一、引言

 

電力現(xiàn)貨市場是電力體制改革的重要環(huán)節(jié)。2018年是本輪電力體制改革的“現(xiàn)貨元年”，隨著我國電力體制改革的不斷深化和中長期電力交易機制的不斷成熟和完善，電力現(xiàn)貨市場也將逐步啟動、運行。

 

（來源：能源研究俱樂部 ID:nyqbyj 作者：朱繼忠 國家級特聘專家、華南理工大學(xué)教授）

 

業(yè)內(nèi)素有“無現(xiàn)貨、不市場”之說。電力現(xiàn)貨市場將產(chǎn)生反映電力商品不同時段、不同地點的邊際發(fā)電成本和電力供需特性的價格信號。電力價格信號可以準(zhǔn)確反映電力資源的峰谷用電需求差異和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)阻塞，通過市場指導(dǎo)資源時空優(yōu)化配置，促進新能源消納，提高電力資產(chǎn)利用率，保證電力系統(tǒng)的安全運行。

 

本文嘗試解析當(dāng)前電力現(xiàn)貨難點與解決路徑，并結(jié)合國內(nèi)外典型經(jīng)驗提出對我國電力現(xiàn)貨市場建設(shè)的建議和思路，供同行參考。

 

二、當(dāng)前電力現(xiàn)貨難點與解決路徑

 

電力市場建設(shè)已成為電力行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。國家發(fā)展改革委、國家能源局等部門聯(lián)合發(fā)布了多項改革政策文件，力促電力市場建設(shè)取得實質(zhì)性進展。隨著電改的逐步深入，涉及電改實質(zhì)的各項難點問題逐漸暴露出來，亟待解決。

 

（一）理清政府部門和監(jiān)管機構(gòu)在開展現(xiàn)貨市場中的職能

 

搞好電力現(xiàn)貨市場，必須要遵循獨立、公平、公正和公開原則。電力市場各主體之間要相對獨立、互不隸屬，并避免行政無故干預(yù)市場，同時監(jiān)管機構(gòu)也必須相對獨立，與市場各參與主體沒有關(guān)聯(lián)。另外，市場中的信息要面向同級別的市場參與者公開，以保證電力現(xiàn)貨市場中的電能交易在公正公平的基礎(chǔ)上進行。

 

中發(fā)9號文要求改善對電力行業(yè)的監(jiān)管，特別是提高監(jiān)管機構(gòu)的監(jiān)管能力，改進監(jiān)管方法，做好系統(tǒng)規(guī)劃。我國的電力市場規(guī)劃應(yīng)明確政府機構(gòu)之間以及政府與電網(wǎng)公司、發(fā)電公司和其他實體之間的規(guī)劃角色和責(zé)任。兼顧市場機制與政府宏觀調(diào)控，用好“看不見的手”和“看得見的手”，最大限度地減少行政干預(yù)。努力形成市場作用和政府作用有機統(tǒng)一、相互補充、相互協(xié)調(diào)、相互促進的格局。

 

此外，電力由于其特殊的物理屬性，電力市場機制的設(shè)計和監(jiān)管都將與其他大宗商品市場不同，對監(jiān)管人員的知識結(jié)構(gòu)、認知水平要求更高，因此應(yīng)當(dāng)整合電力管理職能，成立專業(yè)、相對獨立的第三方監(jiān)管評估機構(gòu)。

 

（二）選擇合適的電力現(xiàn)貨市場模式

 

從我國網(wǎng)省兩級調(diào)度的現(xiàn)狀、各省級網(wǎng)絡(luò)阻塞的不同和促進新能源消納的角度出發(fā)，將現(xiàn)貨市場分為集中全電量模式、集中偏差電量模式、雙邊偏差電量模式三種模式。

 

集中全電量模式：適用于具有阻塞的區(qū)域現(xiàn)貨市場，在日前市場和實時市場實施全電量集中競價與優(yōu)化，由省級調(diào)度機構(gòu)統(tǒng)一出清，交易機構(gòu)進行結(jié)算，從而保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行和資源的優(yōu)化配置。相應(yīng)地，中長期交易合同僅為規(guī)避風(fēng)險、鎖定價格的金融差價合同，不需要物理執(zhí)行。

 

