深度丨电力市场集中竞价的经济学原理分析

2017-12-04 10:47:57 走进电力市场　点击量：评论 (0)

电力市场与其他市场的一个最主要的区别是电不易储存，需要保持实时平衡，因此如何保持实时的供需平衡、如何对平衡进行定价、结算也是电力市场设计的核心内容之一。本系列文章中前面的文章对电力市场中对平衡的处

市场运营者计算发电商通过LMP未能回收的启停、空载等成本，对发电商支付差额成本，并将市场中的这部分成本以附加价格(price adder 或uplift)的形式分摊给市场用户。

在以火电为主的市场中，整体上系统的边际成本会随着负荷的增加而升高，最后的边际机组一般是可变成本比较高的机组，系统的出清价LMP一般也高于大多数发电机组的可变成本，因此大多数机组可以通过LMP收回全部或大部分的启停等成本。比如算例1中，时段3、4情况下，对G1来说，市场出清价远远高于其可变成本，因此可以通过LMP对其启停成本补偿。对于部分无法全部补偿其启停等成本的机组，市场运营者通过对用户收取附加价格对其补偿，以保证总成本的回收。大多数情况下，这部分附加价格不是很高，因此对市场信号的扭曲也不是很大。

但当系统中的可再生能源增多以后，LMP经常会降到非常低的水平，火电机组不仅不能补偿其启停成本，燃料等可变成本可能也无法补偿，需要通过附加价格回收的成本大幅增加，市场价格信号被大大扭曲。

(2)改进定价方法

实际上，可再生能源增多引起的价格变化、火电机组的补偿等问题已经引起了多个研究机构及专家的关注。2017年美国能源部、能源监管委员会、PJM等均就这个问题发布相关报告进行了讨论。

PJM在2017年11月15日发布改进LMP定价方法的报告，主要就是为了解决这个问题。提出的可能的解决方法是让在最小出力水平上的机组也可以定价。具体细节需要进一步的研究。

2、发电商自行考虑

1)方法描述

这种方法中，发电商不需要向市场运营者提交发电机组的启停时间等技术参数，市场运营者在进行市场出清时，也不考虑这些约束，发电商需要通过报价策略的优化保证其机组能够按市场出清的结果进行发电。如果有偏差，需要按照平衡市场或实时市场的价格机制支付相应的费用。

这种方法下，市场运营者在市场出清时，不需要考虑复杂的机组约束和启停成本，中标的发电机组按照相应时段的市场出清价得到单一的能量价格，启停成本不另外补偿。

2)方法优点

这种方法的好处主要是价格信号比较简单、明晰，市场中仅有微增发电的价格，不需要考虑复杂的启停成本。市场出清也相对比较简单。市场成员在报价时，申报的价格需要综合考虑启停、空载及微增燃料成本等。

3)方法存在的问题

这种方法存在的主要问题，是如何保证市场出清结果的可行和电力系统的安全。由于单个市场成员缺乏对整体系统、整体市场的全面了解，很难准确预测未来每个时段的价格，因此在一些情况下，可能导致市场出清的结果不可行。比如，一台30MW的发电机组在7点整这个时段的出清量是15MW，而在7点一刻这个时段出清的结果是30MW，假设其爬坡速率是每分钟2%，则其在7点一刻最多能将出力爬升到24MW，距离市场出清结果有6MW的偏差。这个偏差会引起两个问题：首先，从系统的角度，需要调用其他的资源来弥补这个偏差，增加了系统运行风险;其次，从发电商角度，由于无法按照市场出清的结果出力，偏差电量按照平衡市场或实时市场的价格结算，其经济利益将受到一定影响。

这种方法存在的另外一个问题是发电企业的报价相对比较复杂。在前一种方法中，发电企业根据其实际成本及技术参数申报即可，如果市场出清结果要求其发电，市场会保证其所有成本的回收。但在这个方法中，需要由发电企业通过合理的报价确保其出清结果的物理上可执行、经济上有收益，对发电企业的报价水平的要求相对较高。

4)解决的方式

对这种方法存在的问题，国际上主要有两种解决的方式。

(1)动态发布市场信息和允许动态修改报价

这种方法下，通过尽量多的发布市场相关信息，以及让市场成员可以随时根据市场供需情况的变化修改报价来解决出清结果的可行性问题。

澳大利亚电力市场即采用这种方法。澳大利亚电力市场有以下几个特点：