電力市場中不平衡資金分類及解決方案

2020-10-27 14:38:25 來源:走進電力市場作者:荊朝霞　點擊量：評論 (0)

【序】多個地區的現貨市場結算試運行中，出現了不平衡資金的問題，引起了社會各界的關注，也有許多專家對這個問題進行了深入的分析，提出解

【序】多個地區的現貨市場結算試運行中，出現了不平衡資金的問題，引起了社會各界的關注，也有許多專家對這個問題進行了深入的分析，提出解決的方法。大多數專家的意見是比較一致的，不平衡資金并不是無法解決的問題，只要從市場設計、體制改革等角度分析清楚各種不平衡資金的來源，是可以找到解決方案的。這里給出自己的一些看法和觀點，和大家一起討論，請大家批評指正。

電力市場中的不平衡資金分類及解決方案

（來源：微信公眾號“走進電力市場”ID:PowerMarket 作者：華南理工大學電力學院荊朝霞）

【摘要】電力市場中多種原因可能會引起資金的不平衡。不平衡資金必須妥善處理，否則可能影響電力市場的發展，甚至造成電力市場的停頓。中國2020年開展的多個地區的現貨市場結算試運行中都出現了不平衡資金，引起了廣泛的關注。本文提出了結算不平衡資金和計劃不平衡資金兩個概念，分別給出了定義，分析其不平衡資金的形成原因，給出了可選的解決方案。

【關鍵詞】電力市場不平衡資金阻塞盈余計劃與市場雙軌制

一、引言

不平衡資金向來是電力市場建設中的一個關鍵問題。我國上一輪電力市場建設中，東北電力市場就因為不平衡資金問題（2006年3月，平衡資金賬戶虧空30億）問題被迫暫停并再未開啟。

本輪電力市場改革中，隨著發用電計劃的不斷放開和現貨市場的推進，電力市場中的不平衡資金問題逐漸引起了社會各界的關注。趙珍玉,辜唯朕,陳雨果等對廣東現貨市場試結算中的阻塞盈余問題進行了分析；龍蘇巖,馮凱,徐駿,楊爭林,馮樹海等結合美國、英國及我國電力市場，對與阻塞盈余、輔助服務、運行成本補償、機會成本補償等相關的不平衡資金的形成原因及分攤方式進行了討論。

本輪電力市場改革中首批8個現貨市場試點地區之一的山東省，在2020年5月16日-19日第三次現貨市場連續結算試運行期間，四天時間產生了九千多萬元的不平衡資金，引起了社會各界的關注。有很多文章對這個問題進行了分析，并給出了一些建議。谷峰、何愛民在《看清“不平衡資金”》中將電力市場的不平衡資金分為了三大類：1）由于計量偏差、四舍五入、欠費和懲罰等造成的不平衡資金，國外電力市場也有這部分不平衡資金，通常占總電費的比例不大；2）輔助服務、啟停費用、成本補償、阻塞盈利等造成的不平衡資金，這些屬于“站錯位”的不平衡資金，應該按照“誰受益誰付費”的方式進行分攤；3）雙軌制造成的不平衡資金，是由于按照非市場化方式執行產業政策造成的不平衡資金。文章重點對第三類不平衡資金結合加拿大安大略省的經驗進行了分析，并提出了解決的建議。馮永晟在《雙軌制“不平衡資金”問題研究》結合山東市場對雙軌制下的不平衡資金問題從經濟學角度進行了較為深入的分析。

以上文章主要是針對某個地區或某類不平衡資金問題進行分析，缺乏更廣泛范圍的、系統的、機理層面的分析。本文對電力市場中的各類不平衡資金進行系統的分析，重點針對由于結算規則及雙軌制造成的不平衡資金。