集中偏差電量模式：適用于具有大規(guī)模可再生能源的跨區(qū)域現(xiàn)貨市場。在區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)可再生能源剩余時，在日前市場和日內(nèi)市場實施可再生能源預(yù)測和計劃偏差電量的跨區(qū)域集中競價和優(yōu)化，由網(wǎng)級或國家級調(diào)度機構(gòu)統(tǒng)一出清，交易機構(gòu)進行結(jié)算。

 

雙邊偏差電量模式：適用于阻塞較輕的區(qū)域現(xiàn)貨市場。發(fā)用雙方在中長期交易階段簽訂雙邊實物合同，需要物理交割。日前階段，市場成員自行安排次日的發(fā)用電曲線。售電商與發(fā)電商可以在現(xiàn)貨市場買賣電量來保證不違反合同。

 

集中全電量模式和雙邊偏差電量模式適用于省級現(xiàn)貨市場，省內(nèi)阻塞嚴(yán)重時采用集中全電量模式，阻塞較輕時采用雙邊偏差電量形式。集中偏差電量模式適用于可再生能源富余省份的跨區(qū)域現(xiàn)貨市場，用市場的力量促進可再生能源消納。

 

（三）穩(wěn)步推進電力現(xiàn)貨市場的全面建設(shè)

 

事物的發(fā)展必然有一個過程，電力現(xiàn)貨市場改革發(fā)展也不例外。建設(shè)電力現(xiàn)貨市場在我國尚為一個新鮮事物，需要有一個循序漸進的過程。

 

要充分認識現(xiàn)貨市場建設(shè)的緊迫性和重要性，要針對電力現(xiàn)貨市場界定、市場模式選擇、省間市場與省內(nèi)市場銜接、中長期交易與現(xiàn)貨交易銜接等重點問題，抓緊研究，促進形成更多共識。在推進電力現(xiàn)貨市場建設(shè)時首先要明確選擇什么樣的市場模式。這需要摸清電力市場結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)情況，結(jié)合各地的實際情況明確市場建設(shè)的目標(biāo)（抓住主要矛盾和次要矛盾，先解決哪些后解決哪些）。選定市場模式后，再具體設(shè)計交易規(guī)則和建設(shè)技術(shù)系統(tǒng)。

 

（四）踐行中長期市場和現(xiàn)貨市場的有機銜接

 

我國中長期市場較為成熟，基本形成一套獨特體系。中長期市場電價變化頻度不大，更多反映的是電煤平衡和電量平衡。而現(xiàn)貨市場電價則可以是一日多變，主要反映的是電力供需平衡，是負荷曲線每一點的價值。

 

相對中長期市場，現(xiàn)貨市場技術(shù)更加復(fù)雜，需要考慮的問題更多。現(xiàn)貨市場下中長期市場與現(xiàn)貨市場銜接的一個基本原則是：中長期合同必須在簽訂的時候就確定曲線分解的方式。中長期市場為與現(xiàn)貨市場配合與銜接，中長期交易合約將有以下幾點變化：1）中長期交易合約將由現(xiàn)行的物理合約轉(zhuǎn)變?yōu)椴顑r合約，通過差價結(jié)算在日前市場中“多退少補”，起到鎖定價格、規(guī)避風(fēng)險的作用；2）中長期交易合約需要規(guī)定分解曲線，將合約電量分解到合約周期內(nèi)的每個小時，各個小時的分解量將根據(jù)該小時的日前現(xiàn)貨市場價格做差價結(jié)算；3）中長期交易合約需要規(guī)定結(jié)算參考點，以結(jié)算參考點的日前現(xiàn)貨市場價格作為差價結(jié)算的依據(jù)。

 

（五）打破省間壁壘、建立跨區(qū)跨省的電力市場交易平臺

 

我國發(fā)電資源與負荷中心呈逆向分布，各地區(qū)的發(fā)電資源種類差別也較大，同一地區(qū)由于缺乏多種資源進行優(yōu)勢互補，導(dǎo)致部分地區(qū)風(fēng)電等間歇性能源無法充分利用。電力交易省間壁壘問題主要表現(xiàn)在地方政府嚴(yán)格控制省外購電量和行政干預(yù)省間交易價格。省間壁壘降低了市場有效性，阻礙了市場資源在更大范圍的優(yōu)化配置。隨著電力市場化改革的不斷深入，在發(fā)、輸、配、售、用等環(huán)節(jié)將逐步引入市場化交易機制，進行跨區(qū)域電力交易已成為必然趨勢。

