葛 睿， 陳龍翔， 王軼禹， 劉敦楠

(1. 國(guó)家電力調(diào)度控制中心， 北京市 100031； 2. 新能源電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(華北電力大學(xué))， 北京市 102206)

中國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)路徑優(yōu)選及設(shè)計(jì)

葛 睿1， 陳龍翔1， 王軼禹1， 劉敦楠2

(1. 國(guó)家電力調(diào)度控制中心， 北京市 100031； 2. 新能源電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(華北電力大學(xué))， 北京市 102206)

在新一輪電力體制改革中，電力市場(chǎng)建設(shè)是重中之重，設(shè)計(jì)一條合理的電力市場(chǎng)建設(shè)路徑對(duì)于從計(jì)劃模式向市場(chǎng)模式平穩(wěn)過渡、最終達(dá)成目標(biāo)市場(chǎng)模式尤為重要。文中基于對(duì)中國(guó)電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀、電力市場(chǎng)基本模式、國(guó)外電力市場(chǎng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)等的分析，建立了適應(yīng)中國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)路徑優(yōu)選的評(píng)價(jià)指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上論證了中國(guó)開展“先期開展中長(zhǎng)期電量交易、再開展現(xiàn)貨交易”的可行性，并進(jìn)一步設(shè)計(jì)了其具體實(shí)現(xiàn)路徑，對(duì)路徑實(shí)現(xiàn)中的關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了探討?？紤]到中國(guó)新能源消納、電網(wǎng)安全約束等方面存在的矛盾，建議中國(guó)應(yīng)由中長(zhǎng)期電量實(shí)物交易和均衡調(diào)度，逐步過渡到中長(zhǎng)期差價(jià)合約和集中式現(xiàn)貨市場(chǎng)，并適時(shí)建設(shè)輔助服務(wù)市場(chǎng)和電力期貨等電力金融市場(chǎng)，最終達(dá)到建成體系完備的市場(chǎng)目標(biāo)。

電力市場(chǎng); 建設(shè)路徑; 中長(zhǎng)期電力交易; 現(xiàn)貨交易

0 引言

2015年3月，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》(中發(fā)〔2015〕9號(hào))，開啟新一輪電力體制改革序幕；2015年11月，國(guó)家印發(fā)《國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局關(guān)于印發(fā)電力體制改革配套文件的通知》(發(fā)改經(jīng)體〔2015〕2752號(hào))，對(duì)改革中的一些核心問題給予了明確和細(xì)化。此輪電力體制改革中的一個(gè)重要任務(wù)是建立電力市場(chǎng)，落實(shí)黨和國(guó)家的“市場(chǎng)在資源配置中起決定性作用”的部署。其頂層設(shè)計(jì)中關(guān)于電力市場(chǎng)建設(shè)的總體要求為：①建立“管住中間、放開兩頭”的體制架構(gòu)，有序放開輸配以外的競(jìng)爭(zhēng)性環(huán)節(jié)定價(jià)，有序向社會(huì)資本放開配售電業(yè)務(wù)，有序放開公益性和調(diào)節(jié)性以外的發(fā)用電計(jì)劃；②推進(jìn)交易機(jī)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立，規(guī)范運(yùn)行，明確交易機(jī)構(gòu)定位；③中國(guó)目標(biāo)市場(chǎng)模式主要分為分散式和集中式2種模式，其中，分散式是主要以中長(zhǎng)期實(shí)物合同為基礎(chǔ)，發(fā)用雙方在日前階段自行確定日發(fā)用電曲線，偏差電量通過日前、實(shí)時(shí)平衡交易進(jìn)行調(diào)節(jié)的電力市場(chǎng)模式；集中式是主要以中長(zhǎng)期差價(jià)合同管理市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)，配合現(xiàn)貨交易采用全電量集中競(jìng)價(jià)的電力市場(chǎng)模式。如何達(dá)成頂層設(shè)計(jì)中的目標(biāo)模式、中國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)的路徑該如何選擇是中國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)中的一個(gè)重要問題。

