【引言】 電力市場與一般市場相比的最重要的一個特點就是電必須通過電網來傳輸。如何在電的交易中考慮電網的相關影響，是電力市場設計的關鍵難點之一。輸電網開放→輸電定價→輸電權交易是電力市場設計的重要的、必不可上的內容之一。本文對輸電權的基本概念、分類、適用條件等進行分析、討論，希望能對大家有幫助。

一、什么是輸電權

輸電權，從字面上看，就是“輸電”的“權利”。輸電這個概念我們比較清楚，就是將電從一個地方(節點)傳輸到另外一個地方(節點)。那么，什么是權力呢?

1、一般意義上的財產權

可以將輸電權看為一種財產權。從一般意義上講，對某個物品的財產權包括以下幾個方面的權力：使用權、收益權和排他權。其中，適用權就是自己使用這個物品的權力;收益權是指可以獲得與該物品相關的一些收益的權力;排他權是指有禁止他人使用該物品的權力。

比如，你擁有一個房產，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。這三個權力分別反映了你對這個房產的使用權、收益權和排他權。

大多數物品的財產權包括了以上三種權力。但在有些情況下，對一個具體的產品(服務)，也可以有不同的定義。

2、輸電服務的財產權

1)電網服務的提供者和使用者

我們可以將輸電看作為一種服務。電力市場中，輸電服務的提供者一般是電網公司，負責電網的建設、運行、維護等，提供在電網不同位置之間傳輸電力的能力。發電商和用戶都可以看為是電網服務的用戶，利用電網進行電力的傳輸。

2)輸電服務價格

電網用戶使用電網提供的服務，需要支付一定的費用，即輸電費。在不同的國家、不同的市場有不同的輸電收費方法，包括一部制容量收費、一部制電量收費、兩部制收費等。這里不對收費、定價的具體方法做過多討論。

由于電網是一種具有一定自然壟斷特性的服務，對輸電收費的方法、具體價格需要受到相關機構的管制。

3)輸電權的具體表現形式

用戶支付了費用，就獲得了使用某個物品或享受某種服務的權力。具體這個權力包括哪些部分，需要在相關的產品(服務)交易合同中進行定義。

電力市場中，一般由相關的負責機構確定輸電權具體的形式、內涵。

如上所屬，一般的物品的財產權包括三個方面：使用權、收益權和排他權。對輸電這種服務來說，從電網安全運行等角度，一般不包括排他權。也就是說，對你擁有的輸電權，如果你自己不用，就要收回，不能阻礙其他人使用。使用權和收益權的組合取決于具體的市場的選擇。

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

(2)金融輸電權。將輸電權定義為存粹的收益權，僅含收益的權力，沒有使用的權力。常用的方法是將輸電權的單位收益轉化為電網中某兩個位置之間的電價差，即阻塞收益。比如，某用戶獲得了從A到B的60MW的輸電權，如果A、B兩個節點的電價分別為300￥/MWh和500￥/MWh，則這個輸電權可以獲得的收益為：60*(500-300)=12000元。

圖1 簡單兩節點系統

(3)含收益權的物理輸電權。將輸電權定義為包含使用和收益兩方面的權力，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輸電權，即用這個輸電權保證自己的相關交易(從某地買電或賣電到另外一個地方);另一方面，也可以選擇自己不使用，而是將其賣掉，獲得相關的收益。比如上述例子中，用戶對從A到B的輸電權，可以利用該輸電權讓A節點的電廠發電供給B節點的負荷，也可以將該輸電權賣掉，獲得收益。

二、輸電權的分類

電力市場設計中，除了能量市場的設計，必須同時包括輸電權方面的設計，具體來說就是，市場中的各種成員，在輸電方面具有哪些權力?通過什么形式實現?

1、物理輸電權與金融輸電權

上一節已經介紹，輸電權的權力主要包括使用權和收益權。電力市場中，早期的輸電權一般為一種物理的使用權，逐漸發展為收益權為主的權力。

1)純物理的輸電權(Use it or lose it)

如前所述，這種定義下，輸電權所有者僅有自己獲得相關輸電服務的權力，不可以轉賣，沒有收益權。我國各省在月度市場交易以及跨省交易中，首先對每個電廠規定了一定的最大上網容量/電量，實際上可以看為是對其物理使用電網的量的限制，或者說一種權力。但是，如果電廠實際沒有發電，也不給其他的補償。