二、結算不平衡資金

1、定義

這里，我們提出“結算不平衡資金”的概念，以方便后續的分析。

【定義】結算不平衡資金：在集中的市場交易中，根據集中交易的出清和定價規則，從市場運營機構或者說中央對手方（為方便分析，本文后面統稱中央對手方）的角度，對市場中所有市場交易方（包括所有生產者和所有消費者）的總結算資金如果不為零，則我們將這個總結算值稱為“結算不平衡資金”，或者說“市場盈余”?？梢杂孟率龉奖硎?/span>

【1】市場盈余=總市場收入-總市場支出

定義中，需要注意幾個地方：1）結算不平衡資金或市場盈余，是從中央對手方的角度的總結算結果；2）造成資金不平衡的原因是市場定價或結算機制，在不同的定價或結算規則下，結算不平衡資金會有所不同。

2、阻塞盈余

這里我們分析一下基于節點定價機制的電力現貨市場中的阻塞盈余的本質。

首先回憶一下節點定價和阻塞盈余相關的概念和規定：1）每個節點的電價等于該節點供電的邊際成本；2)如果系統發生阻塞，不同節點的節點電價可能會不相同；3）所有的發電和用戶按各自所在節點的節點電價結算；4）所有發電和用戶的總結算值為阻塞盈余。

從上面的描述看到，阻塞盈余可以看為是結算不平衡資金或市場盈余的一種，即在節點定價機制下的結算不平衡資金。前面提到，結算不平衡資金是由市場定價規則、結算規則造成的，在同樣的市場出清結果下，如果采用另外的結算規則，可能就沒有不平衡資金或者有不同的值。比如，現貨市場如果采用類似英國分散式市場的事后阻塞管理或者說“無約束出清+上下調”的機制，就不會有市場盈余：1）不考慮網絡約束計算系統的出清結果，包括各市場主體的中標量和系統的統一出清價；2）對所有無約束出清下中標的市場主體按統一出清價結算；3）考慮網絡約束重新進行出清（或者叫說再調度），對出清結果發生調整的市場主體進行補償（即上下調結算），總的補償費可以i認為就是系統的阻塞成本；4）對用戶收取費用（uplift）來回收再調度的費用。

3、PAB結算機制下的市場盈余

中長期市場中，如果按PAB(Pay as bid)方式結算，也會產生不平衡資金，由于其一般是正的，一般稱為市場盈余。

圖1 PAB結算市場盈余

圖2 MCP結算社會福利

如圖所示，如果發電和負荷都按報價結算，則圖1中藍色陰影面積就是市場盈余。但如果市場采用MCP即邊際成本定價的方式，所有中標的發電和負荷都按系統的統一邊際出清價結算，則市場收支平衡，無市場盈余。

4、市場盈余與社會福利的區別

請注意市場盈余與社會福利是不同的概念。社會總福利僅與市場出清結果有關，不同定價、結算方法主要影響總福利在不同市場主體之間的分配方式（當然定價、結算方式會影響市場主體的報價策略，進而影響市場出清，影響社會福利，本文不考慮這個問題）。比如，上述PAB方法和MCP方法中，只要出清結果一樣，由于發電成本、用電效益不變，社會總福利就相同。但兩種方法的市場盈余和福利分配不一樣：PAB方法中，所有發電和負荷的福利都為零，但產生了陰影面積的市場盈余；MCP方法中，各個發電和負荷都得到了一定的福利，但無市場盈余。

5、其他的結算不平衡資金

電力市場中還有很多原因會造成不平衡資金，比如在我國一些地區的現貨市場方案中在“用戶報量不報價”下日前和實時市場結算的不平衡資金，現貨市場中對發電機組考慮啟停成本、空載成本而造成的全成本補償成本等。對這些資金，只要分析清楚引起不平衡資金的原因，按公平的原則分攤給相應的市場主體即可。

6、結算不平衡資金的產生原因剖析

結算不平衡資金產生的原因是特定的定價、結算機制，是集中組織的交易在結算中產生的現象。我們假設市場中有一個中央對手方，對總結算的資金不平衡負責。

中央對手方需要設計集中組織的交易的交易規則，包括如何報價、如何出清、如何定價和結算。這里，出清確定各市場主體的中標量，結算確定各市場主體賣出/買進相關電力產品的價格和總費用?？傮w上，結算規則需要滿足以下條件即可:

