電改文件起草專家談電力市場與電能交易

一、中長期合約交易需要著重考慮偏差電量處理機制

為了貫徹落實《中共中央國務(wù)院關(guān)于進一步深化電力體制改革的若干意見》（中發(fā)[2015]9號）及其配套文件的主要精神與提出的各項改革任務(wù)，國家能源局于近期發(fā)布了《電力市場運營基本規(guī)則》和《電力中長期交易基本規(guī)則》的征求意見稿，以確保各地在推進電力體制改革時有章可循、有規(guī)可依。其中，《電力市場運營基本規(guī)則》主要適用于國內(nèi)開展現(xiàn)貨交易的電力市場，《電力中長期交易基本規(guī)則》主要適用于國內(nèi)未開展電力現(xiàn)貨市場試點的地區(qū)。

從原理上，現(xiàn)貨市場是實現(xiàn)電力資源優(yōu)化配置、發(fā)現(xiàn)電力時空價值的核心環(huán)節(jié)，中長期市場則是市場成員規(guī)避價格波動風(fēng)險、提前鎖定基本收益的重要手段，兩者缺一不可。實際的市場運行中，市場成員在中長期市場中簽訂的合約電量往往會存在執(zhí)行偏差或與現(xiàn)貨市場交易進行銜接和協(xié)調(diào)的問題。因此，需要詳細考慮中長期合約交易偏差電量的處理機制，以確保電力市場的平穩(wěn)有序運行。

對于要建立現(xiàn)貨交易的市場?！峨娏κ袌鲞\營基本規(guī)則》中規(guī)定：“對于實物合同，在不違背安全約束的前提下，合同電量需要予以剛性執(zhí)行，再通過現(xiàn)貨市場對系統(tǒng)的偏差電量進行調(diào)整。對于差價合同，合同電量不需要剛性執(zhí)行，在日前階段，將以社會福利最大化為目標(biāo)制定電網(wǎng)次日的發(fā)用電曲線，并通過現(xiàn)貨市場不斷更新修正，針對其與差價合同所分解出來的曲線的偏差電量，按現(xiàn)貨市場的價格進行偏差結(jié)算。”

市場成員簽訂中長期實物合同時，可于日前將次日的發(fā)用電計劃曲線和調(diào)整出力的報價（包括上調(diào)報價和下調(diào)報價）提交至電力調(diào)度機構(gòu)，調(diào)度機構(gòu)據(jù)此初步安排電網(wǎng)運行方式。實時平衡階段，調(diào)度機構(gòu)應(yīng)該盡量保證市場成員所提交的發(fā)用電計劃曲線能夠執(zhí)行，對于負荷預(yù)測偏差和新能源出力波動等引起的發(fā)用電負荷不匹配的情況，調(diào)度機構(gòu)應(yīng)在考慮市場成員提交的調(diào)整出力報價基礎(chǔ)上，按照系統(tǒng)調(diào)整成本最小化的目標(biāo)按需調(diào)用發(fā)用電資源，以確保電力實時供需平衡和進行阻塞管理。市場成員事后實際發(fā)用電與經(jīng)過實時平衡階段調(diào)整后的發(fā)用電計劃曲線之間的偏差量則按照市場規(guī)則進行事后偏差量結(jié)算。

市場成員簽訂中長期差價合同時，可由市場運營機構(gòu)按規(guī)則將各市場成員的差價合同分解為每天的金融結(jié)算曲線，以作為市場成員的基本收益依據(jù)。日前市場出清后，市場成員的日前發(fā)用電計劃曲線與金融結(jié)算曲線之間的偏差量按照日前市場的出清電價進行結(jié)算。實時市場出清后，市場成員事后實際的發(fā)用電曲線與其日前發(fā)用電計劃曲線之間的偏差量則按照實時市場的出清電價進行結(jié)算。

對于未建立現(xiàn)貨交易的市場?！峨娏χ虚L期交易基本規(guī)則》中規(guī)定：“推薦采取預(yù)招標(biāo)方式按月平衡偏差，是指月度交易結(jié)束后，通過預(yù)招標(biāo)方式確定次月上調(diào)機組調(diào)用排序（按增發(fā)價格由低到高排序）和下調(diào)機組調(diào)用排序（按補償價格由低到高排序）。月底最后一周，調(diào)度機構(gòu)根據(jù)各個機組的合同完成率，判斷當(dāng)月基本電力供需形勢。當(dāng)月度系統(tǒng)實際用電需求大于月度系統(tǒng)總合同電量時，基于預(yù)招標(biāo)確定的機組排序，優(yōu)先安排增發(fā)價格較低的機組增發(fā)電量，其余機組嚴格按合同電量安排發(fā)電計劃；當(dāng)月度系統(tǒng)實際用電需求小于月度系統(tǒng)總合同電量時，優(yōu)先安排補償價格較低的機組減發(fā)電量，其余機組嚴格按合同電量安排發(fā)電計劃”。

