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东北大学硕士学位论丈 摘要 东北电力市场输电电价的计算方法研究 摘要 电力市场是电力工业改革过程中所建立的一种发、输、配、供电各环节以及市场贸 易机构和监管机构之问的关系形式。自从2 0 世纪8 0 年代开始电力市场概念被提出以来， 世界上很多国家都根据其电力系统自身的特点，对电力工业进行改革，建立各种不同的 电力市场模式。中国自从2 0 0 0 年以来加大了打破电力垄断的力度，实施市场化改革。 2 0 0 2 年2 月，国务院下达电力体制改革方案，电力市场化改革进入实施阶段。 在中国电力市场的建设和发展过程中，随着发电侧市场的不断完善和运行，对大用 户直供的工作也取得了重大的进展，要求尽快实现输配分开的呼声也越来越强。要扩大 对大用户的直供工作，实行输配分开，不仅对用电侧市场意义重大，同时也是稳定发电 侧市场，使之能平稳有序地运行的重要措施。要做到这一点，就必须尽快出台输电电价。 输电电价目前还是属于国家定价的范围，在市场化的建设过程中，国家对所监管的输电 电份制定了“成本加合理收益”的原则。如何实现这一原则，在国内外电力市场的研究 中，许多国家的学者在这方面做了大量的开拓性工作。 本文首先介绍了电力市场的基本理论，并阐述了当前确定输电电价所采用的几种主 要方法，尤其是着重介绍了传统的邮票法和兆瓦公里法、英国新电力交易方案实旋以后 所采用的输电电价计算方法和美国宾州电力市场所采用的以堵塞电价为主的计算方法， 并结合东北区域电力市场的实际情况，根据从东北电网有限公司、吉林省电力有限公司 和黑龙江省电力有限公司所收集到的基础单位数据进行实验计算。通过对各种计算结果 进行比较分析，并与国内其他单位计算所得结果比较，提出了相应的结论。分析表明： 相对于传统的邮票法和兆瓦公里法，美国方法能够很好的管理输电拥塞，英国方法为输 电电价的计算提供了一种很好的方法。此外，本文还针对上述四种计算方法模型，分析、 设计并开发了一套相应的计算软件，方便了输电电价的重复计算工作。 本文的研究工作为中国电力市场改革化过程中输电电价的计算方法的确定提供了 实验依据。 关键词：输电电价；计算方法；电力市场；邮票法：兆瓦公里法；新电力交易方案；宾 州方法；东北电网 一一 东北大学硕士学位论文 a b s t r a c t s t u d yo nc o m p u t a t i o nm e t h o d so f e l e c t r i cp o w e rt r a n s m i s s i o np r i c ei n n o r t h e a s t e r np o w e rg r i d a b s t r a c t p o w e rm a r k e ti sak i n do fr e l a t i o na m o n gg e n e r a t i o n ，t r a n s m i s s i o n ，s w i t c ha n ds u p p l yo f e l e c t r i c i t y , a n dt r a d ea g e n c ya n dr e g u l a t o r ya g e n c yi nt h ep r o c e s so fr e f o r m a t i o no fp o w e r i n d u s t r y s i n c et h ec o n c e p to fp o w e rm a r k e tc a m eu pi n19 8 0 ”，m o s tc o u n t r i e sa r o u n dt h e w o r l dh a v e b e e nr e f o r m i n gp o w e ri n d u s t r ya n db u i l d i n gk i n d so fp o w e rm a r k e tm o d e a c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i co fp o w e rs y s t e mo ft h e m s e l v e s s i n c e2 0 0 0 ，c h i n ah a sb e e n i n c r e a s i n gt h es t r e n g t ho f b r e a k i n gp o w e rm o n o p o l i z a t i o n , a n da c t u a l i z i n gm a r k e tr e f o r m a t i o n s t a t ed e p a r t m e n tm a k e s k n o w nt ol o w e rl e v e l s t h em a r k e tr e f o r m a t i o no f p o w e r i n d u s t r yh a se n t e r e di n t ot h ep h a s eo fa c t u a l i z a t i o n i nt h ep r o c e s so fb u i l d i n ga n dd e v