南方區(qū)域電力現(xiàn)貨市場競價模式設(shè)計及實施路徑探討

1、第2期肖鳴，等：南方電網(wǎng)強迫功率振蕩事故分析及其處置措施1南方區(qū)域電力現(xiàn)貨市場競價模式設(shè)計及實施路徑探討梁志飛，范展滔（中國南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心，廣州510623）摘要：現(xiàn)貨市場是完整電力市場體系的重要一環(huán)，也是協(xié)調(diào)市場交易與系統(tǒng)安全的關(guān)鍵所在。本文結(jié)合國家電力體制改革要求，從南方電網(wǎng)實際情況出發(fā)，指出建設(shè)南方區(qū)域現(xiàn)貨市場是實現(xiàn)發(fā)用電計劃放開的必備條件，調(diào)度機構(gòu)應(yīng)承擔(dān)日內(nèi)及實時現(xiàn)貨市場的組織實施職責(zé)。本文進一步探討將中長期合約改造為金融合約的可行性，建議在現(xiàn)貨市場開展全電量競價。最后，本文建議按照“三階段”、“過渡期雙軌制”的原則穩(wěn)步推進市場建設(shè)。 關(guān)鍵詞：南方電網(wǎng)；現(xiàn)貨市場；全電量競價；

2、雙軌制；Discussion on Trading Mode Designing and Implementation of Electric Spot Market for China Southern Power GridLiang Zhifei , Fan Zhantao(CSG Power Dispatching & Control Centre, Guangzhou 510623, China)Abstract: Spot market is regarded to be an important part of a complete power market, and al

3、so an essential processure of coordinating market transation and system operation. To meet the requirement of electric industry reform, this paper pointed out that spot market should be quite necessary for releasing generation and consumption schedule for market competition. In this process, the ele

4、ctric dispatching center should organize the daily and real-time spot maket. Further more, this paper suggest to transform long & mid term contract to financial contract so that all generation capacity could be devoted into competition in spot market. Finally, this paper proposed a three stage i

5、mplementation path with two-tier scheduling.Keywords:China Southern Power Grid, spot market, whole power quantity bidding, two-tier scheduling 60 引言南方電網(wǎng)五省區(qū)域（以下簡稱南方區(qū)域）幅員遼闊、電源種類多樣、清潔能源規(guī)模巨大、東西部發(fā)用電互補特性明顯、高壓/特高壓網(wǎng)架輸電能力雄厚，具有區(qū)域內(nèi)資源優(yōu)化配置的得天獨厚的優(yōu)勢。本輪轟轟烈烈電力市場化改革，將進一步激勵南方區(qū)域內(nèi)發(fā)、用電資源充分流動，有望挖掘巨大的市場效益潛力。自2013年以來，作為電力市場

6、的有益探索和大膽實踐，目前南方區(qū)域各地在保留原營銷計劃電量（計劃電）的前提下，將一部分電量向市場放開，發(fā)、用電側(cè)可以通過雙邊交易或集中撮合交易簽訂中長期交易合同（市場電）。市場交易電量的引入正逐漸改變傳統(tǒng)電力調(diào)度工作模式和思維形態(tài)。展望未來，市場形成發(fā)用電計劃將對調(diào)度工作提出哪些挑戰(zhàn)？中長期交易與實時電力平衡如何協(xié)調(diào)？傳統(tǒng)調(diào)度工作機制在市場新常態(tài)下如何轉(zhuǎn)型？南方電網(wǎng)面臨的這一系列焦點問題亟待深入研討。本文分析了南方區(qū)域市場化改革過渡階段發(fā)用電計劃特點，指出隨著市場交易份額的增長，傳統(tǒng)調(diào)度模式必將在安全校核、清潔能源吸納、交易履約等方面面臨一系列挑戰(zhàn)。結(jié)合國外成熟電力市場實踐經(jīng)驗，本文指出建設(shè)南

7、方區(qū)域現(xiàn)貨市場是完整市場體系的重要組成部分，也是實現(xiàn)發(fā)用電計劃放開的必備條件。結(jié)合南方區(qū)域?qū)嶋H條件，本文探討了“部分電量競爭、全電量競價”的現(xiàn)貨交易模式，設(shè)計了“三階段”、“過渡期雙軌制”的實現(xiàn)路徑，希望對未來南方區(qū)域現(xiàn)貨市場頂層設(shè)計提供決策參考。1 現(xiàn)貨市場是南方區(qū)域電力資源優(yōu)化配置的必由之路1.1 南方區(qū)域發(fā)用電計劃特點中發(fā)9號文1明確提出了逐步縮減計劃電、增加市場電的要求。從南方區(qū)域發(fā)用電實際情況來看，距離“公益性調(diào)節(jié)性之外的發(fā)用電計劃放開”這一宏偉目標(biāo)還有很長的路要走。首先，應(yīng)充分認識南方區(qū)域電力市場化改革過渡階段的兩大特點：1）中長期交易種類繁多各省區(qū)均已開展大用戶直購電交易，其中廣

