（工商管理专业论文）发电侧电力市场模式研究.pdf

中文摘要 摘要：电力市场建设既是电力体制改革的重点，也是电力体制改革的难 点。近几年来，国家先后在东北、华东、南方等多个区域进行试点工作，为 加快推进电力市场建设工作积累了丰富的经验。发电侧电力市场是电力市场 建设的重要部分，特别是在目前国内销售电价受政府管制、不能完全反映市 场供求关系的情况下，建设一个科学完善的发电侧电力市场，有利于发电企 业和输电企业降低成本、提高效率、提高服务，最终实现电力资源的优化配 置。 本文结合当前国内外发电侧电力市场建设情况、现状和国家宏观产业政 策，通过查阅文献、分析资料、现场了解、对比分析等多种形式，对国内发 电侧电力市场建设工作做了分析和总结。并在此基础上应用经济学、管理学 的基本原理，从理论和实践两个方面对国内发电侧电力市场建设模式进行了 研究和设计。提出了“期货市场为主，现货市场为辅 的三级电力市场体系 概念，建设发电侧电力市场的总体目标、原则，三级电力市场的功能定位、 竞价模式、市场衔接，并对如何开展和组织合约市场、日前市场、实时市场 进行了研究和设计。此外，还研究了辅助服务如何补偿的问题。 本文深入研究了发电侧电力市场建设的若干重大问题，并相应地提出了 一些政策性建议，希望对我国继续深化电力体制改革提供重要的参考价值。 关键词：电力市场，交易模式，交易品种，辅助服务 a bs t r a c t a b s t r a c t ：t h ep o w e rm a r k e tc o n s t r u c t i o ni st h ei m p o r t a n ta n dc o m p l e xp a r to f p o w e rs y s t e mr e f o r m a t i o n i nr e c e n ty e a r s ，s o m es t e p sh a sb e e nt a k e ni ns e v e r a la r e a si n c h i n a , w h i c hp r o v i d e su ss o m ee x p e r i e n c e si np o w e rm a r k e tc o n s t r u c t i o n p o w e r m a r k e ti np l a n ts i d ei sa i li m p o r t a n tp a r to ft h ep o w e rm a r k e t e s p e c i a l l yi nc u r r e n t d o m e s t i cs i t u a t i o n , p o w e rs a l ep r i c ei sc o n t r o l l e db yt h eg o v e r n m e n t ，c a n n o tf u l l y r e f l e c tm a r k e ts u p p l y - d e m a n dr e l a t i o n t oc o n s t r u c tp o w e rm a r k e ti np l a n ts i d ew i l l b e n e f i to u re n t e r p r i s et or e d u c et h ec o s t , i n c r e a s ee f f i c i e n c y , i m p r o v es e r v i c e ，a n d e v e n t u a l l yo p t i m i z et h ep o w e rr e s o u r c e i nt h i sp a p e r , id e s c r i b ea n da n a l y z et h ed o m e s t i cs i t u a t i o no fp o w e rm a r k e t c o n s t r u c t i o nf r o md i f f e r e n ta s p e c t s ，a n dd e s i g nas e to fp r o t o c o lb a s e do ne c o n o m i c t h e o r y i nt h i sp r o t o c o l ，t h ef u t u r e sm a r k e ta c t st h em a i nr o l ew h i l et h es p o tm a r k e ta c t s t h es u b o r d i n a t er o l e i ta l s oi n c l u d e st h eo b j e c t i v e ，p r i n c i p l e ，f u n c t i o n ，p r i c em o d ea n d m a r k e tj o i n - u po fp o w e rm a r k e tc o n s t r u c t i o n b e s i d e s 也巩ia l s od e s i g nam o d e la b