e l o p m e n to fc h i n e s ep o w e rm a r k e t ，t h em a r k e to f g e n e r a t i o ns i d eh a sb e e nc o n s u m m a t e dc o n t i n u o u s l ya n dm n n ew o r ko ft h ed i r e c ts u p p l y f o rl a r g eu s e r sh a sb e e ni m p r o v e dg r e a t l y ，a n dt h ed e m a n do fs e p a r a t i o no ft r a n s m i s s i o na n d s w i t c ho fp o w e rh a sb e e ns t r o n g e ra n ds t r o n g e r t h e ya r ei m p o r t a n tf o rb o t ht h em a r k e to f u s e rs i d ea n dt h em a r k e to fg e n e r a t i o ns i d e f o rt h a t ，e l e c t r i cp o w e rt r a n s m i s s i o np r i c em u s t c o m eo da ss o o na sp o s s i b l e s of a r , i th a sb e l o n g e dt ot h es c o p eo fr a t eb ys t a t e s t a t e c o n s t i t u t e st h ep r i n c i p i ao f “c o s tp l u si n c o m ei nr e a s o n ”i nt h ep r o c e s so fm a r k e tb u i l d i n g t h es c h o l a r so fm o s tc o u n t r i e sd oal o to fw o r ki nh o wt oi m p l e m e n tt h ep r i n c i p i ai nt h e r e s e a r c ho f p o w e rm a r k e th o m ea n do v e r s e a i nt h ep a p e r ，b a s i ct h e o r yo f p o w e rm a r k e ta n daf e wo fc o m p u t a t i o nm e t h o d so fe l e c t r i c p o w e rt r a n s m i s s i o np r i c ew i l lb ei n t r o d u c e da tf i r s t e s p e c i a l l y ，t r a d i t i o n a ls t a m pm e t h o da n d m e g a w a t t k i l o m e t e rm e t h o d ，t h en e t at r a n s m i s s i o np r i c i n ga p p r o a c h ，t h ep j mt r a n s m i s s i o n p r i c i n ga p p r o a c hw i l lb ei n t r o d u c e dm o s t l y c o m b i n e dw i t ht h ea c t u a ls t a t u so fn o r t h e a s t e r n p o w e rg r i d ，t h ee x p e r i m e n ta n dc a l c u l a t i o nw i l lb ed o n ea c c o r d i n gt o t h eb a s i cd a t ao f n o r t h e a s t e r ng r i dc o m p a n y , j i l i ng r i dc o m p a n ya n dh e i l o n g j i a n gg r i dc o m p a n y n l e r e s u l t sw i l lb ec o m p a r e da n da n a l y z e di n t e g r a t e dw i t ht h er e s u l t so fo t h e ru n i t s ，m a d c o r r e s p o n d i n gc o n c l u s i o nw i l lb eb r o u g h tf o r w a r d t h ea n a l y s i sw i l li n d i c a t et h a tp j m m e t h o di sa b l et om a n a g et r a n s m i s s i o nc o n g e s t i o nw e l la n dn e t