李永剛

（美國德州電力市場獨立監(jiān)管部，美國 德克薩斯州 78705）

◆環(huán)球攬萃◆

美國德克薩斯州電力市場設計與監(jiān)管

李永剛

（美國德州電力市場獨立監(jiān)管部，美國 德克薩斯州 78705）

美國目前已經(jīng)有7個電力市場，加拿大有2個，墨西哥電力市場也正在緊鑼密鼓的建設過程中。近20年來，雖然經(jīng)歷過一些挫折，但北美的電力市場版圖還在不斷地擴大過程中，目前已覆蓋了美國大部分的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，其中德州、加州和紐約州3個經(jīng)濟大州都建立了以州為單位的電力市場，而PJM、MISO、SPP和新英格蘭地區(qū)的市場則涵蓋了若干個州。近年來，由于Entergy的加入，MISO更是在地域上將北美的市場版圖從東到西分開。德州電力市場建設的最終決定權在德州州政府，這和其它市場必須受聯(lián)邦政府的管轄不同，所以其改革經(jīng)歷也有一定的不同。雖然每個電力市場經(jīng)歷的歷程各不相同，但可以從以下幾個方面分析總結這些市場可以借鑒的經(jīng)驗，并從中把握北美電力市場發(fā)展的大趨勢。

1 美國電力市場改革經(jīng)驗

一是實時市場的建設一般提前或至少與日前市場同步。在德州，區(qū)域價格巿場運營的前10年里并沒有日前能量市場，但是活躍的雙邊市場和實時市場照樣推動了售電市場的繁榮。第二個是輔助服務市場可以考慮和實時市場同步建設。雖然德州巿場的能量市場和輔助服務市場是同步建設的，MISO的輔助服務市場的運行則比能量市場晚了好幾年時間。第三個是容量市場的建設一般滯后于能量市場。在市場啟動初期，建立一個穩(wěn)定運行的能量市場是至關重要的，容量市場的一些細節(jié)問題稍微放后一點也無妨。第四個趨勢則是從區(qū)域價格市場到節(jié)點價格市場的演變。在16～17年前市場創(chuàng)建初期，各個市場對于應該建立區(qū)域價格市場還是節(jié)點價格市場有過一些嚴肅的討論和不同的嘗試，但是目前，美國所有的市場均為節(jié)點價格市場。區(qū)域價格市場的優(yōu)點是理解起來比較簡單，但由于區(qū)域價格市場中市場模型和運行模型很難達到完美統(tǒng)一，所以在運行中相對節(jié)點價格市場更復雜些，并且區(qū)域價格市場對于發(fā)生在每個價區(qū)內的局部輸電擁塞沒有很好的答案。第五點是從簡單到復雜的過程。幾乎沒有一個一成不變的市場，各個市場在運行的過程中，隨著市場運行經(jīng)驗的不斷積累，往往會發(fā)現(xiàn)一些有待提高的地方，這樣一個動態(tài)的調整過程往往使一個市場在實現(xiàn)上變得越來越復雜。第六點則是關于能量市場和輸電權市場的先后順序。如果在能量市場中線路阻塞費用是收費的，輸電權市場一般同步實現(xiàn)，相反，如果線路阻塞不收費，輸電權市場就不必要了。最后一點，也是很重要的一點，就是有幾個市場所覆蓋的地理范圍在不斷擴大。這樣，當后來的州在建立市場時，會面臨2個選擇，是該像SPP一樣建立一個新的市場，還是像Entergy一樣加入一個已有的市場。

