電力現貨交易：電能交易的“最后一公里”

2017-08-02 10:38:43 中國能源報　點擊量：評論 (0)

現貨價格反映的是電能交易最后一公里的價值而非全部的真實價值，其主要功能是為參與調峰的電源負荷儲能提供合理經濟激勵;電力市場改革的核心是改人，而非建立某個特定交易品種;電力市場機制設計的中心問題是用

現貨價格反映的是電能交易“最后一公里”的價值而非全部的“真實”價值，其主要功能是為參與調峰的電源/負荷/儲能提供合理經濟激勵;電力市場改革的核心是“改人”，而非建立某個特定交易品種;電力市場機制設計的中心問題是用符合國情的市場化交易手段解決電力電量平衡的問題，還原電能商品的真實價值。

《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建立以電力現貨市場為主體、電力金融市場為補充的省級電力市場體系，初期市場擬采用全電力庫模式，計劃于2019年上半年基本建成并投入試運行。這體現了國家權威部門對于電力體制改革的期待，即以電力現貨市場建設作為市場起步。本文旨在多方面分析電力現貨市場的基本原理及優缺點，以便讀者重新審視電力現貨交易。

現貨價格僅反映

電能交易的部分價值

根據“9號文”配套文件《關于推進電力市場建設的實施意見》，現貨市場主要開展日前、日內、實時電能量交易和備用、調頻等輔助服務交易。

這種電力現貨市場的概念主要來自于國外電力市場的spot market，其理論基礎為美國麻省理工學院(MIT)F. C. Schweppe教授等人提出的實時電價(spot pricing)理論，取決于某一小時的電力供需情況。

實時電價在理論上十分精致，卻有兩個重大缺陷：一是仍然基于傳統的分時調度(或分時功率平衡)模型，沒有認真處理跨時段(inter-temporal)約束，因此也忽略了電能生產和消費的時間連續性這個十分重要的特征，在當前風、光等新能源大規模接入和對電力系統靈活性需求急劇升高的情況下，這個問題尤其嚴重;二是假設同一時段的電能商品都是同質的，忽略了基荷、腰荷和峰荷機組區別明顯的技術特征及成本構成。此外，基于短期調度模型的實時電價并不包括長期發電容量投資的經濟信號，無法保證發電容量的充裕性。

筆者認為，對于負荷平穩的基荷電力及發電機組(例如核電機組)而言，隨負荷波動的現貨價格(實時電價)并無意義。在電力系統運行中，把實時電力平衡(或頻率調節)分為一次調頻、二次調頻和三次調頻，一次調頻常常作為發電機組的基本義務，不納入市場交易，二次調頻(或AGC)一般作為輔助服務，三次調頻(或經濟調度)即對應于日前、日內、實時電能量交易。由于現貨價格最終由實時電力平衡模型計算出，主要反映容量稀缺性，所以筆者認為，現貨價格適合于調峰機組、儲能、需求側響應等主體所提供的“邊緣性”商品(電力平衡)的定價，即除輔助服務外電能交易的“最后一公里”的價值。

電力市場改革的

核心是“改人”

電力市場屬于技術特性非常強的市場，經濟問題和技術問題緊密關聯，因此電力市場改革可謂世界上最復雜的市場改革。但是，從傳統的垂直一體化的電力工業向自由競爭的電力市場轉型的過程，卻主要是生產關系的變革，也就是“改人”的過程。純粹從電力資源優化配置的角度講，發、輸、配、售垂直一體化的傳統工業模式是最好的，對于電能商品這種創新性并不十分強的商品市場，這種計劃管理模式仍有相當大的優勢，世界上許多國家和地區的電力工業至今仍然保持垂直一體化模式。但是計劃管理模式卻存在許多弊端，例如：政企不分，企業缺乏應有的自主權;形成企業吃國家“大鍋飯”、職工吃企業“大鍋飯”的局面，嚴重壓抑了企業和職工的積極性、主動性、創造性;缺乏競爭壓力，企業官僚化，人浮于事，效率低下，腐敗嚴重等。而市場化改革正是要通過競爭機制的引入，來降低成本，提高效率，改善服務，其核心是人和企業組織的變化。

因此，我國的電力市場改革應將重點立足于“改人”，而非一開始就建立技術十分復雜的交易品種。

從“改人”的角度，當前各省的中長期電量交易機制簡單易行，技術支持系統建設不復雜，容易盡快著手實施。雖然對于這種大宗電量交易，利益關系調整并不小，當從已開展的省份來看，實際效果十分明顯。在用戶用電價格降低的同時，服務得到了改善，因此社會參與熱情高漲。發電主體從以往向電網被動售電轉向主動尋找電力客戶，并提供增值服務。電網企業明顯感到競爭壓力，也正在努力改善服務。

