广东现货市场|计划发电和非市场用户结算造成的市场盈亏

2019-06-19 14:52:58 走进电力市场作者:荆朝霞谢文锦　点击量：评论 (0)

【内容提要】学了现货市场节点定价基本理论的都知道，节点电价体系下会产生阻塞盈余。这个盈余是正的，一般分配给输电权的所有者。广东现货

【内容提要】

学了现货市场节点定价基本理论的都知道，节点电价体系下会产生阻塞盈余。这个盈余是正的，一般分配给输电权的所有者。广东现货市场规则中，规定将阻塞盈余按邮票法分配给所有市场用户。5月15日和16日最终结算出来以后，结果出乎意料：阻塞盈余是负的！用户为此额外进行了支付，导致许多用户本来按市场价结算是有盈利的，结果考虑分摊这个负的盈余后产生了亏损。为什么会有这个负的阻塞盈余？本文从计划发电、非市场用户结算出发分析其原因，并提出解决的方案。

一、计划与市场解耦机制

1、现货市场前的机制

广东电力市场中，为了解决计划与市场并轨存在的情况，提出了“计划与市场解耦”的机制。主要思路如下

1）发电机组保留一部分基数电量（即计划电量），由电网按照政府核定的上网电价购买。

2）未进入市场的非市场用户按照政府核定的目录电价从电网公司购电。

3）每个结算周期（每月），所有发电机组的总基数电量（包括西电，为了简化分析，本文忽略西电的影响）严格等于所有非市场用户的用电量。实际执行中，实现根据负荷预测进行预分配，事后根据计量情况按比例进行调整。

如果用户的用电结构不变（不同电价类型用户的用电量比例），发电侧的发电结构（不同上网电价的机组的发电比例）也不变，则平均非市场用户购电价格与平均基数电量上网电价的差为固定值，等于政府核定的输配电价，电网获得的价差收益是固定值，等于政府核定的输配电准许收益。但如果用电结构和发电结构变化，价差将发生变化，电网的收益也会发生变化，可能变大，也可能变小。详细的分析可参见之前的公众号文章（走进电力市场:我国当前市场模式下电力市场化交易发展对电网公司收益的影响，2018.1.23）。

由于基数发电和非市场用电的结构一般比较稳定，平均上网电价和平均目录电价的价差也比较稳定，进而电网的输配电收益也比较稳定。现货市场以前，如果这个收益变化，盈亏由电网承担。由于规定了电网收取固定的输配电费，实际中可以，或者说应该在下个监管周期通过输配电价的调整解决这个盈亏。

2、现货市场下的机制

广东现货市场规则中，考虑了基数发电、非市场用户结算可能造成的盈亏，并规定相关盈亏由所有市场用户承担。具体请参考《广东电力市场结算实施细则（征求意见稿）》12.8 节‘年度基数合约电量偏差电费’：每年安排各类机组年度基数合约电量时，其平均购电价不高于政府输配电价核定时的平均购电单价。当年度基数合约电量的平均购电单价偏离输配电价核定水平时，产生的偏差以月度为周期由市场化用户来分摊。

广东现货市场是全电量竞价的市场。现货市场下，基数合约变为一种政府（电网代理）与电厂签订的金融的差价合约。非市场用户按照固定的目录电价购电，也可以认为是在现货市场价格的基础上与政府（电网代理）签订了一个差价合约。为方面分析，将代理政府与电厂、用户签订购售电合约的机构称为代理机构（当前为电网公司）。另外代理机构需要按政府核定的输配电价支付输配电费给电网公司。

二、现货市场下计划与市场交易的结算

差价合约的三要素为：合约价、基准价、合约量。结算机制如下：

【1】差价合约结算 = (合约价-基准价)* 合约量

差价合约的详细介绍可以参考(电网技术：骆子雅,季天瑶,荆朝霞,何爱民.电力差价合约机制设计与应用[J/OL].电网技术:1-9[2019-06-18].https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2019.0538.)。下面对现货市场下，考虑基数发电合约及非市场用户目录电价购电合约下各市场主体的结算。

