張艾紅 ，楊巍巍 ，張健男 ，沈 毅 ，黃 冶 ，孫嘯天

（1.國家電網(wǎng)東北電力調(diào)控分中心，遼寧 沈陽 110000；2.北京清能互聯(lián)科技有限公司，北京 100084）

引言

2017 年8 月份，國家發(fā)改委辦公廳聯(lián)合國家能源局綜合司發(fā)布《關于開展電力現(xiàn)貨市場建設試點工作的通知》（發(fā)改辦能源〔2017〕1453 號），選擇南方（以廣東起步）、浙江等8 個地區(qū)作為第一批試點，推動電力現(xiàn)貨市場建設工作[1]?？紤]到歷史形成的以省為格局的電力行政管理和財稅體制，第一批電力現(xiàn)貨試點均為省級電力現(xiàn)貨市場。截至2020 年9 月份，各試點均進行了長周期結算試運行?？傮w來看，各試點現(xiàn)貨市場運行平穩(wěn)、價格合理、機制有效。但同時也應看到，各試點依舊不同程度存在計劃與市場并軌不暢、多級市場銜接困難、發(fā)用不平衡電費較大等問題。其中一些問題便是由電力現(xiàn)貨市場建設局限于省級范圍引發(fā)的。

建設區(qū)域電力市場，有特殊的政策背景和時代背景。2020 年4 月，中共中央國務院發(fā)布《關于構建更加完善的要素市場化配置體制機制的意見》，指出“充分發(fā)揮市場配置資源的決定性作用，暢通要素流動渠道，保障不同市場主體平等獲取生產(chǎn)要素，推動要素配置依據(jù)市場規(guī)則、市場價格、市場競爭實現(xiàn)效益最大化和效率最優(yōu)化[2]。”建設區(qū)域電力市場可以促進電力要素在更大范圍內(nèi)流動，提高電力要素配置效率，并且也能適應區(qū)域經(jīng)濟一體化的發(fā)展方向。

國內(nèi)許多專家學者就區(qū)域電力市場建設已有較為深入的研究。文獻[3-4]分析了區(qū)域電力市場建設的若干問題，包括競價交易模型及其機理、水電參與市場競價的模式、電價機制及其穩(wěn)定制度、市場風險及其規(guī)避、結算機制與市場盈余公平分配等。文獻[5]從現(xiàn)貨市場交易規(guī)模及其影響因素，市場出清方式及其物理模型，現(xiàn)貨市場的價格機制，市場力抑制等相關配套機制等方面介紹了國外典型電力現(xiàn)貨市場建設情況，并對中國的電力市場化改革提出了建議。文獻[6]從多個方面詳細介紹了北歐電力市場。北歐電力市場作為首個跨國的區(qū)域電力市場，有著較為完善的交易機制，是值得學習的樣板。文獻[7-9]從多方面分析了南方區(qū)域電力市場建設方案。作為第一批電力現(xiàn)貨試點之一，南方區(qū)域電力現(xiàn)貨市場具有一定的示范意義。

上述研究大多從區(qū)域電力市場的一般理論出發(fā)，未緊密結合我國電力市場化改革的當前所處階段。本文旨在現(xiàn)有研究的基礎上，充分借鑒第一批電力現(xiàn)貨試點建設過程中的問題及經(jīng)驗，并基于我國電力市場化改革的新階段和新的時代背景，設計適合我國國情的區(qū)域電力市場建設方案，并分析若干關鍵問題，梳理建設思路，為本輪電力市場化改革的深化提供更多思路，以促進交流。

1 區(qū)域電力市場的內(nèi)涵再認識

對于“區(qū)域電力市場”，尚未有嚴格的定義。根據(jù)經(jīng)典的電力市場理論，從交易品種維度上看，電力市場包括電能量市場、電力輔助服務市場、容量市場、輸電權市場等。其中又以電能量市場為主，其余三個市場的作用主要是保障電能量交易。從交易周期維度上看，電力市場包括電力中長期市場和電力現(xiàn)貨市場。因此，從廣義上講，我國已存在多個區(qū)域電力市場，例如“東北區(qū)域電力輔助服務市場”“華北電力調(diào)峰輔助服務市場”以及“跨區(qū)跨省電力中長期交易”等[10-11]。但是從狹義上講，以“電能量交易”為核心的區(qū)域電力現(xiàn)貨市場尚未建成。市場交易機制的核心是價格機制，而只有電力現(xiàn)貨交易才能有效發(fā)現(xiàn)電力商品價格，由此才能形成市場化的電力電量平衡機制，才能為電力中長期交易提供價格風向標，才能充分發(fā)揮市場在電力資源配置中的決定性作用，進一步釋放改革紅利。綜上所述，本文所研究探討的“區(qū)域電力市場”指以“電能量交易”為核心的“區(qū)域電力現(xiàn)貨市場”。