但是，中長期電量交易的缺陷也是十分明顯的。由于發用功率曲線完全解耦，沒有反映電能商品的物理特征，同時也沒有反映峰谷不同時段電能商品的不同價值，交易量增大后，將給運行調度帶來諸多困難。因此，后續改革應重點考慮帶功率曲線的中長期交易。另一方面，即便是對于最簡單的中長期電量交易，目前各省能持續穩定運轉的交易機制也非常罕見，而這些問題并非倉促推行現貨交易所能解決的。此外，在“改人”的過程中，電力市場相關的信用體系、監管體系、金融市場和法律法規等也亟待完善。

降價并非評價電力市場

好壞的依據

電力電量平衡是電力系統規劃和運行的中心問題，又包括電力(power，或功率)平衡和電量(energy，或能量)平衡。無論對于計劃管理方式或市場競爭方式，這個中心問題并無任何變化。

電力平衡條件即規劃期內每年新建機組的總容量應大于該規劃年最大預測負荷與容量備用之和扣除系統內原有發電廠容量，而電量平衡條件即規劃期內系統每年需要新建發電廠所補充的發電量應等于系統在該規劃年的總需求電量扣除系統內原有發電廠在該年的發電量。

在電力系統短期運行中，保持電力(功率)實時平衡是電力系統穩定運行的基本條件，為應對負荷和電源的不確定性，還應保留一定的旋轉和非旋轉備用。在分時調度模型中，如調度期間所有時段電力平衡，則電量必定平衡。目前現有的電力市場理論對電力平衡與電量平衡問題沒有作明確區分，帶來許多問題。

在實際電力系統調度中，電力電量平衡是按照以下方式來實現的：每年初由政府電力管理部門制定年度發用電(量)計劃和年分月發用電(量)計劃;然后逐月由電力調度中心滾動修改月度發電(量)計劃，并初步形成月分日發電(量)計劃;到生產運行日的前一天，電力調度中心需要根據次日負荷預測曲線、電源和電網運行和檢修狀況、電網和電源的運行約束等，制定次日各發電機組的開停機計劃(也稱為機組組合)和出力曲線、調頻和備用以及無功電壓調整等輔助服務安排，即日發電計劃和輔助服務計劃，電力供應緊張時，還要對用戶側制定有序供電計劃;最后在生產運行日內，調度中心的調度員還要根據電網實時平衡和安全穩定運行的需要，對發電機組進行再調度，調整一些機組在部分時段的出力，甚至啟停機。發電機組的自動發電控制系統(AGC)也會根據系統頻率的偏差自動調整調頻機組的出力，以保障系統的動態實時電力平衡。

電力市場化改革并不改變上述電力電量平衡的基本問題，只是改變發用電計劃和調度計劃的形成方式，由傳統的政府、電網制訂改為市場主體自主報價，并通過市場交易出清規則形成。

長期以來，我國在電力系統調度方面積累了豐富的經驗，確保了電力系統的安全穩定運行，支撐了國民經濟發展和人民生活水平的提高。在市場化改革初期，并不適合對業已成熟的基本調度框架進行劇烈調整，需要改革的是電力調度的決策權而非執行權，即將傳統的集中統一調度決策權還給市場，但調度計劃最后仍由電網調度中心依據調度規程執行。

如圖1所示，市場機制下的電力電量平衡問題即用不同的(橫向的或縱向的)“能量塊”填充負荷曲線下的面積，因此也將形成內涵不同的價格。電力現貨市場主要對應于綠色的縱向“能量塊”和少部分藍色的橫向“能量塊”的交易，進而形成分時的調峰價格，為燃氣輪機、抽水蓄能等調峰電源和需求側響應提供合理的經濟激勵，亦即除輔助服務外的電力電量平衡漫長鏈條的“最后一公里”。

但這種價格并不適合于對所有的“能量塊”(特別是基荷“能量塊”)進行定價。以英國電力市場的NETA、BETTA模式為例，以中長期雙邊交易為主，形成物理交割的發用電計劃曲線，并提交給電網調度的平衡機制。平衡機制中的交易電量約占全網總用電量的2%，而包含日前交易的現貨市場交易電量比例不到30%。也就是說，在現貨交易前負荷曲線的形狀即已大致確定，現貨交易主要是對負荷曲線的形狀進行修正，并沒有采用現貨價格對所有電量進行定價。

我國電力市場機制設計的中心問題是：以符合國情的市場化交易手段解決電力電量平衡的問題，并還原電能商品的真實價值。降價并非評價電力市場好壞的依據，過度降價反而招致國有資產流失的嫌疑。