深度|人人都在谈的电力现货市场并没有想象中那么完美

2017-08-04 14:32:59 中国能源报　点击量：评论 (0)

《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》（中发〔2015〕9号文）印发后，电改成了业界热议话题，尤其最近浙江省以4000万人民币全球招标电力市场设计与规则编制咨询服务，更是赚足了眼球。浙江省初期市场的目标是

要实现物理（安全）与经济（商业）的解耦

电力实时平衡属于电力系统运行的硬性物理约束，并非仅由市场供需平衡所决定的软性约束，需要通过自动控制（一、二、三次调频控制软硬件）装置来实现，难以单纯通过调度员的操作来保证。在电力市场环境下，维持电力实时平衡的机制，既包括物理反馈控制，也包括基于市场价格的市场主体经济行为反馈控制，因此如图2所示，本文基于控制理论的统一框架以发电机组功率调节过程为例，对两类反馈进行说明。

图2中，物理反馈控制回路为纯物理装置的控制（可能包括必要的人工干预），通过比较发电机组实际发电功率与分配得的基准功率之间的偏差，产生控制信号作用于控制器，并控制发电机组功率，响应时间为秒级到分钟级，响应精确、灵敏、迅速。

经济行为反馈控制回路主要是市场价格调整机制根据发电机组实际发电功率及其他信息获得价格调整信号，市场主体基于价格信号作出行为响应，并通过物理控制器调整发电机组功率，由于此类反馈控制包括人的经济行为，具有不精确、不灵敏、反应迟缓的特点。但在电力市场经典理论中，两类反馈控制长期被混为一谈。

在分时调度的框架下，电力平衡的物理方程直接作为市场均衡的条件。F.C.Schweppe教授的实时电价理论与美国哥伦比亚大学W.Vickrey教授所提出的公用事业服务的响应定价（ResponsivePricing）殊途同归，都旨在通过用户对实时波动的电价的合理响应来优化经济效率并引导供需（即实时电力）平衡。但不得不说，这种思路属于经济学家们过于理想的期望，从上述2个控制回路的分析可以看出，仅通过市场主体的价格响应行为难以确保物理上的电力实时平衡。能对价格作出灵敏响应的电力用户也十分有限，特别在实时电力市场中，电力负荷基本是刚性的，所以是只有发电竞争的单边市场。换言之，电力平衡所必须的“物理反馈控制”无法被市场机制下基于价格的“人的行为反馈”所替代。

因此笔者认为，电力实时平衡的物理条件并不适合作为电力市场的供需平衡条件（物理的问题应由物理的手段解决），在电力市场设计中，应合理界定市场机制的作用范围，实现物理（安全）与经济（商业）的解耦，并明确区分电力平衡和电量平衡问题。

须高度重视现货交易对系统安全的影响

与中长期电量交易不同，电力现货交易中SCUC（安全约束机组组合）和SCED（安全约束经济调度）所计算出的调度（交易）计划（主要包括开停机计划和机组出力等）是要实际执行的，必将给电力系统运行方式带来重大变化。

2006年4月26至28日，华东区域电力市场进行了为期三天的日前市场调电试运行，发现电网调度运行的难度显著增加，主要表现为：

①全电量竞价的市场模式加大了安全校核的难度和频度。

华东区域电力市场采用日前全电量竞价、差约合约结算的方式，事实上竞价电量比例是100%，产生了各种意想不到的潮流运行方式，加大了安全校核的难度和频度，不利于电网的安全稳定运行。

②电网运行方式变化频繁造成调度守口子困难。

由于华东区域电力市场采用统一平台、统一出清、全电量竞价的模式，全网的负荷变化由系统内机组统一承担，同时由于日前市场的竞价结果出现了前所未有的运行方式，潮流缺乏规律性，使得各省联络线计划变化剧烈、频繁，且不可预测，极大地增加了各省（市）守口子的难度。

③部分机组的竞价结果不满足最低技术出力的要求。

在日前市场全电量竞价的模式下，发电企业若报价策略不当，合同电量也可能无法全部中标，甚至出现部分时段的中标电量低于机组最小技术出力而造成机组非计划启停，这种由竞价所产生的大机组频繁启停不利于机组的安全运行。

虽然华东区域电力市场日前调电试运行的时间只有三天，但所暴露出的问题却有相当的代表性，国外也出现过多起与电力市场交易关系密切的电力系统安全稳定事故。电力现货交易对电力系统安全运行的影响不可忽视。

应避免电力中长期交易的金融化

由于负荷需求的刚性和不确定性、发电商的博弈行为、新能源发电机组出力的不确定性等原因，以电力实时平衡模型（即潮流方程）为基础计算出的现货价格变化剧烈，给市场主体带来巨大的财务风险，因此金融交易（特别是差价合约）从一开始就与电力现货交易相伴而生，迄今澳大利亚国家电力市场和美国、加拿大部分地区电力市场依然采用“全电量现货+差价合约”的市场模式。

此外，批发市场采用频繁波动的实时（分时）定价，也非普通电力用户所能应对的，需要售电公司将批发价格转化为用户容易接受的售电套餐，这个价格转换过程主要是财务和金融操作（即赚价差）。例如，德州公用事业委员会（PUCT）维护的售电平台“淘电网”（www.powertochoose.org），居民只要输入自己的住址邮编，就可以查询到由多个售电公司提供的按月计算的售电套餐（plan）。

金融交易的引入是管理财务风险，无法在物理上保证电力的持续稳定供应，却可能导致电力市场金融化，成为投机家套利的乐土。

当前一种错误观点是将电能中长期交易与日前、日内、实时交易理解为远期（期货）与现货的财务（金融）关系，没有认识到通过电能中长期交易、让供需方尽可能早地制订发用电计划（含负荷曲线）对电力系统安全经济运行的重要作用。虽然国外电力市场常采用金融合约锁定远期的电量和电价，但这仅仅是一种财务结算关系，其背后的实物商品仍然是现货市场中分时交易的纵向“能量块”，没有从物理上解决电能生产和消费的时间连续性问题。

如前所述，在日前、日内、实时市场上通过全电量集中竞价形成调度计划和市场价格的市场机制，将彻底改变电力系统多年来形成的安全经济调度习惯和模式，给市场交易和电力系统运行带来极大隐患。

总而言之，电力现货交易是除辅助服务外电能交易和电力电量平衡链条的“最后一公里”，是电力市场体系初步完善的标志，也是难度和风险都很大的改革任务。在现货市场方案实施前，应在理论和技术上做好充分准备，从理论上充分分析论证，做好仿真实验研究，开发和完善技术支持系统（包括计量系统），不打无准备之仗，方能保证现货交易的顺利推进。

原标题:人人都在谈的电力现货市场，并没有想象中那么完美