am e t h o di sa b l et os e r v ef o r t h ec o m p u t a t i o no fe l e c t r i cp o w e rt r a n s m i s s i o np r i c er e l a t i v et ot r a d i t i o n a ls t a m pm e t h o da n d m e g a w a t t - k i l o m e t e rm e t h o d m o r e o v e r ，c o r r e s p o n d i n gc o m p u t a t i o ns o f t w a r ew i l lb ea n a l y z e d ， 一i i l 东北大学硕士学位论文 a b s t r a c t d e s i g n e da n dd e v e l o p e di na l l u s i o nt ot h ef o u rc o m p u t a t i o nm e t h o d i tw i l lm a k e t h ew o r ko f r e p e a tc o m p u t a t i o no fe l e c t r i cp o w e rt r a n s m i s s i o np r i c ec o n v e n i e n t t h ep a p e rw i l ls u p p l ye x p e r i m e n t a lb a s i sf o rt h ed e c i s i o no fc o m p u t a t i o nm e t h o do f e l e c t r i cp o w e rt r a n s m i s s i o np r i c ei nt h ep r o c e s so fc h i n e s ep o w e rm a r k e tr e f o r m a t i o n k e yw o r d s ：e l e c t r i cp o w e rt r a n s m i s s i o np r i c e ，c o m p u t a t i o nm e t h o d ，p o w e rm a r k e t ，s t a m p m e t h o d ，m e g a w a t t k i l o m e t e rm e t h o d ，t h en e t at r a n s m i s s i o np r i c ec o m p u t a t i o na p p r o a c h ， t h ep j mt r a n s m i s s i o np r i c ec o m p u t a t i o na p p r o a c h ，n o r t h e a s t e r n 鲥d 一 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加 以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为 获得其他学位而使用过的材料。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诚挚的谢意。 学位论文作者签名：黪夸岛九 签字日期：瑚6 一幻一笤 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即 学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借 阅。本人同意东北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、交 流。 ( 如作者和导师同意网上交流，请在下方签名：否则视为不同意) 学位论文作者签名：导师签名 签字日期：签字目期 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 第一章绪论 1 1 研究背景 在亚洲发展中国家( 包括中国) ，输电网络的扩展和投资已经成为政府工作的个 必要、关键的职能口】。在我国的社会主义现代化建设中，电能作为基础能源产品，在促 进国民经济发展和提高人民生活水平方面发挥着越来越大的作用。但由于我国电力行业 分为国家、大区、省及县四个层次，因此首先要决定在哪几个层次上建立电力市场。鉴 于中国的客观实际情况，当前首先建立了区域性电力市场，然后要逐步过渡到全国电力 市场。其次，要考虑到电力市场引入竞争的范围和运营模式问题，可以只在发电侧引入 竞争，也可以同时在配电侧引入竞争，并让用户有选择供电商的权力。但我国目前客观 条件尚不具备实施后者的条件。 事实上，中国的电力市场作为具有中国特色的社会主义市场经济中的重要组成部 分，随着我国市场经济的深入发展已经取得了重要的进展【2 】： ( 1 ) 多元化投资办电阶段( 1 9 8 5 1 9 9 6 ) ：1 9 8 5 年电力建设投资全部由拨款改为贷款， 标志着打破电力工业垄断改革的开始。1 9 8 7 年国务院提出“政企分开、省为实 体、联合电网、统一调度、集资办电”的改革方针和“因地因网制宜”的改革 原则。