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0 1 2 0 2 5 0 3 1 梁霞电力市场结构与交易机制研究 摘要 当今世界，电力工业的市场化改革已成为必然趋势。电力市场化改革就是要将竞 争机制引入电力行业，促使电力生产经营者降低成本、提高效率，在全社会范围内实 现电能资源的有效配置。采用怎样的电力市场结构和交易机制，已成为各国进行电力 市场化改革必须首先考虑的核心问题。 本文从当前国内外主要电力市场的现状入手，对现有的电力市场结构、交易类型、 交易模式等进行了较为深入的对比和讨论。随后，本文针对不同的市场结构，建立数 量模型，重点探讨了两种现货电能拍卖方法可能对电能价格和社会福利产生的影响， 并应用经济理论及博弈理论对模型分析的结果做了进一步的分析。 在上述理论研究的基础上，本文结合中国电力行业的具体情况，提出了对中国电 力改革的一些建议：开放发电市场是近期中国电力改革的方向；建立跨省市的区域电 力市场有助于打破长期存在的省间电能交易壁垒，实现电能资源的优化配置；为稳定 市场价格，保证系统安全运行，电力市场在开展电能竞价交易的同时还应有较大比重 的电能以签订远期电能合约的形式进行交易；现货电能交易采用统一系统边际价格拍 卖的方式进行将有助于优化资源配置，促进电力行业的发展；电力市场建立后，仍需 有专门机构对发电厂商的市场势力、现货电能价格以及垄断经营的电网企业进行监 管。 关键词：电力市场、市场结构、交易机制、电能拍卖 旦鬯! ! ! ! ! 垄垦 皇查查堑笙塑兰窒墨垫型堑茎 a b s t r a c t e l e c t r i c i t yi n d u s t r yr e f o r ma n dd e c e n t r a l i z a t i o nh a sr e c e n t l yb e e n o c c u r r i n ga r o u n d t h e w o r l d ac e n t r a lp u r p o s eo f t h er e f o r mi st oe n h a n c e e f f i c i e n c yo f t h ei n d u s t r ya n d r e a l i z e e f f e c t i v ea l l o c a t i o no f e l e c t r i cp o w e r t h r o u g hi n t r o d u c t i o no f c o m p e t i t i o ni nt h ee l e c t r i c i t y i n d u s t r y m a r k e ts t r u c t u r ea n dt r a d em e c h a n i s m sa r ed e c i s i v et ot h er e a l i z a t i o no f t h e r e f o r m p u r p o s e a n dh a v eb e e nt h ek e yi s s u ec o n c e r n e d b yt h ec o u n t r i e se x p e r i e n c i n g e l e c t r i c i t yr e f o r m b a s e do nt h ea n a l y s i so ff o r e i g na n dn a t i v ep o w e r m a r k e t s ，t h i sd i s s e r t a t i o nh a sc o m p a r e d a n d a n a l y z e dd i f f e r e n tp o w e r m a r k e t s t r u c t u r e s ，t r a d i n gt y p e sa n dt r a d i n gp a a e m s ，a n d e x p l a i n e d t h ed i f f e r e n tm a r k e ti n f l u e n c eo f s y s t e m m a r g i n a lp r i c e ( s m p ) p o w e r a u c t i o n a n d p a y a sb i d ( p a b ) p o w e ra u c t i o n u s i n gq u a n t i t a t i v em o d e la n de c o n o m i ct h e o r y c o m b i n i n g t h er e s u l to f a b o v et h e o r e t i c a la n a l y s i sw i t ht h er e a lp o s i t i o no f c h i n e s e e l e c t r i c i t yi n d u s t r y ，t h i sd i s s e r t a t i o nh a sp u t f o r w a r d f o l l o w i n gs u