國(guó)外電力市場(chǎng)化改革實(shí)踐比中國(guó)早，在英國(guó)、美國(guó)等國(guó)已建成了運(yùn)轉(zhuǎn)較好的電力市場(chǎng)體系；國(guó)內(nèi)針對(duì)電力市場(chǎng)建設(shè)也開展了相關(guān)方面的研究，主要包括：①國(guó)外市場(chǎng)總體發(fā)展情況及對(duì)中國(guó)建設(shè)的相關(guān)啟示[1-4]；②國(guó)外電力市場(chǎng)體系總體架構(gòu)[5-8]；③著重介紹市場(chǎng)建設(shè)的某個(gè)環(huán)節(jié)，如電力現(xiàn)貨市場(chǎng)[9]、平衡機(jī)制[10-14]、金融市場(chǎng)[15]；④國(guó)外電力市場(chǎng)建設(shè)過程的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)[16-17]等。總體來看，英國(guó)電力市場(chǎng)、美國(guó)PJM電力市場(chǎng)、美國(guó)加州電力市場(chǎng)等運(yùn)營(yíng)較好的市場(chǎng)，其共同點(diǎn)是能量市場(chǎng)上同時(shí)具備價(jià)格發(fā)現(xiàn)和風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避的工具，典型的方式是中長(zhǎng)期交易(差價(jià)合約或者實(shí)物合同)和現(xiàn)貨市場(chǎng)合同并存。在美國(guó)、英國(guó)、北歐等國(guó)家和地區(qū)還有電力期貨、期權(quán)等電力金融市場(chǎng)，通過中長(zhǎng)期交易、電力金融市場(chǎng)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，通過現(xiàn)貨市場(chǎng)發(fā)現(xiàn)價(jià)格。

為此，本文在借鑒國(guó)外電力市場(chǎng)原理、機(jī)制的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步結(jié)合中國(guó)電力工業(yè)的現(xiàn)狀，對(duì)適合中國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)的路徑進(jìn)行了探討，并具體設(shè)計(jì)了中國(guó)電力市場(chǎng)的各階段任務(wù)。

1 計(jì)劃運(yùn)營(yíng)模式

1.1 電力電量安排方式

目前中國(guó)電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)總體實(shí)行計(jì)劃模式，從年度到實(shí)時(shí)各時(shí)間尺度上的工作安排如下所示。

1)在年度時(shí)間尺度上，政府電力主管部門依據(jù)次年宏觀經(jīng)濟(jì)的發(fā)展預(yù)測(cè)等，預(yù)估次年年度總電量需求并按照節(jié)能減排、同類型機(jī)組發(fā)電利用小時(shí)數(shù)相當(dāng)?shù)仍瓌t將年度電量分配至各電廠；進(jìn)一步依據(jù)人類經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動(dòng)、天氣在月度時(shí)間尺度上的分布規(guī)律，將電廠年度總電量分解到月。

2)調(diào)度部門負(fù)責(zé)執(zhí)行政府下達(dá)的電量計(jì)劃，保證各電廠的電量計(jì)劃均衡執(zhí)行，各電廠年度總執(zhí)行電量控制在一定的偏差范圍內(nèi)，即實(shí)行三公調(diào)度。

3)在日前，調(diào)度部門依據(jù)人類經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動(dòng)，天氣在日、小時(shí)時(shí)間尺度上的分布規(guī)律及次日天氣、節(jié)假日等，制定次日96個(gè)點(diǎn)的電廠出力曲線。

4)在日內(nèi)，依據(jù)超短負(fù)荷預(yù)測(cè)，進(jìn)行日內(nèi)滾動(dòng)計(jì)劃，即每15 min計(jì)算未來一段時(shí)間的機(jī)組日內(nèi)出力曲線，最近1個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)用于執(zhí)行。

5)實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)，通過機(jī)組投自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)調(diào)整實(shí)時(shí)偏差，通過增減機(jī)組出力進(jìn)行阻塞管理，確保實(shí)時(shí)平衡及電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2 輔助服務(wù)管理

電力系統(tǒng)計(jì)劃模式運(yùn)行所必需的如調(diào)頻、調(diào)壓等輔助服務(wù)，主要按照“兩個(gè)細(xì)則”進(jìn)行調(diào)用和補(bǔ)償。

2 中國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)目標(biāo)及建設(shè)路徑優(yōu)選必要性分析

2.1 中國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)目標(biāo)

中國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)目標(biāo)是：逐步建立以中長(zhǎng)期交易為主、現(xiàn)貨交易為補(bǔ)充的市場(chǎng)化電力電量平衡機(jī)制；逐步建立以中長(zhǎng)期交易規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，以現(xiàn)貨市場(chǎng)發(fā)現(xiàn)價(jià)格，交易品種齊全、功能完善的電力市場(chǎng)。在全國(guó)范圍內(nèi)逐步形成競(jìng)爭(zhēng)充分、開放有序、健康發(fā)展的市場(chǎng)體系。

