深度丨電力市場(chǎng)集中競(jìng)價(jià)的經(jīng)濟(jì)學(xué)原理分析

2017-12-04 10:47:57 走進(jìn)電力市場(chǎng) 　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

電力市場(chǎng)與其他市場(chǎng)的一個(gè)最主要的區(qū)別是電不易儲(chǔ)存，需要保持實(shí)時(shí)平衡，因此如何保持實(shí)時(shí)的供需平衡、如何對(duì)平衡進(jìn)行定價(jià)、結(jié)算也是電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容之一。本系列文章中前面的文章對(duì)電力市場(chǎng)中對(duì)平衡的處

a. 沒有日前市場(chǎng)，僅有實(shí)時(shí)市場(chǎng)，允許市場(chǎng)成員在每個(gè)時(shí)段出清前修改報(bào)價(jià)數(shù)據(jù)(交易日內(nèi)不能修改價(jià)格信息，能修改每個(gè)價(jià)格段內(nèi)的容量);

b. 在市場(chǎng)正式出清前，滾動(dòng)進(jìn)行市場(chǎng)預(yù)出清，使市場(chǎng)成員可以及時(shí)了解未來(lái)若干時(shí)段的供需情況和可能的市場(chǎng)價(jià)格;

c. 市場(chǎng)的所有信息，包括出清價(jià)格信息和市場(chǎng)成員的報(bào)價(jià)信息，在市場(chǎng)結(jié)束后第二天公布，以增加信息的透明;

d. 發(fā)電機(jī)組不需要提交啟停成本等信息，也不會(huì)得到啟停成本的額外補(bǔ)償，通過(guò)單一的能量?jī)r(jià)格(還有一部分輔助服務(wù))回收成本;

e. 雖然市場(chǎng)出清價(jià)的計(jì)算不考慮機(jī)組的啟停時(shí)間等約束，但要求發(fā)電機(jī)組將相關(guān)信息提交交易機(jī)構(gòu)(AEMO)，由交易機(jī)構(gòu)定期進(jìn)行系統(tǒng)充裕度、安全性的評(píng)估分析，包括中長(zhǎng)期的評(píng)估和短期評(píng)估，以保證系統(tǒng)的安全性。

從上面看到，澳大利亞市場(chǎng)中，一方面，市場(chǎng)成員可以從多種途徑得到比較準(zhǔn)確的市場(chǎng)信息：可以通過(guò)歷史報(bào)價(jià)信息獲知其他市場(chǎng)成員的機(jī)組特性和報(bào)價(jià)習(xí)慣，可以通過(guò)預(yù)出清了解當(dāng)日的需求和供給情況;另一方面，市場(chǎng)成員可以不斷修改自己的報(bào)價(jià)以適應(yīng)市場(chǎng)供需、出清價(jià)可能的變化。通過(guò)這些手段，使得市場(chǎng)成員可以通過(guò)適當(dāng)?shù)膱?bào)價(jià)策略盡量保證其市場(chǎng)出清結(jié)果的物理上可執(zhí)行、經(jīng)濟(jì)上有收益。

另外，市場(chǎng)設(shè)置的系統(tǒng)充裕性、安全性評(píng)估可在一定程度上保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。

(2)設(shè)計(jì)豐富多樣的交易品種及市場(chǎng)

這種方法下，一方面，結(jié)合機(jī)組的技術(shù)特性設(shè)計(jì)針對(duì)性的報(bào)價(jià)方式，以保證出清結(jié)果的物理上的可執(zhí)行性;另一方面，通過(guò)市場(chǎng)的設(shè)計(jì)增加交易的流動(dòng)性，使得市場(chǎng)成員可以在系統(tǒng)狀況及自身狀況發(fā)生變化時(shí)及時(shí)通過(guò)一些新的交易來(lái)應(yīng)對(duì)變化的情況。

以英國(guó)、歐洲為代表的市場(chǎng)即采用這種方法。以北歐市場(chǎng)為例，具有以下特點(diǎn)。

a. 發(fā)電機(jī)組在報(bào)價(jià)時(shí)不需要申報(bào)啟停時(shí)間、成本等信息。

b. 市場(chǎng)中有打包報(bào)價(jià)、關(guān)聯(lián)報(bào)價(jià)等特殊形式的報(bào)價(jià)類型(具體見本公眾號(hào)之前發(fā)表的文章《英國(guó)電力市場(chǎng)的批發(fā)市場(chǎng)交易》、《北歐電力市場(chǎng)簡(jiǎn)介》及《歐洲電力現(xiàn)貨市場(chǎng)聯(lián)合出清機(jī)制》)，以反映不同類型發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行約束。比如，如果一臺(tái)機(jī)組啟動(dòng)起來(lái)至少需要連續(xù)運(yùn)行8個(gè)小時(shí)，其可以申報(bào)連續(xù)8個(gè)小時(shí)的打包報(bào)價(jià)，要求這8個(gè)小時(shí)的報(bào)價(jià)要不全部出清，要不全部不出清，這樣就避免了頻繁啟停的情況。

c. 采用分區(qū)定價(jià)機(jī)制，同一個(gè)價(jià)格區(qū)內(nèi)的市場(chǎng)出清價(jià)相同，統(tǒng)一價(jià)格區(qū)內(nèi)交易不需要輸電權(quán)。

d. 除了日前市場(chǎng)，還建立日間市場(chǎng)，可以不斷進(jìn)行新的交易。

歐洲市場(chǎng)的一個(gè)重要特點(diǎn)是設(shè)計(jì)了打包報(bào)價(jià)等特殊的報(bào)價(jià)類型。通過(guò)這些特殊的報(bào)價(jià)，使得市場(chǎng)成員可以很容易的在報(bào)價(jià)中反映其機(jī)組在發(fā)電方面的技術(shù)約束，以便彌補(bǔ)市場(chǎng)出清中沒有顯式考慮這些約束的問(wèn)題。另外，通過(guò)分區(qū)定價(jià)、日前市場(chǎng)等，增加市場(chǎng)的流動(dòng)性，使得市場(chǎng)成員可以及時(shí)根據(jù)市場(chǎng)供需的變化通過(guò)進(jìn)行新的交易改變市場(chǎng)策略。