1 9 9 5 年我国开始允许外商投资电力项目。集资办电政策的出台，调动了 社会多方面的积极性，特别是地方政府的积极性，出现了众多不属于原电力部 的独立发电厂。 ( 2 ) 改组改造阶段( 1 9 9 7 - 1 9 9 9 ) ：1 9 9 7 年1 月，国家电力公司的成立被认为是第二 轮电力体制改革的开始。1 9 9 8 年九届人大一次会议撤销了电力部。这一时期， 初步形成了国家经贸委等综合经济部门行使电力行政管理职能，中国电力企业 联合会等行业协会自律服务，国家电力公司等电力企业自主经营的体制框架。 ( 3 ) 市场化改革阶段( 2 0 0 0 年以后) ：虽然多年来，先后实施了一系列改革措施， 但由于国家电力公司仍然占国家4 6 的发电资产和9 0 的输电资产等原因，电 力行业垄断仍然严重。2 0 0 0 年以来加大了打破电力垄断的力度，实施市场化改 革。2 0 0 2 年2 月，国务院下发电力体制改革方案，电力市场化改革进入实 施阶段。 ( a ) 国家电力公司的电网资产被重组为国家电网公司和南方电网公司。 ( b ) 将国家电力公司的发电资产重组为中国华能集团、中国大唐集团公司、中国 一1 一 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 华电集团公司、中国国电集团公司和中国电力投资集团公司，5 大发电集团 公司的可控容量占原国家电力公司可控发电容量的7 9 9 3 。 ( c ) 将国家电力公司直属的比较大的规划设计、水电施工等辅助单位重组为中国 电力工程顾问集团公司、中国水电工程顾问集团公司、中国水利水电建设集 团公司和中国葛洲坝集团公司，4 大辅业集团公司的参股发电资产权益容量 占原国家电力公司可控发电容量的4 5 5 。 ( d ) 2 0 0 3 年国务院明确国家电力监管委员会为国务院直属事业党委，按国家授 权旅行电力监管职责，标志着电力市场运行工作正在逐步走向规范和完善。 2 0 0 4 年，国家电监会东北监管局正式组建成立，表明东北区域电力市场已具备试运 行的基本条件。2 0 0 5 年，随着东北区域电力市场中发电侧竟价上网及试运行的开始，标 志着中国的电力改革已成功地迈出了具有划时代意义的第一步。2 0 0 5 年，在东北区域电 力市场中对大用户直供电的试点工作也已顺利启动。随着东北区域电力市场中发电侧市 场的建立和完善，及对大用户直供试点工作的开展，电力市场建设的步伐越来越快，其 具体表现为广大用户和电力市场中的投资者、参与者对尽早出台输电电价的呼声越来越 强烈。 1 2 研究内容及现实意义 电力是关系到国计民生的大事，电力市场的形成和发展经历了一个较长的过程。中 华人民共和国成立之后，电力工业管理体制采用国有和垂直一体化垄断模式。这种模式 适应了当时社会的需要，促进了电力工业的快速发展。但是，随着中国经济的发展和电 力科技的不断创新，这种体制的缺陷逐渐暴露了出来：电力企业内部缺乏激励机制，电 力企业之间缺乏竞争，造成电力企业普遍效率低下、服务差；电力工业发展所需资金短 缺；政府缺少有效的监管制度和监管手段；独立发电企业已达到全国装机容量的7 6 ， 竞争性结构和垄断性结构并存，内在矛盾非常突出【2 1 。 国际电力市场改革的经验教训表明，完善的电力市场应当是随着供求关系而变化， 不随这种供求关系变化的市场将会遇到很大的挫折。2 0 0 0 年美国加州电力市场的失败即 是这方面的很好例子。目前各国均开展了电力工业市场化改革，在经过最初的“厂网分 开、竞价上网”发电竞争模式后电力市场必将过渡到最终的发、输、配电相分离，即输 电网开放的模式。在此模式下，发电企业可以根据公平竞争的规则竞价上网，并且大的 电力用户可直接从发电企业购买低价的电力，通过某一电网或互联电网予以输送。由于 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 输电网是联系电能的生产者( 独立发电厂和发电公司) 与使用者( 配电公司和大用户) 的桥梁，输电服务就是将电能从电能的生产者安全、经济、优质地输送到电能的使用者 的过程，故输电服务的客户( 发电厂或发电公司以及用户或配电公司) 如何共同承担输 电费用( 即输电定价) 成为研究人员比较关心的问题之一。对于开放的竞争输电系统， 所有的市场成员在满足系统运行约束的条件下实现公平、合理地使用电网的机会，从而 促进输电系统的良性发展。从中国的国情来看，要想让电力市场能适应供求关系的变化， 除了在发电侧要实行竞争上网外，还需要确定具有中国特色的输电电价，进而为电力市 场中的供求双方提供相应的经济、价格信号。 关于如何确定电力市场条件下输电价格的问题，近年来，随着电力市场的发展和完 善，国内外许多研究人员根据各自的实际情况做了不同的探索和研究工作 3 巧 。在传统 意义的监管模式下，输电成本( 或价格) 通常是采用综合成本法确定，具体的计算方法 包括邮票法、兆瓦公里法等。这些方法的特点是根据已发生的费用，准确地确定输电成 本，并保证已发生的电网建设成本能得到可靠地回收，同时也使电网建设能更好地吸引 来所需资金。但这样方法的最大问题是它可能会使电网建设成本高于社会平均成本，无 法实现资金的有效利用和流动，不能通过竞争来提高电网经营及建设的效率。