8、東、云南已開展月度集中撮合、掛牌、發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓等多種交易，但交易電量仍需要按照傳統(tǒng)的調(diào)度工作流程轉(zhuǎn)化為滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行需要的確定性發(fā)、用電曲線。2）市場交易與營銷計劃并存市場份額不大，2015年市場份額最大的云南省僅為30%，市場交易不確定因素對系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的負面影響尚未顯現(xiàn)，傳統(tǒng)調(diào)度工作流程仍然適用。1.2 發(fā)用電計劃放開將面臨的挑戰(zhàn)當(dāng)市場交易規(guī)模不斷擴大、營銷計劃電量規(guī)模不斷縮小時，南方區(qū)域內(nèi)市場交易與系統(tǒng)實時平衡的協(xié)調(diào)問題將逐步激化，成為放開發(fā)用電計劃的攔路虎。1）我國電網(wǎng)斷面約束問題仍比較突出，絕大多數(shù)省網(wǎng)內(nèi)存在多個輸電斷面，中長期安全校核無法精確，電網(wǎng)公司、電力用戶和發(fā)電主體都

9、無法提前確定交易合同到了日前和日內(nèi)時能否執(zhí)行、能否交割。2）新能源發(fā)電需優(yōu)先吸納2、各類因素導(dǎo)致的負荷預(yù)測偏差客觀存在，上述兩類重要因素導(dǎo)致發(fā)電主體、電力用戶交易電量必然出現(xiàn)大量執(zhí)行偏差，甚至可能出現(xiàn)同一個合同的發(fā)、用電雙方嚴(yán)重不平衡，提高了交易結(jié)算的難度。3）以往發(fā)電企業(yè)的營銷合同整體均衡，而市場交易合同則有可能相差較大，營銷合同的調(diào)整思路未必適用于交易合同。 4）發(fā)電企業(yè)效益對市場交易合同的依賴性日益增強，對合同剛性執(zhí)行的要求日益提高，合同執(zhí)行偏差的問題將損害發(fā)電企業(yè)的利益，削弱市場的公平性。5）多種交易合約同時執(zhí)行，結(jié)算難度大。同一發(fā)電企業(yè)可能簽訂了掛牌交易、直供電合同、營銷計劃等多宗中

10、長期合約，且各類合約的電價不同，當(dāng)發(fā)電總量出現(xiàn)執(zhí)行偏差時，按何種合約結(jié)算偏差電量將成為各方利益博弈的焦點。6）若無現(xiàn)貨市場，僅通過調(diào)度機構(gòu)開展偏差調(diào)整，無法發(fā)掘到最經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保的發(fā)電資源，系統(tǒng)整體資源配置無法實現(xiàn)最優(yōu)?？梢灶A(yù)見，隨著市場電量比例的逐漸提高，調(diào)度機構(gòu)通過調(diào)整營銷計劃電量消化偏差的能力逐步下降。如果仍沿用傳統(tǒng)調(diào)度工作流程分解執(zhí)行中長期市場合同，雖然能夠滿足系統(tǒng)運行的最低“安全”要求，但無法滿足“優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟、環(huán)?！钡纫?。1.3 現(xiàn)貨市場是南方區(qū)域電力市場的必然選擇現(xiàn)貨市場3,4,5通常被認為是反映電力實時平衡特性、反映電能真實價格的平衡手段。從目前電力工業(yè)界對電網(wǎng)運行及負荷特性