o u t h o wt o a r r a n g ec o n t r a c tm a r k 吒d a y - a h e a da n dr e a l t i m em a r k e t ,a n a l y z e t h e c l a s s i f i c a t i o no fa n c i l l a r ys e r 、i c e s ，a n dp r e s e n tt h ec o m p e n s a t i n gp r i n c i p l eo fa n c i l l a r y s e r v i c e s t h ep a p e rr e s e a r c h e ss e v e r a li m p o r t a n tq u e s t i o n so ft h ep o w e rm a r k e tc o n s t r u c t i o n d e e p l ya n dp u tf o r w a r ds o m ep o l i c ys u g g e s t i o n s ih o p et h ec o n c l u s i o n ss h o u l db e s i g n i f i c a n tt ot h ep o w e rs y s t e mr e f o r m a t i o n so fo u rc o u n t r y k e y w o r d s ：p o w e rm a r k e t , e x c h a n g em o d e , e x c h a n g ec a t e g o r y ，a n c i l l a r y s e r v i c e s 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名： 都广爝 签字日期：工g 年歹月2 日 导师签名： 7 夕 它 签字日期纱即年j 7 月? 7 e l 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研 究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：洳尹辉 签字日期： z 矿o g 年岁月1 日 4 5 致谢 本论文的工作是在我的导师赵坚教授的悉心指导下完成的，赵坚教授严谨的 治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。特别是在论文研究和写作 阶段，赵坚教授多次指导、审阅、把关并提出宝贵意见，对本文的顺利完成起到 了决定性作用。在此衷心感谢两年来赵坚教授对我的关心和指导。 研究期间，河北电力调度中心成海彦主任对我的科研工作和论文提供了大量 翔实的第一手材料，并提出了许多富有建设性的意见和建议，在此表示感谢。 河北电力交易中心酉章良处长和张旭东工程师对本文的研究给予了大量帮 助，张旭东工程师还审阅了全文，并提出了宝贵意见，在此一并感谢。 另外也感谢我的父母、妻子、儿子，他们的理解和支持使我能够在繁忙的工 作之余顺利完成我的学业。 1 引言 发电侧电力市场模式研究 1 1 电力工业的复杂性和特殊性 电力工业是国民经济发展中最重要的基础能源产业，也是世界各国经济发展 战略中的优先发展重点。电力系统是由发电、输电、配电和用户构成的世界上最 庞大、最复杂的控制系统。仅以2 0 0 6 年国内电力工业发展情况为例，从从业人数 上讲，全国电力生产企业从业人员总数为11 2 3 2 万人，全国电力供应企业从业人 员12 3 2 4 万人。从经济效益上讲，全国电力生产企业主营业务收入2 0 8 0 8 11 亿元， 利润总额4 4 5 5 亿元；全国电力供应企业主营业务收入1 2 9 9 2 4 2 亿元，利润总额 5 2 0 3 5 亿元1 。从控制的设备上讲，既有发、输、配电的主系统所使用的设备，如 发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线、电力电缆和输电线路等；也有对电 力生产供应各项工作进行控制、保护、监察和测量的设备，如测量仪表、继电器、 开关、刀闸、自动控制设备、计算机、信号设备、控制电缆以及提供这些设备能 源的一些供电装置等等。全国共计近两百多万人参与这个世界上最复杂、最庞大 的电力工业之一的系统的安全稳定运行工作，有力地支撑了中国经济的持续快速 发展和人民生活水平的不断提高。 一方面电力是一种商品，电厂发电需要消耗煤炭、石油、天然气等资源，线 路传输会有能量损耗，设备需要定期维护更新，还有各环节的管理费用和人工费 用，按照一定的商品经济客观规律进行有偿等价交换。另一方面，电力生产又有 着不同于其他普通商品交换的特殊之处，主要体现在以下几个方面： 1 、电力生产供应的瞬时平衡性。受技术限制，电力不能大量存储，为保证电 力工业安全稳定运行，电压和频率的稳定，电力生产和电力供应必需保证瞬时平 衡。电力工业的特殊属性决定了电力市场不仅仅是买卖双方的市场，而是发电、 输电、配电、售电和用户等各环节相互作用的市场，客观上需要各方高度协调， 需要有一个强有力的调度指挥机构统一指挥电力生产供应各个环节，在某种程度 上是一个供求服从于技术的市场。 