g g e s t i o n ：t h ec o m p e t i t i v e g e n e r a t i o nm a r k e t i st h ed i r e c t i o no fc h i n e s e e l e c t r i c i t yi n d u s t r yr e f o r mi nt h en e a rf u t u r e ； t ob r e a kt h ee x i s t i n gi n t e r - p r o v i n c i a lp o w e rt r a d e o b s t r u c t i o n , r e g i o n a lp o w e r m a r k e t s t r u c t u r ei sa p p r o p r i a t ef o rc h i n e s e p o w e rm a r k e t ；t h ef o r w a r dc o n t r a c t t r a d ei s i n d i s p e n s a b l e f o rt h es t a b i l i t yo fc h i n e s e p o w e rm a r k e t ；t h es m p a u c t i o ni sf a v o r a b l ef o r t h eo p t i m i z a t i o no f r e s o u r c ed i s t r i b u t i o n ；m a r k e t i n s p e c t i o ni sn e e d e d f o rt h em a r k e t p o w e r o f g e n e r a t o r s ，e l e c t r i cp o w e rp r i c ea n dm o n o p o l i s t i cm a r k e to p e r a t o r k e yw o r d s ：e l e c t r i c i t ym a r k e t ；m a r k e ts t r u c t u r e ；t r a d i n gm e c h a n i s m ；p o w e r a u c t i o n 2 0 1 2 0 2 5 0 3 1 粱霞 电力市场结构与交易机制研究 1 绪论 1 1 引论 上世纪8 0 年代以来，许多国家纷纷开始对其原有的电力工业管理体制进 行改革，世界电力行业掀起了一轮市场化变革的浪潮。虽然各国电力改革的具 体举措不尽相同，但目的却是一致的，就是希望通过引入市场竞争机制，促使 电力生产经营者降低成本提高效率，在全社会范围内实现电能资源的有效配 置。 电力市场的建立不仅带来了全社会范围内的资源再分配和利益再分配，也 带动了电力工业中调度、运行、自动化、财务、规划等方面一系列部门的重大 变革。而这所有的变革都将从电力工业结构和职能的根本性改交开始。 经济学理论告诉我们，市场结构很大程度上影响了市场成员的行为，从而 决定了整个市场的运行结果。因此，电力市场化改革所形成的市场结构是否合 理对于电力改革的目的能否实现将起到至关重要的作用。 市场机制的本质是竞争，竞争的前提是公平。电力市场是由多个市场主体 组成的有机体，要实现公平竞争，就必须建立促进公平竞争的市场交易规则， 创造公平竞争的环境，规范各市场主体的行为。不合理或不健全的市场交易机 制必然阻碍市场有效竞争的实现。 本文接下来就将围绕着电力市场结构和交易机制这一命题对电力市场可 能采用的各种结构和交易机制进行比较和讨论，并在此基础上结合我国电力行 业的实际情况提出对我国电力市场结构和交易机制的参考建议。 1 2 电力市场概述 1 2 1 电力市场的定义 电力市场的概念是由美国的f c s e h w e p p e 教授于1 9 7 9 年在2 0 0 0 年的电 力一文中首先提出的。此后几年中，这个设想都未能引起理论界的重视。直 到上世纪8 0 年代，随着电力工业改革的兴起，这课题才逐渐成为国内外学 者研究的一个热点。真正的电力市场是2 0 世纪9 0 年代首先出现在西欧的一种 新型的电力行业运营方式，它以促进电力行业内的竞争为出发点，基本目标是 降低电力行业的生产成本、提高其生产效率。 0 1 2 0 2 5 0 3i 粱霞 电力市场结构与交易机制研究 电力市场的内容、形式目前还处在不断发展的过程中，理论上对“电力市 场”还没有一个公正的、严格的定义，比较常见的一种定义是将电力市场视为 电能及其相关服务的众多买者和卖者，以及他们之间的相互关系。 1 2 2 电力市场的兴起 传统经济理论认为，电力产业是公用事业，资本高度密集、投资额巨大， 并具有网络产业特征，采取垂直垄断经营体制有利于发挥规模效益，解决电力 供给问题。事实上，在电力市场化改革前，大多数国家的电力行业都是国有产 业，推行的是垂直垄断的经营体制。这一方面是因为电力产业是关系国计民生 的重要基础产业，政府加强管理和控制，有利于社会的发展与稳定，另一方面 也因为私人难以提供满足电力行业发展所需的巨额资金，而且如果由私人经 营，其必将凭借其特殊地位寻求垄断利润而损害消费者利益。 