2.2 電力市場(chǎng)建設(shè)路徑優(yōu)選的必要性分析

目前，電力市場(chǎng)模式主要分為雙邊交易模式、電力庫(kù)模式這兩種。雙邊交易是買賣雙方自由交易，交易數(shù)量、價(jià)格由買賣雙方自由確定，更能體現(xiàn)電力作為一般商品的屬性，典型如英國(guó)電力市場(chǎng)。電力庫(kù)模式又稱為電力聯(lián)營(yíng)體模式，電力買賣雙方進(jìn)行報(bào)價(jià)投標(biāo)，由市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行集中出清，典型如澳大利亞電力市場(chǎng)。

兩者的根本區(qū)別是：電力商品的物理現(xiàn)貨交易必須通過集中式電力庫(kù)，還是以買賣雙方簽訂的實(shí)物交易合同為準(zhǔn)[18]。世界上沒有一個(gè)國(guó)家的電力市場(chǎng)模式是完全遵循兩種基本市場(chǎng)模式的，而是基于兩種基本模式，結(jié)合本國(guó)電力工業(yè)特性及市場(chǎng)優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)基本模式進(jìn)行完善改進(jìn)，形成了各具特色的市場(chǎng)模式。如美國(guó)PJM電力市場(chǎng)，買賣雙方可簽訂雙邊合約，但雙邊交易為差價(jià)合約，無需物理執(zhí)行，用于規(guī)避現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，日前、日內(nèi)市場(chǎng)均為全電量電力庫(kù)模式。

從中國(guó)當(dāng)前以“政府分配年度電量、調(diào)度三公執(zhí)行”的計(jì)劃運(yùn)營(yíng)模式，逐步過渡到由各市場(chǎng)主體遵循商品經(jīng)濟(jì)規(guī)律的市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)模式，將在電力電量平衡、檢修安排等電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行方面以及價(jià)格、結(jié)算等經(jīng)濟(jì)因素方面產(chǎn)生根本性的變化。改革過程中若市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)、監(jiān)管、人力資源等不到位，將影響到電力市場(chǎng)建設(shè)工作的推進(jìn)，甚至導(dǎo)致電力市場(chǎng)建設(shè)夭折或危及電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

從國(guó)外實(shí)踐來看，采用不同的市場(chǎng)模式，對(duì)人員和技術(shù)的要求不一樣。

1)若電力商品的交易周期越短，則電網(wǎng)客觀運(yùn)行規(guī)律同商品交易經(jīng)濟(jì)規(guī)律交織的越緊密，市場(chǎng)機(jī)制就越復(fù)雜，對(duì)人員、技術(shù)支持系統(tǒng)的要求就越高，例如現(xiàn)貨市場(chǎng)的復(fù)雜程度要遠(yuǎn)高于中長(zhǎng)期交易。

2)電力庫(kù)交易的復(fù)雜程度要高于雙邊交易。電力庫(kù)交易是一種集中決策模式，從數(shù)學(xué)角度來理解就是構(gòu)建全局優(yōu)化模型并求解該模型。雙邊交易是一種分散決策模式，從數(shù)學(xué)角度來理解就是在問題可行域內(nèi)找到一個(gè)可行解。

3)短期來看，電力需求缺乏彈性，電力庫(kù)模式下電價(jià)波動(dòng)較大；雙邊交易對(duì)市場(chǎng)主體本身要求更高。

考慮到技術(shù)和人員現(xiàn)狀，建議中國(guó)電力市場(chǎng)的推進(jìn)建設(shè)要遵循“立足現(xiàn)狀、考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)、由易至難、確保安全”的原則，即進(jìn)行電力市場(chǎng)建設(shè)路徑優(yōu)選時(shí)，需要考慮的核心問題是從哪里出發(fā)、到哪里去以及聯(lián)通兩者之間路徑的可行性和安全性。具體應(yīng)考慮的因素為：①路徑中各階段的任務(wù)要同當(dāng)時(shí)的人員素質(zhì)、技術(shù)條件相適應(yīng)；②路徑中各階段任務(wù)要做好風(fēng)險(xiǎn)分析、防控，要避免出現(xiàn)影響全局的風(fēng)險(xiǎn)反而導(dǎo)致電力市場(chǎng)建設(shè)夭折；③路徑中各階段的任務(wù)要最終為建成電力市場(chǎng)目標(biāo)模式服務(wù)。

