深度|人人都在談的電力現貨市場并沒有想象中那么完美

2017-08-04 14:32:59 中國能源報　點擊量：評論 (0)

《關于進一步深化電力體制改革的若干意見》（中發〔2015〕9號文）印發后，電改成了業界熱議話題，尤其最近浙江省以4000萬人民幣全球招標電力市場設計與規則編制咨詢服務，更是賺足了眼球。浙江省初期市場的目標是

要實現物理（安全）與經濟（商業）的解耦

電力實時平衡屬于電力系統運行的硬性物理約束，并非僅由市場供需平衡所決定的軟性約束，需要通過自動控制（一、二、三次調頻控制軟硬件）裝置來實現，難以單純通過調度員的操作來保證。在電力市場環境下，維持電力實時平衡的機制，既包括物理反饋控制，也包括基于市場價格的市場主體經濟行為反饋控制，因此如圖2所示，本文基于控制理論的統一框架以發電機組功率調節過程為例，對兩類反饋進行說明。

圖2中，物理反饋控制回路為純物理裝置的控制（可能包括必要的人工干預），通過比較發電機組實際發電功率與分配得的基準功率之間的偏差，產生控制信號作用于控制器，并控制發電機組功率，響應時間為秒級到分鐘級，響應精確、靈敏、迅速。

經濟行為反饋控制回路主要是市場價格調整機制根據發電機組實際發電功率及其他信息獲得價格調整信號，市場主體基于價格信號作出行為響應，并通過物理控制器調整發電機組功率，由于此類反饋控制包括人的經濟行為，具有不精確、不靈敏、反應遲緩的特點。但在電力市場經典理論中，兩類反饋控制長期被混為一談。

在分時調度的框架下，電力平衡的物理方程直接作為市場均衡的條件。F.C.Schweppe教授的實時電價理論與美國哥倫比亞大學W.Vickrey教授所提出的公用事業服務的響應定價（ResponsivePricing）殊途同歸，都旨在通過用戶對實時波動的電價的合理響應來優化經濟效率并引導供需（即實時電力）平衡。但不得不說，這種思路屬于經濟學家們過于理想的期望，從上述2個控制回路的分析可以看出，僅通過市場主體的價格響應行為難以確保物理上的電力實時平衡。能對價格作出靈敏響應的電力用戶也十分有限，特別在實時電力市場中，電力負荷基本是剛性的，所以是只有發電競爭的單邊市場。換言之，電力平衡所必須的“物理反饋控制”無法被市場機制下基于價格的“人的行為反饋”所替代。

因此筆者認為，電力實時平衡的物理條件并不適合作為電力市場的供需平衡條件（物理的問題應由物理的手段解決），在電力市場設計中，應合理界定市場機制的作用范圍，實現物理（安全）與經濟（商業）的解耦，并明確區分電力平衡和電量平衡問題。

須高度重視現貨交易對系統安全的影響

與中長期電量交易不同，電力現貨交易中SCUC（安全約束機組組合）和SCED（安全約束經濟調度）所計算出的調度（交易）計劃（主要包括開停機計劃和機組出力等）是要實際執行的，必將給電力系統運行方式帶來重大變化。

2006年4月26至28日，華東區域電力市場進行了為期三天的日前市場調電試運行，發現電網調度運行的難度顯著增加，主要表現為：

①全電量競價的市場模式加大了安全校核的難度和頻度。

華東區域電力市場采用日前全電量競價、差約合約結算的方式，事實上競價電量比例是100%，產生了各種意想不到的潮流運行方式，加大了安全校核的難度和頻度，不利于電網的安全穩定運行。

②電網運行方式變化頻繁造成調度守口子困難。

由于華東區域電力市場采用統一平臺、統一出清、全電量競價的模式，全網的負荷變化由系統內機組統一承擔，同時由于日前市場的競價結果出現了前所未有的運行方式，潮流缺乏規律性，使得各省聯絡線計劃變化劇烈、頻繁，且不可預測，極大地增加了各省（市）守口子的難度。

③部分機組的競價結果不滿足最低技術出力的要求。

在日前市場全電量競價的模式下，發電企業若報價策略不當，合同電量也可能無法全部中標，甚至出現部分時段的中標電量低于機組最小技術出力而造成機組非計劃啟停，這種由競價所產生的大機組頻繁啟停不利于機組的安全運行。

雖然華東區域電力市場日前調電試運行的時間只有三天，但所暴露出的問題卻有相當的代表性，國外也出現過多起與電力市場交易關系密切的電力系統安全穩定事故。電力現貨交易對電力系統安全運行的影響不可忽視。

應避免電力中長期交易的金融化

由于負荷需求的剛性和不確定性、發電商的博弈行為、新能源發電機組出力的不確定性等原因，以電力實時平衡模型（即潮流方程）為基礎計算出的現貨價格變化劇烈，給市場主體帶來巨大的財務風險，因此金融交易（特別是差價合約）從一開始就與電力現貨交易相伴而生，迄今澳大利亞國家電力市場和美國、加拿大部分地區電力市場依然采用“全電量現貨+差價合約”的市場模式。

此外，批發市場采用頻繁波動的實時（分時）定價，也非普通電力用戶所能應對的，需要售電公司將批發價格轉化為用戶容易接受的售電套餐，這個價格轉換過程主要是財務和金融操作（即賺價差）。例如，德州公用事業委員會（PUCT）維護的售電平臺“淘電網”（www.powertochoose.org），居民只要輸入自己的住址郵編，就可以查詢到由多個售電公司提供的按月計算的售電套餐（plan）。

金融交易的引入是管理財務風險，無法在物理上保證電力的持續穩定供應，卻可能導致電力市場金融化，成為投機家套利的樂土。

當前一種錯誤觀點是將電能中長期交易與日前、日內、實時交易理解為遠期（期貨）與現貨的財務（金融）關系，沒有認識到通過電能中長期交易、讓供需方盡可能早地制訂發用電計劃（含負荷曲線）對電力系統安全經濟運行的重要作用。雖然國外電力市場常采用金融合約鎖定遠期的電量和電價，但這僅僅是一種財務結算關系，其背后的實物商品仍然是現貨市場中分時交易的縱向“能量塊”，沒有從物理上解決電能生產和消費的時間連續性問題。

如前所述，在日前、日內、實時市場上通過全電量集中競價形成調度計劃和市場價格的市場機制，將徹底改變電力系統多年來形成的安全經濟調度習慣和模式，給市場交易和電力系統運行帶來極大隱患。

總而言之，電力現貨交易是除輔助服務外電能交易和電力電量平衡鏈條的“最后一公里”，是電力市場體系初步完善的標志，也是難度和風險都很大的改革任務。在現貨市場方案實施前，應在理論和技術上做好充分準備，從理論上充分分析論證，做好仿真實驗研究，開發和完善技術支持系統（包括計量系統），不打無準備之仗，方能保證現貨交易的順利推進。

原標題:人人都在談的電力現貨市場，并沒有想象中那么完美