但随着电力工业规模的扩大，电力企业的巨额债务成了政府财政的沉重负 担，政府难以继续满足电力工业大规模的投资需求。更重要的是，由于电力缺 乏经营压力，忽视提高经营效率，造成了不合理的社会负担，从而促使政府重 新审视电力产业的管理体制问题。 伴随着理论的突破、电力技术水平的进步、以及社会要求打破电力垄断的 呼声不断提高，进入二十世纪八十年代以后，在世界民营化浪潮中，欧美一些 国家纷纷掀起了以打破垄断、引入竞争的电力市场化改革。 从电力产业本身的技术经济特性来分析，虽然电力生产的发电、供电、售 电三个环节在效益和安全上存在一体化倾向，但是各环节的规模经济性和自然 垄断程度却大不一样。 电网的经济效益和可靠性与其规模成正比，如果在同一地区出现或存在两 个以上的电网，则无论竞争多么充分有效，都难以弥补重复建设所造成的巨大 损失。但研究和实践表明发电和售电环节不属于自然垄断，而是具有竞争潜质 的。随着电网扩大到一定规模，任何一家发电企业已经不可能具备垄断电力负 荷的能力和机会。同样，在电网设箍开放的条件下，电力销售业务也是可以独 立运作的，不拥有电力设施的经营者，如果精通电力业务并具有相当经济实力， 依据市场规则，也能够经营电力销售业务。因此，构成电力生产的发、供( 输、 配) 、售三个环节中，仅仅只有输配电网必须垄断经营，而发电和售电环节则 完全可以引入竞争机制。 目前美国、英国、阿根廷、澳大利亚、新西兰、智利等国家都进行了电力 改革，并已证明在发电和售电环节引入竞争机制是可行的，改革后建立的电力 市场降低了电价，提高了企业经营效益，减轻了政府财政负担。如：澳大利亚 0 1 2 0 2 5 0 3 1 粱霞 电力市场结构与交易机制研究 维多利亚州电力改革后，典型大工商业用户电费支出降低1 0 左右，削减政府 债务近1 7 0 亿美元。 1 3 电力市场的主要研究方向 有关电力市场理论的研究常常需要涉及到多个学科和领域，具体来说，这 些学科领域包括经济学理论、产业组织学、博弈论、市场学、电气工程学、电 力系统等等。但电力市场的建立实际上就是希望通过市场机制使电能得到更合 理、更有效的配置，因此，研究和讨论电力市场问题不可避免地要从经济学的 角度进行。 目前，有关电力市场问题的理论研究主要可分为四类： 1 ) 电力市场需求分析 与传统电力需求预测不同，电力市场的需求分析主要是利用经济学中的相 关理论，通过建立市场需求分析模型，揭示电力市场的发展规律。有关电力市 场需求的分析结果表明，影响电力需求的因素众多，且部分因素对电力需求的 影响具有滞后性，因此在建模分析时既要考虑多个因素的共线性问题，还应加 入时间序列变量。 2 1 电能成本及价格分析 一般来说，电能成本分析是电价分析的基础。电能成本的组成较为复杂， 一般可按短期电能成本和长期电能成本两类划分。对短期电能成本的分析还包 括电力系统优化调度，随机生产模拟和开停机问题，对长期电能成本的分析还 涉及电源优化与输电系统规划等问题。在电能成本分析基础上进行的电能价格 分析可以为电力市场的监管提供有效的支持。衡量电力市场中的电价是否合理 一般可从以下几个方面进行考虑：资源配置是否有效；成本和收入的分配是否 合理：企业运营效率是否能不断提高。此外，发电商在做投资决策时也离不开 对未来电价和成本的分析和预测。 3 1 电力市场的交易形式 电力交易可分为现货电能竞价交易和双边电能合约交易两种。现货电能交 易体现电力市场的竞争性，而双边电能合约交易对电力市场的稳定具有重要意 义。按照各国的实际情况，决定其电力市场交易以何种形式为主，以及两种交 易在市场中各占多大比例已成为电力市场规划研究的重点问题。 4 1 竞价交易机制和厂商竞争策略 电力市场交易机制的设计是电力市场理论中的难点，因为交易机制不但关 系到整个电力市场运作的经济效益，更直接影响电力系统安全性和可靠性。在 0 1 2 0 2 5 0 3 1 粱霞 电力市场结掏与交易机糟研究 开放的电力市场中，现货电能价格是由各电能生产厂商通过竞争性报价产生 的，最终成交上网的电能价格是否合理很大程度上取决于市场交易机制，尤其 是电能拍卖方法。为保证电能资源在全社会范围内的优化配置防止发电商的 投机行为，必须运用市场均衡理论、拍卖理论、边际成本理论、电力系统可靠 性等理论，设计出合理的市场竞价模式和规则。 各厂商竞争策略的实旌直接构成了市场运行的最终结果，因此，验证某种 电力市场交易机制是否合理的最直接的方法就是对该市场中的厂商竞争策略 进行研究。只有对电力市场中各厂商将采取的竞争策略有所了解，才能有效地 评价市场交易机制的优劣，为电力市场的监管和不断进步提供支持。同时，对 于发电公司来说，竞价决策和优化运行有密切的关系，在现有市场竞价规则下 采用怎样的竞价策略能使其实现其利润最大化的目标，必然是每个厂商迫切需 要了解的问题。 1 4 本文的研究背景、主要思路和创新 改革开放以来，我国的电力行业取得了前所未有的发展速度。在过去的 2 0 年中，装机容量从1 9 8 0 年的6 5 8 7 g w 增长到2 0 0 0 年的3 1 9 3 2 g w ，发电量 从1 9 8 0 年的3 0 0 6 t w h 增长到2 0 0 0 年的1 3 6 8 5 t w h ，2 0 0 0 年的两项指标均仅 次于美国丽名列世界第二位， 随着中国经济的发展，对电的需求与消费也不断增加，总用电量从1 9 8 7 年的4 9 0 t w h 增加到2 0 0 0 年的1 3 2 4 t w h ，年均增长9 2 。