采用預(yù)招標(biāo)方式來處理月度電量合同執(zhí)行偏差是試圖用市場化的方式來激勵市場成員共同去維護系統(tǒng)電力電量平衡的問題，而不是仍然按照原先以計劃電量“兜底”的方式來處理。市場成員的年度直接交易電量和公益性、調(diào)節(jié)性電量需要由市場運營機構(gòu)按市場規(guī)則分解到月來進行交割，并將分解后的月度發(fā)用電計劃固定下來。月度交易市場閉市后，市場成員需要向市場運營機構(gòu)提交次月調(diào)整其月度發(fā)用電計劃的價格，包括增發(fā)/用電量和減發(fā)/用電量兩個方面，并且將其報價進行封存。待執(zhí)行月的最后七天時，由調(diào)度機構(gòu)依據(jù)最新的負荷預(yù)測和新能源發(fā)電預(yù)測綜合判斷本月的電力供需形勢，并按照調(diào)整成本最小的原則安排市場成員增減發(fā)用電量。對于市場成員月度計劃的部分，按直接交易價格和政府定價分成分進行結(jié)算；對于市場成員調(diào)整電量和事后實際的偏差電量，需按市場規(guī)則進行結(jié)算。其中，價格機制和結(jié)算機制一方面要給予市場成員適當(dāng)?shù)募顏碇鲃拥貐⑴c系統(tǒng)平衡，另一方面還需要促使市場成員按其真實的發(fā)電和調(diào)整成本來進行報價，避免其動用市場力、擾亂市場秩序的行為。

綜上分析，《電力市場運營基本規(guī)則》和《電力中長期交易基本規(guī)則》對于中長期合約執(zhí)行過程中的偏差電量，均采取了市場化的方式（現(xiàn)貨市場或預(yù)招標(biāo)方式）來進行處理。其根本目的是既要引導(dǎo)市場成員理性參與市場交易、盡量確保合約完成，又要給予市場運營機構(gòu)多樣化的手段來調(diào)用安排資源、確保電力電量平衡。

二、輔助服務(wù)的市場化應(yīng)以電能現(xiàn)貨市場為前提

由于電力目前尚無法實現(xiàn)大規(guī)模存儲，使得電力系統(tǒng)需要滿足發(fā)電和負荷電力的實時平衡。這就造成了四個主要方面的影響：1.電力價格隨時間變化而波動；2.系統(tǒng)運行和輸電屬于公共品且受到管制；3.當(dāng)前運行狀態(tài)需要考慮如何應(yīng)對后續(xù)可能發(fā)生的狀況；4.對于電力變化的響應(yīng)具有價值。因此，電力系統(tǒng)需要依靠輔助服務(wù)來保證可靠性和實現(xiàn)基本的電力傳輸。這就是輔助服務(wù)的需求和意義之所在，雖然談及電力市場時，人們往往更關(guān)注電能交易，但輔助服務(wù)卻承載了電力系統(tǒng)運行和電力交易實現(xiàn)的特殊需求。

輔助服務(wù)原則上是一種控制實際機組容量的服務(wù)，通過系統(tǒng)運行者使用不同時間尺度來維持系統(tǒng)所需瞬時和連續(xù)的電力平衡。國內(nèi)外關(guān)于輔助服務(wù)的定義和分類各有特點，目前國際上公認的輔助服務(wù)類型大致可以分為七類：調(diào)節(jié)和負荷跟蹤（或是快速電能市場）用于正常運行情況下的電力平衡；旋轉(zhuǎn)備用、非旋轉(zhuǎn)備用和替代備用只在發(fā)生事故等特殊性況下參加間歇響應(yīng)，但要保持具有隨時響應(yīng)的能力；還有兩種附加輔助服務(wù)類型：電壓支持和黑啟動。電壓支持能夠提供動態(tài)無功支持，并且是唯一一種非有功服務(wù)類型。黑啟動由無須電網(wǎng)提供支持、能夠自啟動發(fā)電機提供，通常能夠提供有功和無功容量，并且可用于控制重啟電網(wǎng)的其他部分。

輔助服務(wù)并非新生事物。早在一世紀前電力系統(tǒng)形成之初，垂直一體化公司就已經(jīng)提出了輔助服務(wù)的概念和功能。只是隨著國際上電力市場結(jié)構(gòu)的重組，各主要電力市場越來越重視這些服務(wù)的有償使用，并逐漸形成了輔助服務(wù)市場。輔助服務(wù)的成本由固定成本、變動成本和機會成本三部分構(gòu)成。固定成本包括設(shè)備建設(shè)改造以及人員培訓(xùn)等所進行的投資；由于不同發(fā)電機組的效率、燃料、資本成本、控制能力、響應(yīng)速度等技術(shù)經(jīng)濟特性各有差異，因此提供輔助服務(wù)的變動成本也隨之千差萬別；機會成本則是由于發(fā)電容量既可以用于電能的產(chǎn)出，也可以用來提供調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)而發(fā)生的。