11、的掌控程度來看，只有短期（日前）、日內(nèi)及實時的電力交易才能納入現(xiàn)貨市場的范疇?，F(xiàn)貨市場中，市場成員可以針對已經(jīng)明確的電力需求，即時買賣、即時生效、即時交割，以市場的手段而非計劃手段實現(xiàn)電力平衡和價格出清。如前所述，若無現(xiàn)貨市場，則合同偏差的損失由誰承擔(dān)、收益由誰獲得將成為難以公平公正解決的難題。與其由電網(wǎng)公司或政府背負這個包裹，不如交給現(xiàn)貨市場。因此，建設(shè)現(xiàn)貨市場應(yīng)成為放開發(fā)用電計劃的必備條件，也是實現(xiàn)南方區(qū)域市場資源優(yōu)化配置的必由之路。2 電力現(xiàn)貨市場競價模式選擇2.1 國外成熟電力現(xiàn)貨市場實踐經(jīng)驗1）英國的現(xiàn)貨市場：補足雙邊合同交割時系統(tǒng)仍剩余的不平衡，與實時平衡、阻塞管理、調(diào)頻服務(wù)緊密結(jié)

12、合，由系統(tǒng)運營商組織實施。考慮到抑制改革第一階段pool模式中出現(xiàn)的市場力的問題，英國傾向鼓勵用戶與發(fā)電企業(yè)直接面對面交易6,7，以超過95%的雙邊合同解決絕大部分能量平衡問題。電力交易所負責(zé)做一周到日前的短期交易8,9，并向市場參與者發(fā)布不平衡結(jié)果，引導(dǎo)市場參與者“自發(fā)調(diào)度”形成發(fā)用電曲線。系統(tǒng)運營商接收市場成員的日前發(fā)用電計劃曲線，在日內(nèi)組織現(xiàn)貨平衡市場10,11。2）美國的現(xiàn)貨市場：全電量優(yōu)化調(diào)度，以社會福利最大化為優(yōu)化目標(biāo)，由交易、調(diào)度合一的ISO實施。現(xiàn)貨市場分為日前與實時兩個階段。日前市場之前階段簽訂的所有合同僅作為金融合同，旨在穩(wěn)定現(xiàn)貨市場價格，由合同雙方在交割后自行結(jié)算。ISO

13、僅按照現(xiàn)貨市場出清結(jié)果對購售電雙方分別結(jié)算12,13。2.2 如何兼容公益性調(diào)節(jié)性發(fā)用電計劃從目前電改方案看，市場交易電量和公益性調(diào)節(jié)性發(fā)用電計劃將在一段時間內(nèi)并存，但是現(xiàn)貨市場的調(diào)度執(zhí)行不能采用雙軌制，否則受安全約束和輸電約束影響，就會引發(fā)電量偏差是由市場承擔(dān)還是由計劃承擔(dān)的問題。為了保證居民、社會公益組織的電力供應(yīng)，將公益性、調(diào)節(jié)性發(fā)用電計劃應(yīng)當(dāng)改造成中長期交易中的財務(wù)結(jié)算合同，既保證了不參與市場交易主體的經(jīng)濟利益，也滿足雙軌制背景下，現(xiàn)貨市場統(tǒng)一出清、統(tǒng)一運行的要求。2.3 南方區(qū)域現(xiàn)貨競價模式選擇英國模式對發(fā)電商、售電商的自主調(diào)度能力要求很高，所有參與市場競價的售電商需具備每半個小時負

14、荷預(yù)測的技術(shù)能力和實操經(jīng)驗。我國電力市場售電側(cè)改革進度預(yù)計會落后于發(fā)電側(cè)，尚難預(yù)言能否形成與英國類似的集團式大售電公司，在實現(xiàn)絕大多數(shù)發(fā)、售電曲線的自調(diào)度方面，應(yīng)該存在一定難度。此外，英國模式中的清潔能源吸納效果不好。首先市場規(guī)則中無強制性避免棄水、棄風(fēng)、棄光要求，調(diào)度機構(gòu)也沒有保障清潔能源吸納的強制權(quán)力；其次英國模式中，調(diào)度中心不編制機組組合，當(dāng)流域淶水或降雨突增需要開啟水電機組吸納時，若價格刺激不足、化石能源發(fā)電廠不愿停機，則清潔能源吸納能力就被限制。因此，英國模式對于南方電網(wǎng)這樣一個水電裝機超過40%的區(qū)域顯然不適用。在2005年的華東區(qū)域市場調(diào)電實驗中，部分電量競爭、全電量競價的模式已

