电力现货市场下的不平衡费用该何去何从？

摘要

 

电力现货市场结算规则设计的难点在于如何通过平衡市场参与者的权益,保障市场的竞争活力与电网的安全稳定,这其中的关键问题是不平衡费用的处理,包括不平衡费用如何构成与如何分摊。基于此,重点研究了国内外电力现货市场不平衡费用的处理方法,立足于我国电力市场特点,分析了各类不平衡费用的产生机理,并梳理形成了适应我国目前发展现状的不平衡费用的构成及分摊机制,可为电力现货市场结算规则及市场机制设计提供参考。

 

（来源：电网技术 作者：龙苏岩, 冯凯, 徐骏, 杨争林, 冯树海）

 

关键词 :现货市场;结算规则;不平衡费用;分摊机制;

 

0 引言

 

2015年3月15日,中共中央发布了《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》(中发〔2015〕9号)文件[1],宣告了新一轮电改的开始,在此基础上,国家发改委、国家能源局发布了《关于开展电力现货市场建设试点工作的通知》[2],提出将南方(以广东起步)、蒙西、浙江等8个地区作为第一批电力现货市场建设试点[3]。随后试点单位陆续开展现货市场规则及相关机制的设计。

 

现货市场下,市场品种从交易周期上分为合约市场、日前市场、实时市场等,从商品属性上分为电能市场、辅助服务市场、需求响应市场等。对于电能费用,按市场品种的规则和出清结果对市场上的提供者与消费者进行费用结算,但对于辅助服务、需求响应等没有具体消费者的费用,该如何分摊是需要解决的问题。除了交易费用之外,市场上还会产生阻塞盈余、机会成本补偿、运行成本补偿等非市场化费用,该费用如何分摊也是亟需解决的问题。另外对于市场中的贡献者与破坏者,也需要利用结算杠杆来体现与调节。只有对不平衡费用进行合理分摊,才能保障各方基本利益,有效补充市场功能盲区,与市场交易相互配合,形成激励相容的完整市场化体系,而且这也是用来平衡市场化竞争与保障性供电这两项社会功能的重要手段。因此,不平衡费用处理是现货市场机制设计的关键问题与难点问题。

 

由于我国现货市场刚刚起步,目前国内对于现货市场下的不平衡费用处理还缺少系统性的研究。文献[4-6]已有的研究成果主要局限于电力平衡市场,重点研究市场化的电力供需平衡机制,而对于市场中产生的不平衡费用较少涉及。文献[7-12]的研究成果侧重在市场中辅助服务或其他局部问题的补偿处理,对该问题未作整体性考虑及系统性分析。对此,文本研究借鉴国外电力市场成熟经验,充分结合我国现货市场发展现状,详细梳理了不平衡费用的构成及其分摊方法,可为现货市场结算规则及市场机制设计提供参考。

 

1 不平衡费用处理概况

 

对于不平衡费用结算,在国内外不同的电力市场结构下,其处理机制也各不相同,本文重点考察美国PJM电力市场、英国电力市场及国内现货试点单位之一的广东电力市场。

 

1.1 美国PJM市场

 

市场包括了阻塞盈余费用[13]、补偿费用[14]等,其中阻塞盈余费用采用了基于输电权的分摊方法,以基于竞拍等方式获得的输电权进行费用分配;补偿费用主要包括了辅助服务补偿、运行成本补偿和机会成本补偿,辅助服务补偿为调频、备用等辅助服务提供方发生的补偿费用,由未提供辅助服务的用电侧成员,按照其电量比例来承担辅助服务义务。运行成本补偿采用成本覆盖的方式,主要为将机组实际获得的收益与机组实际运行成本进行比较,对无法覆盖运行成本的部分进行补偿,以保证参与市场的机组至少能够保证成本运行,这里包括了启停、空载等成本。机会成本补偿是当机组参与调频、备用等辅助服务市场或因可靠性原因被调度指令干预,偏离最佳经济调度点运行而带来的电能市场上的损失成本。对于补偿,其日前市场主要是运行成本补偿,由用户按日前负荷比例进行分摊;实时市场包括运行成本补偿和机会成本补偿,根据用户和机组的偏差电量比例分摊,用户偏差电量是指日前出清电量和实际用电量的偏差,机组偏差电量是指实时出清电量和实际发电量的偏差(由调度指令引起的偏差除外)。PJM市场不平衡费用的构成及其分摊方式如图1所示。