2 、电力生产供应的高度安全性。电力是人类生产生活的重要保障，现代社会 更是- n 都离不开电力。停电后，不但严重影响生产，造成很多设备的损坏，造 成人员伤亡事故，还严重影响到居民生活，造成社会秩序的不稳定。近几年来， 世界各地多次发生大停电事故，对人民生产生活造成了无法估量的损失。2 0 0 8 年 春节前后中国南方突如其来的冰雪灾害天气，造成京广铁路线因电力供应不足大 面积、长时期停运，近百万旅客在各地滞留，1 0 0 多个县因电力供电不上造成大面 积停水、停气，电力系统有多名职工殉职在抢险救灾第一线，在人们心中留下了 刻骨铭心的教训，这也充分说明了电力生产供应不同于一般的商品交换，首先要 考虑安全性，其次才能考虑经济性。 3 、电力生产供应的规模效益性、资金密集性、技术密集性。受政策条件、技 术条件、规模经济等影响，电力产业在输电环节自然垄断，在一个区域只能有一 个输电网，一个指挥中心。受资本壁垒和技术壁垒限制，建设一个中等规模的电 厂需要近4 0 亿的资金，加上建设周期长及政策变动因素，有实力的投资商比较少， 造成发电领域事实上的寡头垄断竞争。此外，投资电力工业还存在较高的人才壁 垒和技术壁垒。 4 、电力生产供应的适度超前性。电力是国民经济的基础行业，对国民经济的 发展有巨大的影响，并关系到一个国家和地区的经济安全和政治安全。如果电力 的发展跟不上经济发展的步伐，将严重制约经济的发展。“经济要发展，电力要先 行一，这是我国在经济建设中所总结出来的富有深刻内涵的经验，也具有深刻的经 济学背景。 1 2 电力体制改革带来的成效和变化 传统电力工业普遍采用发、输、配、售垂直一体化垄断经营的方式，发电厂、 输电网、配电网都是属于同一家垄断经营的电力公司。电力工业在这种方式下经 营了1 0 0 多年，并为电力工业的发展、壮大做出了卓越的贡献。自2 0 世纪9 0 年 代以来，世界电力工业发生了巨大的变化，英国、美国、智利、阿根廷、澳大利 亚、新西兰、挪威、瑞典、德国、日本、新加坡、泰国等国家纷纷开展了不同程 度的电力改革2 。改革的根本目的都是解除垄断，引入竞争机制，以提高电力工业 的生产效率与服务质量，开放电力工业的多元化投资，以满足不断增长的电力投 2 资的需要。 中国电力体制改革也紧随其后，2 0 0 2 年3 月，国务院颁布电力体制改革方 案，电力体制改革逐步启动，给中国的电力工业带来了深刻的变化。一是政企 分开、厂网分开基本实现。将原国家电力公司进行了分拆重组，成立了1 1 家新 的电力企业集团，基本实现厂网分开，电力工业长期以来的垂直一体化垄断经营 模式初步得到改变，发电侧竞争态势基本形成。以区域电网公司为主体的输电运 营框架开始形成，为建立区域电力市场、实现电力资源更大范围的优化配置创造 了基础性条件。二是电力企业改革取得积极进展，促进了行业发展，提高了企业 生产效率。三是先后启动了东北电力市场、华东电力市场、南方电力市场，明确 了华北、西北、华中市场建设方案框架，在市场模式、大用户参与市场以及监管 机制等问题上都取得较大突破。与此同时，大用户向电力企业直接购电试点工作 也积极推进。四是成立了电力监管委员会，实现了政府管理体制和管理方式的创 新。五是电力价格、投资改革稳步推进，电力法规建设取得积极进展，电力监 管条例正式颁布施行，电网调度管理条例、电力供应与使用条例及电力 设施保护条例的修订工作已经结束，能源法电力法修改工作取得重要进 展，正在征求意见。适应电力市场化需要的电力法规体系逐步完善，为全面深化 电力市场化改革创造了条件。总体上讲，电力体制改革取得了阶段性成果。 目前，国内发电企业主要包括华能、大唐、华电、国电、中电投五家国有发 电集团和其他地方资本、民营资本控制的发电公司。根据中国电力企业联合会统 计年鉴数据显示，2 0 0 6 年，五大发电集团总装机容量2 3 9 6 8 万千瓦，占全国总装 机容量的6 8 7 ；总发电量1 1 2 6 5 万千瓦时，占全国总发电量的6 6 2 ，在发电领 域拥有明显的强势地位3 。输配电企业主要包括国家电网公司和南方电网公司两大 巨头，其中国家电网公司经营区域覆盖2 6 个省( 市、区) ，覆盖国土面积的8 8 以上，南方电网公司覆盖南方五省( 区) ，供电总人口2 3 亿人，共同垄断国内 的输配电市场。鉴于在垂直垄断一体化下形成的发电、输电、配电集中决策、统 一垄断经营的管理体制已被打破，各市场主体，特别是发电企业分属不同的投资 主体，有不同的利益需求，如何在当前乃至今后的电力市场中争取更多的分恶， 获得更大的利益，已成为各方重点考虑的问题。同时，如何在市场条件下既保证 安全性又兼顾经济性，也成为国家电力监管部门和市场各方关注的焦点。 3 1 3 加快建设发电侧电力市场的必要性 电力市场建设是电力体制改革过程中的一个关键环节，是难点，也是重点。 从概念上讲，电力市场是指发电、输电、配电、售电和用户等各环节在政府的监 管下相互作用并共同决定电价、电量和服务的机制。电力市场包括发电侧电力市 场和配电侧电力市场。发电侧电力市场是指发电和输电环节在政府监管下相互作 用并共同决定上网电价、电量和服务的机制。