英國國內電力市場中用戶、發電商的輸電權也可以認為是一種物理輸電權。英國的電力用戶、發電通過繳納一定的輸電費(輸電費是與位置有關的，不同位置的輸電費不一樣，其價格也僅僅與其本身所在位置有關，與其交易對手的位置無關)，就獲得了在其所在位置獲得輸電服務的權力。

對電廠來說，意味著其可以在規定的容量下(一般在輸電相關的合同中規定)，可以將電賣給英國電網(批發電力市場)范圍內的任意位置的用戶，不需要其他額外的費用;對用戶來說，意味著其可以在規定的容量下，從英國電網范圍內的任意的發電商買電而不需要其他額外的費用。如果由于電網的原因這個輸電權無法物理執行(比如電廠的電無法送出)，則電網需要給予一定的補償。

在現貨市場中，發電商可以通過在規定的時間向電網調度申報其在相應時段的發電曲線(Physical Notification，PN)，實現其對相關電網資源的實際的使用。但是，如果電廠實際沒有發電，電網公司并不給電廠其他的補償。這就是“使用或失去”的原則，輸電權是單純的物理使用權。

對圖1的例子，假設發電商G1的最大出力為250MW，也按照這個容量繳納了輸電費(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，發電商在前一天向調度提交(可通過相關的代理機構提交)第二天的出力曲線，即200MW的水平出力。實際運行中，如果調度發現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節點購買40MW的下調服務(Bid)，在B節點購買40MW的上調服務(Offer)，以保證發電商G1的200MW的出力的送出。A節點的下調服務可以是G1提供的，也可以是A節點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(Use it or lose it)

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

圖1的例子中，假設日前市場的出清結果為：A、B的節點電價分別為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。

用戶接入了某個電網，按規定繳納了輸電費，就可以獲得一定的ARR。ARR可以通過分配、拍賣等方式獲得。對圖1的系統，ARR的收益主要是線路AB的阻塞收益，需要將其分配給L1、L2兩個負荷。可以根據歷史用電情況進行分配。考慮兩種情況。

(1)L1、L2各獲得AB的阻塞收益權的50%。則對日前市場的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的輸電權全部分給L2。這樣，全部的12000元收益都分配給L2。

對獲得了ARR的用戶，可以選擇將其轉變為相應通道(節點間)的金融輸電權(Financial Transmission Rights，FTR)，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L2在ARR初始分配中獲得了線路AB的全部的容量的權力，即60MW。這里考慮三種情況：a)將其轉化為線路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)。b)保留ARR獲得FTR拍賣的相關收入。c)將40MW轉化為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的相關收益。在FTR拍賣中中標的市場成員獲得了相應的輸電權，也就獲得了日前市場相應的輸電容量的阻塞收益權。

ARR分配即FTR拍賣中需要考慮的一個重要的問題是同時可行性問題。一方面，電網中有多條線路(斷面)，各線路上的最大傳輸容量不是獨立的，是會相互影響的，分配及拍賣必須基于某個電網拓撲模型。另外一方面，在進行ARR的分配或FTR拍賣時，基于的電網模型與實際日前市場中使用的模型不一定一致。這將導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，進而造成一些問題。

比如，年度ARR分配時，分配給L2了60MW的AB之間的ARR。L2選擇了方案c)，將40MW的ARR轉化為FTR，將20MW的ARR拍賣，獲得FTR的收益權。該20MW輸電權由市場主體M獲得。日前市場中，由于一些原因，線路AB輸電容量變為了30MW。A、B節點的電價仍然分別為300￥/MWh和500￥/MWh。則：

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

l L2的40MW輸電權應獲得的收益：40*(500-300)=8000元。

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

l 系統總的輸電權支出：8000+4000=12000元。

l 輸電權收益缺額：6000-12000=-6000元。

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

3)含收益權的物理輸電權(Use it or sell it)

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

仍然以上述圖1的簡單系統為例進行說明。G1在AB線路輸電權的年度拍賣中，獲得了60MW的輸電權。其需要在現貨市場前，即日前向相關電網公司提交其物理的送電計劃。如果其提交了40MW的送電計劃，則調度將保證G1的40MW電力從A送到B，同時將另外的20MW的輸電權在日前的統一、耦合電力市場中拍賣，G1根據A、B兩個節點(區域)之間的價差獲得相應的補償。