3 中國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)路徑優(yōu)選

3.1 中國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)路徑優(yōu)選評(píng)價(jià)指標(biāo)

考慮到中國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)路徑的可行性和安全性，本文建立路徑適應(yīng)性、路徑安全性、路徑目標(biāo)性3類電力市場(chǎng)建設(shè)路徑優(yōu)選的核心評(píng)價(jià)指標(biāo)，以指導(dǎo)電力市場(chǎng)建設(shè)，具體見表1。

表1 電力市場(chǎng)建設(shè)路徑優(yōu)選的核心評(píng)價(jià)指標(biāo)Table 1 Core evaluation indexes of construction route optimization for electricity market

路徑適應(yīng)性指標(biāo)下有監(jiān)管適應(yīng)性、市場(chǎng)主體適應(yīng)性、市場(chǎng)規(guī)則適應(yīng)性、技術(shù)支持系統(tǒng)適應(yīng)性等4個(gè)小類指標(biāo)；路徑安全性指標(biāo)下有市場(chǎng)運(yùn)行安全性、電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性等2個(gè)小類指標(biāo)；路徑目標(biāo)性下有階段目標(biāo)達(dá)成、遠(yuǎn)景目標(biāo)達(dá)成等2個(gè)小類指標(biāo)。

3.1.1路徑適應(yīng)性

1)監(jiān)管適應(yīng)性：指路徑中各階段任務(wù)要與監(jiān)管規(guī)則、監(jiān)管人員素質(zhì)、監(jiān)管手段相適應(yīng)。

2)市場(chǎng)主體適應(yīng)性：指路徑中各階段任務(wù)要考慮長(zhǎng)期處于以計(jì)劃模式運(yùn)行的電力系統(tǒng)中電廠、電網(wǎng)、交易中心、調(diào)度機(jī)構(gòu)、用戶等各市場(chǎng)主體的適應(yīng)性。

3)市場(chǎng)規(guī)則適應(yīng)性：指路徑中各階段任務(wù)一定要輔以相適應(yīng)的市場(chǎng)規(guī)則，要牢固樹立市場(chǎng)規(guī)則在電力市場(chǎng)運(yùn)行中的“根本大法”理念，市場(chǎng)必須在規(guī)則框定的范圍內(nèi)運(yùn)行。

4)技術(shù)支持系統(tǒng)適應(yīng)性：指路徑中各階段任務(wù)要考慮技術(shù)支持系統(tǒng)的實(shí)際開發(fā)程度。

3.1.2路徑安全性

1)市場(chǎng)運(yùn)行的安全性：指電力市場(chǎng)本身的安全運(yùn)行，主要是電價(jià)水平。

2)電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性：指電力市場(chǎng)環(huán)境下不能削弱電力系統(tǒng)本身的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.1.3路徑目標(biāo)性

1)階段目標(biāo)達(dá)成：路徑中各階段任務(wù)在規(guī)定的時(shí)限是可以達(dá)成的。

2)遠(yuǎn)景目標(biāo)達(dá)成：路徑中各階段的任務(wù)要最終為建成電力市場(chǎng)目標(biāo)模式服務(wù)。

3.2 中國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)路徑優(yōu)選分析

中國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)可選路徑有：①先期開展中長(zhǎng)期交易，適時(shí)開展現(xiàn)貨交易；②先期開展現(xiàn)貨交易，適時(shí)開展中長(zhǎng)期交易。實(shí)際上，當(dāng)前全國(guó)大部分省區(qū)所開展的電力交易，多為年度、月度的中長(zhǎng)期交易，考慮到中國(guó)現(xiàn)行電力市場(chǎng)以中長(zhǎng)期交易為主的現(xiàn)狀，建議中國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)路徑選擇“先期開展中長(zhǎng)期交易，適時(shí)開展現(xiàn)貨交易”。

