廣東現(xiàn)貨市場規(guī)則發(fā)布以來，引起了眾多專家、學者、市場主體的關(guān)注、解讀。如我們在前面文章所述，市場設(shè)計是一個體系，需要綜合考慮市場結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品體系、交易體系、交易規(guī)則、市場監(jiān)管等多方面的問題。如何對廣東現(xiàn)貨市場規(guī)則深入理解?有哪些創(chuàng)新的地方?有哪些可以進一步改進的地方?本系列文章進行一些探討。

一、電力市場設(shè)計概述

電力市場的設(shè)計包括多個方面和環(huán)節(jié)，各個方面環(huán)環(huán)相扣，互相影響。在進行電力市場一些具體環(huán)節(jié)的設(shè)計時，必須注意以下幾個方面的問題。

1、電力市場設(shè)計考慮的因素

1)系統(tǒng)性。電力市場規(guī)則是一個整體，一個規(guī)則的改變可能會對其他規(guī)則的效果產(chǎn)生影響。進行市場設(shè)計時，需要對每個規(guī)則的整體性影響進行評估。

2)動態(tài)性。電力市場中的市場成員是能動的，其市場策略是由市場規(guī)則決定。市場中的企業(yè)的目標可能包括多個方面，一個基本的目標是利潤。對一個市場規(guī)則的評估，首先需要分析其不同的市場成員的利益的影響，進而對其市場策略的影響，進而分析對市場均衡、社會整體福利的影響。

3)長期性。建設(shè)電力市場的目的是提高消費者長期的利益。對一項市場化規(guī)則，需要考慮對市場主體長期利益的影響，進而對投資、建設(shè)激勵的影響。

2、電力市場設(shè)計的內(nèi)容

電力市場的設(shè)計包括市場結(jié)構(gòu)和市場體系兩大方面，而市場體系又包括產(chǎn)品(服務(wù))體系、交易組織體系、交易規(guī)則體系等方面，此外電力市場的建設(shè)還包括市場的監(jiān)管規(guī)則。

1)市場結(jié)構(gòu)。市場結(jié)構(gòu)主要反應(yīng)市場本身的組織架構(gòu)、供需關(guān)系、成本特性、消費特性等方面的特性。具體包括：垂直組織結(jié)構(gòu)(廠網(wǎng)分開情況、輸配分開情況、配售分開情況等)、水平組織結(jié)構(gòu)(電網(wǎng)規(guī)模、發(fā)電集中度、用戶集中度等)、電源結(jié)構(gòu)(電源類型、電源技術(shù)參數(shù)、電源成本特性)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)(電網(wǎng)設(shè)備利用率、電網(wǎng)約束情況)、負荷特性(實時計量情況、價格彈性、需求響應(yīng)能力等)。市場的結(jié)構(gòu)特性通常是比較難在短期內(nèi)改變的。組織結(jié)構(gòu)的變化需要進行一些產(chǎn)權(quán)的改革、企業(yè)的拆分等;電源電網(wǎng)負荷結(jié)構(gòu)和特性取決于長期的規(guī)劃建設(shè)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。但是，市場的整體價格很大程度上是受市場結(jié)構(gòu)的影響的。在進行市場產(chǎn)品體系、交易組織體系、市場規(guī)制、監(jiān)管規(guī)則等方面的設(shè)計時，必須要密切考慮所在市場的市場結(jié)構(gòu)的特性。

2)產(chǎn)品(服務(wù))體系。市場的設(shè)計首先是產(chǎn)品(服務(wù))的設(shè)計，即市場中交易的具體產(chǎn)品的定義。電力市場中，交易的產(chǎn)品大的方面包括輸配電服務(wù)、能量服務(wù)和輔助服務(wù)，每種服務(wù)都可以有不同的定義方法。比如，能量服務(wù)是定義為月度電量、日電量、還是小時電量?是全網(wǎng)作為統(tǒng)一的產(chǎn)品還是認為不同區(qū)域、不同節(jié)點的電力是不同的產(chǎn)品?輸配電服務(wù)是定義為電量還是電力?輔助服務(wù)包括哪些類型?