“區(qū)域電力市場”的外延包括三個方面。第一，區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一的市場注冊管理機制。市場主體在“同一起跑線”公平競爭是市場有效運行的前提條件。第二，區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一的市場出清規(guī)則。各市場主體中標的“量”和“價”必須由市場統(tǒng)一出清確定，否則這個市場便是松耦合拼湊而成的區(qū)域市場，并非嚴格意義上的區(qū)域市場。第三，區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一的市場監(jiān)管。為了避免區(qū)域內(nèi)各利益主體進行地方保護，區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一的電力市場監(jiān)管機構及監(jiān)管辦法是必要的。

2 建設區(qū)域電力市場的價值與意義

2.1 省級電力市場的弊端分析

（1）市場力問題。我國各省級電網(wǎng)發(fā)電側的市場力問題不容忽視。例如在浙江電網(wǎng)中，浙能集團的市場份額占到了五成以上。為此，浙江電力現(xiàn)貨市場機制設計者引入了大量的政府授權合約來規(guī)避浙能集團的市場力問題。但隨著經(jīng)營性電力用戶的逐步放開，這并非長久之計，很容易導致市場機制失靈。若將交易范圍擴大至區(qū)域電網(wǎng)，則市場主體的市場份額將下降，從而難以發(fā)揮市場力。

（2）電能量市場與電力輔助服務市場的銜接問題?，F(xiàn)階段，國網(wǎng)片區(qū)內(nèi)除西南電網(wǎng)外均運行了區(qū)域范圍內(nèi)的電力調(diào)峰輔助服務市場，國網(wǎng)范圍內(nèi)省間電力現(xiàn)貨市場也在籌備中，并且有的省份還運行了省內(nèi)深度調(diào)峰輔助服務市場。同時存在的多個市場極易引發(fā)交易成本提高、交易鏈條過長、交易難以銜接等問題。反觀區(qū)域電力市場則更容易實現(xiàn)不同市場的融合或銜接。

（3）市場結構不合理的問題。各省的電源裝機、負荷特性、發(fā)用電放開情況各不相同，建設省級電力現(xiàn)貨市場很容易遇到市場結構不合理的問題，進而引發(fā)其他問題。例如在山東2020 年5 月份為期4 天的結算試運行中，由于市場化發(fā)電、用電規(guī)模不對等、優(yōu)先發(fā)購電曲線不匹配等原因，共產(chǎn)生9500 余萬元的不平衡資金。而區(qū)域電力市場則能夠實現(xiàn)各省的優(yōu)勢互補，抵消個別省市場結構不合理的問題。

2.2 區(qū)域電力市場的優(yōu)勢分析

一定程度上，上文所述的省級電力市場的弊端都能在區(qū)域電力市場中得到改善或消除，除此之外，建設區(qū)域電力市場還有更深遠的價值和意義。

（1）區(qū)域電力市場可在更大范圍內(nèi)配置電力資源，創(chuàng)造更多社會福利。一般來講，市場配置資源的范圍越大，能創(chuàng)造的社會福利越多。但是，在一定技術條件及經(jīng)濟背景下，這個“范圍”是有邊界的，超出邊界的話社會福利可能會減少。那么為什么不建設強耦合的全國統(tǒng)一電力現(xiàn)貨市場？答案是在當前階段，不具有可行性和經(jīng)濟性。第一，我國電源裝機容量約20 億千瓦，最高負荷超過14 億千瓦，過大市場規(guī)模下的優(yōu)化計算將產(chǎn)生“維數(shù)災難”問題。第二，建設強耦合的全國統(tǒng)一電力現(xiàn)貨市場須配套建設信息披露、市場監(jiān)管等配套機制，極大增加市場運營成本，同時也會使市場主體的決策復雜化，極大增加交易成本。建設區(qū)域電力現(xiàn)貨市場的技術條件基礎較為成熟，且在國外有較為成功的案例（美國PJM），因此這是符合我國國情的優(yōu)選方案。