先期開展中長(zhǎng)期交易，適時(shí)開展現(xiàn)貨交易的總體設(shè)計(jì)為：先期電廠電量計(jì)劃逐步放開，通過集中交易、雙邊交易、掛牌交易等方式組織電廠與用戶簽訂中長(zhǎng)期電量合同，經(jīng)安全校核后由調(diào)度機(jī)構(gòu)分解執(zhí)行；開展現(xiàn)貨市場(chǎng)準(zhǔn)備工作，適時(shí)開展現(xiàn)貨市場(chǎng)。

利用前文建立的路徑優(yōu)選核心評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)“先期開展中長(zhǎng)期交易，適時(shí)開展現(xiàn)貨交易”路徑定性進(jìn)行分析，分析結(jié)果見表2。

總體上，“先期開展中長(zhǎng)期交易，適時(shí)開展現(xiàn)貨交易”模式在路徑適應(yīng)性、路徑安全性、路徑目標(biāo)性方面均具備較好的評(píng)級(jí)。

表2 電力市場(chǎng)建設(shè)路徑優(yōu)選Table 2 Route optimization of electricity market construction

4 “先期開展中長(zhǎng)期交易，適時(shí)開展現(xiàn)貨交易”路徑具體設(shè)計(jì)

對(duì)于“先期開展中長(zhǎng)期交易，適時(shí)開展現(xiàn)貨交易”路徑，建議對(duì)其實(shí)現(xiàn)總體分為3個(gè)階段。階段1：中長(zhǎng)期電量實(shí)物交易+均衡調(diào)度。階段2：雙邊實(shí)物電力交易+平衡市場(chǎng)或中長(zhǎng)期差價(jià)合約+集中式現(xiàn)貨市場(chǎng)，輔助服務(wù)仍依據(jù)“兩個(gè)細(xì)則”進(jìn)行管理。階段3：在階段2基礎(chǔ)上，進(jìn)一步通過市場(chǎng)化手段管理輔助服務(wù)市場(chǎng)，并開展電力期貨等電力金融市場(chǎng)，構(gòu)建完備的市場(chǎng)體系。

考慮電改的復(fù)雜性，電改中涉及的各方均強(qiáng)調(diào)電改應(yīng)在相關(guān)文件規(guī)定的范圍內(nèi)開展，因此文中現(xiàn)貨交易具體模式僅考慮了“中發(fā)〔2015〕9號(hào)文”中給出的“集中式”、“分散式”兩種模式。這兩種模式實(shí)際上是對(duì)國(guó)外電力市場(chǎng)模式的高度總結(jié)，具備相當(dāng)?shù)拇硇浴?/p>

4.1 階段1

“中長(zhǎng)期電量實(shí)物交易+均衡調(diào)度”模式下電力系統(tǒng)總體運(yùn)營(yíng)流程為：①電廠電量由基數(shù)計(jì)劃電量+中長(zhǎng)期市場(chǎng)交易電量組成，基數(shù)計(jì)劃電量由政府部門依據(jù)優(yōu)先發(fā)電等原則下達(dá)，并逐步過渡到主要通過市場(chǎng)化交易產(chǎn)生；②電力用戶與發(fā)電企業(yè)，在年度、月度、多日等時(shí)間尺度上，通過雙邊或集中交易達(dá)成市場(chǎng)交易電量，簽訂合同，調(diào)度機(jī)構(gòu)對(duì)電量交易進(jìn)行安全校核，電量交易合同為實(shí)物合同，需物理執(zhí)行；③調(diào)度按照一定的規(guī)則將電量分解到月、日以及每天的96點(diǎn)，執(zhí)行過程中仍需要滿足“三公”原則；④實(shí)時(shí)運(yùn)行中，針對(duì)偏差電量，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，通過調(diào)度指令予以協(xié)調(diào)確保發(fā)用平衡；⑤輔助服務(wù)依然采用“兩個(gè)細(xì)則”進(jìn)行管理。此種模式下，市場(chǎng)化電量電價(jià)由雙邊協(xié)商或集中出清確定，電網(wǎng)公司按照核定的標(biāo)準(zhǔn)收取輸配電價(jià)(或購(gòu)銷價(jià)差不變)，不再通過購(gòu)售價(jià)差盈利。