3)交易組織體系。產(chǎn)品定義好以后，需要確定，有哪些交易方式?大的方面包括雙邊協(xié)商交易和集中交易。集中交易又需要確定交易的頻率、時間、場所等。

4)交易規(guī)則。交易規(guī)則也是一個體系，需要對以上每種產(chǎn)品(服務(wù))、每個交易市場定義其出清/定價/結(jié)算的規(guī)則，以及實時調(diào)度、安全管理、信用管理等多個方面的規(guī)則。

5)監(jiān)管規(guī)則。電力市場是一個不完全競爭的市場，市場中有很多需要進行監(jiān)管的環(huán)節(jié)。對哪些環(huán)節(jié)進行監(jiān)管，按什么方法監(jiān)管，相關(guān)的監(jiān)管參數(shù)如何確定，都是市場設(shè)計中非常重要的環(huán)節(jié)，因為這些監(jiān)管規(guī)則將直接影響市場成員的市場策略進而影響市場的效果。廣義上，電力系統(tǒng)關(guān)于可靠性、安全性等的規(guī)定也屬于監(jiān)管的一部分，其相關(guān)標準對市場也有很大的影響。

二、廣東電力市場的市場結(jié)構(gòu)

廣東電力市場目前的市場結(jié)構(gòu)的基本情況為：

1)垂直結(jié)構(gòu)：廠網(wǎng)分開、輸配一體、存在部分增量配網(wǎng)公司、售電開放。

2)水平結(jié)構(gòu)：發(fā)電側(cè)有較大集中度。僅部分發(fā)電和用戶進入市場。

3)電源結(jié)構(gòu)：廣東內(nèi)部以火電為主，有較大比例的西電(水電)送入，整體上供大于求。

4)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)：電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復雜，一些時段有較多的阻塞斷面。

5)用戶結(jié)構(gòu)：市場用戶都實現(xiàn)了分時計量，但目前價格響應(yīng)的能力不強。

三、廣東電力市場產(chǎn)品設(shè)計

無論哪個市場，市場都需要完整的輸配電服務(wù)、電能量服務(wù)、輔助服務(wù)。不同市場設(shè)計的不同主要反映在兩大方面：1)哪些服務(wù)保持壟斷的方式供應(yīng)，哪些服務(wù)采用市場化的方式供應(yīng)。2)服務(wù)的時間、空間粒度等具體如何定義。這里主要對廣東電力市場中市場化的一些服務(wù)進行討論。

1、市場化交易的產(chǎn)品內(nèi)容

廣東電力市場中，市場化交易的主要是能量和調(diào)頻輔助服務(wù)兩個品種。其中，能量市場又分為了市場電量和非市場電量。

2、市場化能量市場

1) 時間粒度

廣東現(xiàn)貨市場的市場化的能量市場中，產(chǎn)品的定義為小時的電量。也就是說，在廣東現(xiàn)貨市場中，對電這個產(chǎn)品是按小時進行交易的，每個小時的電可以認為是不同的產(chǎn)品，有不同的價格。因此電力交易的對象(標的物)應(yīng)以小時電量為基礎(chǔ)，不同時間的電量不能交易。(未來期貨市場可以定義互換等產(chǎn)品實現(xiàn)不同的產(chǎn)品之間價值的交換、風險的規(guī)避)

實際上，交易產(chǎn)品的時間粒度縮短，是現(xiàn)貨市場建設(shè)的一個重要特征。在我國目前大多數(shù)省份的中長期交易中，交易的產(chǎn)品(標的物)大多數(shù)月度的電力。也就是說，一個月內(nèi)的電是一個獨立的產(chǎn)品，月度內(nèi)的電可以相互交換、交易。由于電力生產(chǎn)、使用具有實時平衡的特性，不同時間、不同裝下下系統(tǒng)的成本又有很大的差別。而以月電量為基本交易單位(產(chǎn)品、標的物)的月度市場中，能夠?qū)崿F(xiàn)在月這個時間尺度上資源的優(yōu)化，但無法實現(xiàn)月以內(nèi)的、電力系統(tǒng)實時調(diào)度的優(yōu)化。因此，需要建設(shè)以更短的時間粒度的電為標的物的市場。

注意的是，無論市場交易的產(chǎn)品是什么時間尺度的，調(diào)度的時間尺度并不受影響。比如，無論在以小時為基本單元的市場中還是在以月度電量為基本單元的市場中，調(diào)度時段都可以是15分鐘或者5分鐘。

能量市場的時間粒度，理論上越精細越能體現(xiàn)更精細的價格信號，能有更好的經(jīng)濟激勵效果。但是，實際中時間粒度的設(shè)計要考慮計量系統(tǒng)、結(jié)算系統(tǒng)等的情況。

