电力现货市场建设的研究

汤晓虎

摘  要：随着电力体制改革的不断深入，中长期交易已经满足不了现行的电力交易机制。电力市场的特殊性在于电力系统的运行特性，电力市场具有“市场交易”“电网运行”双重属性，“市场交易”是电力价值的传递，“电网运行”是体现电力“物理流”的传递。逐步建立以“中长期交易规避风险、现货交易发现电力时空价值、多类型电源同台竞价、多类型主体灵活参与”为特点的完整市场体系，保障电网安全稳定运行，促进清洁能源消纳，发挥市场在资源配置中的决定性作用。

关键词：电力市场;市场交易;现货市场;建设

一、基本原则

1.坚持安全有序

电力市场建设应在坚持电网电力电量统一平衡及电网安全稳定运行的前提下，促进基数电量制度的落实由行政计划指导向市场引导激励的方式逐渐过渡，用科学完备的电力市场体系确保居民、农业和公用事业的用电价格相对平稳，保障改革平稳有序。

2.坚持开放共赢

在设计市场建设方案、制定运营规则过程中，做到公开、公平、公正，广泛听取相关方意见或建议，，统筹兼顾各方“诉求”，共同推进，通过合理的市场机制设计，实现市场改革红利共享，多方共赢。

3.坚持循序渐进

为适应市场建设和发展规律，电力现货市场建设工作应遵循电力系统运行客观规律和经济学基本原理，坚持市场配置资源的主导作用，与电网运行实际相适应，有序推进电力现货市场建设，确保市场建设规范有序、稳步推进。

4.坚持清洁低碳

针对电网清洁能源装机占比高，弃风、弃光问题突出的实际情况，充分考虑清洁能源发电的物理特性，通过市场机制充分挖掘清洁能源消纳潜力，扩大清洁能源消纳范围，进一步提升清洁能源消纳水平，充分保障清洁能源发电利益。

二、现货市场的原理

1.电力市场的基本概念

电力市场的基本特征是开放性、竞争性、网络性、协调性，引入竞争机制，优化资源配置，促进电力工业的可持续发展是电力市场的目标。

2.电力市场交易系统的功能

电力市场交易系统是为适应电力体制改革，满足三级电力市场体系的运营需要而建设的信息化管理系统。主要为数据申报、交易撮合、交易管理及计划下达、合同的分解与管理、市场信息发布、结算管理、市场预测及决策分析提供技术支持，为信息发布、数据申报、撮合计算、中标结果下达的信息服务平台。

3.数据交换功能

为满足电力市场交易系统与其他系统的信息共享和数据交换需要，必须遵照国家电网公司‘SG186’工程建设要求，横向与安全生产、财务、综合应用、电力市场交易，纵向与三级电力市场交易运营系统的互通，实现数据的集中管理和业务的流程化处理。

三、国外电力市场体系

1.美国PIM电力现货市场

1.1现货市场的构成：美国现货市场由日前和实时两级市场构成，各级市场的交易标的均包括电能和辅助服务（备用与调频）。其中，日前场实现了电能与备用的联合出清。实时市场则实现了电能、备用与调频的联合出清，市场于次日实时运行前进行滚动出清。

1.2交易规模：日前市场采用“全电量优化”模式。发电商需要申报其所有的发电资源与交易意愿，市场将其与全网的负荷需求进行匹配，通过出清计算形成发电商的日前交易计划，按照日前的节点边际电价进行全额结算。实时市场同样采用“全电量优化”的模式，在实时运行之前，根据最新的预测与系统运行信息对全网的发电资源重新进行全局优化配置。

1.3出清方式：日前市场与实时市场，进行出清计算时均精细化地考虑了实际的物理网络模型。日前市场的交易出清本质上是一个电能、备用联合出清的安全约束机组组合问题。实时市场的交易出清本质上则是一个考虑了电能、调频、备用资源相互耦合关系的安全约束经济调度问题。