階段1模式與當(dāng)前的計(jì)劃運(yùn)營(yíng)模式最主要的變化體現(xiàn)在兩個(gè)方面。①電廠年度總電量的形成方式不同，計(jì)劃模式下電廠年度總電量由政府電力主管部門依據(jù)一定原則下達(dá)計(jì)劃；階段1模式下，電廠電量將由政府計(jì)劃逐步過渡到由市場(chǎng)化交易產(chǎn)生，交易模式可以為雙邊交易，也可以為交易中心組織的集中市場(chǎng)。②價(jià)格體系的變化，電網(wǎng)公司不再統(tǒng)購(gòu)統(tǒng)銷，不再以標(biāo)桿電價(jià)向電廠買電、以目錄電價(jià)向用戶賣電，對(duì)于已核定輸配電價(jià)的地區(qū)，按照核定標(biāo)準(zhǔn)收取輸配電價(jià)，電廠收取電量電價(jià)，用戶支付電量電價(jià)、輸配電價(jià)以及規(guī)定的政府性基金及附加，對(duì)于未核定輸配電價(jià)的地區(qū)，電網(wǎng)公司可按照購(gòu)銷價(jià)差不變的原則進(jìn)行結(jié)算。

從電網(wǎng)運(yùn)行角度看，階段1模式下未對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行難度最大的日前、日內(nèi)、實(shí)時(shí)等環(huán)節(jié)做出大的改動(dòng)，計(jì)劃模式可平穩(wěn)有序向階段1過渡，具有相當(dāng)?shù)默F(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)，通過電量的市場(chǎng)化交易競(jìng)爭(zhēng)以及核定的輸配電價(jià)，可提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的效率，降低社會(huì)用能成本。從制度經(jīng)濟(jì)學(xué)角度看，先期開展中長(zhǎng)期交易可以以較小的改革成本獲取較大的改革效益。

4.2 階段2

4.2.1階段2兩種可能的模式

在階段1的基礎(chǔ)上，隨著市場(chǎng)化進(jìn)程的推進(jìn)，市場(chǎng)成員市場(chǎng)意識(shí)逐步提升，電力用戶、售電商能夠逐步掌握、預(yù)測(cè)自身的用電曲線；調(diào)度機(jī)構(gòu)、交易機(jī)構(gòu)經(jīng)過一定時(shí)間的技術(shù)積累、人才培訓(xùn)能夠支撐現(xiàn)貨市場(chǎng)的開展，依據(jù)各地電網(wǎng)特性等因素，階段2可以演化出2條發(fā)展模式，即“雙邊實(shí)物電力交易+平衡市場(chǎng)”或“中長(zhǎng)期差價(jià)合約+集中式現(xiàn)貨市場(chǎng)”。

1)模式1(“雙邊實(shí)物電力交易+平衡市場(chǎng)”模式)下電力系統(tǒng)的總體運(yùn)營(yíng)流程為：①電力用戶與發(fā)電企業(yè)，在年度、月度、多日等時(shí)間尺度上，通過雙邊或集中交易簽訂電量合同，在合同中應(yīng)鼓勵(lì)或強(qiáng)制用戶確定電力曲線，調(diào)度機(jī)構(gòu)對(duì)進(jìn)行安全校核；②發(fā)電企業(yè)和電力用戶根據(jù)合同自行分解形成次日的發(fā)用電曲線，并且需物理執(zhí)行；③針對(duì)偏差電量，調(diào)度機(jī)構(gòu)組織現(xiàn)貨平衡市場(chǎng)，確保發(fā)用平衡；④輔助服務(wù)依然采用“兩個(gè)細(xì)則”進(jìn)行管理。

模式1的合同電量以合同約定價(jià)格結(jié)算，偏差電量以平衡市場(chǎng)價(jià)格結(jié)算。

2)模式2(“中長(zhǎng)期差價(jià)合約+集中式現(xiàn)貨市場(chǎng)”模式)下電力系統(tǒng)的總體運(yùn)營(yíng)流程為：①和②同模式1一致，但分解的次日發(fā)用電曲線無需物理執(zhí)行，僅具有結(jié)算意義；③組織全電量現(xiàn)貨市場(chǎng)，形成發(fā)電計(jì)劃，用于執(zhí)行和結(jié)算；④同模式1。

模式2的中長(zhǎng)期合約實(shí)質(zhì)上是一種金融差價(jià)合約，僅具有結(jié)算意義，無需物理執(zhí)行；集中式現(xiàn)貨市場(chǎng)的出清具有執(zhí)行和結(jié)算的雙重意義。發(fā)電企業(yè)收益=合約電量×合約價(jià)格-合約電量×日前價(jià)格+日前電量×日前價(jià)格+(實(shí)時(shí)電量-日前電量)×實(shí)時(shí)價(jià)格。