 

 

对于非市场化用户引起的波动性成本费用,美国不同地区的处理各有差异,对于没有建立电力市场地区采用垂直一体化的传统体系,用户电价采用相对固定的价格;对于仅放开电力批发市场的地区,发电侧由市场形成批发电价,供电服务由区域的公用事业公司垄断经营,销售电价由市场形成的批发电价加上输电价、配电价和政府性基金组成。随着发电侧购电价格的变化,销售电价会定期进行调整;对于美国PJM等批发、零售市场全面放开的地区,电力用户自主选择售电商,售电商的购电成本由电力市场批发电价、输电价格、配电价格和政府性基金组成,加上一定利润后销售给终端电力用户,其波动性成本或收益由售电公司承担,最终会定期传导到终端销售电价上。

 

1.2 英国电力市场

 

英国电力市场[15-16]发生输电阻塞的时候,采用受限出力补偿的方式。在英国电力市场中,发电侧和用户侧都需要缴纳输电费用,输电费用按照长期边际成本方法进行计算并分区定价。市场主体缴纳了输电费用后,就有了在英国范围内使用电网送电的权利,如果由于电网阻塞的原因导致电厂的电送不出去,电网需要对因阻塞受限的出力进行补偿。

 

这种方法的基本思路是输电费中已经考虑了为市场成员提供足够的输电通道,已经缴纳了输电费,就有在该市场范围内电力传输的权利,因此如果没有被传输,交易被裁减,就需要对其进行补偿,相当于在输配电价中已经包含了并且平摊了阻塞风险带来的影响。

 

英国电力市场中的启停、空载等成本在报价中一并考虑,不再另外补偿。英国电力交易所在进行交易出清时,提供了灵活多样的报价形式供市场成员自由选择,不同的报价形式能够满足各类市场成员差异化的发用电特性。以APX中的拍卖市场为例,市场成员最简单的报价形式是每个小时分别报价,各时段之间独立成交。但对发电企业而言,这样报价的成交结果可能无法满足机组自身的启停约束或爬坡约束。此时,发电企业可以将任意几个连续的时段组成一个“能量块”进行报价,比如将早上8:00至中午12:00组成一个包含4h的能量块;像核电这样的基荷机组,则可以将全天24h组成一个能量块,一个能量块中所包含的时段要么同时成交,要么同时不成交,从而满足机组连续运行的需要。此外,为了保证机组的启停、空载等成本回收,通常采用关联报价的方式,市场成员可以指定只有当某个能量块的报价成交时,另一个能量块的报价才能成交。例如,一个处于停机状态的机组准备启机运行,那么可以在需要启机运行的时段申报一个价格较高的能量块以便能够回收启机成本,然后在启机之后的时段申报一个仅考虑燃料成本的较低价格的能量块,并将两个能量块设置为关联报价,这样就能够保证只有当启机时段的能量块中标后,后续时段的能量块才能中标。由于在报价中考虑了开停机成本,因此无需再作单独的成本补偿。英国电力市场不平衡费用的构成及其补偿方式见图2。

 

 

1.3 广东现货市场

 

广东现货市场规则(试运行)[17]设立了平衡资金,平衡资金中包含了阻塞盈余、机组启停补偿费用,必开机组、热电联产机组、临时新增开机或停机机组、指定出力机组等特殊机组的补偿费用,机组临时非计划停运、出力偏差越限等考核费用以及基数合约电量偏差费用等。广东采用节点电价模式,因此会产生阻塞盈余费用,另外交易申报中采用基于电能运行成本报价的方式,因此也需要考虑启停、空载成本的补偿。