配电侧电力市场是指配电和用户在 政府监管下相互作用并共同决定销售电价、电量和服务的机制4 。 建立电力市场的主要目的是引入竞争、提高效率、降低电价、改善服务、持 续发展。直接受益者是参与市场的各成员，间接受益者是全社会。通过电力市场 可将当前的行政型( 强制性) 的统一调度转换为共利型( 自愿性) 的统一调度。 通过近五年的电力体制改革，发电领域基本放开，电源建设得到大力发展，多年 来需求旺盛、供给不足的缺电局面逐步得到好转，为建立科学完善的电力市场创 造了良好的条件。2 0 0 7 年四月，国务院转发了电力体制改革工作小组 ：关于“十一 五”深化电力体制改革的实施意见，明确提出要“加快电力市场建设，优化调度 方式，着力构建符合国情、开放有序的电力市场体系。认真总结区域电力市场建 设试点经验，因地制宣，加快区域电力市场平台建设。完善市场运营规则和监管 办法，处理好电源、调度、售电之间的关系，逐步实现发电企业竞价上网，推进 大用户与发电企业直接交易，逐步建立公平竞争的市场机制。加强区域网架建设 和跨区联网，进一步推动跨省、跨区电能交易，规范交易秩序。抓紧研究调度与 交易机构关系问题，按照有利于公平竞争的要求完善交易与调度机构组织体制。 优先调度可再生能源、核电等清洁能源发电，鼓励高效、环保机组多发电，充分 发挥市场机制作用，尽快建立并实施节能、环保、经济的发电调度方式 5 ，为今 后加快电力市场模式研究和探索指明了方向。 鉴于我国电力工业发展的实际情况：一是输电具有规模经济性，国内输电网 全部由国家电网公司和南方电网公司两大垄断性输电公司控制，经营范围互不交 叉，不存在竞争的可能。二是销售电价受国家管制，价格由国家发展改革委员会 综合各方情况确定，非市场方式产生。在今后很长一段时间，国内配电侧电力市 场仅处于研究和探索阶段，不具备具体实施的条件。而发电侧电力市场无论是从 理论，还是从实践，都具备了研究和实施的条件，因此是本文研究的重点。 4 建设发电侧电力市场对市场各方都会产生巨大的影响。对发电企业来说，主 要体现为通过竞争促使发电企业自愿降低上网电价以及为获得竞争优势引发的一 系列连锁反应。一是加快设备改造，积极引进大机组，淘汰小火电，利用先进设 备，提高市场竞争能力。二是加强内部管理，增收节支，降低能耗，提高管理水 平。三是是加强人员培训，提高人员素质，提升全员劳动生产率。四是以市场方 式引导发电企业自觉接受和响应国家产业政策导向，优先发展国家倡导的绿色、 环保、可持续发展的循环产业经济，如风电、水电、生物质发电等等。对市场交 易机构来说，主要体现为在满足电量需求的情况下尽可能降低采购成本。一是建 立完善的市场环境( 包括体系、制度、规定) 促使发电企业公平竞争，降低采购 成本。二是建立良好的市场运行机制，防止发电企业串通一气抬高价格。三是响 应国家产业政策，建立并实施节能、环保、经济的发电调度方式。 5 2 国内发电侧电力市场建设试点情况 2 0 0 3 年6 月，电监会首先选择东北、华东进行区域电力市场建设试点。随后， 又相继启动了南方电力市场的建设工作。东北电力市场采取的是“两部制电价、 全电量竞争的市场模式，华东电力市场选择了“全电量竞争、差价合约的竞 争模式，南方电力市场针对区域内部“西电东送的特点，选择了“单一电价、 部分电量竞争 的市场模式，4 年来电力市场建设取得了可喜的阶段性成果，积累 了宝贵的经验，在不同的区域、从不同角度探索了电力市场建设的思路。但是， 电力市场建设也遇到了很多困难，出现许多问题。其关键是在厂网分开后，国务 院关于电力体制改革的方案所规定的一些改革措施并没有落实到位，政府管电方 式没有发生根本变化，传统的计划手段依然在电力资源配置中发挥主导作用，与 市场相适应的电价机制尚未形成，区域电网公司的改革未能按要求推进。特别是 开展竞价上网所必须的销售电价和上网电价联动政策难以出台，市场运作难以持 续。现将三个电力市场建设运行情况及出现的问题作一介绍。 2 1 东北区域市场 2 1 1 建设历程 2 0 0 3 年2 月，电监会决定东北作为试点，2 0 0 3 年6 月，电监会印发关于建 立东北区域电力市场的意见，东北电力市场作为第一个区域电力市场的试点工作 开始启动。2 0 0 4 年1 月1 5 日，开始单一制电价部分电量竞争模拟运行，2 0 0 4 年4 月2 7 日，发改委下文停止了该模式的竞争模拟运行。2 0 0 4 年6 月1 9 日，进行全 电量加两部制电价的年度、月度竞价模拟运行；2 0 0 4 年1 2 月1 3 日，正式启动试 运行，并于1 2 月2 2 日完成了2 0 0 5 年度的两轮年度竞价交易。 2 0 0 5 年1 月，东北电力市场试运行月度竞价暂缓进行，5 月，重新启动月度 竟价试运行。2 0 0 6 年上半年由于平衡帐户严重亏空，上网与销售价格无法联动以 及输电阻塞管理规则等方面的问题，东北电力市场暂停了试运行，进入总结阶段， 至今没有恢复。 2 0 0 5 年卜4 月份年度电量、电价按实际竞价结果，月度电量电价按国家发改 委批复各厂的基数内上网电价扣除竞价容量电价折电量电价、容量电费扣除送华 6 北电量、发供需求空间电量影响后计算，1 - 4 月份市场平衡资金为- - 5 9 4 万元。 