是，非LMP日前市場(chǎng)不僅不會(huì)減少考慮阻塞下調(diào)費(fèi)用，反而可能會(huì)給機(jī)組機(jī)會(huì)，使他們實(shí)時(shí)受限但日前處于虛擬中標(biāo)的情況，而這些虛擬交易無疑會(huì)增加用戶所承擔(dān)的受約束下調(diào)費(fèi)用，同時(shí)相對(duì)于實(shí)時(shí)阻塞區(qū)域的實(shí)際成本，日前不考慮阻塞的市場(chǎng)價(jià)格會(huì)顯得更低。這些虛擬調(diào)度計(jì)劃對(duì)于確定需要多少發(fā)電或外來電沒有任何幫助，反而會(huì)增加日前市場(chǎng)中不經(jīng)濟(jì)的電力外送，而實(shí)時(shí)會(huì)被阻塞下調(diào)。

另一個(gè)非LMP定價(jià)設(shè)計(jì)帶來的運(yùn)行挑戰(zhàn)案例是，歐洲的日前市場(chǎng)在運(yùn)行上并不可行，它要求系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商不僅要實(shí)時(shí)平衡系統(tǒng)以應(yīng)對(duì)系統(tǒng)故障，還要重新平衡系統(tǒng)以補(bǔ)償不可行的日前計(jì)劃。除了應(yīng)對(duì)烏克蘭戰(zhàn)爭(zhēng)帶來的挑戰(zhàn)外，市場(chǎng)改革的壓力還在繼續(xù)。

在正常市場(chǎng)環(huán)境下，運(yùn)行上缺乏可行性的日前市場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)運(yùn)行的挑戰(zhàn)，但這些挑戰(zhàn)可能會(huì)使緊張狀態(tài)下的系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為嚴(yán)重的可靠性問題，例如2000年5月和6月在CAISO中普遍存在的情況。可靠性風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)隨著日前市場(chǎng)計(jì)劃和實(shí)際用于平衡負(fù)荷和發(fā)電的之間差異的增加而增加。當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重故障導(dǎo)致實(shí)時(shí)條件變化時(shí)，實(shí)時(shí)平衡電力系統(tǒng)總是具有挑戰(zhàn)性的，但LMP可以使日前市場(chǎng)運(yùn)行可行且有財(cái)務(wù)責(zé)任，有助于最大限度地減少這些問題。

4.LMP機(jī)制避免了由于ISO為了限制受約束下調(diào)費(fèi)用的規(guī)模，而制定限制新資源入市的規(guī)則

由于位于阻塞區(qū)的發(fā)電機(jī)可能會(huì)發(fā)生較高的阻塞下調(diào)費(fèi)用，這是ISO限制阻塞區(qū)新建電源的重要原因，以減少不發(fā)電所需支付的費(fèi)用。然而，這些投資限制在阻止導(dǎo)致受約束下調(diào)費(fèi)用的低效率投資的同時(shí)，給替代高成本、高排放發(fā)電的新型高效、低排放發(fā)電資源的投資也造成了障礙。例如，Bucksport公司和Champion公司(新英格蘭電力市場(chǎng)的潛在參與者)在投訴中指出，ISO-NE系統(tǒng)影響評(píng)估流程中就存在這種問題。Bucksport公司和Champion公司指出，這些系統(tǒng)影響評(píng)估設(shè)定了一些要求，包括"假定所有存量的和新建發(fā)電機(jī)必須與負(fù)荷需求完全匹配，即位于NEPOOL(New England Power Pool)任何地方的任何發(fā)電機(jī)必須能夠?yàn)镹EPOOL任何地方的負(fù)荷提供發(fā)電服務(wù)"，"假定最極端的系統(tǒng)運(yùn)行條件與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不一致，因此假設(shè)系統(tǒng)上的任何輸電約束只能通過輸電設(shè)備升級(jí)來補(bǔ)救"，"假設(shè)在所分析的新建項(xiàng)目之前的所有項(xiàng)目序列都將建成，這個(gè)影響分析必然產(chǎn)生不準(zhǔn)確的結(jié)果"和"現(xiàn)有發(fā)電機(jī)的既有優(yōu)惠權(quán)和NEPOOL輸電系統(tǒng)的‘金字招牌’規(guī)則"的相關(guān)研究。Champion Bucksport申訴的相關(guān)內(nèi)容被批準(zhǔn)，而NEPOOL對(duì)其接入系統(tǒng)分析規(guī)則的修改于1998年被FERC拒絕。