 

現(xiàn)如今，縱橫交錯的輸電網(wǎng)絡(luò)為跨區(qū)跨省的電能交易提供了極好的物理基礎(chǔ)。然而，在跨地區(qū)電能交易過程中，可能會出現(xiàn)交易電能超過輸電容量的限制。這就需要在有限的輸電容量情況下，電力市場引導(dǎo)跨區(qū)域電能交易，實現(xiàn)各市場參與者的利益最大化的同時保障輸電網(wǎng)絡(luò)的安全。

 

（六）利用現(xiàn)貨市場開展綜合需求側(cè)響應(yīng)

 

在服務(wù)產(chǎn)品方面，電力企業(yè)從單一的電能生產(chǎn)者或銷售者向綜合能源供應(yīng)商轉(zhuǎn)變，既要擴大產(chǎn)品種類，又要提高服務(wù)水平。綜合能源服務(wù)、能源互聯(lián)網(wǎng)等新業(yè)態(tài)、新技術(shù)更是在電改環(huán)境里獲得了廣泛發(fā)展和應(yīng)用。如果所有需求側(cè)用戶都是同一個價格，既不利于用電側(cè)的資源配置，也不利于用電側(cè)的能源服務(wù)模式創(chuàng)新。電力市場在用戶側(cè)的價值應(yīng)當(dāng)是根據(jù)用戶性質(zhì)進行差異定價，改變用戶的用電習(xí)慣，降低負荷曲線的峰谷差。可以利用能源互聯(lián)網(wǎng)建立用戶綜合能量管理系統(tǒng)，發(fā)揮自身的技術(shù)優(yōu)勢，激發(fā)用戶成為源網(wǎng)荷互動的資源。

 

（七）建立精確的數(shù)學(xué)模型提高出清計算的收斂性

 

如果能解決電力交易省間壁壘問題，那么從理論上講跨區(qū)域電力現(xiàn)貨市場并不是很復(fù)雜的事情，市場小利潤就小，市場大利潤也大，尤其是我國區(qū)域分布呈發(fā)電中心和負荷中心逆向分布，跨區(qū)域的交易肯定有必要性，可以優(yōu)勢互補，能源可以相互轉(zhuǎn)換。但技術(shù)端來講，跨區(qū)域電力現(xiàn)貨市場的難度是在模型上，跨區(qū)域范圍越廣，電網(wǎng)的模型也就越大，如果電網(wǎng)模型不準(zhǔn)確或模型太大，導(dǎo)致潮流計算不收斂。潮流不收斂，日前和日內(nèi)市場出清計算也算不了。在實際現(xiàn)貨市場中，區(qū)域大而跨區(qū)多的市場出清是一個很難問題，區(qū)域越大、跨區(qū)域越多，出清計算上遇到的困難會越多。為此，提出下面解決這一問題的一些經(jīng)驗：

 

1.各區(qū)域的電網(wǎng)設(shè)備參數(shù)命名方法、計算基準(zhǔn)值和參數(shù)計算方法要統(tǒng)一，尤其是各區(qū)域間的聯(lián)絡(luò)線命名和參數(shù)要一致。

 

2.潮流計算要具備多島計算的能力。當(dāng)某些故障導(dǎo)致電網(wǎng)模型形成幾個獨立的區(qū)域（島），需要在各自的區(qū)域（島）內(nèi)選擇恰當(dāng)?shù)膮⒖脊?jié)點，并完成孤立的多區(qū)域潮流計算。

 

3.當(dāng)出清計算過程中出現(xiàn)死節(jié)點（dead bus）時，要能夠找到死節(jié)點與相鄰電力有效節(jié)點之間的物理關(guān)系，從而計算電網(wǎng)中所有節(jié)點包括死節(jié)點的電價。

 

4.利用分布式參考節(jié)點代替單一平衡節(jié)點，從而保證在電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不變的情況下，任何時候計算的出清節(jié)點電價都是一樣的。

 

5.對特別大的跨區(qū)域電力現(xiàn)貨市場，其電網(wǎng)模型的節(jié)點有數(shù)萬個甚至十萬以上，交流潮流計算難以滿足日前或日內(nèi)出清計算的時間要求，需采用快速有效的解耦潮流計算方法進行安全校核。