不同時段電力供需關(guān)系的變化造成了電能價格隨時間的波動。這一點同時適用于垂直一體化環(huán)境中基于經(jīng)濟調(diào)度得到的邊際成本，以及市場化后通過現(xiàn)貨市場競爭得到的市場出清價格。電價波動對討論輔助服務(wù)具有十分重要的意義，有以下兩點原因：首先，受機會成本影響，輔助服務(wù)價格通常比電能價格更具有波動性；其次，受局部電源裝機以及電力市場結(jié)構(gòu)的影響，每個小時的電能需求和電價隨時變化，這使得負荷跟蹤（或快速電能市場）更為復(fù)雜化，難以估算其價值，甚至難以決定其是否能成為一種輔助服務(wù)。與國內(nèi)計劃調(diào)度模式下存在的調(diào)峰服務(wù)不同，在開展現(xiàn)貨市場后，電能可以通過日前和實時市場進行交易?？梢酝ㄟ^現(xiàn)貨市場實現(xiàn)發(fā)電與負荷之間大部分的平衡，而無需購買額外的調(diào)峰服務(wù)。

國外主要電力市場中，主要對有功相關(guān)的調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)開展交易，而無功服務(wù)由于受就地平衡和無法傳輸?shù)南拗?，與黑啟動服務(wù)一起被排除在集中競價交易的產(chǎn)品范圍之外。隨著響應(yīng)時間的延長，輔助服務(wù)的技術(shù)要求逐漸降低，相應(yīng)的其價格也逐漸降低。因此，調(diào)頻是價格最高的服務(wù)，緊接著是旋轉(zhuǎn)備用、非旋轉(zhuǎn)備用和替代備用等。一些市場將調(diào)頻分為上調(diào)和下調(diào)，用來區(qū)分由于調(diào)節(jié)方向的不同造成的能效損失和機會成本的差異。輔助服務(wù)市場競爭過程中，起決定作用的主要驅(qū)動要素是機會成本。為了參與輔助服務(wù)市場，發(fā)電企業(yè)必須扣減進入電能市場的發(fā)電容量。為了提供備用服務(wù)，發(fā)電企業(yè)必須收取(或報價)的費用主要取決于發(fā)電企業(yè)的發(fā)電成本和當(dāng)時電能價格的差值。例如，一臺發(fā)電成本為￥210/MWh的發(fā)電機，將以￥90/MW-hr的價格出售旋轉(zhuǎn)備用服務(wù)（如果能量價格是￥300/MWh）。在旋轉(zhuǎn)備用的價格高于￥90/MW-hr時，發(fā)電企業(yè)通過放棄出售電能量而轉(zhuǎn)為出售旋轉(zhuǎn)備用的方式獲得更多的利潤。相反，在旋轉(zhuǎn)備用的價格低于￥90/MW-hr時，發(fā)電企業(yè)將會留在電能市場。

最早的電力市場設(shè)計是每小時電能市場和備用市場順序出清。系統(tǒng)操作者首先選擇最便宜的一組發(fā)電機來提供能量，其次才選擇提供調(diào)頻服務(wù)的發(fā)電機，緊接著依次選擇提供旋轉(zhuǎn)備用、非旋轉(zhuǎn)備用和替代備用的發(fā)電機。一般認為是首先考慮電能市場，因為它的體量最大，并且在經(jīng)濟上最重要。在備用服務(wù)中，有必要首先獲得技術(shù)要求最高的服務(wù)，其次才是眾多的發(fā)電機都可以提供的服務(wù)，這樣才是合理的。例如，這樣做是為了防止替代備用市場選用提供調(diào)頻服務(wù)的發(fā)電機。這是有一定意義的，因為可以提供調(diào)頻服務(wù)的發(fā)電機可能也可以提供旋轉(zhuǎn)備用、非旋轉(zhuǎn)備用和替代備用，但反過來就不一定了。可是，這種方式在某些情況下可能會事與愿違。例如，可能有足夠的低成本發(fā)電機組提供旋轉(zhuǎn)備用服務(wù)，但在市場最終出清的時候并替代備用的需要卻無法滿足。在這種情況下替代備用市場將以一個比旋轉(zhuǎn)備用市場更高的價格出清。這一結(jié)果顯然是不理想的，因為它給予了相對靈活的發(fā)電機組從旋轉(zhuǎn)備用市場扣減容量而將其投入到替代備用市場的動機。

雖然輔助服務(wù)市場增加了電力系統(tǒng)的復(fù)雜度，但同時也為發(fā)電企業(yè)等市場主體提供了額外收入，可以有效激勵其共同參保障系統(tǒng)安全運行和交易順利交割。對于發(fā)電企業(yè)而言，輔助服務(wù)的提供與電能和容量的提供存在相互影響。為實現(xiàn)收益最大化，發(fā)電企業(yè)必須對電能報價與各類輔助服務(wù)報價進行聯(lián)合優(yōu)化。對于集中式電力市場運營者而言，同樣需要將電能和輔助服務(wù)的購買進行聯(lián)合出清，以實現(xiàn)系統(tǒng)總成本最低。無論從什么角度出發(fā)，輔助服務(wù)市場的報價均應(yīng)基于電能市場的現(xiàn)貨價格，因此輔助服務(wù)的市場化應(yīng)以電能現(xiàn)貨市場為前提。

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