此外，在系統(tǒng)低負(fù)荷時(shí)受約束下調(diào)的發(fā)電電源需要在高負(fù)荷時(shí)發(fā)電。值得注意的是，1999年，在眾所周知的加州電力市場(chǎng)危機(jī)之前，加利福尼亞州就第19號(hào)修正案“NewGen”的限制進(jìn)行了討論。2000年1月底，聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(huì)最終否決了擬議中的“ACCM”規(guī)則，該規(guī)則對(duì)任何在接入系統(tǒng)分析中會(huì)造成阻塞的新發(fā)電機(jī)通過要求輸電升級(jí)或采取特殊結(jié)算方法和調(diào)度規(guī)則來限制其進(jìn)入。不久之后，美國(guó)西部電力行業(yè)都意識(shí)到了CAISO的問題不是太多的發(fā)電機(jī)獲得受約束下調(diào)費(fèi)用，而是發(fā)電容量不足導(dǎo)致無法滿足2000年夏季的負(fù)荷。

為了控制受約束下調(diào)費(fèi)用水平，一種間接的限制新電源進(jìn)入的方式是給發(fā)電機(jī)引入輸電使用費(fèi)，在阻塞線路的下游地區(qū)收費(fèi)較高，在阻塞線路的上游地區(qū)收費(fèi)較低甚至為負(fù)。英國(guó)在20世紀(jì)90年代引入了這種類型的輸電費(fèi)，現(xiàn)已演變?yōu)?ldquo;TNUOS”費(fèi)用。本文不詳細(xì)討論英國(guó)TNUOS設(shè)計(jì)，但可以注意到，最初的輸電費(fèi)用以及現(xiàn)在的TNUOS費(fèi)用，無法控制過去十年受約束下調(diào)費(fèi)用巨大增長(zhǎng)。

此外，使用輸電使用費(fèi)管理新建電源的概念是20多年前在火力發(fā)電投資的背景下發(fā)展起來的。隨著分散化的各種類型電源的不斷發(fā)展，它將變得越來越不可行。在當(dāng)今世界，輸電使用費(fèi)對(duì)于管理由間歇性可再生能源發(fā)電產(chǎn)生的阻塞是無效的，可再生能源發(fā)電在一天中的某些時(shí)間或某些條件下可以全部輸出滿足負(fù)荷需求，但在可再生能源發(fā)電非常高的一些時(shí)刻，其所有發(fā)電量并不能被全部發(fā)出或儲(chǔ)存，存在棄電的現(xiàn)象。如今，僅僅阻止在受阻塞地區(qū)的低效投資是不夠的，電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)必須能夠有效管理無法避免的輸電阻塞問題，這些阻塞問題與一天或一年中不同水平的可再生能源發(fā)電有關(guān)。

同樣，輸電使用費(fèi)也無法阻止阻塞地區(qū)的電力用戶通過支付高于統(tǒng)一價(jià)格的費(fèi)用進(jìn)行表后發(fā)電的低效投資。

輸電使用費(fèi)不適合作為一種信號(hào)，抑制額外可再生能源投資，因?yàn)檫^量的可再生能源投資會(huì)導(dǎo)致一部分可再生能源發(fā)電受限，與此同時(shí)，也無法激勵(lì)在同一地點(diǎn)保留或投資可調(diào)控資源，這些可調(diào)控資源可以在風(fēng)能和太陽(yáng)能出力較低時(shí)發(fā)電。使用輸電費(fèi)來減少不經(jīng)濟(jì)的投資和約束下調(diào)費(fèi)用，也同樣難以實(shí)現(xiàn)讓儲(chǔ)能獲得在阻塞地區(qū)進(jìn)行投資和運(yùn)行的有效的信號(hào)。儲(chǔ)能資源可以緩解可再生能源等投資帶來的輸電阻塞。在LMP市場(chǎng)設(shè)計(jì)下，如果其所在地的LMP價(jià)格較低，儲(chǔ)能資源可以儲(chǔ)存電量，從而減少由于約束對(duì)其他電源類型的限制。