模式1的目標(biāo)模式為英國(guó)式的分散式市場(chǎng)模式，更適用于電網(wǎng)阻塞較少、市場(chǎng)成員尤其是用戶側(cè)成員負(fù)荷管理水平更高的地區(qū)；模式2的目標(biāo)模式為美國(guó)PJM式的集中式市場(chǎng)模式，適用范圍更廣。

4.2.2階段2的模式選擇

可以預(yù)見在未來一段時(shí)間內(nèi)中國(guó)風(fēng)電、光伏、核電等電源仍將快速發(fā)展，調(diào)峰資源進(jìn)一步減少；主網(wǎng)架仍將處于向特高壓互聯(lián)電網(wǎng)建設(shè)的過渡期，電網(wǎng)阻塞斷面仍較多。在市場(chǎng)建設(shè)階段1，隨著中長(zhǎng)期交易規(guī)模逐步增大，中長(zhǎng)期交易的物理執(zhí)行成為難點(diǎn)。①中長(zhǎng)期交易剛性執(zhí)行電量越大，電網(wǎng)調(diào)度能夠用于平衡和調(diào)整的電力電量空間越小，可能導(dǎo)致清潔能源消納等無法保障，甚至可能導(dǎo)致無法滿足電網(wǎng)最小開機(jī)方式要求，影響電網(wǎng)安全運(yùn)行。②中長(zhǎng)期電量合同難以精益化開展安全校核，剛性執(zhí)行可能導(dǎo)致局部電網(wǎng)斷面潮流重載，給電網(wǎng)造成安全風(fēng)險(xiǎn)。③中長(zhǎng)期電網(wǎng)運(yùn)行存在不確定性，中長(zhǎng)期交易合同達(dá)成電量可能無法執(zhí)行，調(diào)度存在監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)。

基于上述原因，建議在階段2選擇模式2(“中長(zhǎng)期差價(jià)合約+集中式現(xiàn)貨市場(chǎng)”)更為合適。選擇模式2的主要益處有：①中長(zhǎng)期交易的金融交割，使得電網(wǎng)調(diào)度能夠用于平衡和調(diào)整的電力電量空間變大，針對(duì)新能源消納調(diào)峰資源稀缺、電網(wǎng)運(yùn)行開機(jī)方式限制等問題，金融交割將打破對(duì)于部分機(jī)組調(diào)節(jié)資源固化的限制，更利于電網(wǎng)運(yùn)行方式的安排和新能源的消納；②中國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行約束較多，中長(zhǎng)期交易是金融合約，日前、日內(nèi)市場(chǎng)的出清將中長(zhǎng)期合約作為差價(jià)合約處理，電力系統(tǒng)的阻塞與傳輸線路的變化不會(huì)對(duì)合同的執(zhí)行產(chǎn)生約束，更有利于電網(wǎng)的安全校核；③全電量競(jìng)爭(zhēng)本質(zhì)是構(gòu)建全局優(yōu)化模型并求解該模型，可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)移至成本更低的機(jī)組(報(bào)價(jià)低)，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)運(yùn)行方式的帕累托改進(jìn)，更有利于資源優(yōu)化配置。

4.3 階段3

在階段2的基礎(chǔ)上，開展無功、黑啟動(dòng)、備用、調(diào)頻等輔助服務(wù)交易，建立完備的市場(chǎng)體系；并適時(shí)開展電力金融市場(chǎng)，提高市場(chǎng)流動(dòng)性。

初期，由于調(diào)頻、備用市場(chǎng)價(jià)格相對(duì)較為明確，可先開展調(diào)頻、備用市場(chǎng)，調(diào)頻、備用市場(chǎng)可聯(lián)合開展，優(yōu)化機(jī)組利用空間；進(jìn)一步，可聯(lián)合開展能量+調(diào)頻+備用市場(chǎng)，綜合優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行曲線。

4.4 各階段關(guān)鍵技術(shù)