1、电厂的基数发电合约结算

对电厂的基数发电合约，合约价为上网电价，合约量为基数电量，基准价为机组所在节点的日前市场出清价（称为基准价1），因此电厂的合约收益为

【2】电厂差价合约收益 = (上网电价-基准价1)* 基数电量

现货市场中，电厂所发的基数电量可以在现货市场以所在节点（M）的日前市场出清价售出。

【3】电厂现货市场收益 = 基准价1 * 基数电量

综合起来，电厂的基数电量的总收益为：

【4】电厂基数电量收益=差价合约收益+现货市场收益=上网电价*基数电量

可以看到，在基数电量合约下，无论电厂所在节点的日前市场价格如何变化，可以保证电厂所发的基数电量的综合电价恒定为政府核定的上网电价。

2、用户目录电价差价合约

现货市场下，对非市场用户，无论现货市场的电价如何变化，都恒定按照政府核定的目录电价结算。这相当于电网代理政府与用户签订了一个差价合约。差价合约的合约价为目录电价，基准价为用户结算点电价（称为基准价2），合约量为非市场用户的实际用电量。

【5】非市场用户差价合约收益=(基准价2-目录电价)*非市场用户实际用电量

【6】非市场用户现货市场购电费=用户结算点电价*非市场用户实际用电量

【7】非市场用户总费用=现货市场购电费-差价合约收益=目录电价*非市场用户实际用电量

可以认为非市场用户在现货市场买电，然后获得差价合约收益，综合购电单价恒定为目录电价。

3、代理机构差价合约收益

现货市场下，可以认为代理机构有三个合约：对电厂的基数电量购电合约、对非市场用户的售电合约、对电网公司的输配电费合约。

对差价合约来说，当合约价与基准价不相同时，合约双方需要按照约定的公式进行支付，【2】和【5】分别是差价合约下电厂、非市场用户的收益。代理机构的收益与其正好相反。

【8】代理机构基数电量差价合约收益 = (基准价1-上网电价)* 基数电量

【9】代理机构非市场用户差价合约收益=(目录电价-基准价2)*非市场用户实际用电量

【10】代理机构总差价合约收益=代理机构基数电量差价合约收益+代理机构非市场用户差价合约收益

根据广东现货市场的设计，总的基数电量永远等于总的非市场用户用电量。【10】式中，令：基数电量=非市场用户实际用电量，则有

【11】代理机构总差价合约收益=(目录电价-上网电价)*基数电量+(基准价1-基准价2)*基数电量

考虑代理机构需要按（目录电价-上网电价）支付输配电费给电网公司，代理机构的盈亏为

【12】代理机构合约总盈亏=(基准价1-基准价2)*基数电量

如果基准价1对应的节点与基准价2对应的节点相同，即基数发电节点与非市场用户用电节点相同，则基准价1=基准价2，则代理机构的总盈亏为零。即【13】所示。

【13】（计划发电与用电节点相同）：代理机构合约总盈亏=0

也就是说，当基数发电与非市场用电位于相同的节点时，由于两个差价合约（与电厂的差价合约及与非市场用户的差价合约）的基准价相同，两个合约可以完全对冲，总的收益是固定的，单价等于核定的输配电价。

但是，当基数发电与非市场用电位于不同的节点时，由于两个差价合约（与电厂的差价合约及与非市场用户的差价合约）的基准价可能不同，两个合约无法完全对冲，代理机构总的收益也不再固定，总的收益为【14】式所示，扣除固定的应该支付给电网公司的输配电费，代理机构盈亏为

