廣東現貨市場|計劃發電和非市場用戶結算造成的市場盈虧

2019-06-19 14:52:58 走進電力市場作者:荊朝霞謝文錦　點擊量：評論 (0)

【內容提要】學了現貨市場節點定價基本理論的都知道，節點電價體系下會產生阻塞盈余。這個盈余是正的，一般分配給輸電權的所有者。廣東現貨

【內容提要】

學了現貨市場節點定價基本理論的都知道，節點電價體系下會產生阻塞盈余。這個盈余是正的，一般分配給輸電權的所有者。廣東現貨市場規則中，規定將阻塞盈余按郵票法分配給所有市場用戶。5月15日和16日最終結算出來以后，結果出乎意料：阻塞盈余是負的！用戶為此額外進行了支付，導致許多用戶本來按市場價結算是有盈利的，結果考慮分攤這個負的盈余后產生了虧損。為什么會有這個負的阻塞盈余？本文從計劃發電、非市場用戶結算出發分析其原因，并提出解決的方案。

一、計劃與市場解耦機制

1、現貨市場前的機制

廣東電力市場中，為了解決計劃與市場并軌存在的情況，提出了“計劃與市場解耦”的機制。主要思路如下

1）發電機組保留一部分基數電量（即計劃電量），由電網按照政府核定的上網電價購買。

2）未進入市場的非市場用戶按照政府核定的目錄電價從電網公司購電。

3）每個結算周期（每月），所有發電機組的總基數電量（包括西電，為了簡化分析，本文忽略西電的影響）嚴格等于所有非市場用戶的用電量。實際執行中，實現根據負荷預測進行預分配，事后根據計量情況按比例進行調整。

如果用戶的用電結構不變（不同電價類型用戶的用電量比例），發電側的發電結構（不同上網電價的機組的發電比例）也不變，則平均非市場用戶購電價格與平均基數電量上網電價的差為固定值，等于政府核定的輸配電價，電網獲得的價差收益是固定值，等于政府核定的輸配電準許收益。但如果用電結構和發電結構變化，價差將發生變化，電網的收益也會發生變化，可能變大，也可能變小。詳細的分析可參見之前的公眾號文章（走進電力市場:我國當前市場模式下電力市場化交易發展對電網公司收益的影響，2018.1.23）。

由于基數發電和非市場用電的結構一般比較穩定，平均上網電價和平均目錄電價的價差也比較穩定，進而電網的輸配電收益也比較穩定。現貨市場以前，如果這個收益變化，盈虧由電網承擔。由于規定了電網收取固定的輸配電費，實際中可以，或者說應該在下個監管周期通過輸配電價的調整解決這個盈虧。

2、現貨市場下的機制

廣東現貨市場規則中，考慮了基數發電、非市場用戶結算可能造成的盈虧，并規定相關盈虧由所有市場用戶承擔。具體請參考《廣東電力市場結算實施細則（征求意見稿）》12.8 節‘年度基數合約電量偏差電費’：每年安排各類機組年度基數合約電量時，其平均購電價不高于政府輸配電價核定時的平均購電單價。當年度基數合約電量的平均購電單價偏離輸配電價核定水平時，產生的偏差以月度為周期由市場化用戶來分攤。

廣東現貨市場是全電量競價的市場。現貨市場下，基數合約變為一種政府（電網代理）與電廠簽訂的金融的差價合約。非市場用戶按照固定的目錄電價購電，也可以認為是在現貨市場價格的基礎上與政府（電網代理）簽訂了一個差價合約。為方面分析，將代理政府與電廠、用戶簽訂購售電合約的機構稱為代理機構（當前為電網公司）。另外代理機構需要按政府核定的輸配電價支付輸配電費給電網公司。

二、現貨市場下計劃與市場交易的結算

差價合約的三要素為：合約價、基準價、合約量。結算機制如下：

【1】差價合約結算 = (合約價-基準價)* 合約量

差價合約的詳細介紹可以參考(電網技術：駱子雅,季天瑤,荊朝霞,何愛民.電力差價合約機制設計與應用[J/OL].電網技術:1-9[2019-06-18].https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2019.0538.)。下面對現貨市場下，考慮基數發電合約及非市場用戶目錄電價購電合約下各市場主體的結算。