在放松管 制的电力市场环境下，这种传统的输电电价确定机制受到了很大的冲击。这种输电电价 确定方法也是现行国内输电电价确定的指导思路。 在放松电力管制的环境下，发达国家中电力市场的输电电价确定多采用按边际成本 进行计算的指导思想。2 0 0 1 年，英国的电力市场在原有电力库的基础上，针对部分占市 场容量较大的成员利用其市场份额操纵市场的情况，提出了新电力交易方案( n e t a ) 的解决措施，并基于此产生了利用边际成本解决思路的新的输电电价确定方法。美国东 部的p j m 电力市场针对输电网络中的堵塞现象，在边际成本的解决思路基础上也提出 了主要解决电网堵塞情况的输电电价计算方法。根据边际成本的思路确定输电电价是要 按未来输电的可能成本来确定输电价格，这大大提高了资金的利用效率和流动性，同时 也可使电网建设和发展所需资源能得到最佳的应用。正是通过对这样输电机会成本的比 较分析，才使电网建设能更加公平和更有效率，使社会资源和资金能更好地发挥作用。 中国作为一个经济转轨国家，价格机制、资源流动性、金融市场安排以及政府管制 中还存在众多问题，市场失灵与政府失灵同时存在。由于电力市场改革又与国有资产管 理体制、金融市场、投融资制度、企业制度等领域的改革密切相关，尤其是在目前日益 开放的宏观经济背景下，能源短缺、电力供给形势紧张的市场环境下，电力市场化进程中 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 面临的理论与现实问题更加突出，电力市场理论建设与改革实践更有其特殊性。而电价 的计算，作为电力市场建设的核心和支点，自然具有其非同寻常的重要意义。 东北电力市场作为国内最先开始在发电侧实行竞价上网试运行和开展对大用户直 供试点的电力市场，尽快开展输电电价及其确定方法的研究具有重要的意义。本文根据 东北电网有限公司、吉林省电力有限公司和黑龙江省电力有限公司所提供的基础数据， 试采用邮票法、兆瓦公里法和英国( 英格兰和威尔士) 电力市场【6 新电力交易模式下的 输电电价确定方法及美国p j m 电力市场7 1 的输电电价确定方法等多种方法计算东北电 网中不同输电电网中的输电电价，并进行比较分析，为选中方便、可行、适合中国国情 的输电电价计算方法提供依据，为建立和开创具有中国特色的中国电力市场竞争性电价 机制奠定基础，使电价能够反映电能在系统中不同地理位置的母线在不同时刻的价值， 反映电力资源的稀缺程度，为电力的生产者、消费者、投资者和管理者提供电价信号， 提高电力资源的使用效率，优化电力资源的配置，促进电力市场稳定发展。 1 3 本文组织结构 全文一共分为六章。 第一章是引言，主要介绍了课题研究的背景和现实意义； 第二章是电力市场及输电电价计算研究概述，简单介绍了电力市场的基本原则和基 本特点、模式、实现步骤以及电价对于电力市场的重要作用、输电服务成本的组成，与 当前比较流行的几种输电电价的计算方法； 第三章详细介绍了研究的对象东北电网的具体情况和研究中用到的几种计算方法 的步骤及应用方式； 第四章比较并分析了各种方法计算所得的结果，并与国内其他单位的计算结果进行 横向比较分析； 第五章介绍了输电电价计算软件的系统分析与系统设计过程； 第六章总结了全文并提出未来的研究方向。 一4 东北大学硕士学位论文 第二章电力市场及输电电价计算的研究概述 第二章电力市场及输电电价计算的研究概述 2 1 电力市场基本理论 长期以来，电力工业一直被认为是自然垄断行业。电力工业分为五个不同的功能， 即发电、输电、系统控制( 调度，平衡组织运营) 、配电，以及供电。其中确实有一些功 能具有自然垄断性，如输电、系统控制和配电，但发电和供电这两个领域是可以形成市 场竞争的。但一直以来，电力工业都是上述五个功能的垂直一体化经营。从上个世纪7 0 年代丌始，许多国家已经开始研究上述各项功能的技术特性和经济特性，以及相互协凋 的方式，促进了电力工业的改革【8 】。 ( 1 ) 输电网和配电网将电力市场中的各个市场主体包括发电商、配电商、供 电商和终端用户联系起来，由于规模经济和范围经济的需求，电网本身 是自然垄断的。 ( 2 ) 由于电力不能大规模储存，因此电力的发、输、配必须随时满足负荷要求， 而不可能单独实现优化，为了保证系统发、输电总成本最小，以及安全可靠 运行，要求电网集中控制，所以系统控制功能也具有自然垄断性质。 ( 3 ) 发电领域和售电领域没有很强的规模经济要求，因此可以开展市场竞争。 当发电和售电领域引入市场竞争以后，就需要提供两种服务：输电服务和系统调 度、平衡以及实时电力交易服务。以上提到，这两种服务都是自然垄断的，因此必须 一视同仁地对待所有要求提供服务的市场竞争者。为了防止拥有电网的电力公司歧视 与其竞争的发电商和供电商，而偏袒自己的发电商和供电商，要将电力公司具有垄断 特性的功能和竞争性功能分开，即厂网分离、输配分离。 1 9 8 9 年，英国议会通过了关于电力企业民营化的计划，1 9 9 0 年4 月，伴随着大规模 的私有化浪潮，英国的e n g l a n d & w a l e sp o o l 开始运行，首先拉开了电力市场改革实践 的帷幕。自此，美国、澳大利亚、新西兰、阿根廷、挪威、瑞典、德国、日本、印度、 新加坡、泰国等国家均开始对电力市场进行理论与实践的探索，中国也在此列。虽然以 上国家的经济发展水平参差不一，改革方案各有侧重。