 

三、國內(nèi)外典型經(jīng)驗分析

 

（一）南方（以廣東起步）電力市場

 

從廣東電網(wǎng)的電力資源、負荷特性、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等實際情況可看出，集中式市場相比分散式市場更加適合廣東電網(wǎng)。這是因為目前南方電網(wǎng)仍然存在輸電阻塞，部分省份阻塞較為嚴(yán)重，集中式現(xiàn)貨市場能夠更好地與現(xiàn)有調(diào)度機制銜接，有效保障電力供應(yīng)可靠與電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，此外，由于廣東電網(wǎng)運行方式復(fù)雜多變、不確定性較大，調(diào)度機構(gòu)只有到了日前和日內(nèi)才能將電力供需狀況、運行方式和網(wǎng)絡(luò)約束條件全部看清，中長期時間尺度上無法對分散式的實物合同進行準(zhǔn)確的安全校核，實物合同可能因為邊界條件變化導(dǎo)致難以完成物理交割。

 

基于現(xiàn)貨交易的廣東電力市場包括基數(shù)電量、中長期交易、現(xiàn)貨交易和輔助服務(wù)交易。基數(shù)電量為一般必須調(diào)度的機組的發(fā)電量，它是由政府主管部門制定下達，落實優(yōu)先發(fā)電、優(yōu)先購電政策，保障清潔能源全額消納，保障不參與市場交易的用戶用電。中長期電能量交易市場以中長期電能量合約為基礎(chǔ)，通過典型曲線或自定義曲線約定合約周期內(nèi)分時電量，并約定結(jié)算價格參考點。現(xiàn)貨電能量市場交易包括日前現(xiàn)貨交易和實時現(xiàn)貨交易，采用全電量集中競價優(yōu)化、分時分節(jié)點出清的組織方式。廣東輔助服務(wù)市場交易包括調(diào)頻輔助服務(wù)市場交易，初期與能量市場分開運行、獨立優(yōu)化，后期與現(xiàn)貨能量市場聯(lián)合優(yōu)化、統(tǒng)一出清。

 

（二）內(nèi)蒙古電力市場

 

按照內(nèi)蒙古電力多邊市場體系建設(shè)思路，中長期市場的核心是電能量交易，現(xiàn)貨市場的核心是電力交易執(zhí)行。以日前市場為基礎(chǔ)編制日前計劃，日內(nèi)及實時市場指導(dǎo)日內(nèi)偏差調(diào)整，實現(xiàn)了市場對電網(wǎng)日前、日內(nèi)運行方式的直接優(yōu)化，真正做到資源調(diào)配由計劃體制向市場機制轉(zhuǎn)變。由于開展的中長期交易品種無法根本上解決風(fēng)、光等新能源消納問題，需要在中長期交易的基礎(chǔ)上開展電力現(xiàn)貨市場，提高電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力，構(gòu)建新能源消納機制。內(nèi)蒙古將中長期交易電量分解到日內(nèi)來實現(xiàn)中長期市場和現(xiàn)貨市場的銜接。

 

（三）英國電力市場

 

英國是最早實施電力市場化改革的國家之一。英國電力市場化改革從1988年的《電力市場民營化》白皮書開始，英國推行的以打破壟斷為主要特征的電力行業(yè)重組和電力市場建設(shè)，為許多國家所效仿，繼而掀起了世界電力市場化改革的浪潮。多年來，英國仍在不斷地探索，隨著環(huán)境形勢的變化及時對市場機制不斷做出調(diào)整。英國電力市場改革經(jīng)歷了電力庫模式、新電力交易規(guī)則（NETA）模式以及英國電力交易和輸電制度（BETTA）模式，現(xiàn)今正在進行實現(xiàn)低碳發(fā)展的第四輪電力體制改革。自NETA模式起，英國即形成了以雙邊交易為核心的電力生產(chǎn)、交易與監(jiān)管體系。

 

從英國經(jīng)驗來看，開放、公平的電力市場是交易機構(gòu)獨立運行的前提條件，構(gòu)建充分競爭的市場環(huán)境，有利于市場參與者之間的權(quán)益制衡。

 

（四）北歐電力市場

 