2 0 0 5 年5 - 1 1 月份按照实际竞价电价及电网实际执行电量，对于无法滚动平衡 的超发电量按照东北区域电力市场当月有约束最低中标电价进行结算的原则。考 虑自5 月1 日起年电量电价执行煤电联动因素，在容量电费扣除送华北、发供需 求电量影响的基础上计算，5 - 1 1 月份各月市场平衡资金分别为- - 8 8 1 0 万元、- - 4 2 2 6 万元、- - 2 1 3 4 万元、7 8 万元、一3 2 8 6 万元、- - 5 4 4 3 万元、一3 7 2 3 万元。2 0 0 5 年1 2 月份按照实际竞价交易结果，考虑各厂月度检修计划安排等因素，测算市场平衡 资金为- - 6 4 7 1 万元。 根据以上计算结果，i - ii 月份市场平衡资金累计亏空2 8 1 3 8 万元，全年预计亏 空3 4 6 0 9 万元6 。 2 1 2 市场特点 统一平台，统一市场 东北区域电力市场采用统一规划、统一规则、统一管理、统一运作的统一市场 模式，在东北区域电力市场建立一个统一的交易平台，成立东北电力调度交易中 心统一负责市场运营，在辽宁、吉林、黑龙江三省设电力结算中心。 单一购买 东北区域电力市场中省电力公司不参与市场竞价，区域公司为电力市场的单一 购买者。市场成员包括东北电网公司以及东北电网接网的拥有1 0 万千瓦及以上火 电机组的发电公司，包括区域内发电企业2 9 个，竞价机组8 8 台，容量总计2 1 4 4 万千瓦，占2 0 0 4 年全网总装机的5 1 6 7 。 两部制电价、全电量竞争 东北区域电力市场实行全电量竞争、两部制电价，除特殊机组外，全区内参加 竞价的机组执行统一容量电价0 0 5 1 元千瓦时，电量电价通过集中竞价形成，电 量电价实行按报价结算。在初期的单一制电价、部分电量竞争模式下，市场交易 以年度合同交易为主，合同交易电量占全年预测电量空间的8 0 左右，剩余电量在 月度竞价中安排；在两部制电价、全电量竞争模式下，全年预测电量空间的8 0 由年度竞价确定，剩余电量在月度竞价中安排。 7 2 1 3 现状分析 东北电力市场试运行1 0 个月后，平衡资金账户亏空1 7 6 亿元。分析市场平 衡资金出现亏空的原因主要有以下几点： ( 1 ) 电网负荷持续增长，社会用电需求的进一步增加，使电网供需形势出现紧 张，为竞价电厂月度竞价采取高报价策略创造了条件； ( 2 ) 联络线输电能力限制了北部低价竞价电厂的发电能力，这样造成月度竞价 空间多为南部辽宁地区高报价电厂约束上电量中标； ( 3 ) 根据电监供电 2 0 0 5 6 号文件，由于电网最小方式及联络线约束上电量改 为按电厂实际报价结算，增加了市场平衡资金亏空； ( 4 ) 竞价交易后，测算平衡资金出现亏空，未能按照有关文件规定及时采取有 效的市场干预措施。 情况表明，统一市场模式存在很多问题，特别突出的是忽视了我国以省为行 政管理体制的现实。在当前政策条件下，各省的经济发展水平和电价承受能力不 同，在这种统一市场模式下，地方政府、发电集团、电网企业各主体问的利益格 局发生了变化，矛盾难以有效解决，影响正常的电力供应，存在较大的政治风险； 黑龙江、吉林电能流向辽宁，黑吉断面、辽吉断面基本被填满，增加了联络线的 运行压力，也使辽宁电网失去备用支持，给东北电网运行带来安全风险；平衡资 金账户的亏空，给市场各主体带来了经营风险；市场法规、规则不完善，给市场 各主体带来了法律风险。 2 2 华东区域市场 2 2 1 建设历程 2 0 0 3 年6 月，电监会印发关于开展华东电力市场试点工作的通知( 电监市 场 2 0 0 3 1 3 号) ，华东电力市场试点工作启动。2 0 0 3 年1 1 月，电监会印发了 = p m i n p i = p m i n p i = p m a x c 上一价格= c 边际报价( 或c 实际报价) 委托代理：除单一购买外，还是本市场中发电企业进行跨市场卖电的代理商。 常用两种方式：一是市场方式，以交易会议( 包括现场、电视、电话会议) 的形式， 1 9 向发电企业发布需求信息，以挂牌认购的形式组织电力电量。二是询价方式，先 制定出市场采购价格，然后逐一向发电企业发布询价书，若发电企业应答价格在 预期范围内，则与之签订一部分电力电量的收购协议，直至协议总量满足要求。 数学模型参照上述两个。 国家级电力市场以区域电网公司、省电网公司和部分大型发电厂为交易主体， 主要承担跨区域电力交易，主要负责跨区域中长期合同制定，原则上不开展现货 市场交易，应以双边交易为主。 区域电力市场以省电网公司和区域内部分大型发电厂为交易主体，主要承担 省问中长短期合同制定，区域内现货市场交易，应同时采用双边交易、单一购买 和委托代理方式。 省级电力市场同时具备上述三种功能，也应同时采用双边交易、单一购买和 委托代理方式。 4 4 三级电力市场的市场协调 为保证三级电力市场协调运转，必须坚持以下四点原则。一是全国优化的原 则。电力市场要尽可能实现我国能源资源在全国范围内的优化配置，实现我国能 源发展战略和电力行业规划。二是自上而下的原则。要优先执行国家电力市场长 期合同交易，其次再执行区域级电力市场长期合同交易，最后执行省级电力市场 长期合同交易。三是定位清晰的原则。