1、電廠的基數發電合約結算

對電廠的基數發電合約，合約價為上網電價，合約量為基數電量，基準價為機組所在節點的日前市場出清價（稱為基準價1），因此電廠的合約收益為

【2】電廠差價合約收益 = (上網電價-基準價1)* 基數電量

現貨市場中，電廠所發的基數電量可以在現貨市場以所在節點（M）的日前市場出清價售出。

【3】電廠現貨市場收益 = 基準價1 * 基數電量

綜合起來，電廠的基數電量的總收益為：

【4】電廠基數電量收益=差價合約收益+現貨市場收益=上網電價*基數電量

可以看到，在基數電量合約下，無論電廠所在節點的日前市場價格如何變化，可以保證電廠所發的基數電量的綜合電價恒定為政府核定的上網電價。

2、用戶目錄電價差價合約

現貨市場下，對非市場用戶，無論現貨市場的電價如何變化，都恒定按照政府核定的目錄電價結算。這相當于電網代理政府與用戶簽訂了一個差價合約。差價合約的合約價為目錄電價，基準價為用戶結算點電價（稱為基準價2），合約量為非市場用戶的實際用電量。

【5】非市場用戶差價合約收益=(基準價2-目錄電價)*非市場用戶實際用電量

【6】非市場用戶現貨市場購電費=用戶結算點電價*非市場用戶實際用電量

【7】非市場用戶總費用=現貨市場購電費-差價合約收益=目錄電價*非市場用戶實際用電量

可以認為非市場用戶在現貨市場買電，然后獲得差價合約收益，綜合購電單價恒定為目錄電價。

3、代理機構差價合約收益

現貨市場下，可以認為代理機構有三個合約：對電廠的基數電量購電合約、對非市場用戶的售電合約、對電網公司的輸配電費合約。

對差價合約來說，當合約價與基準價不相同時，合約雙方需要按照約定的公式進行支付，【2】和【5】分別是差價合約下電廠、非市場用戶的收益。代理機構的收益與其正好相反。

【8】代理機構基數電量差價合約收益 = (基準價1-上網電價)* 基數電量

【9】代理機構非市場用戶差價合約收益=(目錄電價-基準價2)*非市場用戶實際用電量

【10】代理機構總差價合約收益=代理機構基數電量差價合約收益+代理機構非市場用戶差價合約收益

根據廣東現貨市場的設計，總的基數電量永遠等于總的非市場用戶用電量。【10】式中，令：基數電量=非市場用戶實際用電量，則有

【11】代理機構總差價合約收益=(目錄電價-上網電價)*基數電量+(基準價1-基準價2)*基數電量

考慮代理機構需要按（目錄電價-上網電價）支付輸配電費給電網公司，代理機構的盈虧為

【12】代理機構合約總盈虧=(基準價1-基準價2)*基數電量

如果基準價1對應的節點與基準價2對應的節點相同，即基數發電節點與非市場用戶用電節點相同，則基準價1=基準價2，則代理機構的總盈虧為零。即【13】所示。

【13】（計劃發電與用電節點相同）：代理機構合約總盈虧=0

也就是說，當基數發電與非市場用電位于相同的節點時，由于兩個差價合約（與電廠的差價合約及與非市場用戶的差價合約）的基準價相同，兩個合約可以完全對沖，總的收益是固定的，單價等于核定的輸配電價。

但是，當基數發電與非市場用電位于不同的節點時，由于兩個差價合約（與電廠的差價合約及與非市場用戶的差價合約）的基準價可能不同，兩個合約無法完全對沖，代理機構總的收益也不再固定，總的收益為【14】式所示，扣除固定的應該支付給電網公司的輸配電費，代理機構盈虧為