但改革核心都是力图通过重组电 力企业组织、再构电力市场结构以及完善电力管理体制，在电力产业引入市场竞争机制 来解决电力垄断所造成的弊病，对稀缺性的能源资源重新进行优化配置和高效利用，以 提高电力工业的生产与运营效率，从而带动国民经济的持续健康发展。此外，由于电力 东北大学硕士学位论文第二章电力市场及输电电价计算的研究概述 工业在产业链中具有很强的相关性，直接影响到上下游产业的可持续发展，是产业效率 提高的关键，并与国家经济和能源安全体戚相关，而且对居民生活福利的影响较大，所 以，各国政府与民间对于电力市场改革都寄予重望【”】。 2 1 1 电力市场的基本原贝j j s n 基本特征 建立电力市场的目的是在电力工业中引入竞争机制。建立电力市场最根本的原则有 四个：公平性、公开性、扩大自由选择权利、法规的保障性。通过公平竞争促进经济发 展，给各方带来巨大的效益。 一个健康的电力市场必须具备5 个特征 9 1 ： ( 1 ) 价格随需求量而变化： ( 2 ) 价格高低影响需求量： f 3 ) 进行买卖的市场机制： ( 4 ) 买方无垄断行为； ( 5 ) 卖方无垄断行为。 2 1 2 电力市场模式 电力市场模式是电力工业改革所建立的一种电力市场的体制形式。具体地说，是指 电力工业发、输、配、供电各环节以及市场交易机构和监管机构之间形成的关系形式。 自2 0 世纪8 0 年代电力市场概念被提出之后，世界上很多国家都根据其电力系统 自身的特点，对电力工业进彳亍改革，建立各自不同类型的电力市场模式，电力工业正 处于从集中管理、垄断经营模式向电力市场开放模式过渡1 2 。 不过，世界各国采取的电力市场模式多种多样，即便在同一个国家的不同地区采取 的电力市场模式也不尽相同 1 3 - 1 6 】。按照竞争者进入自然垄断领域的方式和引入市场竞争 的领域，可以将电力市场的商业化运营模式分为4 种【8 】： ( 1 ) 特许权投标：监管机构通过招标来产生配电设施的管理者和运营者，让中标 者在一定期限内独家供电，适合于配电和供电没有分离的情况 ( 2 ) 发电侧竞争性投标：针对新增的发电装杌容量实施公开的竞争性投标，由电 力公司负责招标，形成多个发电商向配电商和终端用户竞争供电。 ( 3 ) 批售电力转供：发电商、配电商以及垂直一体化的电力公司能够进入另一个 电力公司的电网，以打破原来封闭的供电专营区，为发电这提供售电选择， 为电力公司和配电商提供购电选择。 一6 一 东北大学硕士学位论文第二章电力市场及输电电价计算的研究概述 ( 4 ) 零售电力转供：使终端用户能够直接进入输电电网，因而封闭的供电专营区 也将消失。 ( 5 ) 强制型电力库：发电和输电实旌集中运行和控制，根据各发电商对电力库的 报价来调度各发电厂出力。所有发电商所发电力都必须售给电力库，所有购 电者都必须从电力库购电。 ( 6 ) 自愿型电力库：介于强制型电力库和电力转供模式之间，系统平衡功能采取 集中方式，但不要求所有发电厂统一调度。 表2 1 电力市场模式分类 t a b l e2 1 t h ec l a s so f p o w e r m a r k e t m o d e 2 1 3 电力市场的实现步骤 电力市场是管理和经营体制的历史性变化，涉及到负荷管理、系统运行、用户响应 和发展规划等方面，是一项长期而庞大的系统工程。 国外电力市场的实现步骤【9 】： ( 1 ) 实时电价：在负荷预测的基础上，根据发电费用( 或成本) 曲线，考虑发电与 供电情况预报电价。 ( 2 ) 电力交易：三种类型 ( a ) 唯价格型( p r i c eo n l y ) ：这种贸易类型只考虑电价而不考虑电量，价格变化 周期分为实时、半小时、1 小时、峰谷时、2 4 小时及恒定不变等。用户 可根据预报的电价确定自己的用电两及用电时间。 ( b ) 电价一电量型( p r i c e q u a n t i t y ) ：一般是电力公司与用户间的短期合同，包 括价格、电量和可靠性方面的协议。 东北大学硕士学位论文第二章电力市场及输电电价计算的研究概述 ( c ) 长期合同( l o n g t e r m c o n t r a c t ) ：对将来的电力交换，提前确定价格和电量。 ( 3 ) 实现：电力市场的实现是电力生产者、用户和市场经纪人相互间的合作。电力 生产者要提供大梁生产数据，包括机组发电能力、费用曲线、启停费用和其他 成本等；市场经纪人要进行负荷预测、电价预测、编制交易计划、计量、通信、 结帐、发布电价及提供长期投资计划等，用户方采用人工或自动化手段进行负 荷侧管理( d s m d 锄枷s i d em a n a g e m e n t ) 。 2 1 4 电价是电力市场的支点 电价是控制电力交易的杠杆，是电力市场的重点研究课题。 影响电价的因素有：机组耗热曲线及其微增率；燃料价格；维护费用；发电容量 限制；电力发展费用( 投资回收) ：网损及其微增率；网络维修费用：网络容量限制； 网络发展费用：其他成本： 电价对不同的时间、不同的地点理论上是不一样的。当负荷变化时，发电功率与 输电功率随之变化，电价亦应随之变化；不同地点的用户由于配电设施的不同及网损 的不同而电价也应不一样；用户对供电可靠性要求不同时，电价也不一样，电价将随 服务质量而变化。 我国一直实行的恒定电价，只能反映总的平均的状况，不能反映供需关系。