15、經(jīng)證明可以良好地融合中長期交易與現(xiàn)貨交易，只需要發(fā)電廠具備競價經(jīng)驗即可，而且調(diào)度模式可以從節(jié)能調(diào)度、經(jīng)濟調(diào)度流暢過渡到全電量競價，實施難度較小，易與當(dāng)前調(diào)度、交易機制銜接。因此，對于現(xiàn)貨交易，本文建議采用與美國現(xiàn)貨市場類似的集中式全電量競價模式。2.4 南方區(qū)域中現(xiàn)貨市場的實施主體眾所周知，現(xiàn)貨交易與電網(wǎng)安全緊密耦合，交易與安全校核工作流程是二者反復(fù)迭代、閉環(huán)優(yōu)化調(diào)整關(guān)系。此外，依據(jù)現(xiàn)貨交易結(jié)果制定的日內(nèi)、實時發(fā)電計劃合理性，還與電網(wǎng)實時運行狀態(tài)關(guān)聯(lián)密切，在執(zhí)行期間需要不斷跟蹤地理氣象、設(shè)備狀態(tài)、潮流分布，并據(jù)此進一步優(yōu)化調(diào)整，只有調(diào)度機構(gòu)才具備技術(shù)條件和人力資源。綜上所述，本文建議日內(nèi)、實時

16、階段的現(xiàn)貨市場應(yīng)由調(diào)度機構(gòu)負責(zé)實施。關(guān)于日前階段現(xiàn)貨市場，可以由具備相應(yīng)的技術(shù)條件、人力資源的電力交易中心負責(zé)組織實施。3 部分電量競爭、全電量競價模式全電量競價模式下，發(fā)電企業(yè)的日發(fā)電量將至少由三部分構(gòu)成：1）公益性調(diào)節(jié)性發(fā)電計劃+優(yōu)先購電權(quán)電量2）已簽訂的中長期交易電量分解到日的發(fā)電曲線3）現(xiàn)貨市場競價中標(biāo)電量全電量競價具體運作模式如下：1、發(fā)、用電雙方自行商定的、分解到日的發(fā)電曲線作為競價優(yōu)化模型的外部輸入條件，在計算中保持不變。2、依據(jù)傳統(tǒng)調(diào)度模式，按照三公原則分解各發(fā)電企業(yè)日合同電量（包括已簽訂中長期交易合同電量、公益性調(diào)節(jié)性發(fā)電計劃、優(yōu)先購電權(quán)電量），得到各時段合同電量曲線； 3、

17、各發(fā)電企業(yè)參與全電量競價，交易平臺按照購電費用最小的優(yōu)化模型完成市場出清，形成各時段現(xiàn)貨出清電量、電價。4、電網(wǎng)企業(yè)結(jié)算發(fā)電企業(yè)在某時段中標(biāo)電量：發(fā)電廠獲得電費=各類合同電量×合同電價+現(xiàn)貨出清電價×（現(xiàn)貨出清電量-合同電量）。當(dāng)現(xiàn)貨出清電量高于計劃電量時，可以理解成計劃部分按計劃電價結(jié)算，超出計劃部分按現(xiàn)貨價格結(jié)算。當(dāng)現(xiàn)貨出清電量低于計劃電量時，可以理解成計劃部分按計劃價結(jié)算，實際發(fā)不足計劃電量的部分需無償轉(zhuǎn)讓發(fā)電權(quán)，并返還電網(wǎng)公司這部分電量的現(xiàn)貨價值。部分電量競爭、全電量競價模式具有如下優(yōu)勢：1、可以兼容公益性調(diào)節(jié)性發(fā)用電、中長期雙邊合同等現(xiàn)貨市場之外的電量合同，不需要

18、為非現(xiàn)貨市場部分的電量單獨設(shè)計發(fā)用電計劃編制流程。2、可以最大限度地消納風(fēng)、光、水等可再生能源的發(fā)電量。因為這類可再生能源的邊際成本幾乎為零，所以在基于報價的現(xiàn)貨市場中，其發(fā)電優(yōu)先次序是遠遠高于化石燃料機組，充分達到市場引導(dǎo)清潔能源優(yōu)先吸納的目的，減少了政府及電網(wǎng)協(xié)調(diào)吸納的工作量。3、可以有效地還原并體現(xiàn)電力的商品屬性，優(yōu)化資源配置，而且它所產(chǎn)生的價格信號促進雙邊以及多邊市場的進一步發(fā)育、負荷側(cè)積極響應(yīng)。需要說明的是，全電量競價并非不尊重市場成員已經(jīng)簽訂的中長期合同，而是中長期合同與現(xiàn)貨的差量部分按照現(xiàn)貨價格結(jié)算。在當(dāng)前供大于求的市場環(huán)境下，越趨近短期的交易競爭越激烈，發(fā)電企業(yè)面臨的讓利壓力也