2 0 0 0 年，总用电 量比上一年增长9 5 ，其中工业用电增长1 1 ，居民用电增长1 4 。在全部 的消费领域中，居民用电增长最快，其占总电力消费的比重由1 9 8 7 年的5 5 增加到2 0 0 0 年的1 2 2 ，年均增长1 5 ：工业用电占总电力消费的比重尽管 由1 9 8 7 年的8 1 下降到2 0 0 0 年的7 2 8 ，但工业，尤其是重工业，仍然是电 力的最大消费领域，并左右着电力的总需求水平。 尽管发展如此迅速，我雷电力行业的仍面牾着巨大的挑战。主要表现为： 1 1 前几年曾一度出现的电力供求平衡是建立在较低的电力消费水平基础上 的，且极不稳定。与发达国家乃至世界平均水平相比，中国的人均用电量和人 均装机容量仍然很低。 2 1 电力设施建设在不同地区之间的发展极不平衡：中国目前尚有6 0 0 0 万人 未能用上电，主要集中在偏远山区。 3 ) 电力供应的增长难以跟上电力需求增长的速度，电力供应紧张一直未得 到缓解。2 0 0 3 年夏季全国已有2 1 个省市拉闸限电，据预测2 0 0 4 年中国的电力 0 1 2 0 2 5 0 3 i 梁霞 电力市场结构与交易机制研究 需求还将比上年增长近1 l 。随着中国经济增长和人民生活水平的提高，在较 长的一段时期内，电能需求将保持高速增长的势头。 事实表明，中国原有的电力体制已不能适应电力发展的新形势，电力改革 势在必行。我国从1 9 9 8 年就开始在部分地区开展了电力市场的试点工作，以 便积累一定的经验。2 0 0 2 年底，“厂网分离”的正式实行，标志着我国在建立 电力市场的路上又迈出了一大步。“厂网分离”后，原有的国家电力公司被两 家电网公司( 国家电网公司和南方电网公司) 及五家发电集团公司所替代，电 力市场的竞争主体初步形成。在目前情况下，结合我国国情讨论电力市场可采 用的结构及交易机制，将对我国下一步电力改革的进程具有重要的现实意义。 本文在研究和分析当前世界上主要电力市场模式及国内外有关研究成果 的基础上，着重针对电力行业的结构及市场交易机制进行讨论，主要研究思路 如下： 1 )国外典型电力市场及我国几处试点电力市场的运行模式和情况分析； 2 1 从纵、横两个角度分析和比较电力市场可采用的各种结构形式，并对影 响市场竞争强度的因素进行深入的讨论； 3 ) 对不同的电力市场交易类型和交易模式进行对比和分析： 4 ) 通过建立数量模型，探讨不同的电能拍卖机制对市场电价及整个社会福 利状况的影响； 5 ) 在上述理论研究的基础上，结合中国电力行业的具体情况，提出对中国 电力改革的一些建议。 本文的主要创新有： 1 ) 从纵、横两个角度对电力市场的结构进行分析和比较； 2 1 针对电力市场电能需求的价格弹性接近刚性的情况，建立相应的数量模 型，分析和讨论刚性需求的电力市场中，不同的现货电能拍卖机制可能对上网 电价和社会福利产生的影响； 3 ) 应用权利指数和夏普里值的概念解释不同市场需求与厂商生产能力的 关系对电力市场运行绩效的影响； 4 ) 将理论分析结果与中国电力行业的具体情况相结合，提出对中国电力改 革的建议。 0 1 2 0 2 5 0 3 1 梁霞 电力市场结构与交易机制研究 2 国内外电力改革经验 2 1 国外典型电力市场 英国、美国是世界上较早实行电力工业市场化改革的国家，它们的电力市 场运营模式和运行经验对后来其它国家的电力改革起到了很强的示范作用。下 面就着重介绍这两个国家的典型电力市场。 2 1 1 英国电力市场 英国新电力改革前的电力市场采用的是以电力联营体( p o w e rp 0 0 1 ) 为中 心的运营模式，圈2 1 表示了它的组织结构。 其中，国家电网公司n g c ( n a t i o n a lg r i dc o m p a n y ) 拥有所有的高压输电系 统，电力市场的交易机构一一电力联营体( p o w e rp 0 0 1 ) 也由国家电网公司n g c 负责运行。其他三个公司( 国家电力公司、国家发电公司、核电公司) 则分别拥 有一定份额的火力发电厂和核电厂。地区电力公司也全部私有化，拥有】3 2 k v 以下的输、配电网络，负责将电能卖给最终用户。英国电力市场中发、输、配 电完全分离，除签订直接合同外，电能都需要参与电力联营中心的电力交易。 国家电力公司 li 法国电网il 核电公司ll 苏格兰电网l| 国家发电公司 独立发电商 。誉鬻：，l - b - - _ ! !( 电力联营中心)： 地区电= _ i 公司lj 地区电力公司ll 地区电力公司 持特许证单位 用户 ii 用户li 用户i 甩户 图21 英国电力联营体的组织结构 这一电力市场的交易模式如图2 2 所示，其最显著的特点就是绝大多数电 客 0 1 2 娌5 j 粱霞 屯力市场结构与交易机制研究 能都需要通过电力联营体竟价上网；所有区域配电公司和大用户都向国家电网 公司购电；国家电两公司负责电网的调度和运行，起独立系统运行者( i s o ) 的作 用。 