三、電力市場(chǎng)中不同的發(fā)電機(jī)組技術(shù)約束考慮方法的比較

簡(jiǎn)單的講，電力市場(chǎng)中處理發(fā)電機(jī)組約束的方法可以分為兩大類：由市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)者集中考慮和由市場(chǎng)成員自行考慮。其關(guān)鍵的區(qū)別是由市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)者進(jìn)行機(jī)組組合的安排還是由市場(chǎng)成員進(jìn)行機(jī)組組合的安排。由市場(chǎng)成員自行安排機(jī)組組合的情況，一般被稱為自啟停(self-commitment)或自調(diào)度機(jī)組(self-dispatch)。兩種方法可以用集中式和分散式來(lái)表達(dá)，但這里的集中式和分散式的區(qū)別不是合同物理執(zhí)行還是金融執(zhí)行的區(qū)別，而是集中安排啟停和自行安排啟停的區(qū)別。

英國(guó)/歐洲、澳大利亞市場(chǎng)，大多數(shù)機(jī)組為自調(diào)度機(jī)組，自行確定啟停和出力情況;調(diào)度或市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)為了保證系統(tǒng)的安全，也會(huì)通過(guò)輔助服務(wù)等形式與一些機(jī)組簽訂合同，實(shí)現(xiàn)對(duì)部分機(jī)組的集中啟停、調(diào)度。英國(guó)/歐洲市場(chǎng)與澳大利亞市場(chǎng)通過(guò)不同的方式解決市場(chǎng)成員自調(diào)度造成的結(jié)果可行性及系統(tǒng)安全等問(wèn)題。

以PJM、德州等為代表的美國(guó)電力市場(chǎng)中，一般有兩類機(jī)組，自調(diào)度機(jī)組和集中調(diào)度機(jī)組。自調(diào)度機(jī)組向ISO申報(bào)其希望的出力水平及在這個(gè)水平上增加出力的報(bào)價(jià)，其完全通過(guò)市場(chǎng)LMP獲益，不需要提交啟停成本等，也不會(huì)得到額外的補(bǔ)償。集中調(diào)度機(jī)組需要向ISO提交啟停成本、啟停時(shí)間等信息，ISO保證調(diào)度結(jié)果的可行性，保證其全成本的回收。

每種方法都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。集中式方法與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度方式比較類似，容易實(shí)現(xiàn)從計(jì)劃、壟斷模式到市場(chǎng)模式的過(guò)渡，能通過(guò)交易、調(diào)度模型確保交易結(jié)果的可行性、系統(tǒng)的安全性;存在的問(wèn)題主要是市場(chǎng)價(jià)格機(jī)制復(fù)雜，特別是在可再生能源比例增多的情況下，需要由附加價(jià)格回收的成本越來(lái)越高，市場(chǎng)價(jià)格的信號(hào)受到扭曲。

分散式方法由市場(chǎng)成員通過(guò)報(bào)價(jià)策略自行保證結(jié)果的可行性，市場(chǎng)設(shè)計(jì)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，價(jià)格信號(hào)清晰，可再生能源比例增加對(duì)其影響相對(duì)較小。其存在的一個(gè)主要問(wèn)題是該方式與傳統(tǒng)計(jì)劃、壟斷調(diào)度模式的差別較大，市場(chǎng)初期難以被接受。實(shí)際上，通過(guò)前述對(duì)澳大利亞、歐洲市場(chǎng)的介紹可以看到，其市場(chǎng)設(shè)計(jì)中都存在保證交易物理可執(zhí)行性及系統(tǒng)安全性的機(jī)制，分散式的市場(chǎng)并沒有增加市場(chǎng)的不安全性。

總結(jié)

電力市場(chǎng)集中競(jìng)價(jià)機(jī)制設(shè)計(jì)與一般商品市場(chǎng)交易機(jī)制設(shè)計(jì)的一個(gè)重要區(qū)別，是電力市場(chǎng)中對(duì)發(fā)電機(jī)組的啟停等約束的考慮。本文對(duì)機(jī)組啟停約束的兩種處理方法：由交易機(jī)構(gòu)集中統(tǒng)一處理(集中式)和由市場(chǎng)成員自行處理(分散式)結(jié)合國(guó)際典型市場(chǎng)進(jìn)行了分析和比較。可以看到，不同的方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，實(shí)際市場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)要結(jié)合所在地區(qū)具體的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等情況進(jìn)行選擇。

結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，省級(jí)電力市場(chǎng)在建設(shè)初期可以采用集中式的機(jī)組組合方式，但允許部分機(jī)組進(jìn)行自調(diào)度。通過(guò)市場(chǎng)機(jī)制鼓勵(lì)自調(diào)度，逐漸減少集中調(diào)度的機(jī)組。在定價(jià)方法上，考慮高比例可再生能源情況下傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組成本回收的問(wèn)題，避免美國(guó)電力市場(chǎng)目前在傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組成本回收方面的一些問(wèn)題。對(duì)跨省、跨區(qū)市場(chǎng)，歐洲市場(chǎng)是比較好的借鑒對(duì)象。

原標(biāo)題:電力市場(chǎng)集中競(jìng)價(jià)的經(jīng)濟(jì)學(xué)原理分析（十三競(jìng)價(jià)中發(fā)電機(jī)組約束的處理）