經(jīng)過近20年的演變后，北美有一些被大家認可的基本的相對穩(wěn)定的市場設計原則。首先是鼓勵簽訂中長期合同來規(guī)避風驗，并建立基于經(jīng)濟安全調度的實時市場來調節(jié)價格，降低成本和促進新能源吸納，這2條非常關鍵。再有就是考慮輸電線路阻塞，并且有能量和輔助服務協(xié)同優(yōu)化的日前市場，以及建立金融輸電權市場來對沖由于輸電線路阻塞收費所帶來的風險，并且由RUC，也就是可靠性機組投入來保證系統(tǒng)安全運行的容量需要。接下來,是有效而且動態(tài)地抑制市場主體的市場力，并且在市場設計中盡可能降低uplift，也就是平衡賬戶的流量。這樣一個批發(fā)市場，應該可以為活躍的售電市場和電力用戶的用電選擇權提供一個很好的支持。一個好的市場設計，應該可以做到電力系統(tǒng)運行模型和市場模型的有機統(tǒng)一，并且可以有效促進可再生能源的發(fā)展。

理想情況下，電力運行中的系統(tǒng)實際狀態(tài)、系統(tǒng)運行模型，以及電力市場模型應該是合一的。如果電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)和市場模型的偏差越大，市場的效率就會越低，所以一個市場采用什么樣的市場模型是很關鍵的問題。

2 阻塞管理問題

電力市場設計中，阻塞管理機制的設計是核心問題。這里，舉個例子來說明阻塞管理的問題。假如:機組A的邊際成本是30美元，機組B的邊際成本是45美元，從A到B的輸送能力是100 MW，負荷L1和L2和機組B在同一側，總負荷是150 MW。實時市場中B端的邊際價格應該是多少？當線路阻塞存在時，如果B端每增加1 MW用電，機組B就多發(fā)1 MW，所以B端的邊際價格是45美元，同樣可以得出A端的邊際價格是30美元。這時分析比較下面幾種情況:負荷所需的150 MW用電會100%分別從雙邊市場、日前市場或者實時市場購買，第四種情況則是一半從雙邊市場買，一半從實時市場買；第五種則考慮到負荷從每個市場各買一部分電。

當所有負荷只在實時市場買電時，整個市場所產(chǎn)生的阻塞收益是1 500美元。怎么得到的呢？負荷付出的錢減去發(fā)電機收入的錢，或者用兩邊價差乘以線路輸送容量。在輸電權拍賣150 MW的情況下，這時市場的uplift是0美元。當負荷只從雙邊市場買電時，又可以分為下面兩種情況:一種是負荷從機組A買電100 MW，從機組B買電50 MW,另外一種則是負荷從機組A買150 MW，沒從B買。在這2種情況下，如果考慮輸電線路阻塞收費，市場阻塞收益還是1 500美元，考慮輸電權后的uplift是0，和負荷只從實時市場買電的情況一樣。但是，如果沒有阻塞收費，那前一種情況下由于阻塞產(chǎn)生的阻塞收益是0，后一種則是-750美元。這個例子說明，在向雙邊合同收取阻塞費用的節(jié)點市場中，無論電源和用戶以何種方式交易，市場的阻塞收益都是1 500美元，考慮輸電權后的uplift都是0，意味這種設計是個穩(wěn)定而有效率的設計。但是在沒有線路阻塞收費的情況下，市場的阻塞收益則和市場主體的市場行為密切相關，這個市場運行起來就不穩(wěn)定。如果用的分價區(qū)的市場模型，市場的uplift費用也會和市場主體的市場行為相關，這樣平衡帳戶中用戶分擔的資金也會比較大，而這正是區(qū)域模型所面臨的一大挑戰(zhàn)，也是德州巿場從區(qū)域轉向節(jié)點的主要原因之一。

3 電力監(jiān)管

市場監(jiān)管的目標主要有2個:一個是監(jiān)測和預防市場操縱行為以及市場力的濫用；第二就是評估市場設計和市場運行并提出相應的改進方案。監(jiān)管過程中要注意的3個問題:第一個就是這個市場是否為電源和用戶提供了有效的激勵機制；第二就是市場運行以及系統(tǒng)調度是否降低了市場效率；第三就是一個市場主體是否有市場力？如果有，市場力有否被濫用？以及一個市場主體有沒有市場操縱行為等。