在国家级电力市场，年度交易以双边交易 为主，组织各方签定政府指导性合同。月度交易采用以集中撮合交易为主、双边 交易为辅的交易模式。在区域和省电力市场，主要进行年度和月度合约电量的交 易，完成市场内大部分电力电量的统一优化配置；同时，保留一定比例的、与电 网安全直接相关、体现资源优化配置时效性的电力电量，在市场范围内以现货形 式进行竞价交易。四是相互补充的原则。三级电力市场具有不同的功能定位，不 是完全的替代关系。通过各级市场科学分工、相互补充，可以有效地保证市场机 制与电网安全、现有调度体制之间的协调性，并降低现货交易的交易成本，增强 资源优化配置的时效性。 图3 、三级电力市场交易计划分解模型 4 5 三级电力市场下的市场主体职责 在三级电力市场体系下，各市场主体由于利益不同，目标不同，必然最大限 度地维护自身的利益。为保证电网安全稳定运行，促进市场稳步有序开展，必须 明确各方的责任和义务。 l 、电力监管机构：按照国家法律法规，对电力市场进行监管，对电力市场、 市场准入和输电业务等范围内的相关活动进行监管。负责组织研究和设计电力市 场结构和运营模式，制定市场运行规则，评估市场运行状况，适时修改规则；对电 力市场的准入和退出进行监管，以及在市场运行过程中对依据市场规则对市场主 体及其行为的监管。发布强制性技术和服务质量标准，并监督实旅，以其来保证 国家产业政策对电力市场行为导向作用，以及保证电力系统安全可靠运行和保护 电力区域用户的根本利益。 2 、电网公司：负责电网规划、投资、建设和经营管理，不断完善电网结构， 保证电网安全稳定运行。无歧视公平开放电网，为电力市场各成员提供输配电服 务和相应的辅助服务。开展电力电量购销业务，签订并履行购售电合同。 3 、交易机构：定期发布电力交易信息，促成和撮合电力买卖双方的交易( 包括 辅助服务交易) ，调控电力市场的非竟价交易，督促各类市场交易合同的履行。根 据电力供需情况组织电力交换，将其完成的电力交易计划提交电网调度机构。 2 l 4 、调度机构：按照市场规则和电网调度规程，负责实施电力调度、电网安全 运行和事故处理。负责电网安全分析，编制年度电网运行方式。根据负荷变化情 况，合理调整发电设备检修计划，确保电力可靠供应。负责电力交易安全审核、 调整、落实，并负责组织辅助服务进行实时调度。负责电网运行有关物理数据的 收集、发布，提供负荷预测等信息。 5 、发电企业：负责发电设备安全运行，履行规定业务，提供辅助服务。按规 则参与电力市场交易，组织电力生产。 6 、用户。 发电厂1发电厂2发电厂n 一鳓拣未o 弋一 0t、 监管机构 用户l 用户2用户3 图4 、市场主体之间的关系 4 6 三级电力市场下的市场交易模式 调度机构和发电企业在调度运行方面是上下级关系，根据国家现行电网调 度管理条例有关规定，电网运行实行统一调度、分级管理的原则。调度系统包 括各级调度机构和电网内的发电厂、变电站的运行值班单位。下级调度机构必须 服从上级调度机构的调度。调度机构调度管辖范围内的发电厂、变电站的运行值 班单位，必须服从该级调度机构的调度。 调度机构和交易机构密切配合，共同支撑电力市场日常运营工作。调度机构 根据电网运行情况和负荷预测情况，提供电力电量需求；交易机构发布市场需求 信息，促成市场交易；调度机构根据约束条件对交易计划进行安全审核，提出调 整意见，并负责落实交易计划。 交易机构和发电企业是商品买卖关系，交易机构根据负荷预测情况，向发电 企业提供四种类型的产品报价需求。一是通过双边交易方式与发电企业签订中长 期合同，约定交易量和结算价格。二是通过竞价方式与发电企业签订短期或实时 交易合同。三是受发电企业委托，提供代理外送电服务。四是在个别发电厂无法 履行合同时，组织开展发电权转让交易。第一种类型有助于降低发电企业投资风 险，稳定生产，稳定电价。第二种类型有助于激励发电企业降低成本，提高效率， 最终降低终端电价。第三种类型有助于发电企业利用充裕发电容量实现更多的利 润，也有助于其他区域的用户用上充足、廉价的电力。第四种类型主要在发电企 业之间协商进行，以大容量节能机组替代小机组为主，实现节能降耗和资源优化 配置，不影响电价和电量。 4 7 三级电力市场下的竞争电量价格形成机制 当前，世界各国电力市场交易方式灵活多样，特点各异，它们对于整个电力 市场体系都是重要的组成部分。边际电价结算机制( s m p ) 是市场交易中广泛采用 的，它有着充分的经济学基础，同时也存在一些问题。按投标价格结算( p a b ) 是 另一种重要的市场竞价结算机制，它在实际运行的电力市场中获得了较好的应用。 边际电价结算机制( s m p ) 是在满足一定的约束( 如系统约束、机组约束、交 易约束等) 条件下，按发电商( 或机组) 报价由低到高的顺序分配发电负荷( 即 公平性准则) ，最后一台满足系统负荷平衡的发电商( 或机组) 的报价即为边际 电价。在边际电价结算机制下，所有成交交易统一按边际电价结算。s m p 结算机制 的优点是：1 、有丰富的微观经济学理论基础，可提供有效的市场经济信号，有利 于实现资源的优化配置。2 、在s m p 结算机制下，市场清算价格为所有成交的最高 价格，与机组自身报价的关系很小( 除边际机组外) ，发电商主要考虑的问题是如 何实现成交，因而报低价是比较保险的策略。