图2 2 英国电力联营体交易模 2 0 0 0 年7 月英国新的公用事业法案( u t i l i t i e s a c t2 0 0 0 ) 得到议会批准，这 标志着英国电力市场在经历了私有化过程及建立电力联营体结构模式1 0 年后， 又开始了新一轮改革。 新一轮改革有效地促进了电力市场框架和工业结构的根本变化，主要体现 在： 设立了新的管理机构0 f g e m ( o f f i c eo fg a sa n de l e c t r i c i t ym a r k e t s ) 和新的 用户组织e n e r g y w a t c h ； 建立了新的电力交易机制n e t a ( n e we l e c t r i c i t yt r a d i n ga r r a n g e m e n t ) ， n e t a 第一阶段于2 0 0 1 年3 月2 7 日开始在英国电力市场( 仅包括英格兰和威 尔士) 实施。与电力联营体交易机制不同，n e t a 交易模式中双边合同交易占据 了主导地位。双边合同交易可通过面对面的方式或在任意一个电力交易中心 p x ( p o w e r e x c h a n g e ) 进行，交易的数量、方式、时间、地点非常灵活方便， 目前双边交易量占总交易量的9 0 以上。 引入了新的经营执照标准，重新规定了所有市场参与者的责任、权力和义 务。通过分别申请和颁发配电、售电执照，英国新电力市场实现了配、售电业 务的彻底分开，出现了地区配电系统运营商d n o ( d i s t r i b u t i o nn e t w o r k o p e r a t o r s ) 和售电商( s u p p l i e r s ) 。 配、售电业务的分开，实现了用户侧市场的完全开放。所有的用户，无论 其规模大小，均可自由选择售电商。配、售电业务方面竞争激烈，重组、并购 工作一直没有停止。 这种全新的市场机制实行以来，取得了显著的成效。电价明显下降，系统 运行平稳。用户利益得到了保证，拥有更多的主动权。 英国新电力市场的结构如图2 3 所示：市场大致分为监管服务、交易结算 0 1 2 0 2 5 0 3 1 梁霞 电力市场结构与交易机制研究 和电力运行3 个体系及发电公司和售电公司2 个市场实体。 图2 3 ：英国新电力市场结构 ( 引自中国电力2 0 0 3 6 ，英国电办市场新模式一一结构、成效及问题) 下面对上图涉及的英国新电力市场的体系部门做一简单介绍： 监管服务体系： 0 绝e r a ( o f f i c eo f g a sa n d e l e c t r i c i t y m a r k e t s ) 为政府监管部门，其宗旨是促 进竞争，监管垄断行业。o f g e m 通过核发执照监管整个电力工业界，并通过价 格控制来监管输电和配电系统这样的垄断行业。o f g e m 成立以来发挥了相当重 要的作用，在实行市场监管、建立规章制度、颁发执照、创立新的交易机制、 研究未来发展方向方面做了大量工作。 电力协会e a ( e l e c t r i c i t ya s s o c i a t i o n ) 是电力工业界的代言人，保护发电、 输电、配电和售电公司的利益，制定有关的行业标准。 新的能源( 特指天然气和电力) 用户消费者组织e n e r g y w a t c h 由政府出资建 立，代表广大消费者的利益。其主要职能是接受用户投诉、向有关部门提出意 见和建议、为用户选择能源供应商提供信息。 市场交易体系： 远期、长期、短期、实时市场并存以满足市场参与者的不同需求。远期合 同主要是在o t c ( o v e r t h ec o u n t e r ) 市场中签署的。短期交易主要在p x ( p o w e r e x c h a n g e ) 中进行。 平衡市场由系统调度s o 负责运营，以满足系统实时平衡需要。在平衡市 场中，s o 除了购买电力以满足电力平衡要求外，还要购买辅助服务以保证系 统的安全稳定运行。 1 0 0 1 2 0 2 5 0 3 l 粱霞 电力市场结构与交易机制研究 交易中的平衡与结算工作由单独的公司e l e x o n 管理。e l e x o n 虽然为 国家电网公司n g c 所拥有，但并不受n g c 控制。 电力运行体系： 国家电网公司n g c 作为输电网络的运营者在电力工业中仍具有核心作 用，n g c 有义务发展和维持一个高效、协调和经济的输电系统来支持电力市 场的竞争。其调度中心s o 负责平衡市场和辅助服务市场的运转，并负责整个 系统的安全、稳定运行，特别是包括紧急状态的控制和调度。输电公司t o 隶 属于n g c ，负责输电网的建设与发展。配电网络运营商d n o 为持有配电执照 的企业。目前由9 个配电集团公司负责运营1 2 个配电区域，各自负责所辖地 区的每一个用户的电力需求。 2 1 2 美国加州电力市场 美国加州电力市场运营模式可以称为双中心模式，即电能交易中心( p x ) + 独立系统运行中心( 1 s o ) 。如图3 所示。这一模式除了包含了打破垄断、引入 竞争的基本思想还将市场交易部门( p x ) 与系统调度部门( i s o ) 分开，以便更 有效的保证电力运营的安全可靠。 