為保證市場(chǎng)建設(shè)各階段有序推進(jìn)及平穩(wěn)過渡，各階段的關(guān)鍵技術(shù)如表3所示。

表3 各階段關(guān)鍵技術(shù)Table 3 Major tasks at all stages

5 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)電力系統(tǒng)長(zhǎng)期以計(jì)劃模式運(yùn)行，為落實(shí)國(guó)家的“市場(chǎng)在資源配置中起決定性作用”相關(guān)要求，電力市場(chǎng)建設(shè)已逐步開始實(shí)施。在推進(jìn)中國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)過程中，從現(xiàn)狀出發(fā)、充分借鑒國(guó)際上電力市場(chǎng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)并考慮電力市場(chǎng)客觀規(guī)律，以制定合理的市場(chǎng)建設(shè)路徑，對(duì)最終達(dá)成市場(chǎng)建設(shè)目標(biāo)具有重大意義。

考慮到與現(xiàn)有計(jì)劃模式的平穩(wěn)有效銜接、市場(chǎng)建設(shè)的難易程度、風(fēng)險(xiǎn)控制等，本文研究建立了中國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)路徑的優(yōu)選指標(biāo)，論證了中國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)應(yīng)先開展中長(zhǎng)期交易、再適時(shí)開展現(xiàn)貨交易，該路徑下市場(chǎng)建設(shè)總體應(yīng)遵循三步走的戰(zhàn)略：第一步擴(kuò)大中長(zhǎng)期市場(chǎng)化交易，有序放開發(fā)用電計(jì)劃，并在日前、實(shí)時(shí)階段按照均衡調(diào)度原則分解電量；第二步建設(shè)現(xiàn)貨市場(chǎng)，考慮中國(guó)電力工業(yè)的客觀情況，建議選擇“中長(zhǎng)期差價(jià)合約+集中式現(xiàn)貨市場(chǎng)”模式；第三步是建立包含輔助服務(wù)市場(chǎng)、電力金融市場(chǎng)在內(nèi)的完備的市場(chǎng)體系。

本文主要從宏觀層面探討路徑選擇和電力市場(chǎng)自身建設(shè)路徑等問題，對(duì)于每一階段的細(xì)節(jié)未做詳細(xì)討論，如階段1中市場(chǎng)化電量的占比放開程度等；也未對(duì)電力市場(chǎng)建設(shè)如何有效銜接中國(guó)電力體制的整體改革做闡述分析。后續(xù)的研究可從以上角度進(jìn)一步研究分析。希望本文的研究可以為中國(guó)后續(xù)電力市場(chǎng)化改革路徑設(shè)計(jì)提供一點(diǎn)有益的參考。

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OptimizationandDesignofConstructionRouteforElectricityMarketinChina

GERui1，CHENLongxiang1，WANGYiyu1，LIUDunnan2

(1. National Electric Power Dispatching and Control Center, Beijing100031, China;2. State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources (North China Electric Power University), Beijing102206, China)

The electricity market construction has the top priority in the new round of electricity market reform. In order to smoothly transfer the planned mode of power systems to a market mode, and reach a perfectly target electricity market model, a reasonable electricity market is critical. Based on the analysis on operation status of electric power system in China, the electricity market basic mode and foreign electricity market construction experiences, etc., the evaluation indexes of construction route optimization suiting the Chinese electricity market is established. On this basis, this paper demonstrates the feasibility of the electricity market construction carrying out the medium and long-term electricity trading before the spot transactions. The specific implementation of construction route is designed and the critical technology issues in the implementation process is discussed. Furthermore, considering the contradiction of China’s new energy consumption and the power network security constraints, etc., this paper suggests that a mode of “medium and long-term electricity transaction plus balanced scheduling” should gradually transfer to “l(fā)ong-term contracts for difference plus centralized spot market”, and the auxiliary service market and electricity futures market should be built timely to achieve the goal of complete market system.

electricity market; construction route; medium and long-term electricity trading; spot transaction

2017-06-01;

2017-10-31。

上網(wǎng)日期: 2017-11-15。

葛 睿(1979—)，男，碩士，高級(jí)工程師，主要研究方向：電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行、電力市場(chǎng)、新能源發(fā)電。E-mail： ge-rui@sgcc.com.cn

陳龍翔(1988—)，男，通信作者，碩士，工程師，主要研究方向：電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行、電力市場(chǎng)。E-mail： chen-longxiang@sgcc.com.cn

王軼禹(1974—)，男，碩士，高級(jí)工程師，主要研究方向：電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行、電力市場(chǎng)、新能源發(fā)電。E-mail： wang-yiyu@sgcc.com.cn

(編輯代長(zhǎng)振)