【14】（计划发电与用电节点不同）：代理机构合约总盈亏=(基准价1-基准价2)*基数电量

现货市场中，如果系统没有发生阻塞，则所有节点的电价相同，基准价1=基准价2，代理机构总盈亏为零。

【15】（计划发电与用电节点不同，无阻塞）：代理机构合约总盈亏=0

现货市场中，如果系统发生阻塞，则不同节点的电价不同，基准价1≠基准价2，代理机构总盈亏为

【16】（计划发电与用电节点不同，阻塞）：代理机构合约总盈亏=(基准价1-基准价2)*基数电量

当基准价1>基准价2，代理机构总盈亏为正，当基准价1<基准价2，代理机构总盈亏为负。

4、现货市场结算

1）市场总阻塞盈余

现货市场中，所有发电和用户按所在节点的电价结算。当系统发生阻塞时，会产生阻塞盈余。假设仅有一条线路阻塞，则阻塞盈余为

【17】市场总阻塞盈余=阻塞价格*阻塞线路传输容量=(阻塞线路末端电价-阻塞线路首段电价)*阻塞线路传输容量

现货市场中，对每条线路，电总是从低电价节点流向高电价节点，因此市场总的阻塞盈余总是正的。

2）代理机构现货市场收益——输电权收益

如果基数电量对应的发电机组所在的节点M与非市场用户所在的节点N不是同一个节点，相当于给了代理机构从节点M买电卖给节点N的输电的权利。现货市场中，拥有输电权的市场主体可以获得相应阻塞盈余。因此，相当于代理机构在现货市场中可以获得输电权对应的阻塞盈余。输电权的价格为基准价1与基准价2的差价，输电权的数量等于从M节点传送给N节点的数量

【18】代理机构现货市场收益=代理机构输电权收益=(基准价2-基准价1)*计划电从M到N的输电量

3）现货市场阻塞盈余净盈亏

现货市场中，一方面按节点电价结算得到了市场总阻塞盈余，另一方面需要支付输电权收益给代理机构。当前没有分配输电权给其他市场主体。因此，现货市场中阻塞盈余的净盈亏可以用【19】计算。

【19】现货市场阻塞盈余净盈亏=市场总阻塞盈余-代理机构输电权收益=(基准价2-基准价1)*(阻塞线路传输容量-计划电从M到N的输电量)

从【19】看到，如果（阻塞线路传输容量-计划电从M到N的输电量）>0，则阻塞净盈余为正，否则为负。

如果阻塞盈余为负，说明计划电占用的输电容量超过了线路的实际传输容量。根据输电权的相关理论，给市场成员分配的输电权数量大于实际的输电量，则阻塞盈余账号会发生亏空的现象。因此，国外电力市场中在进行输电权分配时，需要进行同时可行性测试，以保证阻塞盈余账号非负。

4）市场化发用电的市场盈余分摊

现货市场中，所有发电和负荷按所在节点的电价结算。另外，按照《广东电力市场结算实施细则》，市场用户需要分摊市场盈余。

《广东电力市场结算实施细则》12.6节市场盈余：“市场盈余等于日前和实时市场用户支付能量电费与 B 类机组对应市场化交易电量所收取的能量电费之间的差额，具体构成包括阻塞盈余、特殊机组补偿多支出的电能量成本等，相关差额纳入平衡资金”。

《广东电力市场结算实施细则》12.10.6节）：“在输电权市场启动前，市场电费盈余（特殊机组补偿费用除外）按用电量比例返还市场用户。”

忽略特殊机组补偿，忽略实时市场，市场盈余就等于日前市场所有市场发电与市场负荷的结算总盈亏。通过前面的分析可以知道，这个值就是【19】计算的现货市场阻塞净盈亏，需要分摊给所有市场用户。

【20】市场化用户市场盈余分摊电价=现货市场阻塞盈余净盈亏/市场用电量

5、代理机构总收益

前面的公式【13】、【15】、【16】给出了代理机构在不同情况下的合约总收益（综合考虑与电厂、用户及电网的结算）

【13】（计划发电与用电节点相同）：代理机构合约总盈亏=0

【15】（计划发电与用电节点不同，无阻塞）：代理机构合约总盈亏=0

【16】（计划发电与用电节点不同，阻塞）：代理机构合约总盈亏=(基准价1-基准价2)*基数电量

代理机构在现货市场的输电权收益为【18】

【18】代理机构现货市场收益=代理机构输电权收益=(基准价2-基准价1)*计划电从M到N的输电量

实际上，计划发电与用电节点不同情况下的基数电量，也就是公式【18】中计划电从M到N的输电量。因此可以得到

【21】代理机构总收益=代理机构合约总收益+代理机构现货市场收益≡0

也就是说，综合考虑代理机构在合约市场的收益和在现货市场的收益，其总收益恒等于零：当基准价1小于基准2时，代理机构在差价合约市场亏损，但在现货市场的输电权获得收益；反之，当基准价1大于基准2时，代理机构在差价合约市场盈利，但在现货市场的输电权收益为负。因此，代理机构在两个市场的总收益恒定为零。