【14】（計劃發電與用電節點不同）：代理機構合約總盈虧=(基準價1-基準價2)*基數電量

現貨市場中，如果系統沒有發生阻塞，則所有節點的電價相同，基準價1=基準價2，代理機構總盈虧為零。

【15】（計劃發電與用電節點不同，無阻塞）：代理機構合約總盈虧=0

現貨市場中，如果系統發生阻塞，則不同節點的電價不同，基準價1≠基準價2，代理機構總盈虧為

【16】（計劃發電與用電節點不同，阻塞）：代理機構合約總盈虧=(基準價1-基準價2)*基數電量

當基準價1>基準價2，代理機構總盈虧為正，當基準價1<基準價2，代理機構總盈虧為負。

4、現貨市場結算

1）市場總阻塞盈余

現貨市場中，所有發電和用戶按所在節點的電價結算。當系統發生阻塞時，會產生阻塞盈余。假設僅有一條線路阻塞，則阻塞盈余為

【17】市場總阻塞盈余=阻塞價格*阻塞線路傳輸容量=(阻塞線路末端電價-阻塞線路首段電價)*阻塞線路傳輸容量

現貨市場中，對每條線路，電總是從低電價節點流向高電價節點，因此市場總的阻塞盈余總是正的。

2）代理機構現貨市場收益——輸電權收益

如果基數電量對應的發電機組所在的節點M與非市場用戶所在的節點N不是同一個節點，相當于給了代理機構從節點M買電賣給節點N的輸電的權利。現貨市場中，擁有輸電權的市場主體可以獲得相應阻塞盈余。因此，相當于代理機構在現貨市場中可以獲得輸電權對應的阻塞盈余。輸電權的價格為基準價1與基準價2的差價，輸電權的數量等于從M節點傳送給N節點的數量

【18】代理機構現貨市場收益=代理機構輸電權收益=(基準價2-基準價1)*計劃電從M到N的輸電量

3）現貨市場阻塞盈余凈盈虧

現貨市場中，一方面按節點電價結算得到了市場總阻塞盈余，另一方面需要支付輸電權收益給代理機構。當前沒有分配輸電權給其他市場主體。因此，現貨市場中阻塞盈余的凈盈虧可以用【19】計算。

【19】現貨市場阻塞盈余凈盈虧=市場總阻塞盈余-代理機構輸電權收益=(基準價2-基準價1)*(阻塞線路傳輸容量-計劃電從M到N的輸電量)

從【19】看到，如果（阻塞線路傳輸容量-計劃電從M到N的輸電量）>0，則阻塞凈盈余為正，否則為負。

如果阻塞盈余為負，說明計劃電占用的輸電容量超過了線路的實際傳輸容量。根據輸電權的相關理論，給市場成員分配的輸電權數量大于實際的輸電量，則阻塞盈余賬號會發生虧空的現象。因此，國外電力市場中在進行輸電權分配時，需要進行同時可行性測試，以保證阻塞盈余賬號非負。

4）市場化發用電的市場盈余分攤

現貨市場中，所有發電和負荷按所在節點的電價結算。另外，按照《廣東電力市場結算實施細則》，市場用戶需要分攤市場盈余。

《廣東電力市場結算實施細則》12.6節市場盈余：“市場盈余等于日前和實時市場用戶支付能量電費與 B 類機組對應市場化交易電量所收取的能量電費之間的差額，具體構成包括阻塞盈余、特殊機組補償多支出的電能量成本等，相關差額納入平衡資金”。

《廣東電力市場結算實施細則》12.10.6節）：“在輸電權市場啟動前，市場電費盈余（特殊機組補償費用除外）按用電量比例返還市場用戶。”

忽略特殊機組補償，忽略實時市場，市場盈余就等于日前市場所有市場發電與市場負荷的結算總盈虧。通過前面的分析可以知道，這個值就是【19】計算的現貨市場阻塞凈盈虧，需要分攤給所有市場用戶。

【20】市場化用戶市場盈余分攤電價=現貨市場阻塞盈余凈盈虧/市場用電量

5、代理機構總收益

前面的公式【13】、【15】、【16】給出了代理機構在不同情況下的合約總收益（綜合考慮與電廠、用戶及電網的結算）

【13】（計劃發電與用電節點相同）：代理機構合約總盈虧=0

【15】（計劃發電與用電節點不同，無阻塞）：代理機構合約總盈虧=0

【16】（計劃發電與用電節點不同，阻塞）：代理機構合約總盈虧=(基準價1-基準價2)*基數電量

代理機構在現貨市場的輸電權收益為【18】

【18】代理機構現貨市場收益=代理機構輸電權收益=(基準價2-基準價1)*計劃電從M到N的輸電量

實際上，計劃發電與用電節點不同情況下的基數電量，也就是公式【18】中計劃電從M到N的輸電量。因此可以得到

【21】代理機構總收益=代理機構合約總收益+代理機構現貨市場收益≡0

也就是說，綜合考慮代理機構在合約市場的收益和在現貨市場的收益，其總收益恒等于零：當基準價1小于基準2時，代理機構在差價合約市場虧損，但在現貨市場的輸電權獲得收益；反之，當基準價1大于基準2時，代理機構在差價合約市場盈利，但在現貨市場的輸電權收益為負。因此，代理機構在兩個市場的總收益恒定為零。