主要缺点是：在不完全竞争的电力 市场中，具有市场力的发电商可通过物理持留( 即持留发电容量，使高成本的发 电机组进入发电序列，从而抬高边际价格) 和经济持留( 即利用市场力直接抬高 发电价格) 导致边际电价偏离正常竞争价格过高或飞升。 投标价格结算机制( p a b ) 是在满足一定的约束( 如系统约束、机组约束、交 易约束等) 条件下，按发电商( 或机组) 报价由低到高的顺序分配发电负荷，并 按实际报价进行交易结算，直至满足系统负荷平衡。在p a b 竞价机制下，发电商 如果报高价成功，将直接获得超额利润，但同时报价失败的风险也将增加；反之 依然。p a b 结算机制的优点是：1 、在相同发电报价下，相比s m p 可节省系统购电 总成本。2 、在p a b 结算机制下，发电商没有持留容量的利益驱动，其最优的产量 决策是上报最大可用容量，从而可防止发电商在系统容量紧缺时利用持留容量措 施操纵市场价格。其主要缺点是：1 、缺乏足够的经济学理论基础，不能体现同网、 同质、同价的市场竞争公平性，不能提供有效的引导投资、生产和消费的市场经 济信号。2 、在p a b 结算机制下，发电商有报更高价格的倾向。 下面进行图表分析： 在完全竞争的市场情况下，发电商的s m p 报价和p a b 报价的分布概率如图8 所示。在由平均成本曲线l c 、边际成本曲线k 和发电商追求目标利润的报价曲 线厶酎构成的四个区域中，s m p 报价普遍低于p a b 报价，因此在完全竞争的市场条 件下，p a b 报价机制的市场交易量较低。 图5 、完全竞争下的s m p 和p a b 报价分布概率 图中，墨为s m p 报价的最大分布概率；墨为s m p 报价的最小分布概率；曰为 p a b 报价的最大分布概率；只为p a b 报价的最小分布概率；中间数字类推。 在寡占市场中，在p a b 竞价机制下，发电商的报价相对来说就会较为平坦， 以保证在不同的市场需求情况下具有较大的市场交易量。因此，在市场需求旺盛 的情况下，p a b 报价一般会低于s m p 报价，市场交易量相对较大；在市场需求较弱 时，p a b 报价高于s m p 报价，交易量相对较小。 2 0 0 7 年8 月重庆师范大学邹小燕所做的电力市场两种主要价格机制的实证比 较分析，以国内现有发电市场结构为基础，借鉴i e e e - r t s 9 6 中的数据对两种价 格机制进行实证比较，也得出上述结论2 2 。 据国家权威部门预测，2 0 0 8 年，中国电力工业供求形势趋于缓和，2 0 1 0 年， 中国电力工业将出现供过于求的局面。鉴于上述结论和预测，国内发电侧电价应 按如下原则进行：根据供求形势和市场结构建立发电厂商市场力指数模型，在现 阶段，市场竞争不够充分，发电厂商市场力较高的情况下，应采用投标价格结算 机制。在将来市场竞争比较充分，发电厂商市场力较低的情况下，应采用边际电 价结算机制。 电网经营企业作为独立的经营实体，其提供输电服务的过程中必然要有一定 的成本和费用支出，同时，作为经营性的实体，企业还需要考虑生存和发展问题， 因此，无论从合理补偿成本的角度还是保证企业生存和发展的需要来看，制定合 理的输电价格其目的就是为了保证电网经营企业能够有效地运营和发展，从而更 好地为电网接入方以及全体电力用户服务。 目前，由于输配电价机制没有形成，零售电价与购电价之间的差价就构成了 电网公司的收入。一旦电网开放，电网应从政府部门转变为市场经济中的运营商， 此时如输配电价未及时出台，电网公司的收入将无法获取。因此，需要研究输配 电价的形成机制及费用分摊方法，在发电商和用户之间合理分摊输配电成本的同 时，也要保证电网在回收成本的基础上获取合理的利润，以保证电网的持续健康 发展。 4 8 三级电力市场下的输电成本核算分摊机制 为考虑与将来的配电侧市场接轨，必须研究输配电成本核算办法。一般来说， 在考虑输电定价问题时，需遵循如下原则：1 、合理补偿成本的原则。电网企业为 客户提供的输电服务会消耗一定的成本，该成本应该得到合理的补偿，保证收支 平衡应该是基本的要求。2 、公平负担原则。电网公司向客户收取的费用应该与客 户对电网资源的占用和使用情况相匹配，尽可能体现公平合理负担的原则。3 、输 电价格应该能够发挥资源优化配置的经济信号作用。引导发电公司和用户合理发 电和用电，促进电力资源的合理开发、配置和消耗。4 、输电价格要与市场交易安 排相一致的原则。输电定价应与电力市场设计相一致，以鼓励和推动电力市场的 实施。5 、实用化原则。在考虑合理、激励等原则的条件下，输电价格有可能比较 复杂，但为了实用，便于操作，在制定输电价格方案时，还应该尽可能满足实用 化原则。 不论政府对输电网企业采用何种管制方式，都需要确定电网企业允许年收入 或服务成本，之后才能够制定输电价格。 数学模型为：c = c 嗣定成奉+ c 可变唐本。 其中，c 为输电价格，c 目触本为固定成本，c 可变成奉为可变成本。固定成本主要 由电网使用费、辅助设施费和管理服务费三部分构成。变动成本主要包括输电设 备的日常维护费等各种费用以及输配电交易过程中系统发生的网损、阻塞等引起 的输电费用。 