5.市場(chǎng)力緩解

由于LMP定價(jià)設(shè)定了市場(chǎng)出清價(jià)格，賣家不必為了以市場(chǎng)出清價(jià)格結(jié)算而按照市場(chǎng)出清價(jià)格報(bào)價(jià)，同時(shí)同一地點(diǎn)其他賣家獲得相同價(jià)格。賣方以其邊際成本報(bào)價(jià)并在其所在節(jié)點(diǎn)按照市場(chǎng)出清價(jià)格結(jié)算，該行為有助于識(shí)別潛在的市場(chǎng)力，并能夠在不人為壓低價(jià)格的情況下減輕市場(chǎng)力。這在非LMP定價(jià)設(shè)計(jì)中是不可能實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)樵诜荓MP定價(jià)設(shè)計(jì)中采用按報(bào)價(jià)結(jié)算的平衡機(jī)制，為了能與同一地點(diǎn)在實(shí)時(shí)被調(diào)度的機(jī)組都被以同樣的價(jià)格支付，賣家必須按照市場(chǎng)出清價(jià)格進(jìn)行報(bào)價(jià)，才能以市場(chǎng)出清價(jià)格結(jié)算。即使是低成本的發(fā)電供應(yīng)商，在以報(bào)價(jià)結(jié)算的市場(chǎng)中也有動(dòng)機(jī)以預(yù)期的市場(chǎng)出清價(jià)格報(bào)價(jià)，這使得對(duì)異常報(bào)價(jià)的判別或?qū)κ袌?chǎng)力的緩解的機(jī)制設(shè)計(jì)變得十分困難。此外，即使是不具備市場(chǎng)力的小型發(fā)電商也有動(dòng)機(jī)根據(jù)預(yù)期市場(chǎng)出清價(jià)格報(bào)價(jià)，那么緩解市場(chǎng)力的范圍將超出大型發(fā)電商范疇，變成按市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)的估計(jì)成本報(bào)價(jià)和補(bǔ)償。

此外，由于在LMP定價(jià)設(shè)計(jì)體系中實(shí)施了備用短缺定價(jià)機(jī)制，如NYISO、MISO、PJM、ERCOT、ISO-NE和SPP，在緊急情況下，價(jià)格可以達(dá)到較高水平，而無需任何賣方提交高報(bào)價(jià)。盡管CAISO在其日前市場(chǎng)或?qū)崟r(shí)市場(chǎng)中沒有備用短缺定價(jià)設(shè)計(jì)，但在2020年8月大停電事故之后，已經(jīng)實(shí)施了一些規(guī)則以確保CAISO有必要采取“可消減”負(fù)荷以滿足WECC強(qiáng)制備用要求，價(jià)格被設(shè)定在一個(gè)合適的水平，此時(shí)可消減負(fù)荷取代了用于平衡負(fù)荷和發(fā)電的非旋轉(zhuǎn)備用。

6.市場(chǎng)流動(dòng)性

在過去20年里，隨著LMP市場(chǎng)的實(shí)施和發(fā)展，遠(yuǎn)期交易市場(chǎng)也在同步發(fā)展，LMP使得交易所的金融對(duì)沖交易得以發(fā)展。LMP為阻塞區(qū)內(nèi)的發(fā)電機(jī)提供了更大的遠(yuǎn)期交易市場(chǎng)的流動(dòng)性。市場(chǎng)參與者可以通過在交易中心出售電力和購(gòu)買從其所在地到交易中心的反向FTR，實(shí)現(xiàn)其在遠(yuǎn)期市場(chǎng)中提供的阻塞管理的價(jià)值，或者他們可以在阻塞上游區(qū)的結(jié)算點(diǎn)出售其電能，從而使他們的位置價(jià)值貨幣化。

另一方面，阻塞上游地區(qū)的發(fā)電資源在非LMP系統(tǒng)的平衡市場(chǎng)中沒有任何市場(chǎng)機(jī)制能夠支撐其進(jìn)行遠(yuǎn)期市場(chǎng)交易，因?yàn)樗鼈冎荒茉诎凑請(qǐng)?bào)價(jià)結(jié)算的平衡市場(chǎng)中以實(shí)際價(jià)值結(jié)算其發(fā)電，而且只能在接近實(shí)時(shí)的時(shí)候發(fā)生。非LMP的價(jià)格機(jī)制為無法調(diào)度的發(fā)電資源提供了不合適的高流動(dòng)性，同時(shí)為阻塞上游區(qū)可以調(diào)度滿足負(fù)荷的發(fā)電資源提供了低流動(dòng)性，這些發(fā)電資源只能在實(shí)時(shí)市場(chǎng)中按實(shí)際價(jià)值出售其電力。在非LMP市場(chǎng)設(shè)計(jì)中，無法設(shè)計(jì)為受約束上調(diào)費(fèi)用的長(zhǎng)期市場(chǎng)。因此，對(duì)于位于阻塞上游區(qū)的發(fā)電機(jī)來說，沒有市場(chǎng)機(jī)制支持其在遠(yuǎn)期合約中鎖定其發(fā)電價(jià)值。相反，對(duì)于受約束上調(diào)的發(fā)電，必須每天在一個(gè)按報(bào)價(jià)結(jié)算的市場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)他們的資產(chǎn)價(jià)值。