在该模式下，各个电厂或发电集团可以直接和用户签订合同，然后提交 i s o 审批执行，也可以参加电能交易中心组织的竞价上网。p x 收集电厂和用 户情况、发布信息、提供电力电量交易合同服务并组织独立发电公司竞争发电。 p x 根据各个电力公司的报价以及预买卖的电量，在全局优化的基础上进行贸 易匹配。 独立的系统运行机构i s o 拥有系统运行的最高权利，负责电网系统安全， 所有发电和用电合同都必须提交i s o 批准。 如果p x 组织的电能贸易会导致过负荷、网络拥挤或其它安全性问题，则 交易不能生效，需要重新分配发电计划。另外，系统备用、调频、调压等辅助 性服务由i s o 管理，它是辅助性服务的唯一购买者。 i s o 和p x 不拥有发电设备以及输、配电设备，也不属于任何的发电、输 电或配电公司，是独立的非盈利机构，这与英国p o w e r p o o l 不同。后者可以直 接参加电能的买卖，且拥有电网，可收取相应的过网费，因此不是一个纯粹的 非盈利机构。 加州电力市场的组成和交易模式可以用图2 4 表示： l l 0 1 2 0 2 5 0 3 1 粱霞 电力市场结构与交易机制研究 圈2 4 美国加州电力市场结构和交易模式 2 1 3 美国p d m 电力市场 p j m 电力市场由p j m 组织不断发展形成。该组织始建于1 9 2 7 年，是由宾 夕法尼亚州、新泽西州和马里兰州的3 个电力公司组成的一个区域电力协作组 织。它是世界上第一个电力联营组织，负责协调成员之间的合作。 1 9 9 7 年，p j m 应联邦政府改革的要求组织改组成p j m 联网有限责任公司 f p j m l l c 简称p j m ) ，开始执行市场化改革，它也是美国第1 个区域性的电力 市场。1 9 9 8 年p j m 成为区域独立系统运行机构，并逐步增加电力交易种类， 包括支持备用分配制度的容量交易市场、输电权交易市场、日前电能交易市场、 实时电能交易市场以及为系统提供备用资源的辅助服务市场等。2 0 0 2 年p j m 的服务范围扩展到包括宾夕法尼亚、新泽西、马里兰、特拉华、弗吉尼亚5 个 州以及哥伦比亚、西弗吉尼亚和俄亥俄3 个州的大部分地区，形成p j me a s t 和p j m w e s t 两个控制区，供电人口为2 5 1 0 万人，发电总装机容量6 6 0 7 g w ， 年发电量近3 0 0 t w h 。 p j m 服务区所在的各州先后实施了解除管制、引入竞争的电力改革。各州 的主要改革内容集中在以下几个方面： 1 ) 逐步开放终端用户的用电选择权； 2 ) 开放网络使用权，包括输电网和配电网# 0 1 2 0 2 5 0 3 1 梁霞 电力市场结构与交易机制研究 3 ) 要求公用电力公司将发、输、配电业务至少从功能上分开； 4 ) 电价按照发、输、配、售各环节分解； 5 ) 建立搁浅成本补偿机制，一般从用户的网络使用费中收取补偿费； 6 ) 在过渡期内对终端用户( 未选择供电商) 实施冻结电价或逐步降低电价 的保护措施。 下面介绍一下p j m 的组织结构与其市场交易机制： p j m 的组织结构： p j m 由p j m 管理董事会、p j m 成员委员会和p j m 联网办公室组成。p j m 管理董事会和p j m 成员委员会对p j m 的运作实行双重控制和管理。p j m 管理 董事会由p j m 成员以外的代表组成，对p j m 联网公司的运作进行监督和控制， 保证电网安全可靠运行和电力市场有效运行；p j m 成员委员会由来自5 个不同 电力业务的成员代表组成，负责监管p j m 联网公司所有业务、修改规则等。 p j m 联网办公室是p j m 运营的执行机构。p j m 既是系统运行机构又是市场运 营机构，其主要职能是：系统集中控制与调度，电力市场运营，管理输电网价 格和输电服务，制定区域电网扩展规划并协调各成员之间的电源规划等。 p j m 电力市场的交易机制： p j m 电力市场是一个开放的电力市场，市场向p j m 控制区内外的成员开 放，p j m 成员包括发电商、供电企业以及其他的电力交易商。在p j m 控制区 内，供电企业负责向用户供电，在用户具有选择权的地区，原公用电力公司有 义务向未重新选择的用户供电。供电企业通过运行自己拥有的发电厂、签订双 边合同和从p j m 市场采购来满足供电义务要求。 2 1 4 国外电力市场的比较 通过对以上国外电力市场的分析可以看出他们主要差异表现在： 机构设置：电力交易中心可以集电力交易和电力调度职能为一身( 如英国 电力市场和p j m 电力市场) ，也可以将电力市场的经济职能赋予电力交易中心， 而技术职能则由独立的电力调度中心承担( 如美国加州电力市场的机构设置) 。 从某种意义上说，可能后一种机构设置更便于确保电力系统的安全运行。 开放程度：电力市场的开放一般都是从发电市场的开放开始的，随着电力 市场开发程度越高，市场参与者可选择的交易类型也越多，在高度开放的电力 市场中，用户既可从配电公司买电也可向零售商或直接向电力生产厂商买电。 盈利性质：电力交易中心可以作为一个纯粹的非盈利机构，也可以作为盈 利机构，拥有电网，直接参加电能的买卖并收取相应的过网费。 2 2 我国各地试点电力市场 1 9 9 8 年我国便确定在山东、上海、浙江及东北的辽宁、吉林、黑龙江6 个电网首先进行“厂网分开、竞价上网”的电力改革试点。