【結算基本規則】集中的、有組織的交易中，結算規則應滿足的基本條件是：支付給供給者的價格高于其報價，對消費者收取的價格低于其報價。

對于兩部制及多部制等復雜報價形式，上述條件變為：

【多部制報價的結算基本規則】集中的、有組織的交易中，結算規則應滿足的基本條件是：對供給者的支付（即供給者的總收益）高于其報價成本，對消費者的收費低于其報價效益。

其中，供給者的支付為供給者在市場中得到的、與提供的產品/服務相關的總收益。比如，美國PJM日前市場中，發電機組在每日24個時段按市場出清價*出清量計算得到總收益；報價成本是指按照其報價計算出來的總成本，比如PJM日前市場中按三部制報價方式參與市場的機組，其報價成本為啟停成本、空載成本和增量成本三部分之和。

7、整個市場的不平衡資金

前面分析的是某個產品、某個單獨的市場的不平衡資金。實際上，電力市場常常是包括多個產品、多個子市場的聯合市場。比如，美國PJM現貨市場中，包括日前市場和實時市場，日前市場又包括24個時段，包括能量產品和輔助服務產品。

整個市場的不平衡資金，是指一個聯合市場中，多個市場的不平衡資金之和。比如現貨市場的不平衡資金，就是現貨市場中所有市場主體在各個市場的結算金額相加得到的總結算資金。

8、結算不平衡資金的結算方法

在結算中形成的不平衡資金，有兩種處理方法：

1）中央對手方作為自己的收入或盈利。

2）中央對手方（代表市場運營機構或政府管理機構）將結算不平衡資金分配給市場主體。

電力市場的市場運營機構、中央對手方一般是非盈利機構，并不在市場交易中盈利。因此，如果在部分市場的結算過程中產生了結算不平衡資金（市場盈余），一般會通過某些收費方式或分配方式將其分攤/分配，最終消除了結算不平衡資金。比如，將阻塞盈余分配給輸電權（FTR）所有者或輸電權收益權（ARR）所有者；將全成本補償成本以uplift的形式分攤給市場用戶；廣東2016年的市場規則中將價差收益按價差電費的比例分配給市場主體；云南中長期電力市場中將撮合交易對的市場盈余按一定比例分配給供給方、需求方及市場運營機構，并將分配給市場運營機構的部分用來補償火電機組。

對競爭性的市場運營機構組織的市場，市場運營機構可以決定結算不平衡資金的分攤/分配方式。比如，在房屋租賃市場，中介機構分別對房主和房客確定不同的價格，自己獲得差價，也可以對房主和房客采用相同的價格，另外收取中介費。

三、計劃不平衡資金

1、定義

這里，我們提出“計劃不平衡資金”的概念，以方便后續的分析。

【定義】計劃不平衡資金：在“計劃+市場”雙軌制下，由于政府主導的計劃發電（如優先發電、基數發電等）與非市場用戶（未進入市場的用戶）的電量及/或電價不匹配造成的不平衡資金稱為計劃不平衡資金。

【2】計劃不平衡資金=非市場用戶電費-計劃發電電費

2、計劃不平衡資金產生的原因

我們細化分析計劃不平衡資金的計算公式，來分析其產生的原因。

【3】非市場用戶電費=非市場用戶電價*非市場用電量

【4】計劃發電電費=計劃發電上網電價*計劃發電量

從上面的公式可以看到，如果滿足以下條件：1）非市場用電量=計劃發電量；2）非市場用戶電價=計劃發電上網電價，則計劃不平衡資金為零。只要以上任一個條件不滿足，就可能產生計劃不平衡資金。比如：即使滿足第一個條件，即非市場用電量=計劃發電量，如果非市場用戶的電價與計劃發電上網電價不同，仍然會產生不平衡資金。