近来 开始实行峰谷分时电价( t o u t i m eo fu s e ) ，比恒定电价前进了一步。但峰谷时段每 天都在变化，分时电价难以反映负荷的实际峰谷。 没有价格的变化便谈不上市场经济。但价格的变化要极为慎重。通过电价可控制 负荷峰谷的高低和出现的时间，可以调整备用，可以发挥机组和电网的潜力，可以推 迟投资，可以调整检修计划，还可以调整发电和网络建设，使电力经营成为良性循环 和有利的投资场所。 2 _ 1 5 输电服务成本的组成 从服务方式上看，输电服务可以分为两大类：点对点服务和网络输电服务。 由于用户对输电的不同要求，输电服务可以进一步划分为一些基本类型，不同的 类型对输电费用有不同的影响，确定输电服务的类型就是根据某输电服务的具体特征， 将其归入合适的基本类型。 输电服务成本是指承担输电业务的输电网在提供输电服务时所花费的费用，因此 承担输电的电网必须全面、合理地确定输电的成本。确定输电成本构成应包括管理服务、 东北大学硕士学位论文 第二章电力市场及输电电价计算的研究概述 输送服务和辅助服务。 ( 1 ) 管理服务：包括交易执行前调度人员进行信息的处理、分析、预测、调度等工 作，交易后为保证电网运行的收支平衡和适当收益进行的结算工作。 ( 2 ) 输送服务：包括四个部分电能费用、设备使用费用、阻塞费用、扩建费用。 ( a ) 电能费用：为满足输电交易，进行发电再计划和再分配引起的燃料增加，将 输电价格考虑为输电发点和收点问最优定价的差值。 ( b ) 电网设备占有费用：主要包括设备的折旧、投资回报、网损、运行和维护费 等。年折旧费的计算采用定额法，每年的折旧费用相同：采用利润率的方式 来计算投资回报，即对总投资乘以一定的利润率，所得结果即为每年的投资 回报；如何根据各项输电业务对支路潮流的影响来分配网损成本是一个较为 复杂的问题，在实际应用中有很多种方法，一般将网损分摊问题单独处理； 维护费包括普通修正费和更新维修费，指企业持续、正常的生产经营活动过 程中发生的成本费用，原则上按社会平均成本核定。 ( c ) 阻塞费用：当某输电服务引起运行条件越限时，输电公司不得不放弃其他一 些明显可以获利的交易，由此引发的利润损失。 ( d ) 电网扩建费用：为了满足输电服务的需要而新建输电设备的投资费用。 ( 3 ) 辅助服务：随着发电竞争的引入和电网开放的实施及新技术的应用，增加了电 网运行和控制的复杂性，因此需要利用一些辅助设施对电网的频率和电压进行 调整和控制从而产生附加费用。普遍观点认为除了基本有功电能生产外，其它 所有的生产与服务都称为辅助性服务。主要包括： ( a ) 调度管理服务，完成负荷预铡、发电计划、网络潮流监控、事故处理、交易 结算等市场管理任务。 ( b ) 频率和联络线潮流控制处理较小的负荷与发电的不匹配，维持系统频率稳 定。 ( c ) 系统备用服务，提供正常或事故情况下的可靠性保障。 ( d ) 电压无功支持，维持系统电压稳定。 ( e ) 事故恢复服务 ( f ) 其他安全控制服务，如f a c t s 、p s s 等。 在进行费用分摊计算中，这部分的费用一般都是单独进行考虑的。 东北大学硕士学位论文第二章电力市场及输电电价计算的研究概述 2 2 输电电价计算方法的研究概述 输电电价的确定是电力市场有效运转的关键。有效的输电定价可以以电价为信号引 导电力消费者、生产者和投资者来减少输电拥塞；可以激励输电公司改善电网结构，减 少发电市场中处在输电线路拥塞受端的电厂必须发电的权利，提高系统的发电、输电和 用电的可靠性。 2 2 1 输电定价的要求和原则： 输电服务定价的目的在于制定出的输电服务价格在使电网运行获得最大的经济效 益的同时，满足用户及电网公司双方的共同利益 ” 。由于电能的独特性，因而电力市 场环境下的输电定价应遵循以下一些基本要求和原则： ( 1 ) 以成本为主的原则：输电成本要能反映提供输电交易的真正成本，进而为电 力市场中的参与成员们( 发电商、电网经营企业、电力用户、电力设施生产 者和电力建设投资者等) 提供正确的成本信息。 ( 2 ) 合理分摊的原n - 输电成本要在各种输电交易中合理进行分摊，尽量减少相 互间的交叉补贴。 ( 3 ) 合理收益的原则：输电价格除了要能使提供输电服务的电网经营企业补偿在 输电工作中所支出的所有成本外，还要有合理的收入，以使电网经营企业能 在市场经营中保证其具有再生产和扩大再生产的能力。 2 2 2 我国现行的输电电价计算方法 我国现行的输电定价是基于累计成本的定价。一种是邮票法，它对全网所有的用户 同意定价，囊括了输电公司的所有成本和一定的投资回报，按照全网的输电容量进行分 摊。另外，基本累计成本的定价还有兆瓦公里法，它采用潮流计算，确定输电用户所占 用的输电容量，然后根据输电用户对输电网络的使用程度来收费，虽有了一个用户公平 承担输电费用的思想，但并不能鼓励有效率的、经济的交易。 2 2 2 1 邮票法 邮票法先计算整个输电电网的总成本，然后按功率大小分摊，不考虑各部分特定输 电设备的成本。由于采用这种方法计算输电电价时，不管所输送电力的距离远近，也不 考虑所输送功率注入点和流出点的位置，只按负荷用电量的多少来分担。因其类似于开 常生活中邮信时邮票的收费，所以称这种与输送电能的距离和位置无关的输电电价计算 方法为邮票法【1 8 】。 