6、市场整体分析

代理机构是一个虚拟的机构，在交易中应该保持收支平衡，其盈亏应该放入平衡账户。根据广东目前的结算规则，代理机构在现货市场获得了收益（输电权收益，根据基数发电和非市场用户的位置可能为正，也可能为负）。但对代理机构在合约市场的收益没有进行结算。在现货市场前，由于全网只有一个计算点，代理机构与电厂签订的基数发电合约及与非市场用户签订的合约的基准价相同，完全可以对冲，也就是说，在合约市场的总收益恒定为0。但在现货市场后，如果基数发电与非市场用户不在同一个节点，意味着其差价合约中的基准价不一致，这两个合约不能完全对冲，将造成一定的盈亏。这个盈亏也应该由全体市场承担。

广东当前的市场规则中，现货市场的结算考虑了所有的因素，也就是说考虑了代理机构在现货市场的盈亏结算。但对其在合约市场的盈亏没有结算，因此造成结算的一些问题。下面以一个具体的例子进行进一步的说明。

三、简单算例分析

前面给出了每个市场、每个市场主体的详细的结算公式。下面以一个简单的两节点为例进行进一步的分析。

1、系统概况及日前市场出清

两节点系统及相关参数如图1所示，节点A、B各有100MW的负荷。A、B节点的出清电价分别为250￥/MWh和350/MWh，G1和G2的出力分别为130MW和70MW，线路AB的输电极限是30MW，当前发生了阻塞，实际传输功率为30MW。

图1 两节点系统日前市场出清图

2、不考虑计划发用电的结算

不考虑计划的基数电量合同和非市场用户的目录购电合约，也就是假设所有发电和所有用电都是市场电，市场结算结果如表1所示。

表1 不考虑计划发用电的结算

3、计划合同结算

【情景1】从图中看到，当前情况下总负荷为200MW。假设市场中有70MW的市场电，则总非市场用户用电为130MW，基数电量也为130MW。假设AB两个电厂获得的基数电量相同，均为65MW。G1和G2的基数电量合同电价均为400￥/MWh，非市场用户的目录电价为600￥/MWh，差价为

假设80MW的市场化负荷均在节点A。节点A和节点B分别有20MW和100MW非市场用电。节点B无市场用用电。

1）计划发电合约结算

可以认为G1有两个交易：[1]现货A节点的60MW,[2]差价合约60MW。同理认为G2有两个交易：[1]现货B节点的60MW,[2]差价合约60MW。

G1总收益：400*60=24000元

G2总收益：400*60=24000元

总基数发电收益：4800元

2）非市场用户结算

L1用电：600*20=12000元

L2用电：600*100=60000元

总非市场用户用电电费：72000元

3）电网公司结算

电网公司按核定价格收取输配电费

输配电费=200*120=24000元

4）代理机构结算

与G1合约：(250-400)*60=-150*60=-9000元

与G2合约：(350-400)*60=-50*60=-3000元

与L1合约：(600-250）*20=350*20=7000元

与L2合约：(600-350)*100=250*100=25000元

与电网结算：-200*120=-24000元

总收支=-9000-3000+7000+25000-24000=-4000元

也就是说，代理机构在合约市场总共亏损4000元。这主要是由于，A节点的电价低于B节点，但有一部分合约发电在A节点，合约用电在B节点，两个合约的基准价差造成了其亏损。