（2）區(qū)域電力市場可充分發(fā)揮大電網(wǎng)的優(yōu)勢，提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，降低系統(tǒng)安全成本及可靠成本。電力作為一種特殊的商品，既要滿足系統(tǒng)負荷實時平衡約束，又要滿足系統(tǒng)備用約束，同時電能質(zhì)量要達標。這對系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力及預留備用大小要求較高。非水可再生能源富集省為了應對可再生能源的波動性、間歇性，須付出較多額外的調(diào)峰、調(diào)頻、及備用成本，按省預留這些調(diào)節(jié)資源的效率遠遠低于按區(qū)域預留，并且長久以來形成的電網(wǎng)控制區(qū)也是按區(qū)域進行管理。綜上所述，區(qū)域電力市場可以提升電力系統(tǒng)的運行靈活性，能產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益。

3 區(qū)域電力市場交易機制設計

3.1 基本原則

美國PJM 電力市場和歐洲統(tǒng)一電力市場是國外運行較為成功的典型區(qū)域電力市場，多被國內(nèi)專家學者作為樣板研究。美國PJM 電力市場采用的是區(qū)域內(nèi)各州強耦合的調(diào)度交易運營一體化的模式；歐洲統(tǒng)一電力市場采用的是以日前交易為主、日內(nèi)交易為輔、保留各國TSO（輸電系統(tǒng)運營商）負責實時平衡的弱耦合模式[12]。

我國與國外所面對的基礎條件不同，建設區(qū)域電力市場并不能照搬國外模式，須立足國家深化改革和市場建設大局，適應中國特色社會主義經(jīng)濟發(fā)展要求，契合當前電力市場化改革的新態(tài)勢，并充分考慮以省為格局的電力行政管理和財稅體制，按照“三個有利于”（有利于能源低碳轉型、有利于電力安全保障能力提高、有利于資源優(yōu)化配置）的原則，并做好“三個統(tǒng)籌”（統(tǒng)籌好區(qū)域內(nèi)交易和區(qū)域外交易、統(tǒng)籌好現(xiàn)貨市場和中長期市場、統(tǒng)籌好市場和優(yōu)發(fā)優(yōu)購）。

3.2 總體思路

（1）為了兼顧各方利益，降低改革阻力，不宜對以省為格局的電力行政管理體制做過度改變，對各級機構的職能可適當調(diào)整以適應區(qū)域電力市場建設。（2）區(qū)域電力市場以現(xiàn)貨電能量市場為主，采用“集中競價，邊際出清”的方式。做好現(xiàn)貨電能量市場與電力輔助服務市場、與電力中長期市場的有序銜接。（3）考慮到機組組合需要在運行日前一天（日前）安排，并且市場出清邊界條件從日前到日內(nèi)可能改變，區(qū)域現(xiàn)貨電能量市場包括日前市場和實時市場。

3.3 交易機制設計

3.3.1 市場成員

市場成員包括運營機構、市場主體、電網(wǎng)企業(yè)。

運營機構包括區(qū)域電力調(diào)度機構、區(qū)域電力交易機構、及區(qū)域內(nèi)各省的電力調(diào)度機構和電力交易中心，其中區(qū)域電力調(diào)度機構和區(qū)域電力交易機構負責區(qū)域電力市場的組織運營，各省電力調(diào)度機構和電力交易機構進行配合。

市場主體須遵守區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一的市場準入條件、注冊程序、退出條件、退出程序。市場主體包括發(fā)電主體和購電主體。發(fā)電主體指區(qū)域內(nèi)并網(wǎng)運行的各類發(fā)電廠。各發(fā)電廠的管理單位維持現(xiàn)狀不變。購電主體指滿足準入條件并在所在省的電力交易中心完成注冊的電力大用戶及售電公司。

電網(wǎng)企業(yè)包括區(qū)域內(nèi)各級供電企業(yè)，按規(guī)定提供輸配電服務，承擔本營業(yè)區(qū)域內(nèi)非市場用戶保底供電服務。各電網(wǎng)企業(yè)分別負責轄區(qū)內(nèi)市場主體計量數(shù)據(jù)管理，提供分時電量數(shù)據(jù)。