19、越大。已簽訂合同的發(fā)電企業(yè)為了保障合同完成，會采取趨近成本的保守報價；而未簽訂合同的發(fā)電企業(yè)，則要承擔(dān)現(xiàn)貨成交量不確定的風(fēng)險。從風(fēng)險與收益兩方面考慮，全電量競價模式都會促使發(fā)電企業(yè)都會作出理性報價策略。4 三階段、雙軌制建設(shè)思路傳統(tǒng)調(diào)度模式必須逐步過渡到由市場形成發(fā)用電計劃的現(xiàn)貨市場模式。為確保市場建設(shè)的平穩(wěn)過渡，本文提出三階段、雙軌制建設(shè)思路。1、當(dāng)前階段：以傳統(tǒng)調(diào)度模式統(tǒng)籌“計劃電”與“市場電”目前國內(nèi)電力調(diào)度機構(gòu)達成普遍共識，在當(dāng)前階段，中長期市場交易合同為發(fā)、用電雙方提供執(zhí)行目標(biāo)及結(jié)算依據(jù)。實時平衡仍需要由調(diào)度機構(gòu)對不確定的電量合同進行分解及月內(nèi)滾動，通過調(diào)整發(fā)電主體營銷計劃電量、優(yōu)先

20、執(zhí)行市場交易電量結(jié)算等方式，促成各項市場交易趨近既定的目標(biāo)。2、過渡階段：現(xiàn)貨市場與傳統(tǒng)調(diào)度模式的“雙軌制”在現(xiàn)貨市場正式開市前，建議采用集中競價、傳統(tǒng)調(diào)度的雙軌制運作模式。每日依據(jù)傳統(tǒng)調(diào)度模式及現(xiàn)貨集中競價同時編制兩類發(fā)電計劃，其中前者用于實際執(zhí)行，后者用于分析、校驗。電網(wǎng)公司、發(fā)電企業(yè)及用戶在執(zhí)行前者的同時，應(yīng)更加關(guān)注后者的合理性、公平性，不斷改進完善集中競價規(guī)則。在雙軌制運行期間，也可以嘗試性地切換到單軌制，進行為期數(shù)日的集中競價試驗，以驗證現(xiàn)貨市場運行效果。3、最終目標(biāo)：全電量競價模式當(dāng)雙軌制運行一段時間，確保兩類計劃都可被各方接受時，再由傳統(tǒng)調(diào)度模式切換到集中競價模式，最終實現(xiàn)現(xiàn)貨市

21、場的建設(shè)目標(biāo)。5 關(guān)于南方區(qū)域現(xiàn)貨市場架構(gòu)的初步討論在順應(yīng)各省內(nèi)部的現(xiàn)貨交易自然發(fā)展需求的同時，本文建議由政策主動促進上層區(qū)域現(xiàn)貨市場的發(fā)育壯大，實現(xiàn)西電東送發(fā)電資源的市場引導(dǎo)，并最終形成“1區(qū)域市場+4省級市場（兩廣、云貴）”的南方區(qū)域共同市場。區(qū)域現(xiàn)貨市場范圍可以先選取與各省區(qū)內(nèi)部電網(wǎng)安全穩(wěn)定耦合相對較小的西電東送交易電源，市場比例可以由部分試點（如5%）逐步擴大。6 結(jié)語本文前瞻了未來南方區(qū)域內(nèi)電力市場交易份額不斷增長時調(diào)度運行及交易結(jié)算將遇到的困難，指出為實現(xiàn)發(fā)用電計劃放開、充分優(yōu)化配置南方發(fā)電資源的目標(biāo)，建設(shè)現(xiàn)貨市場勢在必行。結(jié)合南方電網(wǎng)實際情況，本文探討了部分電量競爭、全電量競價的

22、現(xiàn)貨市場模式，提出了“三階段、過渡時期雙軌制”的穩(wěn)步推進思路，希望對南方區(qū)域電力市場未來的設(shè)計及建設(shè)提供有益借鑒。參考文獻1關(guān)于進一步深化電力體制改革的若干意見 中發(fā)20159號2 國家發(fā)展和改革委員會，國家環(huán)境保護總局，國家電力監(jiān)管委員會，國家能源領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法(試行)L/OL（2007-08-02）2010-05-15. 3李道強，韓放. 美國電力市場中的金融交易模式. 電網(wǎng)技 術(shù).2008,32(10):16-21LI Dao-qiang，HAN Fang. Financial Transaction Modes Applied in Electricity Market

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