4、市场交易结算

1）市场发电结算

现货市场中，G1总发电130MW，其中60MW为计划电，70MW为市场电；G2总发电70MW，其中60MW为计划电，10MW为市场电。

G1市场电：250*70=17500元。

G2市场电：350*10=3500元

总发电结算；17500+3500=21000元

2）市场用户结算

现货市场中，L1总用电100MW，其中20MW为计划电，80MW为市场电；L2总用电100MW，全部为计划电。

G1市场电：250*80=20000元。

G2市场电：350*0=0元

总用户结算：20000+0=20000元

3）代理机构结算

现货市场下，可以认为代理机构是一种“投资商”，其没有任何发电资产，也没有用电用户。其从现货市场买电、卖电，以履行与电厂、非市场用户、电网公司的合约。

代理机构在现货市场买电、卖电以执行与发电、用户、电网公司的合约：

[1]以节点A的电价250￥/MWh从市场购买60MW的电；

[2]以节点B的电价350￥/MWh的电价从市场购买60MW的电；

[3]以节点A的电价250￥/MWh将非市场用户的20MW电在现货市场售出；

[4]以节点B的电价350￥/MWh将非市场用户的100MW电售出。

总盈亏：-250*60-350*60+250*20+350*100=4000元

也可以这样分析：代理机构在节点A的净电力是购买40MW，在节点B的净电力是售出40MW，总的结果是代理机构从节点A以节点A的电价买了40MW的电力以节点B的电价卖给了节点B。这相当于，给了代理机构40MW的从A到B的输电权。4000元正好对应40MW输电权的收益：输电权价格为节点A和节点B的价差100元/MWh，输电权收益为100*40=4000元。

也就是说，代理机构在这个交易中，赚取了4000元钱。原因是：相当于市场给与了其40MW从A点到B点的输电权，因此其获取了40MW输电权对应的阻塞盈余。

4）市场总盈余

由于需要支付给电厂的费用比从市场化用户收取的费用高，所以市场总盈余为负。

市场总盈余= -21000+20000=-1000元

市场总盈余也可以这样计算：不考虑计划电，现货市场的阻塞盈余原来应该为+3000元。考虑计划电结算后，相当于给了代理机构40MW从节点A到节点B的输电权，需要支付给其相应的输电权收益4000元。这样，阻塞盈余账号出现了亏空。原因是：分配的输电权数大于了市场总的实际输电容量。国外电力市场中，在分配输电权时进行同时可行性计算，就是为了保证阻塞盈余账号不亏空。

5）市场总盈余分摊

按照广东现货市场规则（《广东电力市场结算实施细则》12.6节市场盈余）：“市场盈余等于日前和实时市场用户支付能量电费与 B 类机组对应市场化交易电量所收取的能量电费之间的差额，具体构成包括阻塞盈余、特殊机组补偿多支出的电能量成本等，相关差额纳入平衡资金”。按照（《广东电力市场结算实施细则》12.10.6节）：“在输电权市场启动前，市场电费盈余（特殊机组补偿费用除外）按用电量比例返还市场用户。”

根据以上规定，市场盈余的-1000元应该由全体市场用户承担。单位用电的分摊价格为

-1000/80=-12.5元/MWh=12.5厘/kWh

也就是说，每MWh的市场用电需要支出12.5元以弥补市场盈余的亏空。

5、现货结算规则未考虑的因素

综合考虑以上内容，可以发现，目前结算中未考虑的一个项目是：代理机构在合约市场的盈亏。本算例中，代理机构在合约市场亏损4000元，在现货市场盈利4000元。现货市场的收益已经隐含在了相关结算中，但其在合约市场的亏损未补充到市场。

如果代理机构支付4000元的亏空给市场（其总收益仍然是零），则市场用户可以得到收益：

4000/80=50元/MWh

综合考虑两个方面的分摊，市场用户的总的单位分摊为：

-12.5+50=37.7元/MWh

这与将市场原始的所有阻塞盈余（3000元）全部分摊给市场用户的结果是一样的。

总结

本文对广东现货市场中计划与市场解耦机制、现货市场下的结算进行了详细的分析。举例说明了市场盈余为负的原因。从本文的分析看到，市场中有一部分资金未结算（代理机构在合约市场的盈亏）。在本例中，该盈亏为负，本应由代理机构缴纳到市场进而分配给市场用户。如果考虑这部分分配，则市场用户的总分摊将为正。