3、計劃不平衡資金的本質

（1）基本公式

為更加清楚分析計劃不平衡資金的本質，將市場進行簡化，認為有三個市場主體：計劃發用電代理、市場發用電代理、中央對手方。計劃發用電代理（簡稱計劃代理）代表政府負責與計劃發電、非市場用戶的交易；市場發用電代理（簡稱市場代理）負責所有市場化發電和用電的交易；中央對手方對市場整體的結算平衡負責。

【5】市場代理總結算=所有市場化交易的總結算

【6】計劃代理總結算=所有計劃交易的總結算

【7】中央對手方結算=市場代理總結算+計劃代理總結算

（2）現貨市場結算

現貨市場下，所有市場主體都需要按現貨市場價格結算，包括計劃發用電代理和市場發用電代理。不考慮阻塞（所有節點電價相同）的情況下，市場整體的收支應該是平衡的，即中央對手方結算不平衡資金為零。對市場代理或計劃代理，總結算是否為零取決于其電量交易是否平衡。

如果電量是各自平衡的，即計劃發電量=計劃用電量，市場發電量=市場用電量，則市場代理及計劃代理的總結算也是平衡的，即結算不平衡資金均為零。反之，如果電量不平衡，將產生不平衡資金：如果計劃發電>計劃用電，計劃不平衡資金為正，具體值為：不平衡電量*市場電價；如果計劃發電<計劃用電，計劃不平衡資金為負，數值同樣為：不平衡電量*市場電價。

市場代理的總結算與計劃代理大小相同，方向相反：如果計劃代理的總結算為正，則市場代理的總結算為負。反之如果計劃代理的總結算為負，則市場代理的總結算為正。

如果考慮阻塞，即使計劃代理和市場代理的總電量是各自平衡的，總結算資金也可能是不平衡的，比如：如果計劃發電處于較低電價的節點，計劃用電處于電價較高的節點，則計劃代理的總結算為正，市場代理的總結算為負。

（3）考慮中長期市場的結算

考慮中長期合同以后，分析會更加復雜。為了簡化分析，暫不考慮市場中長期合同，僅考慮計劃性的中長期合同。另外，同樣為了簡化分析，不考慮阻塞，即認為現貨市場所有節點的電價相同。

可以認為計劃發用電代理和計劃發電、非市場用戶分別簽訂了一定的中長期合同，數量、價格分別是【3】、【4】中的值。這樣，對計劃發用電代理，總結算為：

【8】計劃發用電代理結算=發電結算+用戶結算=計劃發電量*（市場價-計劃發電上網電價）+非市場用電量*（非市場用戶電價-市場價）

相當于計劃代理簽訂了兩個中長期合約：一個是與計劃發電的合約，合約電量、合約電價分別是計劃發電量、計劃發電上網電價；一個是與非市場用戶的合約，合約電量、合約電價分別是非市場用電量、非市場用戶電價?？偨Y算資金的方向（盈余還是虧損），與這幾個參數的數值有關。