北歐作為首個跨國的區(qū)域電力市場，多年來市場運行相對平穩(wěn)，市場范圍不斷擴大，交易機制較為完善，為大多數(shù)國家所認可。開放共享的市場交易機制使得北歐地區(qū)各國資源實現(xiàn)優(yōu)勢互補，在應(yīng)對季節(jié)性能源匱乏、環(huán)境污染等方面起到重要作用，同時也確保了區(qū)域間電力供應(yīng)的安全穩(wěn)定。北歐電力市場體系較為完善，電力運行的多個環(huán)節(jié)采用市場競爭機制，包括發(fā)電、電力實時平衡、系統(tǒng)輔助服務(wù)、售電等。

 

北歐電力市場從交割方式的角度可分為物理市場和金融市場。北歐電力市場交易機構(gòu)與調(diào)度機構(gòu)分開，交易機構(gòu)負責(zé)電力的物理和金融交易（歐洲電力交易，europex），調(diào)度機構(gòu)（輸電系統(tǒng)運營者，TSO）運營實時平衡市場，負責(zé)電力運行安全和實時平衡。

 

北歐電力市場允許不同國家按照不同的發(fā)展階段選擇部分加入市場，在保持市場統(tǒng)一性的同時制定符合本國特色的調(diào)度政策，且交易模式多樣，我國在建設(shè)區(qū)域電力市場時可以借鑒其建設(shè)歷程和市場架構(gòu)。

 

（五）美國PJM電力市場

 

PJM是美國比較典型且較為成熟的一個電力市場，它不擁有任何輸電線路、變電站、發(fā)電機組或者其他電力設(shè)施，是一個獨立的實體，與任何電力市場參與者沒有關(guān)聯(lián)。PJM電力市場包括能量市場、輔助服務(wù)市場、容量市場、金融輸電權(quán)市場、雙邊交易。從時間尺度來看，PJM市場調(diào)度分年度（1-5年）、月度（1-12月）、日前和日內(nèi)實時（小時、5分鐘、2秒）。PJM電能量市場，它包括日前和實時兩個市場，均采用全電量競價模式，都用節(jié)點邊際電價法(LMP)出清，也就是以電網(wǎng)中特定節(jié)點上新增單位負荷所產(chǎn)生的新增供電成本為基礎(chǔ)來核定電價。

 

PJM市場具有以下特點：輸電網(wǎng)絡(luò)屬功能性分離；實現(xiàn)市場運行與物理運行緊密結(jié)合；采用集中全電量模式；實現(xiàn)了主能量市場和輔助服務(wù)市場的聯(lián)合優(yōu)化；嚴(yán)格的市場力檢測；嚴(yán)格的市場監(jiān)管。上述這些特點促使PJM電力市場日趨完善和成熟，競爭性的市場保持電力系統(tǒng)可靠性和強韌性，市場在低成本下提升了系統(tǒng)可靠性。PJM市場作為最成功的集中式市場，在美國被作為標(biāo)準(zhǔn)市場模式的設(shè)計模板，成為各區(qū)域、國家電力市場改革學(xué)習(xí)、借鑒的對象。

 

四、結(jié)語

 

隨著我國電力體制改革全面深化，亟待加快探索建立電力現(xiàn)貨交易機制，充分發(fā)揮市場在電力資源配置中的決定性作用，進一步釋放改革紅利。2019年是全面建成小康社會的關(guān)鍵之年，電力行業(yè)應(yīng)堅持新發(fā)展理念，堅持推動高質(zhì)量發(fā)展，堅持以供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線，堅持深化市場化改革，為加快建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟體系做出實質(zhì)性貢獻。

 

鑒于我國電力現(xiàn)貨市場有別于國外市場的特殊性，保證其有序健康發(fā)展和電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行無疑將是新一輪電力體制改革所面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，也是學(xué)術(shù)界所面臨的重要研究課題。因此，在電力現(xiàn)貨市場建設(shè)的道路上，一方面我們要借鑒國外電力市場的先進經(jīng)驗，另一方面我們國家的電網(wǎng)遠比其他國家復(fù)雜，國情也不一樣，不能完全照搬國外電力市場模式，從而穩(wěn)妥地推進我國電力現(xiàn)貨市場的發(fā)展。

 

原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2019年6月21日第23、24期