2、期權與期貨

對輸電權的收益權，可以定義為責任型的(obligation)的，也可以定義為期權型的(option)。如果是定義為責任型的，則意味著輸電權的收益可能是正的，也可能是負的。如果是定義為期權型的，意味著無論實際輸電權兩端的價格如何，輸電權收益不會為負。

比如，仍以上述系統為例。對60MW的AB之間的輸電權，如果A、B的節點電價分別為300￥/MWh和500￥/MWh，則該輸電權的價值為正，無論定義為責任型的還是期權型的，收益都為60*(500-300)=12000元。但如果B節點的電價由于某個低成本電廠的投運而降為了140￥/MWh，同時A節點的電價不變，則該輸電權的價值為負：140-300=-160￥/MWh。則對于責任型的60MW的輸電權所有者，不僅不能因為該輸電權獲利，還需要額外付出60*(-160)=960元。對于期權型的60MW的輸電權所有者，其收益為0，但也不需要額外付出。

一個市場中可以同時允許責任型的輸電權和期權型的輸電權的存在，但這會造成一致性校驗等更加復雜。

3、點到點與基于支路

輸電權可以按節點定義，也可以按線路定義。圖1的簡單系統中，僅有兩個節點，一條線路，兩種定義是相同的。但對于其他的情況，兩種定義將有很大不同。

比如，對于簡單的三節點系統，具有三個節點A、B、C，三條支路AB、AC、BC。如果輸電權定義為點到點的，則如果想要從A到C送電，只需購買A、C之間的點到點輸電權即可。但是如果輸電權定義為基于支路的，由于電網環流的存在，則需要同時購買三條線路的輸電權：AB、AC及BC。如果三條線路的阻抗完全相同，則對于AC之間的60MW的輸電服務，需要購買40MW的AC線路的輸電權、20MW的AB線路的輸電權以及20MW的BC線路的輸電權。

當然，實際市場中，可以僅定義一些關鍵支路，或者說關鍵路徑、關鍵斷面(Flowgate)。對于一般不會發生阻塞的線路(其阻塞價格為零)，不需要購買。

兩種方法各有優缺點。對于點到點類型的輸電權，對需要通過輸電權規避節點間價格風險的市場主體，購買起來非常簡單，只要知道上網點、下網點在哪里就可以，不需要知道電網的具體拓撲結構，就可以確定需要購買多少。這種方法的問題是：不同節點之間的最大傳輸容量不是確定的值，是會相互影響的。在年度、月度等前期的拍賣市場中如何確定不同節點之間的可用傳輸容量，如何對系統中的可用容量進行建模、表達、發布是需要考慮的問題。對基于支路的輸電權，其最大的好處是每條支路的最大傳輸容量相對是比較確定的。其存在的問題是，1)如何定義關鍵支路?定義的太多，造成交易的復雜;定義的太少，會造成一些可能發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?兩點之間送電需要的不同支路的容量，與電網的拓撲結構有關，如果拓撲結構發生變化，如何處理?

對于直流輸電線路的輸電權分配，可以采用基于支路的方式，因為其上面的潮流不受其他線路上潮流的影響。對于其他的線路的輸電權，選擇點到點方式還是基于支路方式，取決于系統的具體情況。當兩個系統(區域)之間聯系比較簡單，有比較清晰的聯絡界面時，兩個系統(區域)之間的輸電權可以采用基于支路的方法。對于聯系比較緊密，有很多環網的情況，則采用點到點方式會更簡單。

4、實際電力市場的選擇

以上從三個角度給出了輸電權的分類：金融/物理、責任/期權、點到點/基于支路。對于金融/物理的選擇，一般與整體市場的設計，特別是能量市場的設計有關系。責任/期權、點到點/基于支路可以根據市場的實際情況進行選擇。一些市場中允許多種類型輸電權同時存在，由市場參與者選擇購買哪種類型的輸電權。

總結

電力市場設計中，如何對輸電權進行定義，定價以及交易，是必須要考慮的問題，并與能量市場的設計密切相關。本文對輸電權的基本定義、分類進行介紹，并結合簡單算例進行了比較和分析。再次強調，電力市場的很多方案沒有絕對的好壞，取決于具體的目標、約束，以及技術、經濟、政治條件。但是，市場的各個環節需要一致、匹配。能量市場和輸電市場、批發市場和零售市場、中長期市場和現貨市場都不是相互分離的兩個市場，而是密切耦合在一起的。進行一個市場的設計時，必須要同時考慮對另一個市場的影響。