3.3.2 市場申報

各省電力調(diào)度機構負責準備所轄電網(wǎng)運行邊界條件及機組運行邊界條件，并報送給區(qū)域電力調(diào)度機構和區(qū)域電力交易機構，用于市場出清和信息披露。依據(jù)所披露的信息，市場主體在區(qū)域電力交易機構進行市場申報。發(fā)電主體申報一條單調(diào)非遞減的量價曲線，具體段數(shù)可根據(jù)實際情況制定。購電主體有兩種申報方式，第一種為申報運行日的分時平均用電負荷，作為價格接受者；第二種為申報一條單調(diào)非遞增的量價曲線。市場起步階段建議實行第一種，待購電主體市場意識和決策能力成熟時可實行第二種，使社會福利最大化。

3.3.3 市場出清

區(qū)域電力調(diào)度機構負責現(xiàn)貨電能量市場的出清計算，采用節(jié)點電價定價機制。日前市場，運行安全約束機組組合（SCUC）模型、安全約束經(jīng)濟調(diào)度（SCED）模型、節(jié)點電價計算（LMP）模型，以運行日購電成本最小為優(yōu)化目標，出清計算得到運行日96 個時段市場主體的中標量及各節(jié)點的節(jié)點電價。實時市場在運行日實際運行前15 分鐘滾動出清，運行安全約束經(jīng)濟調(diào)度（SCED）模型、節(jié)點電價計算（LMP）模型，以實際運行時段（含）后2 個小時的購電成本最小或社會福利最大為優(yōu)化目標，出清得到實際運行時段市場主體的中標量及各節(jié)點的節(jié)點電價。

3.3.4 價格機制

市場機制的核心是價格機制，對市場主體執(zhí)行的價格機制對市場參與者之間的利益分配有重大影響。設計價格機制，既要考慮公平，又要兼顧效率；既要體現(xiàn)“市場優(yōu)化配置資源”的宗旨，又要緊密結合不同地區(qū)的經(jīng)濟、社會發(fā)展水平。

（1）發(fā)電側。按照“價低者得”的原則，可以使發(fā)電側之間不同機組充分競爭，實現(xiàn)成本低的機組替代成本高的機組，從而降低全社會總購電成本。因此，發(fā)電側的結算電價為機組（或新能源場站）所在節(jié)點的節(jié)點電價。當全網(wǎng)不存在輸電阻塞時，則所有發(fā)電側市場主體結算電價相同，為系統(tǒng)邊際電價。

（2）用戶側。理想情況下，用戶側的結算電價也采用所在節(jié)點的節(jié)點電價可以兼顧公平和效率，但這會對現(xiàn)有利益格局造成較大調(diào)整，不利于市場起步。第一批8 個電力現(xiàn)貨試點中，對于用戶側大多采用統(tǒng)一結算點電價進行計算，但是考慮到區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)各省的經(jīng)濟、社會發(fā)展水平不一致，區(qū)域范圍內(nèi)的統(tǒng)一結算點電價并不適用于區(qū)域電力市場。因此建議采取折中方案，區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)各省用戶側采用分省的統(tǒng)一結算點電價進行結算。某省的統(tǒng)一結算點電價的計算方式為按各時段下網(wǎng)電量進行省內(nèi)所有用戶側節(jié)點加權平均再疊加本省輸配電價、基金附加、功率因數(shù)考核、稅費等電費項。

（3）電網(wǎng)側。電網(wǎng)側收取市場用戶的輸配電費。區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)各省的政策性交叉補貼水平存在差異，可將交叉補貼體現(xiàn)在輸配電費里。在區(qū)域相關部門的統(tǒng)一監(jiān)管下，允許分省定期核定輸配電價，體現(xiàn)出各省的特色。

3.3.5 市場結算

區(qū)域電力市場內(nèi)，電網(wǎng)潮流無序，電能跨省流動是常態(tài)，因此需要全局的資金結算機構進行協(xié)調(diào)。現(xiàn)階段，可以由區(qū)域電力交易機構配合各級電網(wǎng)企業(yè)的財務資產(chǎn)部、市場營銷部開展市場結算業(yè)務。