2.英国电力现货市场

2.1现货市场的构成：英国现货市场由日前的电子交易和实时的平衡机制构成，交易标的均为电能。辅助服务则多在较长的时间提前量上（月前至日前）开展，由英国电网公司的调度中心负责购买。日前的电子交易由两个电力交易所分别组织，即阿姆斯特丹电力交易所（APX）和北欧与纳斯达克联营现货电力交易所（N2EX），两个交易所之间存在竞争关系。实时平衡机制由英国电网公司调度中心负责组织。

2.2交易规模：英国电力市场以中长期双边交易为主，生成物理交割的发用电计划曲线，提交给平衡机制，以作为增量结算的依据。通过实际统计分析发现（2012年数据）日前交易所组织的电子交易約占全网总用电量的26.5%，平衡机制约占全网总用电量的2%。

2.3出清方式：日前市场的电子交易由电力交易所负责组织，出清计算不考虑实际的网络情况，也不虑机组的物理参数。出清方式为一般意义的集中竞价拍卖，实时的平衡机制则需要考虑真实网络约束，要求发电商申报其实际的运行参数，实施平衡调度与阻塞管理。

3.北欧电力现货市场

3.1现货市场的构成：北欧电力市场同样开展了较大规模的中长期双边交易，主要以月前场外交易的方式实施，签订的双边交易需要在实际运行时进行物理交割。双边交易之外的电量则在现货市场上交易，主要集中于日前市场上，日内市场与平衡市场的交易量则相对较小。

3.2交易规模：北欧电力市场同样开展了较大规模的中长期双边交易，主要以月前场外交易的方式实施，签订的双边交易需要在实际运行时进行物理交割。双边交易之外的电量则在现货市场上交易，主要集中于日前市场上，日内市场与平衡市场的交易量则相对较小。

3.3出清方式：北欧电力市场同样开展了较大规模的中长期双边交易，主要以月前场外交易的方式实施，签订的双边交易需要在实际运行时进行物理交割。双边交易之外的电量则在现货市场上交易，主要集中于日前市场上，日内市场与平衡市场的交易量则相对较小。

四、电力市场设计的核心

1.统筹市场交易和电网运行

电力市场的特殊性在于电力系统的运行特性，电力市场具有“市场交易”和“电网运行”的双重属性。“市场交易”是电力价值流的传递，“电网运行”体现电力物理流的传递，对市场运行和电网运行关系处理决定市场模式。电力市场设计就是在电力的商品经济属性和工程效率属性上寻找平衡。

合理的市场设计能够充分体现电力系统内能量和灵活性的价值，以价格为引导，改变电力系统运行模式，激励市场主体为系统提供电能量和各类服务，共同实现电力市场设计目标，在保障电网安全的前提下最大化社会福利。

2.报价投标形式

2.1报价/投标的形式对市场结果非常关键：标价形式差别很大，最简单的报价是量-价曲线。

2.2包含所有机组约束条件的多部报价。可再生能源、储能、需求响应等发展，要求在量、价之间存在复杂的耦合关系，分散式市场中引入块报价，接近于多部报价的作用。

2.3多部报价的问题是价格的扭曲，需要借助上抬费用。

3.定价和出清规则

电力市场采用边际定价，满足社会福利最大化和鼓励参与者按真实成本投标。多部报价中启停费用、最小开停机时间等约束，使满足社会福利最大化的统一价格不存在。实践中有两种处理：一是集中式，基于优化调度的边际价格，实质是先算最优调度，再算边际价格，不可避免产生上抬费用，为短期运行效率牺牲价格信号。二是分散式：基于统一边际价格调度，要求统一的价格满足所有中标方都得到足够收益，无需上抬费用。该约束存在使得市场出清结果偏离最优调度，为价格信号透明牺牲短期运行效率。

五、结束语

我国电力现货市场存在复杂能源结构下的优化调度问题;断面输送能力不足带来的阻塞问题;辅助服务未形成市场化体系;相信随着科技的发展，国内会建立一个与我国实际情况相符的现货市场运行机制。

参考文献：

[1]高亚静、吕丹洋、刘兵成、项锦晔、刘仕豪、伏泽来.电力现货市场介绍

[2]赖小文.电力市场基本原理

[3]国家发改委现货专班.电力市场建设工作引导