6、市場整體分析

代理機構是一個虛擬的機構，在交易中應該保持收支平衡，其盈虧應該放入平衡賬戶。根據廣東目前的結算規則，代理機構在現貨市場獲得了收益（輸電權收益，根據基數發電和非市場用戶的位置可能為正，也可能為負）。但對代理機構在合約市場的收益沒有進行結算。在現貨市場前，由于全網只有一個計算點，代理機構與電廠簽訂的基數發電合約及與非市場用戶簽訂的合約的基準價相同，完全可以對沖，也就是說，在合約市場的總收益恒定為0。但在現貨市場后，如果基數發電與非市場用戶不在同一個節點，意味著其差價合約中的基準價不一致，這兩個合約不能完全對沖，將造成一定的盈虧。這個盈虧也應該由全體市場承擔。

廣東當前的市場規則中，現貨市場的結算考慮了所有的因素，也就是說考慮了代理機構在現貨市場的盈虧結算。但對其在合約市場的盈虧沒有結算，因此造成結算的一些問題。下面以一個具體的例子進行進一步的說明。

三、簡單算例分析

前面給出了每個市場、每個市場主體的詳細的結算公式。下面以一個簡單的兩節點為例進行進一步的分析。

1、系統概況及日前市場出清

兩節點系統及相關參數如圖1所示，節點A、B各有100MW的負荷。A、B節點的出清電價分別為250￥/MWh和350/MWh，G1和G2的出力分別為130MW和70MW，線路AB的輸電極限是30MW，當前發生了阻塞，實際傳輸功率為30MW。

圖1 兩節點系統日前市場出清圖

2、不考慮計劃發用電的結算

不考慮計劃的基數電量合同和非市場用戶的目錄購電合約，也就是假設所有發電和所有用電都是市場電，市場結算結果如表1所示。

表1 不考慮計劃發用電的結算

3、計劃合同結算

【情景1】從圖中看到，當前情況下總負荷為200MW。假設市場中有70MW的市場電，則總非市場用戶用電為130MW，基數電量也為130MW。假設AB兩個電廠獲得的基數電量相同，均為65MW。G1和G2的基數電量合同電價均為400￥/MWh，非市場用戶的目錄電價為600￥/MWh，差價為

假設80MW的市場化負荷均在節點A。節點A和節點B分別有20MW和100MW非市場用電。節點B無市場用用電。

1）計劃發電合約結算

可以認為G1有兩個交易：[1]現貨A節點的60MW,[2]差價合約60MW。同理認為G2有兩個交易：[1]現貨B節點的60MW,[2]差價合約60MW。

G1總收益：400*60=24000元

G2總收益：400*60=24000元

總基數發電收益：4800元

2）非市場用戶結算

L1用電：600*20=12000元

L2用電：600*100=60000元

總非市場用戶用電電費：72000元

3）電網公司結算

電網公司按核定價格收取輸配電費

輸配電費=200*120=24000元

4）代理機構結算

與G1合約：(250-400)*60=-150*60=-9000元

與G2合約：(350-400)*60=-50*60=-3000元

與L1合約：(600-250）*20=350*20=7000元

與L2合約：(600-350)*100=250*100=25000元

與電網結算：-200*120=-24000元

總收支=-9000-3000+7000+25000-24000=-4000元

也就是說，代理機構在合約市場總共虧損4000元。這主要是由于，A節點的電價低于B節點，但有一部分合約發電在A節點，合約用電在B節點，兩個合約的基準價差造成了其虧損。