2 0 0 0 年1 月山东、 上海、浙江发电侧电力市场投入商业化运行，2 0 0 0 年4 月东北三省电力市场正 式投运。这些试点电力市场为将来在全国范围内建立电力市场积累了实践经 验。 下面简单介绍几处较早实施试点的电力市场运营模式： 2 2 1 浙江电力市场 浙江省的电力市场试点模式如下： 电能交易中心按照每半小时为一个时段，将一天划分为4 8 个时段，组织 各个发电机组进行竞价交易。交易中心按照发电厂商报价从低到高的顺序将其 排序，并按此排序将各厂商申报的发电量累加与该时段市场总电能需求量相匹 配，以确定各发电厂商在该时段的发电量。每一时段最后被安排发电的机组的 报价( 系统边际报价) 作为该时段电力市场现货电量的成交价格。同时，按系 统总电量的8 5 与发电厂商签订差价合约并以此取代原来与各电厂的定量定 价购电协议；各发电厂商一天中某时段的收入可以按下式计算： r = 如+ o + q c + ( 芝一乓) 其中r 为电厂某一时段的总收入，鳓为电厂在该时段的实际总发电量， 为该时段电力市场现货电量的成交价格，绕为电厂持有的差价合约电量，足为 差价合约电量的约定价格。上式表明，发电企业的收入由市场交易电量收入和 差价合约收入两部分组成，市场交易电量收入由实际总发电量乘以市场交易价 格形成，差价合约收入是由合约电量价格与现货电量交易价格之差乘以合约电 量数量形成，这部分收入可正可负。引入差价合约收入机制，使得差价合约收 入与现货市场价格的高低成反比，也可以理解为形成了价格与收入的对冲。即 现货市场价格岛低于合约电价足时，差价合约收入绞+ ( 足一) 为正数，发电 企业除了能拿到市场交易电量收入外，还能拿到差价合约收入，保证了发电企 业的收入。当现货市场价格兄高于合约电价p c 时，则差价合约收入 绕+ ( 足一) 为负数，此时发电企业的收入是：市场交易电量收入减去差价合 约收入，即发电企业要从市场交易电量收入中拿出一块来给电网企业，保证了 1 4 0 1 2 0 2 5 0 3 1 粱霞 电力市场结构与交易机制研究 电网企业的利益。这样的机制比较好地保证和平衡了购售电双方的利益，规避 了市场价格的风险。 2 2 2 上海电力市场 上海电力市场采用的是合约电量加竞价电量的交易方式，系统电量由交易 调度中心统一购买。具体的说就是： 电力交易中心按各发电厂商往年协议电量的9 0 与之签订年度购电合约， 并根据每月、每日用电符合预测及机组检修计划确定个发电厂商每月、每日的 合约电量。 电网每日实际用电需求减去该目各发电厂总的合约电量即为该日的现货 电量。对于这部分剩余电量，电力交易中心将组织各发电厂开展竞价。对于竟 价电量，电力交易中心按厂商报价由低到高的顺序安排其发电量，最后一个被 安排发电的机组报价将作为所有现货电量的结算价格。 当实际当日用电量小于该日总合约电量时，交易中心将按比例修正各个发 电厂商该日的合约电量，对于当前未实现的合约电量，交易中心将在以后另安 排发电量给予补偿。 各厂商的发电收入可表示为： r = 绋+ 匕+ q c + 尼 其中r 为电厂的总收入，鳓为电厂现货发电量，易为电力市场的现货电 量成交价格，q 为电厂的合约电量，芝为合约电量价格。发电企业的收入由 市场竞价交易电量收入和合约电量收入两部分组成，市场交易电量收入由市场 交易电量乘以市场交易价格形成，合约电量收入是由期货合约电价乘以合约电 量形成。这种交易模式实质上是用合约电量取代来原来的协议电量，而仅有部 分电量参与竞价上网。 2 2 3 山东电力市场 山东电力市场采取的是“机组竞价上网，合同电量按合同电价结算，现货 电量按竞价电价结算”的限量竞价模式。具体的说就是： 电网经营企业与发电厂商签订售电合同，明确合同电量和电价，并按预测 负荷情况将合同电量分解到每日。 电网经营企业将每日划分为4 8 个时段，组织发电厂商对电网全部电量进 行竞价，而后按照厂商报价从低到高的顺序安排各机组发电量，最后成交的最 高电量报价作为系统所有现货电量的成交价。各厂商通过竞价确定其发电量， ! 塑! 竺! 缝堡 皇垄壹堑苎塑兰奎墨垫型竺窒 其中超过合同电量的部分作为现货电量按现货电价核算，合同电量部分按合同 电价结算。 r = ( 一绞) + p m + q c 最 其中r 为电厂的总收入，鳓一q 为电厂现货发电量，匕为电力市场的现 货电量成交价格，绞为电厂的合同电量，昂为合同电量价格。 2 2 4 我国各地电力市场的比较 从几个试点单位的情况看，中国电力市场现阶段的发展有以下特点： 1 ) 发电侧开放的电力市场 目前我国电力市场的改革方向是“网厂分开、竞价上网”，即将发电厂与 电网分开，建立规范的、具有独立法人地位的发电实体和开放的发电市场。发 电市场的市场主体是各独立发电企业与电网经营企业，电网经营企业负责组织 各发电公司间的竞争，政府负责对市场进行监督管理。与英国、澳大利亚等国 的电力市场不同，中国电力市场仍保持输、配一体的管理模式。保留供电营业 区，每个供电营业区只有一个指定的供电机构向终端用户供电。 2 ) 单一购买模式 几处试点电力市场采用的都是“l + n ”式的市场模式，“1 ”是指电力市场 只有单一的购买者，即电网经营企业：“n ”是指参加“竟价上网”的各个独立 发电企业。