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

a. 没有日前市场，仅有实时市场，允许市场成员在每个时段出清前修改报价数据(交易日内不能修改价格信息，能修改每个价格段内的容量);

b. 在市场正式出清前，滚动进行市场预出清，使市场成员可以及时了解未来若干时段的供需情况和可能的市场价格;

c. 市场的所有信息，包括出清价格信息和市场成员的报价信息，在市场结束后第二天公布，以增加信息的透明;

d. 发电机组不需要提交启停成本等信息，也不会得到启停成本的额外补偿，通过单一的能量价格(还有一部分辅助服务)回收成本;

e. 虽然市场出清价的计算不考虑机组的启停时间等约束，但要求发电机组将相关信息提交交易机构(AEMO)，由交易机构定期进行系统充裕度、安全性的评估分析，包括中长期的评估和短期评估，以保证系统的安全性。

从上面看到，澳大利亚市场中，一方面，市场成员可以从多种途径得到比较准确的市场信息：可以通过历史报价信息获知其他市场成员的机组特性和报价习惯，可以通过预出清了解当日的需求和供给情况;另一方面，市场成员可以不断修改自己的报价以适应市场供需、出清价可能的变化。通过这些手段，使得市场成员可以通过适当的报价策略尽量保证其市场出清结果的物理上可执行、经济上有收益。

另外，市场设置的系统充裕性、安全性评估可在一定程度上保证系统运行的安全可靠性。

(2)设计丰富多样的交易品种及市场

这种方法下，一方面，结合机组的技术特性设计针对性的报价方式，以保证出清结果的物理上的可执行性;另一方面，通过市场的设计增加交易的流动性，使得市场成员可以在系统状况及自身状况发生变化时及时通过一些新的交易来应对变化的情况。

以英国、欧洲为代表的市场即采用这种方法。以北欧市场为例，具有以下特点。

a. 发电机组在报价时不需要申报启停时间、成本等信息。

b. 市场中有打包报价、关联报价等特殊形式的报价类型(具体见本公众号之前发表的文章《英国电力市场的批发市场交易》、《北欧电力市场简介》及《欧洲电力现货市场联合出清机制》)，以反映不同类型发电机组的运行约束。比如，如果一台机组启动起来至少需要连续运行8个小时，其可以申报连续8个小时的打包报价，要求这8个小时的报价要不全部出清，要不全部不出清，这样就避免了频繁启停的情况。

c. 采用分区定价机制，同一个价格区内的市场出清价相同，统一价格区内交易不需要输电权。

d. 除了日前市场，还建立日间市场，可以不断进行新的交易。

欧洲市场的一个重要特点是设计了打包报价等特殊的报价类型。通过这些特殊的报价，使得市场成员可以很容易的在报价中反映其机组在发电方面的技术约束，以便弥补市场出清中没有显式考虑这些约束的问题。另外，通过分区定价、日前市场等，增加市场的流动性，使得市场成员可以及时根据市场供需的变化通过进行新的交易改变市场策略。

三、电力市场中不同的发电机组技术约束考虑方法的比较

简单的讲，电力市场中处理发电机组约束的方法可以分为两大类：由市场运营者集中考虑和由市场成员自行考虑。其关键的区别是由市场运营者进行机组组合的安排还是由市场成员进行机组组合的安排。由市场成员自行安排机组组合的情况，一般被称为自启停(self-commitment)或自调度机组(self-dispatch)。两种方法可以用集中式和分散式来表达，但这里的集中式和分散式的区别不是合同物理执行还是金融执行的区别，而是集中安排启停和自行安排启停的区别。

英国/欧洲、澳大利亚市场，大多数机组为自调度机组，自行确定启停和出力情况;调度或市场运营机构为了保证系统的安全，也会通过辅助服务等形式与一些机组签订合同，实现对部分机组的集中启停、调度。英国/欧洲市场与澳大利亚市场通过不同的方式解决市场成员自调度造成的结果可行性及系统安全等问题。

以PJM、德州等为代表的美国电力市场中，一般有两类机组，自调度机组和集中调度机组。自调度机组向ISO申报其希望的出力水平及在这个水平上增加出力的报价，其完全通过市场LMP获益，不需要提交启停成本等，也不会得到额外的补偿。集中调度机组需要向ISO提交启停成本、启停时间等信息，ISO保证调度结果的可行性，保证其全成本的回收。

每种方法都有其各自的优缺点。集中式方法与传统电力系统的经济调度方式比较类似，容易实现从计划、垄断模式到市场模式的过渡，能通过交易、调度模型确保交易结果的可行性、系统的安全性;存在的问题主要是市场价格机制复杂，特别是在可再生能源比例增多的情况下，需要由附加价格回收的成本越来越高，市场价格的信号受到扭曲。

分散式方法由市场成员通过报价策略自行保证结果的可行性，市场设计相对比较简单，价格信号清晰，可再生能源比例增加对其影响相对较小。其存在的一个主要问题是该方式与传统计划、垄断调度模式的差别较大，市场初期难以被接受。实际上，通过前述对澳大利亚、欧洲市场的介绍可以看到，其市场设计中都存在保证交易物理可执行性及系统安全性的机制，分散式的市场并没有增加市场的不安全性。

总结

电力市场集中竞价机制设计与一般商品市场交易机制设计的一个重要区别，是电力市场中对发电机组的启停等约束的考虑。本文对机组启停约束的两种处理方法：由交易机构集中统一处理(集中式)和由市场成员自行处理(分散式)结合国际典型市场进行了分析和比较。可以看到，不同的方法都有各自的优缺点，实际市场设计时要结合所在地区具体的社会、经济、技术等情况进行选择。

结合我国实际情况，省级电力市场在建设初期可以采用集中式的机组组合方式，但允许部分机组进行自调度。通过市场机制鼓励自调度，逐渐减少集中调度的机组。在定价方法上，考虑高比例可再生能源情况下传统发电机组成本回收的问题，避免美国电力市场目前在传统发电机组成本回收方面的一些问题。对跨省、跨区市场，欧洲市场是比较好的借鉴对象。

原标题:电力市场集中竞价的经济学原理分析（十三竞价中发电机组约束的处理）