關于市場監(jiān)管有一些比較經(jīng)典的案例，有10幾年以前的，也有剛發(fā)生不久的，并且就發(fā)生在設計比較成熟的市場中。特別是2000年的加州電力危機，導致電力市場失控，加州經(jīng)歷輪番大停電，進而引起幾大電力公司破產(chǎn)，并導致加州政府的財政危機。至于這場危機的根本原因，今天依然眾說紛紜:有人認為是因為市場設計有缺陷，有人認為是因為發(fā)電企業(yè)操縱市場，有人認為是因為聯(lián)邦政府監(jiān)管不力。這些案件也引發(fā)了以下幾個值得思考的問題:幾乎每個市場在開始時都是不完善的，那么我們應該如何應對市場設計中的不足之處？如果一個市場主體利用市場設計中的漏洞來獲利，這是一種詐騙或市場操縱行為嗎？一個交易單獨獲利不算操縱市場，可如果以一個交易的損失來達到整體交易的獲利，這會是一種市場操縱行為嗎？一個市場主體的市場行為應該有界限嗎？如果有，界限應該在哪里？如果一個市場主體發(fā)現(xiàn)一個市場設計的缺陷，它應該主動上報嗎，還是去利用這個機會去獲利？對以上問題的回答攸關市場建設的成敗。

4 電力市場化的幾點體會

下面，結合參與市場建設的過程，總結電力市場化過程中的幾點體會。

在鼓勵簽訂雙邊合約以規(guī)避風險的前提下，建立一個基于安全運行的經(jīng)濟調度為依托的實時市場會是一個相對簡單、風險也比較小并且益處比較大的切入點；一個比較理想的設計是日前市場為金融性，系統(tǒng)安全則交由可靠性機組投入。

輸電網(wǎng)絡阻塞很難準確預測，如果認為可以準確預測，會發(fā)現(xiàn)大多數(shù)時候是錯的；一個缺乏前瞻性、整體性和兼容性的市場設計往往會付出代價；理想情況下，市場監(jiān)管應該開始于市場設計階段；對一個給定地區(qū)來說，設計一個適合自己情況的電力市場方案需要考慮很多因素，所以一個好的市場設計一定要有一個本地化的過程，照搬是不行的；充足的電力裝機和堅強的輸電網(wǎng)絡最終一定會要一個一流的電力巿場機制來相配，這樣才能最大限度地優(yōu)化系統(tǒng)的資源配置；一個高效運行的電力市場會進一步倒逼輸電網(wǎng)絡運行的透明性和電網(wǎng)管理水平的進一步提高；電力市場機制的建立會更有力地推動技術革新和促進新一代能源革命的進一步發(fā)展。D

（本欄責任編輯 孫 晶）

Design and regulation ofelectric marketin Texas America

LI Yong?gang

（Texas Electricity MarketIndependentSupervision Department,Texas 78705,USA）

從實時市場建設、輔助市場、容量市場建設、市場趨勢變化、市場過程、能量市場與輸電權市場等6個方面，詳細分析美國電力市場改革的經(jīng)驗。針對阻塞管理問題，分析了輸電線路阻塞收費和沒有線路阻塞收費情況下，市場的阻塞收益。利用典型案例，介紹了美國電力市場監(jiān)管的主要目標。最后，對電力市場化改革過程提出了若干體會。

美國電力市場；電力市場設計與監(jiān)管；電力市場改革

From six aspects such as the real-time marketcon?struction,the secondary market,capacity marketconstruction,market trends,market process,the energy market and transmission power market,America's electricity market reform experience is detailed analyed.In view ofcongestion managementproblems,the congestion revenue ofthe marketis analyzed based on the analysis ofthe conges?tion charging of transmission lines and the absence of congestion charging.This paper introduces the main objectives ofthe regulation ofelectric powermarketin the United States.Finally,some experienc?eshave been putforward in the processofpowermarketreform.

U.S.electricity market;electricity market design and supervision;powermarketreform

10.3969/j.issn.1009-1831.2017.04.016

F416.61；TK018

E

2017-02-04