广大电力用户不能与发电厂签订购电合同，只能向电网经营企业买 电。在这种模式下，电网经营企业必须保证系统的实时供需平衡，为了防范供 电不足或购电电价过高的风险，电网经营企业都用不同的方式与发电公司签订 了一定数量的电能合约。但值得注意的是：各个试点电力市场中有的是采用“全 部电力”参与竟价的方式( 如浙江、山东电力市场) 而有些则采用“部分电量” 竞价上网的方式( 如上海电力市场，只有约年占市场需求百分之十的电量参与 竟价) 。 3 ) 市场价格机制 对于市场竞价电能，各试点单位都将满足负荷需求的最后一台发电机组对 应的发电厂商报价作为所有成交电量的结算价格，这种方法一般被称为系统边 际电价拍卖( s y s t e mm a r g i n a lp r i c e ) ，或称统一价格拍卖( u n i f o r mp r i c i n g ) 。 与之相对应的另一种电能结算方式为报价电价拍卖( p a ya sb i d ) 或称区别价 格拍卖，即交易中心按每个获得发电权的厂商的实际报价与之进行结算。 同时。为规范市场行为，防止购电费用过高和恶性竞争，各地电力试点还 对发电公司的报价设置了最高限价和最低限价。但如何科学、合理地制订最高 1 6 0 1 2 0 2 5 0 3 l 梁霞电力市场结构与交易机制研究 限价和最低限价，还需进一步研究。 4 )双轨制竞价体系 由于前几年我国电力装机严重不足，为鼓励投资者建设电厂，出台了一系 列包括保证机组年利用小时数和上网电价的优惠政策，许多电厂都与电网签订 了有效期限较长的购电合同。怎样解决这些历史遗留的购电合同成为了各地开 展“竞价上网”试点遇到的首要问题。为解决这一关键问题，各试点单位在建 立电力市场的探索中提出了“差价合约”、“履行合约，竞价超约”等多种实施 方案，其目的是既要考虑原有的还本付息政策的延续，又要引入竞争机制，推 动电力市场的发展。这些方案的核心是“双轨制”竞价体系，即基本电量部分 按国家批准的合同电价结算，竞价电量按市场电价结算。随着市场的发展完善， 这种作为原先发电合同延续的合约电量在市场中所占有的比例将逐渐减小，最 终将被市场机制下的合约交易电能所取代。 5 )生产调度与市场交易一体化 目前国际上电力市场的运行有2 种方式：一种是美国加州i s o ( i n d e p e n d e n t s y s t e mo p e r a t o r ) 与p x ( p o w e re x c h a n g e ) 形式，即电网运行调度与市场交易分立； 另一种是大多数电力市场所采用的调度与市场交易一体化的形式。我国由于电 网本身的特点，各试点单位大多采用了后一种市场运行方式。在这种运行方式 下，调度部门作为电网经营企业的核心，必须坚持公平、公正、公开和透明。 ! 坚堡! ! 塑! 墨堡 皇垄壹堑笙塑皇銮墨垫! ! 堑窒 3 电力市场结构与竞争 要在垂直垄断的电力产业中引入竞争机制，首先必须对原有产业组织结构 进行重组，创造新的市场主体和公平竞争的条件。在这一过程中，所要遵循的 基本原则是：既要打破体制垄断，又要讲究规模经济，以利于市场主体开展公 平竞争；既要发挥大电网的效益，又要避免市场分割。 3 1 电力市场结构 对“电力市场结构”的理解归纳起来主要有以下四种观点。第一种观点认 为：电力市场结构是指“电源结构、电网结构、用电结构、电力资产结构”( 余 化良，2 0 0 2 ) 。这一观点将电力市场结构看作是一个由电力能源结构、组织结 构、产权结构等构成的综合性概念。第二种观点认为：电力市场结构包括电力 市场交易模式，以及电力市场成员之间的相互关联关系等。第三种观点是：电 力市场结构是指电力市场的产权制度安排，例如，有的学者指出，“英国的电 力市场是将垄断的电力行业全面放松管制、引入竞争形成的，而美国电力市场 的改革是在全面私有化的基础上进行的，它们是最有代表性的电力市场结构模 式”( 杜松怀、侯志俭，2 0 0 1 ) 。第四种观点是：按照产业组织经济学的理论， “市场结构，是指一定产业的厂商间以及厂商与消费者之间关系的特征和形 式，其中心内容是竞争与垄断的关系”( 金碚，1 9 9 9 ) 。该理论认为，市场结构 直接影响着企业的市场行为( 企业行为又直接影响着市场运行效果) ，“竞争”和 “垄断”本身也是企业市场行为的选择，所以，“市场结构”是“竞争与垄断 的关系”。 为研究电力市场结构与竞争的关系，本文将电力市场结构的含义界定为电 力市场的组成以及电力市场成员间的相互关系，包括电力市场纵向结构及电力 市场横向结构两部分。 3 1 1 电力市场纵向结构 从纵向看，电力行业主要由电力生产、电力输送、电力分配和电力销售四 个紧密衔接的环节组成，传统电力行业普遍采用的是垂直垄断的纵向结构。在 该结构下，电力工业是一个高度集中的系统，只有一个电力公司，其拥有发电 厂、输电网、配电网，独自负责电力的生产、输送、分配及销售。发、输、配、 售电部门只是电能生产和利用的不同环节，他们之间没有真正的交易关系，不 存在利益分配问题。 ! 竺! ! ! 竺! 墨垦 宴垄查堑竺塑望窒墨堡! ! 堑茎 随着电力市场化改革在越来越多的国家实施，传统的电力行业纵向结构被 彻底改变。各国电力工业商业化运营的相