3.3.6 市場協(xié)調(diào)及監(jiān)管

為了維護區(qū)域電力市場秩序，規(guī)范交易行為，保證電力市場競爭有序并協(xié)調(diào)區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)各方的利益糾紛，須配置各方認可的監(jiān)管機構，在統(tǒng)一的監(jiān)管規(guī)則下，對各市場成員進行監(jiān)管及協(xié)調(diào)。

4 相關問題探討

4.1 與全國統(tǒng)一電力市場的銜接

全國統(tǒng)一電力市場，近期以“統(tǒng)一市場、兩級運作”的模式起步。第一級為全國范圍內(nèi)的省間市場，第二級可兼容兩種模式：第一種為省內(nèi)電力市場，第二種為區(qū)域電力市場。兩級市場分別進行申報，第二級先于省間平臺申報送、受電需求及價格，省間交易組織出清后，形成的交易結果作為第二級市場的邊界條件。第二級市場再行組織交易，滿足轄區(qū)內(nèi)電力平衡需求。

4.2 與電力中長期市場的銜接

區(qū)域外的省間電力中長期合約，由上級調(diào)度機構分解后物理執(zhí)行，作為區(qū)域內(nèi)電力市場開展的邊界條件。區(qū)域內(nèi)的電力中長期合約為差價合約，僅作為結算依據(jù)，不作為調(diào)度執(zhí)行依據(jù)。其中各發(fā)電企業(yè)的優(yōu)先發(fā)電電量、基數(shù)電量等政府定價電量由區(qū)域電力調(diào)度機構按統(tǒng)一規(guī)則分解為交割日的分時電量結算曲線。

4.3 區(qū)域電力市場與優(yōu)發(fā)優(yōu)購的銜接

用戶側包括市場用戶和非市場用戶。非市場用戶由電網(wǎng)企業(yè)保底供電，執(zhí)行目錄電價。電網(wǎng)企業(yè)作為總代理以政府定價與發(fā)電側簽訂廠網(wǎng)間購電合同。電網(wǎng)企業(yè)承擔保底供電的“購銷價差”是個變量，為了保障電網(wǎng)企業(yè)的合理收入，須根據(jù)區(qū)域電力市場的運行情況，建立對于目錄電價、優(yōu)先發(fā)電電量、政府批復上網(wǎng)電價等的動態(tài)調(diào)整機制。

4.4 與電力輔助服務市場的銜接

現(xiàn)階段，各級電網(wǎng)內(nèi)的電力輔助服務市場以調(diào)峰輔助服務市場為主，部分地區(qū)建立了備用市場及調(diào)頻市場。市場起步階段，建議配套建立或完善區(qū)域范圍的深度調(diào)峰市場和調(diào)頻市場，與區(qū)域現(xiàn)貨電能量市場分開獨立運行。深度調(diào)峰機組在現(xiàn)貨電能量市場上作為價格接受者，不參與市場定價。進行現(xiàn)貨電能量市場出清計算時，對調(diào)頻市場上中標的機組的出力上、下限進行調(diào)整，預留出調(diào)頻容量。

待市場發(fā)展成熟后，可適時將深度調(diào)峰市場與現(xiàn)貨電能量市場融合，并與調(diào)頻市場聯(lián)合優(yōu)化出清。

4.5 阻塞管理

節(jié)點電價機制下，出現(xiàn)輸電阻塞，會產(chǎn)生阻塞盈余。需要說明的是，阻塞可能會導致部分發(fā)電主體擁有并行使市場力，減少社會總福利。因此，建議將收取的阻塞盈余，在市場監(jiān)管機構的監(jiān)管下，用于投資輸變配電設備，緩解或消除阻塞。

5 結論

起步于2015 年的本輪電改，發(fā)展到當前階段后，建設區(qū)域電力市場有著特殊的時代背景和價值意義。本文深入討論了區(qū)域電力市場的內(nèi)涵，并與省級電力市場對比，進行了利弊分析。在此基礎上，設計了區(qū)域電力市場建設方案，并探討了若干關鍵問題。本文為我國區(qū)域電力市場建設提供了一種可行的思路。

限于篇幅，本文只搭建了區(qū)域電力市場的框架，對于技術細節(jié)未深入探討，這是后續(xù)研究需要完善的地方。