國外電力市場設(shè)計中，很多市場采取了交易時段>調(diào)度時段的方式。比如，澳大利亞早期的電力市場中，調(diào)度時段為5分鐘，即每5分鐘系統(tǒng)會發(fā)一個調(diào)度指令，但交易時段為1小時，每小時的價格區(qū)一小時內(nèi)12個5分鐘的價格的算術(shù)平均值。只主要是由于用戶的計量無法做到5分鐘。調(diào)度時段和交易時段不一致會導致電廠不遵循調(diào)度指令激勵的一些市場行為。目前，隨著計量系統(tǒng)、結(jié)算系統(tǒng)的改進，已經(jīng)實現(xiàn)了交易、調(diào)度均為5分鐘。

【問題討論】廣東現(xiàn)貨市場中的市場出清的時段為15分鐘，即每15分鐘計算一次市場出清，得到發(fā)電機的調(diào)度方案。但是，市場的結(jié)算是按照1小時。有專家認為，如果所有用戶的計量可以達到15分鐘的計量，完全可以將交易周期定為15分鐘，避免一些不必要的麻煩。

2) 空間粒度

廣東現(xiàn)貨市場是一個節(jié)點定價市場，本質(zhì)上可以認為每個節(jié)點的電都是不同的產(chǎn)品，有不同的價格。結(jié)算時，發(fā)電側(cè)按節(jié)點電價結(jié)算，負荷側(cè)按全省加權(quán)平均價結(jié)算。

【問題討論】節(jié)點定價體系下，在系統(tǒng)存在阻塞時會產(chǎn)生阻塞盈余，需要定義阻塞盈余的分攤方式。國外電力市場中用戶虛擬節(jié)點、區(qū)域等的價格為各個節(jié)點的加權(quán)平均價，其中加權(quán)是按照相關(guān)節(jié)點上的負荷量加權(quán)的。但在廣東目前的體系下，由于用戶側(cè)僅有一個等效節(jié)點，可以采用如下簡化這個問題：用戶側(cè)的電價采用所有發(fā)點節(jié)點按所在節(jié)點發(fā)電量的加權(quán)價。這樣，就可以避免阻塞盈余的產(chǎn)生，簡化問題。

3) 產(chǎn)品之間的耦合

可以認為不同交易時段、不同節(jié)點的電都是不同的產(chǎn)品。如果總共有100個節(jié)點，則某一天的電力交易中共有24*100=2400個產(chǎn)品，產(chǎn)生了2400個價格。

但這些產(chǎn)品之間并不是獨立的。

在某個同一個交易時段內(nèi)，所有節(jié)點的電力市場通過市場出清模型(安全約束經(jīng)濟調(diào)度)中的各種約束聯(lián)系起來，其中最主要的約束包括節(jié)點平衡約束，線路、斷面約束、機組最大最小出力約束等。不同節(jié)點的價格也是相互影響的。

在某一交易日內(nèi)不同的交易時段之間，不同時段的產(chǎn)品通過日前的安全約束機組組合耦合在一起，不同時段的供給、需求、價格也會相互影響。

【問題討論】電力市場中，對相互耦合的多產(chǎn)品市場，如何合理定價是一個重要、關(guān)鍵的問題。一方面，要保證相關(guān)成本的回收，如啟停成本、空載成本等，另外一方面，要盡量提供正確引導市場成員行為的經(jīng)濟信號。在時間的耦合方面，為了提供更好的經(jīng)濟信號，可以采用前瞻性、多時段聯(lián)合優(yōu)化的方法，在計算某個時段的價格時，同時考慮多個時段的約束，這樣可以降低價格的波動性，應(yīng)對可再生能源的接入?？臻g耦合方面，未來需要引入輸電權(quán)分配機制。

3、計劃電和市場電的劃分

廣東電力市場中的發(fā)電機組分為A類機組和B類機組，A類機組不參與市場，B類機組參與市場。B類機組可以獲得一部分基數(shù)電量，按政府核定的上網(wǎng)電價結(jié)算。對B類機組的基數(shù)電量，單獨設(shè)立了一個基數(shù)電量市場進行交易。

廣東電力市場中，是一個計劃和市場并行的市場。市場和計劃的雙軌制在很多產(chǎn)品市場中都有，但有不同的表現(xiàn)形式。這里對另種形式進行討論。計劃電中，除了B類機組，還有西電等，這里為了簡化分析，假設(shè)計劃電全部分給B類機組。