一1 0 东北大学硕士学位论文第二章电力市场及输电电价计算的研究概述 利用邮票法确定输电电价具有计算简单的特点，是国家价格主管部门和电网经营企 业多年来调整输电电价所用的主要方法：但这种方法忽略了实际系统的运作，可能将不 正确的经济信号传递给用户，进而造成用户无论距离长短都支付相同的费用。 2 2 2 2 兆瓦公里法 兆瓦公罩法把输电的各种成本，按照输电量和距离来分摊，得到单位距离电价，进 而根据节点价值流平衡原理，计算出各段距离间的输电电价e 碍】。兆瓦公旱法虽然也是采 用综合成本的计算思路，但它比邮票法更进了步，能比邮票法更好地反应不同时段、 不同线路、不同输电量等情况下的输电成本。同时，利用这种方法计算出来的输电成本 也更易于为用户和电网经营企业所接受。但这种方法同邮票法一样，因未能按边际成本 的指导原则来确定输电成本，因而不利于输电电网的建设，不利于电网建设资源得到最 佳的利用和发挥最大的效益。 2 。2 3 英国新电力交易模式下的输电电价计算方法 2 0 0 1 年，英国( 英格兰和威尔士) 电力市场在原有电力库的基础上，针对部分占市 场容量较大的成员利用其市场份额操纵市场的情况，提出新电力交易模式( n e we l e c t r i c t r a d ea r r a n g e m e n t ，n e t a ) 的解决措施【6 ，并基于此产生了利用边际成本解决思路的新 的输电电价确定方法 2 0 - 2 2 】。 n e t a 的目标是： ( 1 ) 新的市场模式应使电力市场更贴近于其他相关的商品市场，特别是英国天然气 市场； ( 2 ) 在新市场模式中，发电商、零售商和用户可以选择他们认为合适的方式交易； ( 3 ) 买方和卖方可以一对一地制定双边合同，并自行确定合同价格和时间； ( 4 ) 新电力市场必须是灵活和透明的，为发电商和供电商提供一个充分竞争的环境： ( 5 ) 市场成员的报价形式将受到限制，以防止市场投机行为； ( 6 ) 新的市场模式必须确保电力系统的安全。 n e t a 模式推行后，英国电力市场出现如下变化： ( 1 ) 大用户得到了较大收益，电价下降了3 0 。这主要是因为发电商的报价大幅度 下降，法国专家认为主要是因为发电容量严重过剩造成的，并不是n e t a 体系带 来的。而家庭用户的电价降低有限。 ( 2 ) 对于供电商，存在大的金融风险，供电商需要准确的需求负荷预测，否则将带 东北大学硕士学位论文 第二章电力市场及输电电价计算的研究概述 来财务灾难。平衡市场的交易价格可能变化剧烈。由于双边合同的限制，供电商 的出售价格变化极小，而在平衡市场的买入价格的变化可能是非常大的，女r j 2 0 0 1 年5 月1 7 开的最高买入价格曾高达1 2 0 英镑m w h ，比正常价格高出十几倍。 ( 3 ) 为规避平衡市场的风险，出现了电力交易商和经纪人。 ( 4 ) 为规避市场风险，出现了发电商与供电商纵向一体化的趋势，供电商出现联合 集中供电的趋势，从而削弱了竞争压力。 ( 5 ) 集中、大的信息技术成本，以及高风险导致了供电竞争的局限性，新的投资商 不愿意进入，影响了整个电力系统的长远发展。 ( 6 ) 多数长期合同的价格比现有市场价格更高。 图2 1n e t a 实施前的英国电力工业 f i g 2 1b r i t a i n p o w e r i n d u s t r y b e f o r e n e t a 图2 2 n e t a 实施后的英国电力工业 f i g 2 2b r i t a i np o w e ri n d u s t r ya f t e rn e t a 根据新电力交易模式所提出的确定输电电价的方法与以往的确定输电成本所用方 法的最大不同是它能根据电源、电网和负荷的实际情况，通过价格的形式向电力市场中 各参与方( 发电商、电网经营企业、用户、电力设备制造商及电力建设投资商等) 发出 是否应参与电力市场建设和在何处用电、在何处建设发电厂和扩充发电能力及在何处扩 建输电网络的经济信号【2 ”。电力市场中的各参与方可据此经济信号来确定自己在电力市 场中的经济决策，进而可使相应的资源应用得到优化，使电网的运行效率得到提高，使 一1 2 一 东北大学硕士学位论文 第二章电力市场及输电电价计算的研究概述 用户能够更合理地用电，并更有效地吸引社会资金参与电力市场建设。 2 2 4 美国p j m 电力市场的输电电价计算方法 美国的电力市场改革从1 9 9 2 年的新能源法案的公布和1 9 9 6 年的联邦能源管制委员 会第8 8 8 号、8 8 9 号法令的颁布开始，对电力企业实行放松管制，引入竞争体制，开放 输电网络，在美国的4 个地区已逐步建立了四种不同模式的电力市场，分别是东部的宾 州一新泽西一马罩兰( p j m ) 、西部的加州( c a ) 、东北部的新英格兰( n e ) 和纽约( n y ) 电力市场，尤其以p j m 电力市场较为成功。 p j m 是北美电力中心调度控制区，位居世界第三。p j m 始建于1 9 2 7 年，现有装机 容量5 6 0 0 0 m w 。1 9 9 7 年开始采用非节点电价，成为第一个基于报价的电力市场。1 9 9 7 年底开始i s o 运作，1 9 9 8 年初开始采用节点电价，1 9 9 9 年初开始金融输电权( f t r