分不同的情況對公式【5】進行分析。

1）計劃發電量=非市場用電量

【9】計劃發用電代理結算=非市場用電量*（非市場用戶電價-計劃發電上網電價）

這種情況下，計劃發電、用電在電量上是平衡的，不平衡資金主要與非市場用戶電價和計劃發電上網電價的相對大小有關。

為方便分析，稱這部分不平衡資金為不平衡資金1。

2）計劃發電量≠非市場用電量

【10】計劃發用電代理結算=計劃發電量*（市場價-計劃發電上網電價）+非市場用電量*（非市場用戶電價-市場價）

=非市場用電量*（非市場用戶電價-計劃發電上網電價）+（計劃發電量-非市場用電量）*（市場價-計劃發電上網電價）

=不平衡資金1+不平衡資金2

【11】不平衡資金2=(計劃發電量-非市場用電量）*（市場價-計劃發電上網電價）

對于不平衡資金2，當計劃發電量>非市場用電量時，如果計劃發電上網電價>市場價，則不平衡資金2的值為負，即虧損。

（4）實際電力市場中的計劃不平衡資金

這里結合我國當前的電力市場情況對計劃不平衡資金進行分析。

在“（3）考慮中長期市場的結算”中，我們將計劃不平衡資金分為了不平衡資金1和不平衡資金2兩個部分。其中，不平衡資金1主要與非市場用戶電價和計劃發電上網電價的相對大小有關，不平衡資金2與“計劃發電量-非市場用電量”及“市場價-計劃發電上網電價”有關。

對不平衡資金1，計劃發電和計劃用電的電量是平衡的。目前國家在核定輸配電價時一般會基于對未來計劃發用電量和電價的預測，將這部分不平衡資金考慮到輸配電價中。當實際的平均發電上網電價、平均非市場用戶電價及/或非市場用戶電量發生變化時，這部分不平衡資金總額會發生變化，目前隱式的由電網公司承擔。

目前社會關注比較多的不平衡資金是不平衡資金2，即在計劃發電量和非市場用戶用電量不匹配時的不平衡資金。如前所述，當計劃發電量>非市場用電量時，如果計劃發電上網電價>市場價，則不平衡資金2的值為負，即虧損。山東現貨市場試運行中出現的不平衡資金，很大一部分就是這類不平衡資金。外來電和新能源發電屬于計劃發電，當這部分發電量增加時，就會導致計劃發電量>非市場用電量，如果這部分計劃發電的電價高于現貨市場價，就會出現不平衡資金為負的情況。

（5）計劃不平衡資金的本質

從上面的分析看到，計劃不平衡資金實際是計劃代理的不平衡資金，即計劃代理在市場中的盈虧。產生的原因，主要是由于計劃發電、非市場用電在電量、電價方面的不平衡。

計劃代理是代理政府與未進入市場的市場主體進行結算。計劃代理的不平衡資金與市場本身沒有關系，主要與政府設定的發電計劃、用電計劃及相關電價有關，是一種政策性不平衡資金。如果產生了計劃不平衡資金，則應根據公平的原則進行分攤/分配。

結論

本文提出了“結算不平衡資金”和“計劃不平衡資金”的概念，給出了其定義，分析了其內涵、本質及解決的方案。

結算不平衡資金的產生與市場的定價、結算機制有關，可以通過相關定價、結算機制的設計降低或消除結算不平衡資金。結算不平衡資金也可以稱為市場盈余，其與社會福利有不同的含義。阻塞盈余可以看為是一種特殊的市場盈余。

計劃不平衡資金的本質是計劃代理的不平衡資金，反映政府相關的交易的盈虧，其資金的分攤方法主要考慮公平。

計劃不平衡資金可以進一步分為兩部分，一部分是平衡的計劃發用電產生的不平衡資金，一般隱式的由電網公司承擔；另一部分是由于計劃發電量和非市場用電量的不平衡造成的不平衡資金，需要考慮公平盡快建立合適的分攤方法。

在市場用戶較小的情況下，一般根據放開的用戶的用電量情況確定發電放開的幅度，以保證計劃發電和非市場用電在電量方面的平衡。這種情況下，計劃不平衡資金一般由電網公司承擔。

隨著市場用戶的逐步放開，非市場用戶的用電量逐步減少，可能會出現非市場用戶用電量小于計劃發電量的情況。現貨市場下，在總電量平衡的情況下，也會產生部分時段計劃發用電量無法平衡的情況。這些情況下，將產生另外一部分不平衡資金，其分攤方式尚未有共識，因此會受到社會較大的關注。

科學、公平解決不平衡資金是電力市場進一步推進的必要條件。需要深入分析不同類型不平衡資金的產生原因，制定分攤的方式。

參考文獻