因此，非LMP市場(chǎng)在流動(dòng)性方面是落后的，非LMP市場(chǎng)的遠(yuǎn)期市場(chǎng)為無法調(diào)度滿足負(fù)荷的發(fā)電資源提供流動(dòng)性，然而對(duì)于需要實(shí)時(shí)平衡凈負(fù)荷的發(fā)電資源，非LMP市場(chǎng)無法提供流動(dòng)性以實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)期合同實(shí)現(xiàn)其價(jià)值。這種設(shè)計(jì)極大地有利于阻塞上游地區(qū)的存量發(fā)電商，他們不必在遠(yuǎn)期市場(chǎng)與新電源競(jìng)爭(zhēng)，因?yàn)樾码娫礋o法以平衡市場(chǎng)的價(jià)格簽訂遠(yuǎn)期合同，如果出現(xiàn)新電源，現(xiàn)有發(fā)電商將能夠降低其平衡市場(chǎng)報(bào)價(jià)。另一方面，在LMP市場(chǎng)中，新電源可以通過雙邊合約或交易所交易的合約，在進(jìn)入市場(chǎng)之前鎖定收益，以反映預(yù)期平衡市場(chǎng)價(jià)格的價(jià)格出售遠(yuǎn)期電能。

名詞解釋

LMP: Locational Marginal Price，節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)

FERC:Federal Energy Regulatory Commission 美國(guó)聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(huì)

ISO: Independent System Operator，獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu))

RTO: Regional Transmission Operator，區(qū)域輸電組織(電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu))

PJM: 美國(guó)PJM電力市場(chǎng)

MISO: Midwest ISO，美國(guó)中西部電力市場(chǎng)

SPP: Southwest Power Pool，美國(guó)西南電力聯(lián)營(yíng)公司或SPP電力市場(chǎng)

NYISO: New York ISO，美國(guó)紐約電力市場(chǎng)

ISO-NE: ISO New England，美國(guó)新英格蘭電力市場(chǎng)

IESO: 加拿大安大略電力市場(chǎng)

Constraint-on and -off payment: 受約束再調(diào)度費(fèi)用，(非LMP定價(jià)系統(tǒng)中發(fā)電商因受約束被迫偏離經(jīng)濟(jì)調(diào)度所造成虧損的補(bǔ)償)

Constraint-on payment: 受約束上調(diào)費(fèi)用

Constraint-off payment: 受約束下調(diào)費(fèi)用

Constrained-down region: 阻塞下游區(qū)域

Constrained-up region: 阻塞上游區(qū)域

Pay-as-bid: 按報(bào)價(jià)結(jié)算，即當(dāng)電源中標(biāo)情況下，其發(fā)電電費(fèi)按照其報(bào)價(jià)結(jié)算，而不是按照統(tǒng)一出清價(jià)格結(jié)算。

Split-savings：PJM在開展市場(chǎng)之前所使用的，主要是基于成本的計(jì)劃調(diào)度方式下，對(duì)采用區(qū)域調(diào)度所節(jié)省的資金進(jìn)行分享的機(jī)制。

EIM：Energy Imbalance Market，能量不平衡市場(chǎng)

LSE：Load Serving Entity，負(fù)荷服務(wù)主體，可理解為大用戶、售電公司或配電公司。

Transmission Access Charges：新建電源輸電使用費(fèi)

作者介紹

Dr. Scott Harvey：加州大學(xué)伯克利分校的經(jīng)濟(jì)學(xué)博士。現(xiàn)任職于美國(guó)FTI咨詢公司，主要從事電力市場(chǎng)和價(jià)格機(jī)制研究，曾為美國(guó)的PJM、紐約、加州等多個(gè)電力市場(chǎng)進(jìn)行過市場(chǎng)設(shè)計(jì)和市場(chǎng)改革，并在石油和天然氣領(lǐng)域從事反壟斷分析。

Dr. William W. Hogan：全球能源政策教授，現(xiàn)任職于美國(guó)哈佛大學(xué)肯尼迪學(xué)院哈佛電力政策部門主任，曾任能源經(jīng)濟(jì)國(guó)際組織主席，主要研究方向是能源工業(yè)、電價(jià)機(jī)制、電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)以及國(guó)家和國(guó)際能源政策。

編譯

國(guó)家能源集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司 柴瑋

天津華大億電科技有限公司首席技術(shù)官 王澍