1)對每個電廠(機組)給予一定的確定比例的計劃電。

(1)進行年度整體的負荷預測，得到非市場總電量;

(2)按照一定的原則將總非市場電量分配給所有的B類機組，計算得到每個機組獲得的基數(shù)電量的比例。

(3)獲得基數(shù)電量的企業(yè)可以進行基數(shù)電量的交易。

(4)將分配給B 類機組(或通過基數(shù)電量交易獲得)的基數(shù)電量進行曲線分解。

(5)現(xiàn)貨市場中按機組報價全電量出清。

(6)交易完成后，事后根據(jù)非市場的實際用電量計算、按比例調(diào)整每個企業(yè)獲得的實際基數(shù)電量。

(7)對企業(yè)按分配得到的實際的基數(shù)電量進行結(jié)算。

【問題討論1】這是目前的方式。在第4個步驟中，對基數(shù)電量的曲線分解是在日前，現(xiàn)貨市場報價前完成的。實際上，這個分解工作完全可以實在年度完成電量的分配以后就進行。因為在全電量競價的市場中，基數(shù)電量合約作為一個金融的合約，其分配方式不影響電力系統(tǒng)物理的安全問題，僅僅影響市場主體之間的結(jié)算關(guān)系。只要事先確定一個公正的、市場主體都認可的方式即可。

【問題討論2】這種方式下，給予電廠的計劃電、基數(shù)電的電量不是確定的數(shù)，給定的是非市場用戶用電量的一定的比例。這樣，在實際結(jié)算以前，電廠獲得的基數(shù)電量都有很大的不確定性，影響電廠在中長期市場中的決策。另外，由于基數(shù)合約獲得的是一個比例，不是確切的電量，無法或很難與一般的市場化中長期合約進行交易，降低了市場的資源優(yōu)化配置的潛力。

2)對每個電廠給予確定數(shù)量的計劃電。方法和前面一種方法基本機制。差別是：去掉步驟6，不在事后對分配得到的基數(shù)電量進行調(diào)整。如果產(chǎn)生了不平衡，采用其他機制解決，比如平衡基金。同時，將基數(shù)電量分解的時間盡量提前。具體步驟如下：

對每個電廠(機組)給予一定的確定比例的計劃電。

(1)進行年度整體的負荷預測，得到非市場總電量;

(2)按照一定的原則將總非市場電量分配給所有的B類機組。

(3)前將分配給B 類機組(或通過基數(shù)電量交易獲得)的基數(shù)電量進行曲線分解。

(4)獲得基數(shù)電量的企業(yè)可以進行基數(shù)電量(含曲線)的交易。

(5)現(xiàn)貨市場中按機組報價全電量出清。

(6)交易完成后，對企業(yè)按的基數(shù)電量(分配獲得的及交易獲得的)進行結(jié)算。

4、調(diào)頻輔助服務(wù)

輔助服務(wù)雖然名字叫做“輔助”，但其起的作用并不是輔助的，是非常重要的，是為了維護電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行必需的。輔助服務(wù)包括無功電壓調(diào)節(jié)、黑啟動及各種備用等。可以采用義務(wù)的方法將相關(guān)責任分配給市場成員，也可以通過市場化的方法獲得。目前廣東的現(xiàn)貨市場設(shè)計中，詳細設(shè)計了調(diào)頻輔助服務(wù)市場，采用市場化的方式購買所需的調(diào)頻服務(wù)。其他品種的輔助服務(wù)仍然按照現(xiàn)行的輔助服務(wù)管理辦法進行。

調(diào)頻輔助服務(wù)主要參考美國PJM的規(guī)則，采用容量+里程+精度的方式，后續(xù)文章再對其機理進行詳細分析。

【問題討論】輔助服務(wù)體系不完整。特別是缺乏運行備用市場。運行備用的約束在機組組合模型中是有考慮的，但沒有對其進行市場化的定價。這種情況對市場會產(chǎn)生什么樣的經(jīng)濟效果?需要進行一些定量的測算和分析。

四、總結(jié)

市場設(shè)計中，產(chǎn)品的設(shè)計是基礎(chǔ)，是影響市場效率的最重要的因素。其次才是市場的具體的組織方式。本文對廣東現(xiàn)貨市場中產(chǎn)品的設(shè)計進行了簡單的討論，后續(xù)將進一步對市場組織、價格機制等進行討論。

感謝何愛民、劉云仁等老師在相關(guān)討論中給出的一些富有建設(shè)性的建議!