输电成本分摊有许多方法，现将应用较广、效果较好的兆瓦一公里法介绍如下： 兆瓦一公里法根据输配电业务的实际注入节点和流出节点确定电网潮流，然后根据 该项业务实际占用输配电设备的容量分摊固定成本，再加上根据该项业务的实际 输电量分摊变动成本，从而形成输电费。它是一个基于对输电网的实际使用来确 定输电价以回收固定的输电成本的定价方法。采用这个方法确定输配电价能够保 证固定输电成本的完全回收，并能够合理地反映对输电网的实际使用情况。数学 模型如下： 计算每条线路( 或设备) 的固定成本c 矾崎。 计算每条线路( 或设备) 的每兆瓦公里固定成本r 硼，巧。 k 涸2 轰 式中：k ，场一线路的最大输送功率； k 一第b j 条线路的长度。 除第i 项业务的注入功率和流出功率外，移去其他所与负荷及发电功率，求 全网各支路的潮流e ，巧；计算包括网损在内的总变动成本c 鼬场。 输配电费用为 k c 盈，i = ( r z p n ，崎b ，场x l 巧+ c 枷 巧) 坳暑l 5 发电侧电力交易品种设计 5 1 交易品种类型及组合 根据国家电力市场运营基本规则要求，我国电能交易以合约交易为主、 现货交易为辅。合约市场作为期货市场的重要组成部分，在稳定电力市场交易秩 序方面有着不可估量的作用。期货市场的主要作用是：一是有利于发电企业规避 风险。投资发电企业有三个不利因素投资大、周期长、退出门槛高。建设一个装 机容量1 0 0 万千瓦时的发电厂需要投资5 0 亿元，2 至3 年。特别是在当前煤电价 格不联动，发电企业普遍亏损的情况下，通过期货市场建设有利于为发电企业投 资者提供收益保障，稳定投资信心。二是有利于合理配置资源。现货市场往往表 现为不确定性、滞后性和局部性，容易偏离实际价值。期货市场更能反映商品的 实际价值和价格变化趋势，减少电价波动。三是从机制上约束各方行为，保障市 场交易行为的公平、公正、公开。四是有利于活跃电力资本市场，特别在远期， 可以引入风险资本，扩大市场交易量。期货市场虽然没有形成真正移交货物的所 有权，但是合同具有法律效力，有约束作用，以经济利益促使双方按要求履行合 同，客观上保证了市场的稳定运行。 为进一步研究竟价电量比例对结算电价的影响，以全年价格曲线为例，说明 降低竞价比例对降低市场风险的作用。 交易电量的年平均价格可用公式表示： c 器= n n + j ， 骊滞= r + 其中，n 为全年的总时段；c ：孑为年平均价格；，为时段的合同电量： ，为时段的竞价电量；吸一为全年的交易电量；尸炒为年合同电量占总交易电 量的比例。 这说明了从总体趋势上，年合同电量决定了合同电价对结算均价的影响。那 就是，年合同电量占的比例越大，结算均价就越接近合同电价，也就是市场风险 越小。也就是说，竞价电量的比例越小，市场风险越小。 大多数的国外电力市场都非常注意市场的稳定发展，通常通过多种交易市场 分担交易电量，以及使用多种交易手段( 如差价合约等) 防范市场风险以保持市 场稳定。纽约电力市场典型情况下少于5 的电量在实时市场交易，加州市场双边 合同交易量大约占整个电力批发市场的9 5 ，英国电力市场在新的n e t a 下合约交 易量占总交易量的9 0 以上。综上所述，在国内电力市场建设的第一阶段，考虑 到市场各方的承受能力，应该通过多种手段降低市场风险，市场初期合理的减少 电量的竞价比例，是其中一种有效的方法。就我国目前而言，参考国内外发展时 间，选择1 0 一2 0 9 6 的竞价是相对比较稳妥的。 5 2 合约市场 电量市场是电力市场的主体部分，合约市场则是期货市场在电量市场中的主 要表现形式。合约电量市场对于系统和市场的稳定有重要意义，并反映中长期电 力、电量供需平衡关系，提供相应的经济信号2 3 。 按交易执行时期长短，合约市场可以分为年合约电量市场、季度合约电量市 场、月合约电量市场等。 由于电力市场的引入，对电力价格的形成机制造成了重大的影响，主要体现 在以下三个方面： l 、电能不能大规模有效储存，并且要求供需之间实现瞬时平衡，因而电力市 场的均衡价格呈现出类似于负荷变化的随机性。 2 、市场上供应方有限的机组发电容量和输电容量，以及需求方较低的需求弹 性，使得电力价格容易表现出强烈的尖峰和跳跃特性。 3 、电力市场中的部分发电商可以利用其市场力，在短期的电量市场上操纵电 价。 综上可得，电力价格的易变性，在日前市场、实时市场上可能给各个市场主 体带来巨大的利益损失风险，如果不能有效地加以防范，将会导致灾难性的后果。 所以，需要引入合约市场的市场组织方式，作为规避市场风险的有效保障。所以， 我们必须重视合约市场在电力交易调度中的重要地位。 从合约市场的设计原则上来看，必须遵循以下的设计原则： l 、公平、公正、公开原则 电力市场中交易量的大部分将在合约电量市场中完成交易，因而，在合约电 量市场的设计中，贯彻电力市场公平、公正、公开的基本原就显得尤为重要了。 2 可操作、可监管的原则 它们是合约电量市场为实现“三公原则 而对市场体系提出的自然延伸的要 求。如果监管机构、调度机构、交易机构对市场掌握了过大的控制力，就会限制 发电厂的自主权，事实上同时也限制了竞争；使用透明度低的方式制定交易计划， 对市场的有序竞争也是不利的。因此，在设计合约电