4、市場交易結算

1）市場發電結算

現貨市場中，G1總發電130MW，其中60MW為計劃電，70MW為市場電；G2總發電70MW，其中60MW為計劃電，10MW為市場電。

G1市場電：250*70=17500元。

G2市場電：350*10=3500元

總發電結算；17500+3500=21000元

2）市場用戶結算

現貨市場中，L1總用電100MW，其中20MW為計劃電，80MW為市場電；L2總用電100MW，全部為計劃電。

G1市場電：250*80=20000元。

G2市場電：350*0=0元

總用戶結算：20000+0=20000元

3）代理機構結算

現貨市場下，可以認為代理機構是一種“投資商”，其沒有任何發電資產，也沒有用電用戶。其從現貨市場買電、賣電，以履行與電廠、非市場用戶、電網公司的合約。

代理機構在現貨市場買電、賣電以執行與發電、用戶、電網公司的合約：

[1]以節點A的電價250￥/MWh從市場購買60MW的電；

[2]以節點B的電價350￥/MWh的電價從市場購買60MW的電；

[3]以節點A的電價250￥/MWh將非市場用戶的20MW電在現貨市場售出；

[4]以節點B的電價350￥/MWh將非市場用戶的100MW電售出。

總盈虧：-250*60-350*60+250*20+350*100=4000元

也可以這樣分析：代理機構在節點A的凈電力是購買40MW，在節點B的凈電力是售出40MW，總的結果是代理機構從節點A以節點A的電價買了40MW的電力以節點B的電價賣給了節點B。這相當于，給了代理機構40MW的從A到B的輸電權。4000元正好對應40MW輸電權的收益：輸電權價格為節點A和節點B的價差100元/MWh，輸電權收益為100*40=4000元。

也就是說，代理機構在這個交易中，賺取了4000元錢。原因是：相當于市場給與了其40MW從A點到B點的輸電權，因此其獲取了40MW輸電權對應的阻塞盈余。

4）市場總盈余

由于需要支付給電廠的費用比從市場化用戶收取的費用高，所以市場總盈余為負。

市場總盈余= -21000+20000=-1000元

市場總盈余也可以這樣計算：不考慮計劃電，現貨市場的阻塞盈余原來應該為+3000元。考慮計劃電結算后，相當于給了代理機構40MW從節點A到節點B的輸電權，需要支付給其相應的輸電權收益4000元。這樣，阻塞盈余賬號出現了虧空。原因是：分配的輸電權數大于了市場總的實際輸電容量。國外電力市場中，在分配輸電權時進行同時可行性計算，就是為了保證阻塞盈余賬號不虧空。

5）市場總盈余分攤

按照廣東現貨市場規則（《廣東電力市場結算實施細則》12.6節市場盈余）：“市場盈余等于日前和實時市場用戶支付能量電費與 B 類機組對應市場化交易電量所收取的能量電費之間的差額，具體構成包括阻塞盈余、特殊機組補償多支出的電能量成本等，相關差額納入平衡資金”。按照（《廣東電力市場結算實施細則》12.10.6節）：“在輸電權市場啟動前，市場電費盈余（特殊機組補償費用除外）按用電量比例返還市場用戶。”

根據以上規定，市場盈余的-1000元應該由全體市場用戶承擔。單位用電的分攤價格為

-1000/80=-12.5元/MWh=12.5厘/kWh

也就是說，每MWh的市場用電需要支出12.5元以彌補市場盈余的虧空。

5、現貨結算規則未考慮的因素

綜合考慮以上內容，可以發現，目前結算中未考慮的一個項目是：代理機構在合約市場的盈虧。本算例中，代理機構在合約市場虧損4000元，在現貨市場盈利4000元。現貨市場的收益已經隱含在了相關結算中，但其在合約市場的虧損未補充到市場。

如果代理機構支付4000元的虧空給市場（其總收益仍然是零），則市場用戶可以得到收益：

4000/80=50元/MWh

綜合考慮兩個方面的分攤，市場用戶的總的單位分攤為：

-12.5+50=37.7元/MWh

這與將市場原始的所有阻塞盈余（3000元）全部分攤給市場用戶的結果是一樣的。

總結

本文對廣東現貨市場中計劃與市場解耦機制、現貨市場下的結算進行了詳細的分析。舉例說明了市場盈余為負的原因。從本文的分析看到，市場中有一部分資金未結算（代理機構在合約市場的盈虧）。在本例中，該盈虧為負，本應由代理機構繳納到市場進而分配給市場用戶。如果考慮這部分分配，則市場用戶的總分攤將為正。